海水胁迫对菠菜叶绿素代谢的影响

以耐海水品种‘荷兰3号’和海水敏感品种‘圆叶菠菜’为试验材料,采用营养液栽培,研究海水胁迫对菠菜叶绿素代谢的影响。结果表明,海水胁迫下,2个菠菜品种叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素含量以及叶绿素合成前体———原叶绿素酸(Pchl)、镁原卟啉IX(Mg-proto IX)、原卟啉IX(Proto IX)和尿卟啉原III(UroIII)含量均明显降低,而胆色素原(PBG)和δ-氨基酮戊酸(ALA)积累,‘圆叶菠菜’的变化幅度大于‘荷兰3号’。海水胁迫下,‘荷兰3号’叶片的叶绿素酶(Chlase)活性无显著变化,胆色素原脱氨酶(PBGD)和尿卟啉原III合酶(UROS)活性在胁迫第3天显著下降,而‘圆叶菠菜’Chlase活性显著上升,PBGD和UROS活性显著下降。研究发现,在海水胁迫条件下,菠菜叶片的叶绿素合成代谢受阻,受阻位点位于PBG→UroIII的转化过程,其中‘圆叶菠菜’的受阻程度大于‘荷兰3号’;耐海水品种‘荷兰3号’叶片叶绿素含量降低主要由叶绿素合成代谢受阻引起,而海水敏感品种‘圆叶菠菜’叶绿素含量的降低则是由叶绿素合成受阻和叶绿素降解共同作用的结果。     

木麻黄幼苗对模拟酸雨胁迫的响应和Ca2+的调节作用

随着酸雨pH值的下降,木麻黄幼苗中超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值逐渐下降,过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O2-·)含量逐渐增加,过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸含量先升后降.在同一强度酸雨胁迫下,经0.1和1 mmol·L-1Ca(NO3)2处理的SOD活性、CAT活性、叶绿素含量和叶绿素a/b值相对较高,POD活性、蛋白质含量、MDA含量、O2-·含量和脯氨酸含量相对较低,Ca2 可缓解酸雨对木麻黄幼苗的伤害.     

外源硅对花期高温胁迫下杂交水稻授粉结实特性的影响

以杂交中熟籼稻品种金优63、汕优63为供试材料,采用盆栽试验,在水稻生长前期连续喷施3次硅酸钠(Na₂SiO₃·9H₂O),于人工气候箱内在水稻开花期进行常温(日均温26.6 ℃,日最高温度29.4 ℃)和高温(日均温33.2 ℃,日最高温度40.1 ℃)处理5 d,研究施硅在花期高温胁迫下对杂交水稻剑叶叶绿素含量、光合性能、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量、花粉活力、花药酸性转化酶活性、柱头授粉性能和结实率等的影响.结果表明: 与对照相比,施硅可显著提高高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量,提高净光合速率和气孔导度,减少胞间CO₂浓度,增强叶片光合作用,减少MDA含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性;提高花药中可溶性酸性转化酶活性和花粉活力,增加花粉囊基部裂口宽度,提高水稻每柱头上授粉总数、萌发数、花粉萌发率和萌发数大于10粒者所占的比例,降低花粉总数小于20粒者所占的比例;使金优63、汕优63结实率的降低分别减轻13.4%、14.1%.因此,在水稻生长前期喷施外源硅,可减轻水稻在开花期结实率的降低,提高杂交水稻的抗热性.     

2种枸杞叶片对混合盐胁迫的生理响应

选取耐盐性不同的‘宁杞5号’和‘黑杞1号’一年实生苗为试验材料,进行渗透势分别为-0.47、-0.82和-1.18MPa的混合盐(NaCl+Na_2SO_4)胁迫处理,分析比较2种枸杞叶片生理指标的响应特征,以揭示2种枸杞适应盐胁迫的生理机制。结果表明:(1)随着渗透势降低,2种枸杞叶片生理指标响应趋势基本一致,叶绿素(Chl)和可溶性蛋白(SP)含量先升后降,相对电导率、丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量逐渐增加,但‘宁杞5号’的变化幅度大于‘黑杞1号’。(2)随着渗透势降低,2种枸杞叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均增强,但-1.18 MPa混合盐溶液处理则抑制了‘宁杞5号’抗氧化酶活性。(3)随着盐胁迫处理时间的延长,2种枸杞叶片相对电导率、MDA含量、Pro含量、SS含量和CAT活性增加,但‘宁杞5号’的渗透调节物质积累量高于相应‘黑杞1号’;而2种枸杞Chl含量及SOD和POD活性在-1.18 MPa混合盐溶液处理下有所下降。研究表明,2种枸杞均可通过积累渗透调节物质和加强抗氧化酶系统来缓解盐胁迫对自身的伤害,‘宁杞5号’的渗透调节能力较强,而‘黑杞1号’具有更稳定的抗氧化酶系统,从而具有更强耐受盐胁迫的能力。     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

