缓慢干旱下春小麦叶片质膜脂肪酸组成、H~+-ATPase肥及5′-AMPase活力的变化

研究了田间缓慢干旱胁迫下,抗旱性不同的两个小麦(Triticum aestivum)品种的生长状况、质膜极性脂脂肪酸组成以及质膜关键酶活力的变化。在小麦生长发育的早期,干旱胁迫使其叶片质膜极性脂脂肪酸不饱和度下降、质膜微囊消耗O_2的速率升高、膜蛋白含量降低、H~+-ATPase(EC 3.6.1.35)活力下降、5′-AMPase(EC 3.1.3.5)活力大幅度升高;在小麦发育的后期,随着干旱的持续,小麦叶片质膜的极性脂脂肪酸不饱和度不变或升高、质膜微囊消耗O_2的速率降低、膜蛋白含量与H~+-ATPase活力升高、5′-AMPase活力下降。以上结果表明,小麦在发育的早期阶段对干旱较敏感,其细胞质膜流动性降低、细胞中能荷贮备降低;而在后期,则又表现出对干旱的适应。这些结果将有助于阐明自然干旱条件下植物的抗旱机制。     

渗透胁迫对小麦根质膜膜脂物理状态的影响

以两相法纯化的小麦（TriticumsativumL．）根质膜微囊为材料,研究了渗透胁迫下质膜物理状态的变化。结果表明,随着介质蔗糖浓度增加,质膜光散射值降低,二苯己三烯（DPH）荧光偏振值升高,MC540荧光强度增强,并且DPH长寿命组分的荧光寿命和平均寿命都缩短,暗示渗透胁迫使质膜微囊收缩变小,降低了质膜流动性和表面电荷密度,并且表明质膜的疏水性减弱。进一步实验发现,质膜内源色氨酸长寿命组分的寿命缩短,质膜H －AT－Pase活力降低,暗示膜蛋白的构象和功能发生了改变。结果表明,质膜膜脂物理状态改变可能是植物感受渗透胁迫的原初响应。     

干旱胁迫下La3+在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度La3+叶喷小麦整株幼苗后,随着干旱处理时间的延长,除对叶片相对含水量没有影响外,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O-·2和H2O2的产生速率均有影响,其变化趋势与不加La3+叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较,变化曲线上升部分却下降,下降部分却略有升高.表明La3+可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物MDA含量,抑制O-·2产生速率,减少叶片中H2O2积累,阻止Fe2+的继续生成,限制了由Fe2+催化的Haber-Weiss和Fenton反应中底物O-·2和生成·OH的生成速率,使小麦叶片中·OH产生量相对减少,降低了叶细胞膜脂过氧化水平,减轻膜伤害,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害.     

干旱胁迫下La^3＋在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度 L a3 +叶喷小麦整株幼苗后 ,随着干旱处理时间的延长 ,除对叶片相对含水量没有影响外 ,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O- ·2 和 H2 O2 的产生速率均有影响 ,其变化趋势与不加 La3 + 叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较 ,变化曲线上升部分却下降 ,下降部分却略有升高。表明 L a3 +可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加 ,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物 MDA含量 ,抑制 O- ·2 产生速率 ,减少叶片中 H2 O2积累 ,阻止 Fe2 + 的继续生成 ,限制了由 Fe2 + 催化的 Haber- Weiss和 Fenton反应中底物 O- ·2 和生成· OH的生成速率 ,使小麦叶片中· OH产生量相对减少 ,降低了叶细胞膜脂过氧化水平 ,减轻膜伤害 ,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害     

干旱对棉花根和下胚轴质膜脂肪酸组分及其相关酶活性的影响

棉花根和下胚轴质膜脂肪酸主要由棕榈酸、硬脂酸、亚油酸和亚麻酸组成。干旱胁迫后,ＰＭ脂肪酸饱和度增加,不饱和脂肪到和不饱和指数降低。其中棕榈酸含量上升和亚麻酸含量下降较大,膜透性增高。质膜Ｈ＾＋ＡＴＰａｓｅ和Ｃａ＾２－ＡＴＰａｓｅ活力降低,脂氧合酶活性增强。     

水分胁迫对短枝型果树光合作用的非气孔限制

水分胁迫使叶片相对含水量降低,气孔阻力增大.水分胁迫光合速率的下降除受气孔因素影响之外,随着胁迫时间的延长和胁迫程度的加剧,水分胁迫导致O-·2累积,H2O2含量增加,从而引发膜脂过氧化,造成膜渗漏,质膜相对膜透性增大,膜脂过氧化产物MDA含量升高,由膜系统破坏而诱发的非气孔因素成为光合速率下降的主要原因.     

