Ca2+参与H2O2促进盐碱混合胁迫下燕麦种子的萌发和成苗

盐碱胁迫是制约作物高产优质的重要因素,Ca²⁺和H₂O₂作为信号分子参与作物逆境响应调节。为了解Ca²⁺是否参与H₂O₂对盐碱胁迫下植物种子萌发和成苗的调控,以燕麦（Avena nude）为试验材料,采用隶属函数分析方法,研究了胞外游离Ca²⁺螯合剂EGTA、质膜Ca²⁺通道阻断剂LaCl₃和液泡膜Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）与H₂O₂共处理对盐碱混合（NaCl：Na₂SO₄：NaHCO₃：Na₂CO₃=12：8：9：1）胁迫下种子萌发和成苗的影响。结果表明,25~200 mmol·L^-1盐碱混合胁迫显著抑制燕麦的种子萌发和成苗,抑制程度随浓度提高而增强;0.001~2 mmol·L^-1 H₂O₂能够促进燕麦种子的萌发和成苗,且0.5 mmol·L^-1 H₂O₂可以显著缓解75 mmol·L^-1盐碱混合胁迫对燕麦种子萌发和成苗的抑制作用;而EGTA、LaCl₃和RR均能消减H₂O₂对盐碱混合胁迫下燕麦种子萌发和成苗的促进作用。表明Ca²⁺参与H₂O₂促进盐碱混合胁迫下燕麦种子萌发和成苗的信号转导过程。     

胞质Ca2+参与外源H2S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发

硫化氢（Hydrogen sulfide,H₂S）是植物新型气体信号分子,钙离子（Calcium,Ca²⁺）为重要的第二信使,两者在植物逆境响应中分别发挥着重要作用。为明确胞质Ca²⁺在外源H₂S促进盐碱胁迫下作物种子萌发中的作用,以裸燕麦（Avena nude）为材料,采用培养皿培养,以混合盐碱（NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃的摩尔比为12：8：1：9）模拟甘肃裸燕麦种植地盐碱环境,蒸馏水为对照,测定了胞外Ca²⁺螯合剂乙二醇-双-（2-氨基乙醚）四乙酸（EGTA）、质膜Ca²⁺通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）、液泡Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）和内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素（Thaps）分别与H₂S供体硫氢化钠（NaHS）共处理下种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长7个发芽指标,利用隶属函数分析方法综合评价胞质Ca²⁺对H₂S缓解盐碱胁迫抑制种子萌发的影响。结果表明,随着盐碱胁迫浓度增大,裸燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长显著下降。与对照相比,15~75 mmol·L^-1盐碱胁迫导致裸燕麦种子萌发的隶属函数综合评价值（D）显著降低,30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降了73.1%;100~1 000 μmol·L^-1 NaHS不同程度提高了裸燕麦种子萌发的D值,且100 μmol·L^-1 NaHS缓解30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的作用最大;EGTA、LaCl₃和RR均显著逆转了100 μmol·L^-1 NaHS对30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的缓解作用,而Thaps对NaHS的作用无显著影响。表明胞质Ca²⁺参与外源H₂S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发的信号传导过程,且胞质Ca²⁺主要来源于胞外Ca²⁺的内流和液泡中Ca²⁺的释放。     

NO对盐胁迫下长春花种子萌发和幼苗生理代谢的影响

为探讨NO对盐胁迫下长春花（Catharanthus roseus）种子萌发及幼苗生长的缓解作用,在50 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,研究了不同浓度外源NO供体硝普钠（SNP）处理对长春花种子萌发及幼苗生理代谢的影响。研究表明：盐胁迫抑制长春花种子萌发,0.1 mmol·L^-1 SNP缓解盐胁迫对长春花种子萌发和幼苗生长效果最好,显著提高种子发芽率、发芽指数、活力指数和叶片中脯氨酸（Pro）含量,降低了丙二醛（MDA）含量,0.1~0.5 mmol·L^-1 SNP下硝酸还原酶（NR）活性增强,大于0.5 mmol·L^-1 SNP加重盐胁迫伤害。适当浓度的NO可有效缓解盐胁迫对长春花种子和幼苗的伤害。     

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.     

