外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca²⁺)在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca²⁺对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100 μmol·L^-1 MT、10 mmol·L^-1 CaCl₂、3 mmol·L^-1乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca²⁺螯合剂)+100 μmol·L^-1 MT、0.05 mmol·L^-1氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100 μmol·L^-1 MT、100 μmol·L^-1氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^-1 CaCl₂和去离子水(H₂O),研究高温下(42/32 ℃)外源MT和Ca²⁺对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明: 黄瓜幼苗内源MT和Ca²⁺均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl₂处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl₂可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca²⁺对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca²⁺均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。     

吲哚乙酸对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解作用

为探究IAA(吲哚乙酸)对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解,本研究以河北安国栝楼(耐铝品种)和浙江浦阳栝楼(铝敏感品种)为材料进行水培试验,研究300、800 μmol·L^-1(分别用Al₃₀₀和Al₈₀₀表示)铝环境下不同浓度IAA(0、10、25、50、75 μmol·L^-1,分别以I₀、I₁₀、I₂₅、I₅₀和I₇₅表示)对2个栝楼品种的抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)、光合特性、根系活力、叶绿素含量和DNA损伤的影响。结果表明: 与对照相比,铝胁迫条件下,安国和浦阳品种栝楼的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、光合作用能力、根系活力等生理指标受到不同程度的抑制,MDA含量明显升高,DNA损伤加重。铝胁迫条件下,与无IAA喷施相比,10～50 μmol·L^-1IAA作用下安国和浦阳栝楼的SOD、CAT和POD酶活性最大增幅分别为15.0%、31.2%、72.3%和13.8%、26.9%、26.4%,叶绿素含量显著增加49.9%和17.9%,MDA积累量减少39.2%和22.4%,荧光参数得到明显改善。25 μmol·L^-1IAA使安国和浦阳栝楼根系活力显著增加159.1%和90.9%,50 μmol·L^-1IAA可有效减缓2个品种栝楼根系DNA拖尾现象,尾部 DNA 百分含量与尾部距离的乘积(OTM)值最大降幅可达27.6%。10～50 μmol·L^-1 IAA能有效提升铝胁迫下栝楼的生理活性,减缓DNA损伤程度,且安国品种的耐铝胁迫能力大于浦阳品种。     

外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响

以4年生银杏幼苗为材料,进行不同浓度盐胁迫(50、100、200 mmol·L^-1)处理,叶片喷施和土壤浇灌外源褪黑素溶液(0、0.02、0.1、0.5 mmol·L^-1),研究外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明：盐胁迫显著抑制银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力,而在盐胁迫下施用适宜浓度(0.02、0.1 mmol·L^-1)的外源褪黑素能够促进植株生长,降低电解质外渗率,减少黄酮和丙二醛含量,促进叶片中过氧化物酶、超氧化物歧化酶(SOD)活性的提高,但高浓度(0.5 mmol·L^-1)外源褪黑素会进一步加剧氧化胁迫和渗透胁迫。0.02和0.1 mmol·L^-1外源褪黑素处理缓解了盐胁迫下银杏幼苗的渗透胁迫和氧化胁迫,且0.02 mmol·L^-1外源褪黑素处理对盐胁迫缓解效果最佳。地径、枝条宽度、枝条长度、电解质外渗率、SOD活性和黄酮含量可作为快速鉴定银杏受盐胁迫程度的关键指标。     

肉桂醛对NaCl胁迫下番茄幼苗生长特性的影响

为探明肉桂醛对番茄幼苗耐盐性的影响,该研究以番茄‘合作903’为试验材料,探究肉桂醛(100μg·L^-1)对处于100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄种子萌发与幼苗生长特性的影响。在试验中设置4组处理：对照(CK,蒸馏水)、NaCl (100 mmol·L^-1)、NaCl+CA(100 mmol·L^-1 NaCl+100μg·L^-1 CA)、CA(100μg·L^-1)。结果表明：(1)在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加100μg·L^-1的肉桂醛,番茄种子的发芽势和发芽率均有所提升,番茄幼苗的根长和鲜重均显著提高,说明添加肉桂醛对NaCl胁迫下番茄种子的萌发与幼苗生长均有一定缓解作用。(2)肉桂醛能够有效降低NaCl胁迫导致的番茄幼苗根尖总活性氧(reactive oxygen species, ROS)的过量累积,缓解膜脂过氧化程度从而降低细胞死亡率。综上表明,肉桂醛处理能够通过缓解幼苗的氧化...     