干旱胁迫对转LeFAD7基因番茄光合作用的影响

以‘天津白果’番茄品种的野生株系(WT)和转正义叶绿体ω-3脂肪酸去饱和酶基因(LeFAD7)株系T( )-12为试材,通过盆栽实验测定了它们在PEG-6000模拟干旱胁迫下的叶片类囊体膜脂脂肪酸组成,以及干旱胁迫后的光合参数、叶绿素荧光参数,以探讨类囊体膜脂LeFAD7基因在干旱胁迫下对番茄叶片光合作用的影响。结果表明:与WT株系相比,转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸(18∶3)含量升高12.67%,亚油酸(18∶2)含量下降26.98%,导致膜脂脂肪酸不饱和度升高;10%、20%和30%PEG干旱胁迫下,转正义基因番茄植株的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、净光合速率(Pn)和叶绿素a(Chl a)含量分别比相应对照下降0.36%~5.11%、19.97%~28.13%、13.27%~23.66%,降幅均小于WT株系,且Pn和Chl a在转基因和野生株间大多存在显著差异。可见,LeFAD7基因能增加番茄叶片膜脂脂肪酸不饱和度,从而减轻干旱胁迫对细胞膜的伤害性,保持干旱逆境下光合系统结构和功能的相对稳定,维持较高的光合速率。     

生物膜组分对膜功能和膜相变的调控——Ⅳ.膜脂组分对水稻根端氧化酶活力和透性的影响

水稻根端的呼吸强度,线粒体氧化酶活力和膜脂脂肪酸不饱和度均随低温处理时间的延长而持续下降,抗冷品种下降速率比不抗冷品种慢。质膜透性随低温处理时间的延长而持续上升,抗冷品种的上升速率比不抗冷品种慢。因之,低温下根端质膜透性、呼吸强度、线粒体氧化酶活力和膜脂脂肪酸不饱和度的变化与品种抗冷性有关。低温下根端质膜透性与呼吸强度和膜脂脂肪酸不饱和度间呈负相关关系。但是,在添加氰化物或不饱和脂肪酸的试验中证明,低温下质膜透性与呼吸强度间、质膜透性与膜脂脂肪酸不饱和度间却呈正相关。说明低温下质膜透性与呼吸强度和膜脂脂肪酸不饱和度无直接的内在联系。低温下根端膜脂脂肪酸不饱和度与呼吸强度和线粒体氧化酶活力伺呈正相关,经添加不饱和脂肪酸的试验证明,脂肪酸不饱和度与根端呼吸强度和线粒体氧化酶活力间仍呈正相关,说明两者间确有内在联系。     

H2O2胁迫锻炼对小麦幼苗抗旱性的影响

12 d龄的春小麦幼苗在1 mmol·L-1 及10 mmol·L-1 H2O2的胁迫锻炼过程中,质膜透性增大,O-·及H2O2含量增多,CAT活性升高,叶绿素含量降低,低浓度H2O2胁迫使SOD活性上升,高浓度时却使其活性下降.经过H2O2胁迫锻炼后的小麦遭受干旱胁迫时,叶绿素含量、SOD活性、CAT活性均高于对照组,而质膜透性、O-·及H2O2含量却低于对照组.表明H2O2胁迫锻炼,提高了小麦幼苗的抗氧化能力,增强了其抗旱性.     

NO对小麦叶片干旱诱导膜脂过氧化的调节效应

分析了一氧化氮(NO)对小麦(Triticum aestivum L．)叶片干旱诱导膜脂过氧化的影响。结果表明：不同浓度NO均能使干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量先降后升,而：MDA含量先升后降,O2-释放速率下降,SOD活性升高,POD活性降低;同时,NO可以提高脯氨酸含量。这些结果表明NO提高了小麦叶片的抗氧化能力,降低了干旱胁迫诱导的膜脂过氧化损伤。     

NaCl胁迫对盐芥质膜和液泡膜ATPase活性的影响

以盐生植物盐芥和中生植物拟南芥幼苗为材料,研究了盐胁迫对它们叶片和根质膜、液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性以及H+-ATPase、Na+/H+ 逆向转运蛋白表达的影响.结果显示:在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根质膜的H+-ATPase活性分别比对照显著升高41%～212%和35%～53%,液泡膜的H+-ATPase分别显著升高281%～373%和4%～38%,而拟南芥却比相应对照都显著降低;相同盐浓度胁迫下,盐芥叶片的H+-ATPase活性比根部高4～8倍,盐芥根也远高于拟南芥.在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根的液泡膜H+-ATPase蛋白质β亚基含量变化与其酶活性变化趋势一致,质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白的表达量与Na+含量变化趋势一致.盐胁迫下盐芥根中Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性的增加与根中Ca2+和K+含量呈显著正相关.研究发现,在盐胁迫条件下,盐芥能有效增强H+-ATPase蛋白和Na+/H+逆向转运蛋白表达,显著提高其根系与叶片质膜和液泡膜的H+-ATPase、Ca2+-ATPase和K+-ATPase活性,维持细胞质中较高的Ca2+和K+水平,从而缓解盐胁迫的伤害,增强耐盐性.     