盐碱胁迫对平欧杂种榛枝条电阻抗图谱参数及离子含量的影响

为探讨平欧杂种榛枝条对盐碱胁迫的适应性,测定‘辽榛3号’当年生枝条在中性盐(NaCl)、碱性盐(Na₂CO₃)及混合盐3种盐碱胁迫下各项电阻抗图谱(EIS)参数的变化及主要矿质元素含量,分析各电阻抗参数及矿质离子含量的相关性.结果表明： 随着NaCl浓度的增加,电阻抗参数高频电阻率(r)、低频电阻率(r₁)、胞内电阻率(r_i)和胞外电阻率(r_e)均表现出先降低后增加再降低的变化趋势;Na₂CO₃胁迫下,各参数则呈现持续上升的变化规律;混合盐碱胁迫下,r₁、r_e随盐浓度增加持续降低,Na⁺含量在3种类型盐碱胁迫下均随浓度的增加而上升,且NaCl胁迫>混合盐碱胁迫> Na₂CO₃胁迫;Na₂CO₃胁迫导致了Zn、B、Ca 3种元素含量的降低.5种阳离子总量与r₁、r_e、弛豫时间(τ)、弛豫时间分布系数(Ψ)呈显著负相关.平欧杂种榛枝条能耐200 mmol·L^-1碱性盐胁迫,而对中性盐的忍耐能力介于100～150 mmol·L^-1.     

盐碱胁迫下碱地肤Na+/H+逆向转运蛋白基因KsNHX1表达分析

利用RACE技术得到碱地肤KsNHX1的3’cDNA序列.分子系统进化分析显示,KsNHX1为液泡膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白编码基因.通过半定量RT-PCR检测了该基因在盐碱胁迫下的表达,结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl胁迫2~24 h,KsNHX1在叶片中表达量持续增加;200 mmol·L^-1 NaCl处理10 h,KsNHX1在根、茎、叶和花中的表达都上调;不同浓度NaCl处理下,叶片中KsNHX1表达上调,160 mmol·L^-1时达到最高;低于400 mmol·L^-1浓度下,根中该基因的表达也都上调.经不同浓度Na₂CO₃胁迫,根中KsNHX1的表达变化趋势与相应浓度NaCl胁迫下的变化相同;但叶片中除160 mmol·L^-1 Na₂CO₃处理下KsNHX1表达略有上调外,其他浓度下KsNHX1的表达都低于对照.KsNHX1的表达模式暗示,在不同盐碱胁迫下,碱地肤能够维持体内相对稳定的K⁺/Na⁺,其耐盐特性可能与Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的作用密切相关.     

干旱胁迫下外源钙对石灰岩地区复羽叶栾树种子萌发的影响

以石灰岩生态恢复优选树种复羽叶栾树种子为试材,采用聚乙二醇(PEG6000)设置0%(CK)、5%、15%、25%、30%模拟石灰岩山区不同干旱环境,以CaCl₂设置0(CK)、15、20、25、30 mmol·L^-1为外源钙离子梯度,模拟石灰岩地区的土壤高钙环境,研究不同浓度CaCl₂、PEG及二者交互作用对种子萌发特征的影响.结果表明: 单纯CaCl₂作用下,中低浓度的外源钙对复羽叶栾树种子萌发参数无显著影响,而高浓度的外源钙对种子萌发具有抑制作用,中低浓度CaCl₂可以增加萌发后幼苗的鲜质量.PEG浓度从0%增至25%,各处理组的种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均与对照呈显著递减趋势,幼苗鲜质量明显减小.对各干旱处理组施加一定浓度的外源钙后,中低浓度的CaCl₂可提高种子的萌发特性,而当CaCl₂浓度达到30 mmol·L^-1时,种子难以萌发.PEG浓度达到30%时,种子无萌发.施加一定的外源钙可以提高PEG胁迫下幼苗的鲜质量,使幼苗更加适应干旱缺水的环境.     

