亚适宜温光盐环境下油菜素内酯对黄瓜幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

研究了24 表油菜素内酯(EBR)对亚适宜温光盐环境下黄瓜幼苗抗氧化系统及光合作用的影响.结果表明: 与对照相比,亚适宜温光盐环境下黄瓜幼苗叶片H₂O₂含量增加,膜脂过氧化程度加剧,膜透性增强,净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)分别显著下降39.3%、40.0%、21.2%和47.2%,幼苗干物质积累减少35.9%.外源喷施EBR可提高亚适宜温光盐环境下黄瓜幼苗的抗氧化酶活性,降低H₂O₂含量及膜透性,缓解亚适宜温光盐环境下P_n、g_s、T_r的下降幅度,幼苗干物质积累增加25.9%,生长加快．EBR可通过调节亚适宜温光盐环境下黄瓜幼苗抗氧化性,减少其膜脂过氧化程度,进而维持其较高的光合性能,有效促进了亚适宜温光盐环境下黄瓜幼苗的生长．     

过氧化氢缓解裸燕麦幼苗低温胁迫的主成分和隶属函数分析

为探明信号分子过氧化氢（H₂O₂）提高裸燕麦幼苗耐冷性的作用,以‘定莜6号’沙培幼苗为材料,在3叶期喷施10 μmol·L^-1 H₂O₂ 12 h后于8℃/5℃（昼/夜）条件下低温胁迫,以喷蒸馏水（H₂O）为对照,分别在低温处理的0、1、2、3、4、5 d取幼苗叶片测定超氧阴离子（O₂^-·）、H₂O₂、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质（SP）和热稳定性蛋白质（HSP）13项与耐冷性有关的生理指标及低温处理5 d后植株株高和生物量增量,采用主成分和隶属函数分析综合评价H₂O₂对裸燕麦幼苗耐冷性的影响。结果表明,与对照相比,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫下裸燕麦幼苗株高和生物量增量,降低了裸燕麦幼苗叶片O₂^-·和MDA及低温胁迫2~5 d的H₂O₂含量,促进低温胁迫期间裸燕麦幼苗叶片SOD、CAT、POD和APX活性提高及AsA、GSH、SS、Pro、SP和HSP积累。主成分分析13项生理指标离差标准化数据,提取的前4个主成分累积方差贡献率达85.6%;隶属函数综合评价4个主成分得分值显示,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫0~5 d的综合评价值。表明喷施H₂O₂能够通过调控生理生化代谢提高裸燕麦幼苗的耐冷性。     

外源γ-氨基丁酸调控甜瓜叶绿体活性氧代谢应对短期盐碱胁迫

以甜瓜品种‘金辉1号’为试材,采用深液流水培法,研究外源γ 氨基丁酸(GABA)对短期盐碱胁迫下甜瓜幼苗叶绿体活性氧代谢的调控作用.结果表明: 盐碱胁迫显著提高了甜瓜叶绿体内光合色素、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量及超氧阴离子(O^-_·2)产生速率;增加抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质含量;明显抑制H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺ 焦磷酸酶(H⁺-PPiase)活性.外源叶面喷施GABA有效抑制了盐碱胁迫引起的叶绿体内O^-_·2、H₂O₂和MDA的积累,缓解了光合色素增加的趋势;显著提高SOD和AsA GSH循环各个酶的活性,增加了AsA和GSH库,降低了AsA/DHA和GSH/GSSH比值,增强了H⁺-ATPase和H⁺-PPiase 活性.表明外源GABA能加快叶绿体内活性氧代谢,促进AsA-GSH循环的运转,维持细胞膜的渗透性,进而缓解了盐碱胁迫引起的氧化伤害.     

硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的调控效应

盐碱胁迫是植物遭受的常见非生物胁迫之一,气体信号硫化氢(H₂S)在植物响应盐碱胁迫中发挥着重要作用。为探讨H₂S对盐碱胁迫下裸燕麦抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环的调控效应,以品种‘定莜9号’为材料,研究了喷施H₂S供体硫氢化钠(NaHS)或H₂S合成抑制剂羟胺(HA)对盐碱混合胁迫下植株生长、叶片活性氧、膜脂过氧化和AsA-GSH循环中抗氧化物质和关键酶的影响。结果表明: 喷施50 μmol·L^-1 NaHS可缓解50 mmol·L^-1盐碱混合胁迫对裸燕麦生长的抑制,降低超氧阴离子、H₂O₂、丙二醛、氧化型抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高AsA/DHA和GSH/GSSG,而对还原型抗坏血酸(AsA)含量无显著影响。喷施NaHS还提高了盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片AsA合成关键酶L-半乳糖脱氢酶(GalDH)和L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)及AsA-GSH循环中单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性,降低了抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性,而对抗坏血酸氧化酶(AO)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性的影响不大。增添HA后部分或完全解除了喷施NaHS的上述作用。这说明H₂S可通过促进AsA合成和增强MDHAR活性提高AsA-GSH循环效率,降低盐碱胁迫对裸燕麦的氧化伤害。     

褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响

以‘津春4号’黄瓜幼苗为试材,采用叶面喷施的方法,研究了外源褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸代谢系统的影响.结果表明:高温胁迫后,黄瓜幼苗叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显增加;还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量持续下降,脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐升高,AsA/DHA和GSH/GSSG大幅下降;抗坏血酸过氧化物酶(APx)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显升高,并在12 h达到最大.外施褪黑素能有效抑制高温胁迫下黄瓜幼苗叶片H2O2和MDA的积累,提高抗氧化物质AsA和GSH含量及抗坏血酸代谢相关酶APx、MDHAR、DHAR和GR活性,从而增强对H2O2的清除能力,抑制活性氧的产生,维持细胞膜的稳定性,减轻高温对植株造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力.     

外源表油菜素内酯对NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗生长及氧化还原平衡的影响

以‘津研四号’黄瓜为试材,以30 mmol·L^-1 NaHCO₃模拟盐碱环境,采用水培法研究了0.2 μmol·L^-1外源2,4表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)对盐碱胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响.结果表明: NaHCO₃胁迫显著诱导了叶片及根系中O₂^-·的产生和H₂O₂的积累,导致丙二醛含量和电解质渗透率提高.NaHCO₃胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶活性及还原型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量随胁迫时间延长呈现先升后降的趋势.外源EBR显著提高了NaHCO₃胁迫下黄瓜叶片和根系中抗氧化酶活性、抗氧化物质的含量以及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值,维持了植株内的氧化还原平衡,降低了活性氧积累水平,缓解了膜脂过氧化,从而提高了黄瓜幼苗的盐碱耐受性.     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

以黄瓜品种‘津春4号’为试材,用叶面喷施的方法,研究了高温胁迫条件下外源褪黑素(melatonin,MT)对黄瓜幼苗活性氧（ROS）代谢的影响.结果表明：外源MT能显著降低高温胁迫下黄瓜叶片超氧阴离子自由基（O₂^-.）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、电解质漏渗率（relative electric conductivity, REC）及丙二醛(MDA)含量,增强黄瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,提高抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）及可溶性蛋白质含量.说明MT预处理能抑制高温胁迫条件下黄瓜幼苗体内ROS的产生,提高抗氧化酶系的活性及抗氧化物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,减少电解质的外渗,减轻高温胁迫对幼苗造成的伤害,提高幼苗抗高温胁迫的能力.     

不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H2S产生和活性氧代谢的影响

为了解气体信号硫化氢（H₂S）对盐碱胁迫下裸燕麦（Avena nuda）活性氧（ROS）代谢的调节效应,筛选和确定H₂S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期（幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期）喷施0、25、50、100、200、400 μmol·L^-1 H₂S供体硫氢化钠（NaHS）对3.0 g·kg^-1盐碱混合 （NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃摩尔比为12∶8∶9∶1）胁迫下裸燕麦叶片H₂S含量、H₂S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶（LCD）活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明：喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H₂S、超氧阴离子（）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及LCD、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性存在显著影响。与喷施0 μmol?L^-1 NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H₂S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少、H₂O₂和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS的综合评价值（D）最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。     