高温胁迫对‘黄冠’、‘翠玉’梨耐热生理指标及相关基因表达的影响

为探讨高温胁迫对梨树的影响,对2年生‘黄冠’(Pyrus pyrifolia‘Cuiguan’)、‘翠玉’(P.bretschneideri×P.pyrifolia)盆栽苗胁迫后叶片的抗氧化物质、抗氧化酶、渗透物质和激素的变化进行了测定,利用q RT-PCR分析了叶片中抗性基因的表达。结果表明,在高温胁迫下,梨树叶片的叶绿素含量明显下降,而MDA含量则持续上升;梨叶片中的POD和CAT活性总体呈下降趋势,但‘黄冠’的POD和CAT活性均高于‘翠玉’;PRO含量随胁迫时间延长逐渐增加;ASA含量表现出先上升后下降,且‘黄冠’的ASA含量高于‘翠玉’;IAA和ABA含量都随胁迫时间的延长呈下降趋势,但‘黄冠’的IAA和ABA含量比‘翠玉’高。q RT-PCR结果表明,叶片中相关基因的表达量与对应的ASA、IAA和ABA含量变化趋势基本一致。因此,‘黄冠’比‘翠玉’抗高温性能强,且高温处理第4天为‘黄冠’和‘翠玉’梨的生理变化转折点。     

Cd~(2+)胁迫对小麦幼苗生理生化特性的影响

以小麦品种'西旱2号'和'宁春4号'幼苗为材料,采用室内水培实验研究了不同浓度Cd(NO3)2处理对叶绿素含量、抗氧化酶活性及渗透性调节物含量等的影响.结果表明,两小麦品种幼苗的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量在镉胁迫下均比对照降低,且高浓度镉对'西旱2号'幼苗叶片Chl b的破坏程度强于Chl a;两品种镉胁迫幼苗的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均比对照不同程度地升高;两品种镉胁迫幼苗的可溶性糖含量均与对照无显著差异,但'宁春4号'幼苗叶片的脯氨酸含量却比对照显著升高,且此效应具有浓度依赖性;镉胁迫下两品种小麦幼苗叶片的MDA含量变化与对照无显著差异.研究显示,两品种小麦幼苗叶片的光合色素在镉胁迫下均受到不同程度的破坏,但它们均能通过增加体内保护酶活性和渗透调节物质含量来缓解膜脂过氧化伤害,从而对镉胁迫均表现出较强的耐受能力.     

铅胁迫对烟草生长及生理生化指标的影响

本试验以烟草(Nicotiana tabacum)‘吉烟9号’为供试材料,采用盆栽的方法,探讨铅(Pb)胁迫对烟草生长和生理生化指标的影响。研究结果显示:随着Pb胁迫浓度的升高,‘吉烟9号’的叶长、叶宽、株高、茎围逐渐减小;叶绿素(Chl)含量下降;过氧化氢酶(CAT)与超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降;过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量逐渐上升;烟碱含量降低;淀粉含量先降后升;总氮、蛋白质、总糖、还原糖含量先升后降;可溶性糖含量在Pb胁迫浓度为150 mg·kg~(-1)时最高。总体来说Pb胁迫浓度大于150 mg·kg~(-1)条件不利于优质烟叶形成。     

外源6-BA对缺镁胁迫下两优培九幼苗的缓解效应

以三叶一心期的两优培九幼苗为材料,比较研究了缺镁及叶面喷施6-BA对缺镁胁迫下两优培九叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、硝酸还原酶(NR)活性,可溶性蛋白含量及细胞膜透性的影响。结果表明:随着两优培九缺镁胁迫程度的加剧,叶绿素含量、可溶性蛋白含量呈下降趋势,SOD、POD、CAT活性呈现先上升后下降的趋势,而细胞膜透性、NR活性则呈现升高的趋势;喷施6-BA对缺镁胁迫具有一定程度的缓解作用。因而可推测外源6-BA可在一定程度上改善由于缺镁而造成的营养缺乏症。     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

硅对连作黄瓜幼苗光合特性和抗氧化酶活性的影响

以‘津研四号’黄瓜品种为试材,研究了叶面喷施不同浓度硅(Si)(0、1、2、3、4、5 mmol·L^-1)对连作黄瓜幼苗生长、光合特性和抗氧化酶活性的影响.结果表明: 在一定浓度(1～3 mmol·L^-1 Si)范围内,施Si可降低幼苗叶片电解质渗漏率(EL)和丙二醛(MDA)含量;提高叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素含量,叶片净光合速率(P_n)升高;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性均有所提高;黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积及干物质积累量增加.随施Si浓度的进一步增加(4～5 mmol·L^-1),叶片中EL和MDA含量升高,但仍低于对照;抗氧化酶活性和光合作用下降,幼苗生长受到显著抑制.说明外源Si可通过提高黄瓜幼苗叶片抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,通过增加光合作用来提高黄瓜幼苗长势,进而增强对连作障碍的抗性.以2 mmol·L^-1Si处理效果最好.     