褪黑素对盐碱复合胁迫下黄瓜幼苗光合特性和渗透调节物质含量的影响

为明确外源褪黑素(MT)对黄瓜盐碱胁迫的缓解效应,以‘新春四号’黄瓜为试材,采用复合盐碱(NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9)模拟胁迫,测定外源根施MT和盐碱胁迫下黄瓜叶片光合特性和渗透调节物质含量。结果表明: 与正常生长黄瓜幼苗相比,在40 mmol·L^-1盐碱胁迫下,外源施加10 μmol·L^-1 MT能够显著增加黄瓜幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ最大光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递速率和光化学淬灭系数,而胞间CO₂浓度、非光化学淬灭系数、蔗糖、果糖、淀粉和脯氨酸含量减小了11.1%、13.8%、12.7%、27.5%、1.3%和32.8%,同时,碳同化关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶活性显著升高,且Rubisco亚基(CsrbcS和CsrbcL)、CsFBA、CsRCA、CsFBPase、CsTK的mRNA水平均下调表达。综上,外源MT能够提高盐碱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素、渗透调节物质含量、光合化学效率和碳同化关键酶活性,增强幼苗光合能力,减轻复合盐碱胁迫对植株的伤害。研究结果可为抗盐碱栽培提供理论依据。     

铝胁迫对柳杉组培苗生长及生理特性的影响

用添加了不同浓度的Al Cl3的培养基培养柳杉组培苗,研究铝胁迫对柳杉生长及生理特性的影响。结果表明,与对照相比,0.5¹.0 mmol·L^-1 AlCl₃处理能显著提高柳杉组培苗的根长、株高及生物量,叶中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量升高;当铝浓度处理为1.5 mmol·L^-1时,柳杉的生长受到一定程度抑制,但叶片内抗氧化酶活性以及可溶蛋白含量等指标仍高于对照,说明此浓度对柳杉有轻微的胁迫但柳杉能通过自身抗逆境能力缓解伤害;而在铝浓度达到2.0 mmol·L^-1时,柳杉生长受到严重抑制,叶片内丙二醛（MDA）含量显著上升。由此推测,低浓度铝(<1.0 mmol·L^-1)对该柳杉组培苗生长有一定的促进作用,1.5 mmol·L^-1 AlCl₃浓度会影响该柳杉组培苗的正常生长,其耐铝阈值应在1.5².0 mmol·L^-1之间。     

水杨酸和油菜素内酯对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

为了探明外源水杨酸(SA)和2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理,以‘优博1-5’黄瓜为试材,用1 mmol·L^-1SA和0.1 μmol·L^-1EBR喷施预处理幼苗,每天喷1次,连喷2 d后置于低温下[10 ℃/5 ℃,光强(PFD)80 μmol·m^-2·s^-1]处理.结果表明: 低温胁迫下黄瓜幼苗生长量及净光合速率(P_n)下降;喷施SA和BER显著提高了P_n、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P),减缓了非光化学猝灭系数(NPQ)增加的幅度,同时核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、转酮醇酶(TK)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性明显升高.说明SA和EBR可以通过调节光合关键酶的活性,缓解低温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对低温的适应性.     