外源硝酸钙对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片抗氧化系统及膜质子泵活性的影响

采用营养液水培法,以较耐盐黄瓜品种"新泰密刺"为试验材料,研究了叶面喷施硝酸钙对盐胁迫(NaCl65mmol·L-1)下黄瓜幼苗活性氧、谷胱甘肽-抗坏血酸循环(GluAsA)中抗氧化酶和抗氧化物质及膜质子泵活性的影响。结果表明:叶面喷施硝酸钙能够显著降低盐胁迫下黄瓜幼苗叶片超氧阴离子(O.2-)产生速率和丙二醛(MDA)含量;显著提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等酶活性、抗氧化物质抗坏血酸(AsA)含量、AsA/DHA和GSH/GSSG比值及质膜和液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性。表明外源硝酸钙通过提高Glu-AsA抗氧化系统和膜质子泵活性,降低活性氧对叶片的伤害,增强了植株抗氧化能力和对离子的区域化,进而提高植株盐胁迫耐性。     

外源H2O2对盐碱混合胁迫下裸燕麦幼苗生长和抗性生理的影响

为探讨信号分子过氧化氢（H₂O₂）增强裸燕麦盐碱耐性的作用及其生理机制,以裸燕麦品种‘定莜6号’为材料,在日光温室内用珍珠岩培养幼苗至三叶一心期时叶面喷施0.01 mmol·L^-1 H₂O₂的同时根部浇灌75 mmol·L^-1盐碱混合溶液（NaCl：Na₂SO₄：NaHCO₃：Na₂CO₃=12：8：9：1）或添加H₂O₂淬灭剂二甲基硫脲（DMTU）,研究对幼苗生长及叶片光合色素含量、活性氧代谢和渗透调节物质积累的影响。结果表明：喷施H₂O₂能够缓解盐碱混合胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制,提高幼苗根长、株高和植株干重及叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量和超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性,降低超氧阴离子、H₂O₂、丙二醛、抗坏血酸、谷胱甘肽和游离氨基酸含量,促进抗氧化物质类黄酮、总酚和原花青素及渗透调节物质可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸积累。添加DMTU部分或完全逆转了H₂O₂的上述作用。采用隶属函数综合评价显示,喷施H₂O₂提高了盐碱混合胁迫下裸燕麦幼苗的综合评价值D,添加DMTU完全逆转了H₂O₂对D值的提升作用。表明外源H₂O₂通过参与活性氧代谢和渗透调节物质积累等生理代谢调控缓解盐碱混合胁迫诱导的氧化伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦对盐碱胁迫的适应能力。     

外源表油菜素内酯对NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗生长及氧化还原平衡的影响

以‘津研四号’黄瓜为试材,以30 mmol·L^-1NaHCO_3模拟盐碱环境,采用水培法研究了0.2μmol·L^-1外源2,4表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)对盐碱胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响.结果表明:NaHCO_3胁迫显著诱导了叶片及根系中O2-·的产生和H_2O_2的积累,导致丙二醛含量和电解质渗透率提高.NaHCO_3胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶活性及还原型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量随胁迫时间延长呈现先升后降的趋势.外源EBR显著提高了NaHCO_3胁迫下黄瓜叶片和根系中抗氧化酶活性、抗氧化物质的含量以及As A/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值,维持了植株内的氧化还原平衡,降低了活性氧积累水平,缓解了膜脂过氧化,从而提高了黄瓜幼苗的盐碱耐受性.     

盐及干旱胁迫对油菜抗氧化系统和RbohC、RbohF基因表达的影响

以白菜型油菜‘陇油6号’和‘天油2号’为试验材料,经MAPK抑制剂U0126、H_2O_2清除剂DMTU、NADPH氧化酶抑制剂DPI和IMD预处理后再分别进行盐胁迫、PEG-6000模拟干旱胁迫,研究其对两种油菜幼苗活性氧、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因表达的影响.结果表明:盐胁迫和PEG-6000模拟干旱胁迫下,两种白菜型油菜中H_2O_2积累量上升,O_2^-·积累量下降,抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX和谷胱甘肽还原酶GR)活性和RbohC、RbohF基因表达均升高.与单独胁迫处理相比,两种油菜O_2^-·积累、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因的表达量均明显降低,经DMTU、DPI和IMD预处理后再分别进行盐和干旱胁迫,H_2O_2积累量下降,但U0126预处理后再进行胁迫处理,H_2O_2积累量上升.说明NADPH氧化酶、MAP激酶级联途径、H_2O_2参与了盐、干旱胁迫下活性氧产生、抗氧化酶活性变化和RbohC、RbohF基因表达的调控.     