松嫩平原退化草地羊草种子萌发对环境因子的响应

研究了温度(恒温和变温)、水分(含水量2.5%-40.0%)和干旱胁迫、土壤类型(盐碱土和非盐碱土)和盐碱胁迫(NaCl和Na₂CO₃)等环境因子对羊草(Leymus chinensis)种子萌发的影响。恒温下未经打破休眠处理的羊草种子发芽率不足2%, 变温下羊草种子发芽率可达85.3%, 表明温度是影响羊草种子萌发的关键因素之一。羊草种子萌发的适宜土壤含水量为2.5%-15.0%, 随着含水量继续增加, 发芽率呈下降趋势。松嫩平原盐碱化土壤对羊草种子萌发具有显著的抑制作用, 羊草种子在重度盐碱土(pH 10.24)中发芽率仅为6.0%, 而在非盐碱土中发芽率可达61.3%。羊草种子在萌发阶段的耐盐碱能力差, 随着NaCl和Na₂CO₃浓度增加, 发芽率呈显著下降趋势, 且Na₂CO₃的抑制作用更强。松嫩平原盐碱环境下羊草种子萌发受到抑制是该地区羊草草地退化的原因之一。     

混合盐碱胁迫对芹菜种子萌发的影响

NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3按不同比例混合,模拟盐度和pH变化规律与天然盐碱地相似的15种盐碱条件,探讨混合盐碱胁迫对芹菜(Apium graveolens)种子萌发的影响.结果表明:芹菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随盐浓度的升高,pH的增大呈下降趋势.芹菜种子的萌发主要受盐浓度的影响,不同盐浓度间的影响差异大;当盐浓度为200 mmol/L时,基本不萌发.     

NaHS对NaHCO3胁迫下黑籽南瓜种子萌发及生理特性的影响

以黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)种子为试材, 研究了外施不同浓度的NaHS对NaHCO₃胁迫下种子萌发及生理特性的影响。结果表明, NaHCO₃胁迫显著抑制了黑籽南瓜种子的发芽率、胚轴长和胚根长, 降低了种子萌发过程中的可溶性糖含量, 抑制了α-淀粉酶、β-淀粉酶、SOD及POD活性。而外施不同浓度的NaHS显著促进了NaHCO₃胁迫下黑籽南瓜萌发种子胚轴和胚根的生长, 提高了可溶性糖含量及α-淀粉酶、β-淀粉酶、SOD和POD活性, 降低了MDA含量; 外施其它盐类(Na₂S、Na₂SO4、NaHSO₄和NaHSO₃)及不同pH值(pH5.8–7.8)的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲液对NaHCO₃胁迫下黑籽南瓜种子的萌发则无影响。外施NaHS可有效缓解NaHCO₃胁迫对黑籽南瓜种子萌发的抑制作用, 其缓解效应可能与其释放的H₂S有关。     

盐碱胁迫对两种高粱种子萌发及幼苗生长的影响

以纤维高粱和普通高粱种子为材料,将NaCl、Na2SO4和NaHCO3按不同比例混合,模拟15种盐度和碱度各不相同的复杂盐碱条件,采用培养皿纸上发芽法研究了混合盐碱胁迫对两种高粱种子萌发及幼苗生长的影响,以探讨两种高粱种子和幼苗的耐盐碱能力及在盐碱胁迫下的变化规律。结果表明,低盐低碱环境促进了两种高粱种子的萌发;随着盐碱胁迫的增强,高粱种子的萌发率、萌发指数与对照相比均显著下降,而纤维高粱的累积萌发率下降幅度较普通高粱小,表明纤维高粱对盐渍环境的适应性略高于普通高粱。在高粱幼苗生长过程中,随着盐碱胁迫的增强,两种高粱的幼根和幼芽长均显著下降,且与对照均具有显著性差异。盐度对两种高粱的萌发率、萌发指数、幼苗长均有极显著影响,盐度与pH相互作用对两种高粱的幼根长有极显著影响。     