苯丙烯酸对黄瓜幼苗生理特性的影响

采用基质栽培模拟实验,研究了不同浓度苯丙烯酸对黄瓜幼苗生理特性的影响.结果表明,苯丙烯酸对黄瓜幼苗的光合色素、光合速率、蒸腾速率和根系活力产生了抑制作用.当处理浓度为25μmol·L^-1时,对类胡萝卜素产生抑制作用,对叶绿素a、叶绿素b为促进作用;当浓度为50μmol·L^-1时,对光合速率、蒸腾速率和根系活力均产生显著的抑制作用(P<0.05),并随着处理浓度的增加抑制作用增强;当浓度为150μmol·L^-1时,对叶绿素a、叶绿素b产生显著抑制作用(P<0.05);随着处理浓度的增加,对黄瓜上述生理特性的抑制作用增强.低浓度苯丙烯酸(25～50μmol·L^-1)对幼苗根系活力的抑制强度不大,可在处理后期得到恢复;高浓度(100～150μmol·L^-1)处理则表现出显著的抑制作用,随着处理时间延长,抑制作用增强(P<0.05).     

微塑料对碱胁迫下菠菜种子萌发和幼苗生理特征的影响

微塑料作为一种全球公认的新型环境污染物,其在陆地生态系统中的污染问题已成为全球关注的热点环境问题。为研究微塑料(MPs)对碱胁迫下农作物种子萌发和幼苗生理特征的影响,本研究选用菠菜为试验对象,采用粒径为100 nm的聚苯乙烯微球(200、400、800、1600 mg·L^-1)处理液,以及NaHCO₃和Na₂CO₃按摩尔比为1∶1混合制备的碱性盐溶液(5、10、20、40 mmol·L^-1),探究微塑料/碱单一胁迫或二者联合暴露对菠菜种子萌发和幼苗生理特征的影响。结果表明：≥400 mg·L^-1的MPs单独胁迫能够抑制菠菜种子的萌发,对种子根和芽的伸长表现为“低促高抑”的影响;不同浓度的碱单独胁迫均会抑制种子的萌发以及根、芽的伸长。随MPs浓度的升高,菠菜幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性逐渐降低,过氧化物酶(POD)活性先升高后下降,叶绿素含量在低浓度(200 mg·L^-1)下升高,在中高浓度(≥400 mg·L^-1     

3,4-二羟基苯乙酮胁迫对天山云杉种子萌发过程中内源植物激素含量变化的影响

3,4-二羟基苯乙酮(DHAP)是天山云杉(Picea schrenkiana ssp. tianschanica)叶和凋落物中存在的主要自毒物质, 是导致天山云杉林天然更新障碍的原因之一。为了解释自毒物质发生作用的生理机制, 该文设计多个浓度梯度的DHAP溶液处理天山云杉种子, 以发芽率和发芽势为种子萌发参数, 运用反相超高效液相色谱(UPLC)分析技术, 检测了种子萌发过程中内源植物激素玉米素(ZT)、赤霉素(GA₃)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量水平的变化。研究结果表明: DHAP处理对天山云杉种子萌发影响具有浓度效应, 表现为5.0 mmol·L^-1 > 0.1 mmol·L^-1 > 1.0 mmol·L^-1 >对照, 即5.0 mmol·L^-1 DHAP处理组对种子萌发的抑制作用最强、0.1 mmol·L^-1 DHAP处理组次之、1.0 mmol·L^-1 DHAP处理组最弱; DHAP处理组的种子内源ZT、GA₃浓度水平降低, ABA含量升高, GA₃浓度峰值出现时间延迟, IAA浓度在高浓度(5.0 mmol·L^-1 DHAP)处理组短时间内(3-6天)过量积累, 1.0和5.0 mmol·L^-1 DHAP处理组的种子内源ABA浓度峰值出现时间延迟; DHAP处理种子萌发1-6天时, ZT/(GA₃+IAA)比值降低, IAA/ZT、ABA/ZT比值增大; ABA/(ZT + GA₃ + IAA)比值在0.1 mmol·L^-1 DHAP处理组增大, 在5.0 mmol·L^-1 DHAP处理组降低。DHAP处理引发种子内源激素含量水平及激素含量间比值变化, 可能是抑制、延迟天山云杉种子萌发的主要原因。     