盐及干旱胁迫对油菜抗氧化系统和RbohC、RbohF基因表达的影响

以白菜型油菜‘陇油6号’和‘天油2号’为试验材料,经MAPK抑制剂U0126、H₂O₂清除剂DMTU、NADPH氧化酶抑制剂DPI和IMD预处理后再分别进行盐胁迫、PEG-6000模拟干旱胁迫,研究其对两种油菜幼苗活性氧、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因表达的影响.结果表明: 盐胁迫和PEG-6000模拟干旱胁迫下,两种白菜型油菜中H₂O₂积累量上升,O₂^-·积累量下降,抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX和谷胱甘肽还原酶GR)活性和RbohC、RbohF基因表达均升高.与单独胁迫处理相比,两种油菜O₂^-·积累、抗氧化酶活性和RbohC、RbohF基因的表达量均明显降低,经DMTU、DPI和IMD预处理后再分别进行盐和干旱胁迫,H₂O₂积累量下降,但U0126预处理后再进行胁迫处理,H₂O₂积累量上升.说明NADPH氧化酶、MAP激酶级联途径、H₂O₂参与了盐、干旱胁迫下活性氧产生、抗氧化酶活性变化和RbohC、RbohF基因表达的调控.     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗叶片AsA-GSH循环的调控效应

以玉米（Zea mays L.）品种‘郑单958’为实验材料,分析外施壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗生物量、叶片镉含量、叶片超氧阴离子（O₂^·-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量,以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化酶的活性及抗氧化物含量的影响。结果显示,随着镉胁迫时间的延长,玉米幼苗发生氧化胁迫,叶片抗氧化酶（APX、GR、DHAR、MDHAR）活性和抗氧化物（AsA、GSH）的含量降低,镉积累过量会抑制玉米幼苗的生长。施加壳聚糖可以降低镉胁迫下玉米幼苗叶片O₂^·-的产生速率和H₂O₂含量,提高上述抗氧化酶活性和抗氧化物的含量,促进AsA和GSH的再生,维持细胞的氧化还原状态,促进玉米幼苗的生长。研究结果表明壳聚糖处理后玉米幼苗保持了较高的AsA-GSH循环运作效率,提高了抗氧化能力,可有效缓解镉胁迫对玉米幼苗生长的抑制。     

Ultraviolet-B irradiation-induced freezing tolerance in relation to antioxidant system in winter wheat (Triticum aestivum L.) leaves

Seven-day-old seedlings of winter wheat (Triticum aestivum L.) in a growth chamber were exposed to ultraviolet-B (UV-B) irradiation for 20 days with daily biologically effective (BE) UV-B irradiation (UV-B_BE) at low (4.2 kJ m⁻² day⁻¹, L_UVB) and high (7.0 kJ m⁻² day⁻¹, H_UVB) levels. The UV-B irradiated seedlings and the control without UV-B irradiation were then subjected to freezing stress at −6 °C for 6 h and recovered to 20 °C with gradually increased temperature, to investigate the effects of UV-B irradiation on freezing tolerance. During the UV-B exposure, both L_UVB and H_UVB irradiated seedlings had lower half lethal temperature (LT₅₀) values in comparison with the control, and L_UVB more effectively decreased the LT₅₀ values than H_UVB. Moreover, foliar concentrations of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in the UV-B irradiated seedlings were lower than that of control after recovery from freezing stress. Hydrogen peroxide (H₂O₂) rapidly increased after UV-B exposure, as did activity of superoxide dismutase (SOD). After recovery from freezing stress, activities of catalase (CAT), guaiacol peroxidase (GPX) and glutathione reductase (GR) increased in both L_UVB and H_UVB leaves, whereas activities of ascorbate peroxidase (APX) and monodehydroascorbate reductase (MDHAR) significantly increased only in the L_UVB leaves. Furthermore, the ascorbic acid (AsA) concentration and reduced-to-oxidized ascorbate ratio (AsA/DHA) increased in the L_UVB leaves both at the end of UV-B exposure and after recovery from freezing stress. However, the reduced glutathione (GSH) concentration, together with reduced-to-oxidized glutathione ratio (GSH/GSSG) increased in both L_UVB and H_UVB leaves after recovery from freezing stress. UV-B irradiation increased freezing tolerance in winter wheat seedlings, and this response appears to involve the scavenging enzymes and compounds in the antioxidant defense systems, particularly the ascorbate–glutathione cycle.