干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢及灌浆速率的影响

在防雨池栽条件下,研究了干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢的影响.结果表明,小麦旗叶内H2O2和O-·2水平随干旱胁迫的加剧和衰老进程的加快而逐渐升高,活性氧清除系统中的SOD和CAT活性逐渐下降,膜脂过氧化产物MDA含量升高,导致叶片内可溶性蛋白质和叶绿素含量下降,是干旱胁迫造成对籽粒产量贡献较大的旗叶伤害的主要原因之一,从而导致穗粒重下降.     

2种玉米幼苗耐旱性生理机制研究

以白种皮(白玉米)和黄种皮(黄玉米)2个玉米栽培品种为材料,在水培条件下进行聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理,分析玉米叶片抗旱性相关生理特性和质膜H+-ATP酶活性的变化,探讨2种玉米幼苗耐旱性生理机制。结果表明:(1)在2%、5%、10%PEG-6000处理条件下,随处理浓度和时间的增加,2种玉米幼苗植株失水率上升,叶片蒸腾速率降低,气孔传导率下降;在所有相同处理条件下,白玉米植株失水率明显小于黄玉米,而叶片蒸腾速率和气孔传导率下降幅度明显大于黄玉米,即白玉米的耐旱性比黄玉米强。(2)在相同浓度PEG-6000处理下,白玉米叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量均高于黄玉米,它在干旱胁迫下的渗透调节能力强于黄玉米。(3)在抗氧化酶体系中,随着PEG-6000胁迫浓度的升高,2种玉米叶片CAT活性呈下降趋势,但白玉米CAT活性在2%和5%PEG-6000胁迫下均显著高于黄玉米,其叶片中H2O2含量显著低于黄玉米。(4)随着PEG-6000胁迫浓度的升高,白玉米叶片质膜H+-ATPase磷酸化水平及其与14-3-3蛋白的结合受到的抑制作用比黄玉米强,白玉米叶片质膜H+-ATPase活性比黄玉米叶片低,叶片气孔开度小于黄玉米,叶片蒸腾速率和气孔传导率均低于黄玉米,这可能是白玉米耐旱性强于黄玉米的一个重要机制。     

干旱对棉花根和下胚轴质膜脂肪酸组分及其相关酶活性的影响(简报)

棉花根和下胚轴质膜（PM）脂肪酸主要由棕榈酸（16：0）、硬脂酸（18：0）、亚油酸（18：2）和亚麻酸（18：3）组成。干旱胁迫后,PM脂肪酸论和度增加,不饱和脂肪酸和不饱和指数（IUFA）降低。其中棕榈酸含量上升和亚麻酸含量下降较大,膜透性增高,质膜H －ATPase和Ca2 －ATPase活力降低,脂氧合酶（LOX）活性增强。     

镉胁迫对芥蓝根系质膜过氧化及ATPase活性的影响

水培条件下,以“香港白花”芥蓝品种为供试材料,研究4种不同浓度镉（0、1.0、2.0、4.0、8.0 mg/L Cd）处理对芥蓝幼苗根系质膜过氧化及ATPase活性的影响。结果表明,与对照相比,随着Cd处理浓度的增加,芥蓝根系活力呈现降低的变化趋势,而根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性以及丙二醛（MDA）、H2O2含量和O2-产生速率表现出升高的趋势,表明芥蓝受到活性氧物质的胁迫。1.0、2.0 mg/L Cd浓度处理下的H2O2含量与对照差异不显著,而O2-产生速率则在1.0 mg/L浓度处理下与对照差异不显著。随着Cd处理浓度的增加,芥蓝根系质膜H -ATPase和Ca2 -ATPase活性呈现出先增后减的变化趋势。1.0 mg/LCd浓度处理时,H -ATPase和Ca2 -ATPase活性与对照差异不显著（P > 0.05）,而在2.0、4.0和8.0 mg/LCd处理时,两种ATPase活性显著降低（P < 0.05）,并且与膜脂过氧化水平呈极显著的负相关（R2 > 0.969）。因此,低浓度Cd处理对芥蓝根系质膜两种ATPase活性影响较小,较高浓度Cd处理使芥蓝根系活力和质膜ATPase的损伤加重。     