纯化腐植酸对低氮胁迫下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响

以黄瓜‘新泰密刺’、‘津优1号’为供试品种,研究沙培条件下不同浓度(0、50、100、150、200 mg·L^-1)纯化腐植酸(PHA)浇灌对低氮胁迫(1 mmol·L^-1 NO₃^-)下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明: 在较低N供应条件下,沙培浇灌PHA可显著增加黄瓜幼苗的根总长、根表面积及根尖数,增大根体积,促进黄瓜幼苗株高和茎粗生长,增大叶面积;显著提高黄瓜幼苗叶片中脯氨酸及可溶性糖含量;促进N素以及P、K、Ca、Mg、Fe元素的吸收.由参试两黄瓜品种对低氮胁迫下PHA处理响应效果来看,不同品种的某些性状对PHA处理浓度的敏感程度稍有差异,综合结果显示,施用100～150 mg·L^-1PHA可显著促进两品种幼苗生长及养分吸收.     

设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和生理指标的影响

为了明确设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和物质积累的影响,本试验在日光温室内加设地膜小棚进行调温,形成中低温(L)区和中高温(H)区,采用0(L₀和H₀)、5(L₅和H₅)、10(L₁₀和H₁₀)、15 mmol·L^-1(L₁₅和H₁₅)的NaCl对2子叶1心期的黄瓜幼苗进行连续21 d的叶面喷洒处理,分析其对黄瓜幼苗生长、干鲜物质及营养物质累积和光合气体交换参数的影响。结果表明: L区和H区叶施NaCl处理下,黄瓜幼苗干物质量分别比对照增加38.6%(L₅)～50.2%(L₁₀)和8.9%(H₅)～23.3%(H₁₀)、植株含水量分别增加20.8%(L₅)～52.2%(L₁₀)和8.7%(H₅)～10.1%(H₁₀),表明10 mmol·L^-1 NaCl处理对植株干物质量和含水量的促进效应比5 mmol·L^-1 NaCl处理更大。然而,L₅处理的归一化壮苗指数(SI)最高,H₁₀处理的SI较高。L₁₀处理对叶面扩展的促进效应高于H₁₀。L₅对气孔导度(g_s)和光合碳吸收速率(P_n)的效应优于H₁₀。两种温度模式下叶施5～10 mmol·L^-1 NaCl均能累积更多的可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白质,并优先向茎和根中分配。另外,黄瓜幼苗的干物质量、叶面积、P_n、含水量、SI、g_s和游离氨基酸含量受温度、NaCl浓度的单因素效应影响,而幼苗的含水量、SI、g_s和游离氨基酸含量(叶片除外)还受温度与NaCl浓度的交互效应影响。综合分析表明,叶施NaCl对黄瓜幼苗生长和生理指标的有益效应浓度集中在5～10 mmol·L^-1,L区叶施NaCl的有益效应优于H区,且叶施适宜浓度(L₅和H₁₀)的NaCl对干物质累积的促进效应优于水蓄积的促进效应,更有利于黄瓜健壮秧苗的培育。     

褪黑素对水稻镉积累及其化学结合形态的影响

研究了添加外源褪黑素对水稻幼苗中Cd积累以及水稻体内Cd化学形态分布的影响.结果表明: Cd胁迫显著降低水稻幼苗地上部和根部的生物量,并且显著降低水稻叶片的叶绿素含量.适宜的外源褪黑素添加能明显提高Cd胁迫下水稻的地上部和根部生物量,降低水稻地上部和根部Cd含量.当Cd胁迫浓度为5 μmol·L^-1时,添加20 μmol·L^-1褪黑素使水稻地上部和根部Cd含量分别比对照处理降低48.4%和16.9%,添加100 μmol·L^-1褪黑素水稻地上部和根部Cd含量分别降低67.5%和47.9%.添加外源褪黑素也显著降低了水稻体内Cd的转运效率.当Cd胁迫浓度为20 μmol·L^-1时,添加20 和100 μmol·L^-1褪黑素使水稻Cd的转运效率分别比对照降低24.4%和46.8%.通过逐步提取法对水稻幼苗Cd的化学结合形态进行分析发现,添加外源褪黑素使水稻体内氯化钠提取态Cd的比例提高,而水溶态Cd、乙醇提取态Cd的比例明显降低,说明添加褪黑素可促进水稻体内移动性较强的Cd形态向移动性较弱的Cd形态转移,从而降低水稻对Cd的吸收和转运.     