盐胁迫对荆条、白蜡、沙枣种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂CO₃混合盐胁迫梯度,对荆条、白蜡和沙枣种子进行了种子萌发实验,观察了3个物种在盐胁迫下的发芽率、发芽速度和胚根生长,比较了光照和黑暗条件下3种植物种子的萌发差异。结果表明：光照对3种植物种子的萌发有明显的促进作用,但对胚根生长的影响却各不相同。低浓度混合盐溶液对荆条、白蜡种子萌发有促进作用,对沙枣有轻度抑制。当盐胁迫浓度超过0.8%,3种植物种子的萌发均受到不良影响,尤其对荆条的影响较大。3种植物均能在盐渍化生境中生长,3者均可作为园林植物在天津试验栽培。沙枣在天津塘沽地区盐碱地上进行广泛种植完全具有可行性。     

水稻发芽期和幼苗前期耐碱性的鉴定方法研究

通过采用4种不同浓度的Na2CO3模拟碱胁迫,以水稻发芽期发芽势和发芽率的相对碱害率以及幼苗前期的根数、根长和苗高的相对碱害率为鉴定评价指标,研究水稻发芽期和幼苗前期耐碱性鉴定的碱胁迫条件。结果表明,水稻发芽势对碱胁迫的反应较发芽率更为敏感;根长对碱胁迫的反应较苗高和根数更为敏感;幼苗前期对碱胁迫的反应较发芽期更为敏感。在0．15％或0．20％Na2CO3胁迫下水稻发芽势和发芽率的相对碱害率平均值、方差和变异幅度较大。且其分布均匀合理,可作为水稻发芽期耐碱性鉴定的碱胁迫条件;而在0．10％或0．15％Na2CO3胁迫下,幼苗前期根数、根长和苗高的相对碱害率以及综合相对碱害率的平均值、方差和变异幅度较大,且分布相对均匀合理,可作为水稻幼苗前期耐碱性鉴定的碱胁迫条件。在碱胁迫下,水稻发芽势、发芽率、根数、根长和苗高的表型值分别与它们自身的相对碱害率呈极显著的负相关;发芽率的相对碱害率与根数、根长和苗高的相对碱害率呈显著的正相关;发芽期的综合相对碱害率与幼苗前期的综合相对碱害率呈显著的正相关;因此,以水稻发芽期的耐碱性可间接判断水稻幼苗前期的耐碱性。     

外源赤霉素GA3对混合盐碱胁迫下小白菜种子萌发的影响

以小白菜（Brassica campestris ssp．chinensis L．）为材料,通过采用不同浓度的外源赤霉素（GA3）浸种处理,研究了GA3对混合盐碱胁迫下小白菜种子的发芽率（Gr）、发芽势（Gv）、发芽指数（Gi）以及根毛区宽度和胚长的影响。结果表明：混合盐碱胁迫下,小白菜各发芽指标均显著低于对照,GA,处理后,各指标均显著提高,且随外源GA3浓度的增加,各指标均表现出先增后减的趋势,当GA3浓度达80mg／L时,各发芽指标达到峰值,说明80mg／LGA3可使混合盐胁迫下小白菜种子萌发的缓解作用达到最佳。同时外源GA3处理还可不同程度地缓解盐胁迫对小白菜种子a-淀粉酶活性的抑制。     

盐胁迫下不同水稻种质形态指标与耐盐性的相关分析

选用中国、韩国和国际水稻研究所(IRRI)不同耐盐能力的籼、粳、爪哇稻16份为材料进行芽期和苗期试验。随着NaCl浓度增加,种子开始发芽的时间推迟、发芽过程延长、发芽率降低;品种的发芽率能有效地指示其芽期耐盐能力。NaCl浓度对许多苗期形态指标有显影响,其中叶片盐害指数能反映品种的苗期耐盐能力;随着NaCl处理时间的增长,叶片盐害指数与NaCl浓度间的相关性越来越大。同一品种在芽期的耐盐能力和苗期表现不一致,两的相关系数很低。     