NaCl胁迫下大麦根系液泡膜H+-ATPase活性与膜流动性的关系

用50～200 mmol/L NaCl处理2 d后,大麦(Hordeum vulgare L.)品种"滩引2号"(耐盐性强)根的液泡膜H+-ATPase活性增强,600 mmol/L NaCl处理下酶活性下降;"科品7号"(耐盐性弱)在50～100 mmol/L NaCl处理2 d后根的液泡膜H+-ATPase活性增强,200～600 mmol/L NaCl处理下酶活性随盐浓度增加而降低.50～200 mmol/L NaCl处理下"滩引2号"根的液泡膜流动性下降,600 mmol/L NaCl处理下膜流动性明显增大;盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度下降时,膜流动性下降,反之则膜流动性上升.由此推断高盐胁迫下液泡膜膜脂脂肪酸不饱和度上升而引起膜流动性上升可能是引起H+-ATPase活性下降的原因之一.     

根施甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗类囊体膜组分和功能的影响

干旱胁迫造成两小麦品系类囊体膜上的单半乳糖脂甘油二酯(MGDG)、双半乳糖脂甘油二酯(DGDG)、磷脂酰胆碱(PG)以及叶绿素含量显著下降,甜菜碱预处理能缓解这些组分的下降.干旱胁迫下,抗旱型小麦品系HF9 70 3的硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)、反式十六碳-烯酸[16:1(3t)]含量显著上升,MGDG中亚麻酸(18:3)相对含量显著下降;而干旱敏感型品系SN215953则表现为SQDG、16:1(3t)含量显著下降,MGDG中脂肪酸变化不明显,这可能是两个小麦品系抗旱性差异的重要原因之一;甜菜碱处理能显著减小干旱处理与对照之间的差异,且对SN215953的作用较HF9703大.另外,干旱胁迫引起类囊体膜上Ca2 -ATPase活性、Hill反应活性及叶片净光合速率下降,外源甜菜碱能缓解其下降趋势.     

NaCl胁迫对宁夏枸杞幼苗根系质膜和液泡膜H+-ATPase活性的影响

以宁夏枸杞为材料,研究NaCl胁迫下枸杞幼苗组织含水量、干物质重量、无机离子分布、质膜透性、丙二醛 (MDA)含量及幼根质膜、液泡膜H -ATPase活性和耐盐性之间的关系。结果表明,在0．3％NaCl胁迫下,干物质重量、质膜透性、MDA含量略有增加,组织含水量略有下降;随着NaCl胁迫强度的增加,Na 、Cl-含量逐渐增加, K 含量则呈现下降的趋势;质膜透性增大与MDA含量升高呈显著正相关;质膜和液泡膜H -ATPase活性逐渐增加,且液泡膜H -ATPase活性显著高于质膜H -ATPase活性,表明枸杞具有较强的抗盐性。     

外源一氧化氮供体硝普钠对干旱胁迫下小麦幼苗叶中ATP酶活性和膜脂过氧化的影响

研究外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（sNP）对干旱胁迫下小麦幼苗叶片ATP酶活性和膜脂过氧化影响的结果表明,15％聚乙二醇．6000（PEG-6000）模拟的干旱胁迫下小麦幼苗叶中H^＋-ATP酶和Ca^2＋．ATP酶活性显著升高后迅速下降,硫代巴比妥酸反应产物（TBARs）和质量膜透性增加;0．1mm01．L^-1 SNP可提高干旱胁迫下小麦幼苗叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（cAT）活性,降低超氧阴离子（O2^-）和过氧化氢（H2O2）水平,缓解膜脂过氧化,稳定生物膜的结构和功能,H^＋-ATP酶和Ca^2＋-ATP酶也可以保持更高的活性。     

土壤干旱对冬小麦旗叶乙烯释放、多胺积累和细胞质膜的影响

土壤水分亏缺时,小麦旗叶的乙烯释放量增加,三种多胺（精胺、亚精胺、腐胺）的含量在小麦灌浆初期显著增加,而在小麦灌浆末期除腐胺外均降低。外施５００ｍｇ／Ｌ的亚精胺溶液能减弱小麦叶片的膜脂质过氧化程度。土壤水分亏缺时膜透性增大,膜脂过氧化物丙二醇含量升高,导致不饱和脂肪酸指数下降,亚麻酸含量下降。严重土壤水分胁迫下,过氧化物酶的活性升高。这些结果表明土壤干旱损害小麦旗叶质膜,促其衰老。研究表明,随着受旱程度的提高,小麦旗叶遭受的损伤逐渐加重,植株对土壤干旱的适应性亦逐渐降低。