高浓度镉、锌及其复合作用对烟草抗氧化系统的影响

采用水培方法,研究高浓度镉(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺)、锌(0.15 mmol·L^-1 Zn²⁺)及其复合作用(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺+0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)对烟草种子的萌发率、幼苗叶片活性氧(ROS)水平、抗氧化物浓度、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度的影响.结果表明: 单因子条件下,与对照相比,高浓度镉、锌处理烟草种子萌发率降低;叶片超氧自由基(O₂^-· )产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量升高;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗化血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;谷胱甘肽(GSH)含量及其与氧化型谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)下降;丙二醛(MDA)含量升高.与镉、锌单因子处理相比,镉、锌复合处理的烟草种子萌发率显著升高;O₂^-· 产生速率、H₂O₂和MDA含量降低;CAT、APX、MDAR活性在处理末期升高.镉、锌胁迫对烟草可造成生理水平上的损伤,且毒性效应随着处理时间的延长而增强.镉、锌复合作用可缓解镉、锌单因子胁迫对烟草幼苗的毒害.     

乙烯与NO互作对镉胁迫下荷花的抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以荷花‘微山湖红莲’实生苗为试验材料,研究镉(Cd,50 μmol·L^-1)胁迫下,外源乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC,100 μmol·L^-1)、ACC与一氧化氮合酶(NOS)抑制剂N-硝基-L-精氨酸(L-NNA,200 μmol·L^-1)、ACC与硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠(Tu,1 mmol·L^-1),ACC与一氧化氮(NO)清除剂2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧代-1-氧(PTIO,200 μmol·L^-1),外源NO供体硝普钠(SNP,500 μmol·L^-1)、SNP与乙烯信号转导抑制剂硫代硫酸银(STS,100 μmol·L^-1)处理下荷花幼苗叶片的受害程度及抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环的变化情况.结果表明: Cd胁迫下,荷花叶片受害症状明显,其相对电导率、丙二醛(MDA)、AsA和GSH含量显著上升,抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性明显降低;ACC的添加进一步增加了Cd对荷花叶片的毒害症状,并加剧了4种抗氧化酶活性的降低,但增加了抗氧化剂的含量;SNP的添加对荷花叶片的伤害起到加重作用,并导致GR和MDHAR活性降低以及AsA和GSH含量的升高;PTIO可显著提高Cd和ACC复合处理下荷花叶片APX、GR、MDHAR和DHAR的活性并降低AsA和GSH的含量,而L-NNA和Tu效果不如PTIO明显;STS可显著缓解Cd和SNP复合处理下荷花叶片的毒害症状,并提高4种抗氧化酶的活性、降低AsA和GSH的含量.由此说明,乙烯和NO在AsA-GSH循环中存在互作,二者相互促进,共同调控AsA-GSH循环,进而参与调控荷花对Cd胁迫的响应.     

稀土镧对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响

采用培养基中添加30~150 μmol·L^-1 La（NO₃）₃的方式，研究La³⁺对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响。结果表明：70~90 μmol·L^-1的La³⁺对茎段不定芽诱导和促生效果最好；130 μmol·L^-1的La³⁺能显著提高叶绿素含量，植株在含110 μmol·L^-1 La³⁺培养基上生长最好，鲜重增加了15.22倍，显著高于对照，干鲜比为12.05∶100，比对照提高了64.39%；一定浓度的La³⁺显著提高干品中4种成分含量，110 μmol·L^-1 La³⁺处理下其多糖含量最高，为98.84 mg·g^-1，添加90 μmol·L^-1时，总黄酮、总酚和联苄含量最高，为4.31，7.56和21.01 mg·g^-1。联苄和总黄酮含量与其他5个指标相关性较大，而总酚和叶绿素含量与其他5个指标相关性小。本研究为进一步探究稀土对铁皮石斛促生及改善品质的作用机制奠定基础，为植物组培中如何科学合理使用稀土元素提供理论依据。