盐磷胁迫对木麻黄和台湾相思种子萌发及幼苗生长的影响

恶劣环境下,人工海防林因面临养分胁迫而经营困难。为探讨盐、磷胁迫对主要海防林树种木麻黄和台湾相思种子萌发及生长的影响,该研究分别用不同浓度的NaCl(盐)和KH₂PO₄(磷)溶液处理种子和浇灌幼苗,测定种子萌发和幼苗生长指标。结果表明：(1)高盐胁迫显著抑制种子萌发,对幼苗生长有一定影响,但两种植物影响程度不同;台湾相思种子萌发耐盐性高于木麻黄,前者相对盐害率最大值为23.03%,后者为89.15%;随着盐浓度增加,木麻黄和台湾相思种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均降低,对应最大值分别为38.70%、34.67%、18.70、0.055和76.67%、62.22%、48.46、6.11。(2)两种植物的株高和根长随盐浓度增加而降低,木麻黄和台湾相思株高分别为12.29～6.01 mm和48.27～17.33 mm,根长分别为8.57～1.45 mm和33.41～5.88 mm;台湾相思根、茎、叶生物量及根冠比均随盐浓度的增加逐渐减小,木麻黄各处理差异较小。(3)台湾相思的种子和幼苗较木麻黄更耐低磷环境,二者最适磷浓度存在差异;木麻黄种...     

Promotion by 5-Aminolevulinic Acid of Germination of Pakchoi (Brassica campestris ssp. chinensis var. communis Tsen et Lee) Seeds Under Salt Stress

The seed germination and seedling growth of pakchoi (Brassica campestris ssp. chinensis var.communis Tsen et Lee cv. Hanxiao) were not significantly inhibited until the concentration of NaCl was increased to150 mmol/L. Treatment of pakchoi seeds with exogenous 5-aminolevulinic acid (ALA), at concentrations ranging from 0.01 to 10.00 mg/L, promoted seed germination when seeds were stressed by salinity, whereas levulinic acid (LA), an inhibitor of ALA dehydrase, significantly inhibited seed germination and seedling growth, suggesting that metabolism of ALA into porphyrin compounds was necessary for seed germination and seedling growth. Determination of respiratory rate during seed germination showed that ALA increased seed respiration under both normal conditions and salt stress. Furthermore, salt stress decreased levels of endogenous ALA, as well as heme, in etiolated seedlings. More salt-tolerant cultivars of pakchoi contained higher relative levels of endogenous ALA and heme under conditions of salt stress.These results indicate that salt stress may inhibit the biosynthesis of endogenous ALA and then heme,which is necessary for seed germination, and treatment of seeds with exogenous ALA prior to germination may be associated with the biosynthesis of heme.     

棉花萌发期和苗期耐盐性评价及耐盐指标筛选

于2010年在江苏南京农业大学人工气候室内进行砂培试验,采用不同浓度的NaCl水溶液模拟盐胁迫,以多项指标盐害系数隶属函数值和总隶属函数值为依据,比较了13个棉花品种萌发期和苗期的耐盐性,并进行聚类分析.结果表明:150mmol·L-1NaCl是进行棉花耐盐性鉴定的适宜盐浓度.棉花的耐盐性在生育期和品种间表现不同:中棉所44和中棉所177是在萌发期和苗期均表现稳定的耐盐品种,表现稳定但不耐盐品种有中棉所102、苏棉12号和泗棉3号,表现稳定且中等耐盐品种有中棉所103、德夏棉1号和美棉33B;发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和鲜质量的盐害系数可以作为棉花萌发期耐盐鉴定指标,株高、叶片伸展速率、地上部干质量、根系干质量、根系活力和净光合速率的盐害系数可以作为棉花苗期耐盐鉴定指标.     

NaCl胁迫对不同西瓜种质资源发芽的影响

采用7种NaCl浓度胁迫对23份纯合的西瓜种质资源进行耐盐性研究。结果表明：随着NaCl浓度增加,西瓜发芽率下降,不同种质资源的致死浓度有明显差异,在低浓度下大部分种质资源发芽率不变或反而增加。在80～160mmol／L盐浓度下,千粒重与发芽率呈显著性相关,最大相关系数为0．606。相同NaCl浓度对不同西瓜种质资源间的侧根、根长、鲜重、下胚轴和盐害指数影响不同。对5项测定指标进行聚类分析,将23份种质资源分为4类,第2类为耐盐性好的材料,综合分析四倍体西瓜的耐盐性高于二倍体。