Different drought-stress responses in photosynthesis and reactive oxygen metabolism between autotetraploid and diploid rice

Photosynthetic light curve, chlorophyll (Chl) content, Chl fluorescence parameters, malondialdehyde (MDA) content, phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) activity and reactive oxygen metabolism were studied under drought stress in two autotetraploid rice lines and corresponding diploid rice lines. Net photosynthetic rate decreased dramatically, especially under severe drought stress and under high photosynthetic active radiation in diploid rice, while it declined less under the same conditions in autotetraploid lines. Compared with the corresponding diploid lines, the Chl content, maximum photochemical efficiency of photosystem (PS) II, and actual photochemical efficiency of PSII were reduced less in autotetraploid lines. PEPC activities were higher in autotetraploid rice lines. PEPC could alleviate inhibition of photosynthesis caused by drought stress. The chromosome-doubling enhanced rice photoinhibition tolerance under drought stress. The lower MDA content and superoxide anion production rate was found in the autotetraploid rice indicating low peroxidation level of cell membranes. At the same time, the superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT) activities were higher in autotetraploid rice lines. SOD, POD, and CAT could effectively diminish the reactive oxygen species and reduced the membrane lipid peroxidation.     

Thermotolerance and antioxidant response induced by heat acclimation in <Emphasis Type="Italic">Freesia</Emphasis> seedlings

Followed a heat acclimation pretreatment, seedlings of Freesia hybrida ‘Shangnong Jinghuanghou’ were exposed to heat stress at 38°C for 6 h treatment and then recovered at 22°C for 72 h to study the impact of heat acclimation (30°C) on thermotolerance under heat stress. The results showed that the pretreated seedlings performed better under heat stress than control. Heat acclimation could slow down the decrease of chlorophyll contents under heat stress and recover better. Higher levels of soluble sugar and proline and slight lower level of soluble protein were observed in pretreated seedlings. After recovery, similar levels of proline and soluble protein were maintained in all seedlings. However, a higher level of soluble sugar was maintained in pretreated seedlings. MDA content and EL showed a stable level in pretreated seedlings while a significant increase in control, followed by a significant decrease after recovery. Significant different responses of SOD, POD, CAT, and APX activities were observed in pretreated seedlings and control. Heat acclimation led to higher activities of these enzymes and a significant response of antioxidant enzyme activities occurred in a time-dependent manner under heat stress. Exposure to high temperature caused a significant increase in SOD and APX activity, and much higher levels in SOD and APX activity were observed in pretreated seedlings compared to control during heat stress. A slight difference in change pattern of POD and CAT activity was presented. The highest activities of POD and CAT were observed at 4 and 6 h of heat stress in pretreated seedlings and control, respectively. After 72 h recovery, the activities of all tested enzymes decreased to similar levels in all seedlings.     

空间搭载后的蜀葵幼苗叶中光合色素含量及抗氧化酶活性变化

蜀葵种子经返回式卫星搭载后,其幼苗叶中光合色素(叶绿素a、b,胡萝卜素)总量低于地面未经搭载的.叶绿素a b含量明显降低, 叶绿素b的下降幅度远大于叶绿素a,因而Chla/b值增高.经空间搭载后萌发12 d的幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均低于地面未经搭载的,而丙二醛(MDA)含量则明显升高.     

超量表达MrCN基因提高烟草植株对TMV的抗性

利用农杆菌介导的遗传转化法将含有普通烟草Ubi．U4启动子驱动MrCN基因表达的元件导入TMV敏感烟草品种K326中,对筛选鉴定出的T0代转基因植株接种TMV,测定其接种前后不同时期的理化指标,以接种TMV的野生型植株为对照。结果显示,转基因植株和野生型植株接种TMV前叶绿素（Chl）和MDA含量YLSOD、POD和CAT酶活力均无显著差异,但接种TMV后野生型植株Chl含量逐渐降低,转基因植株Chl含量先增后降,在接种TMV后5d时转基因植株叶片Chl含量显著高于野生型植株。接种前期（0-3d）转基因植株MDA含量略低于野生型植株,但差异不显著;但接种后期（3～5d）前者的MDA含量显著低于后者。接种TMV后转基因植株中SOD、POD及CAT酶活性变化幅度较野生型植株高,以CAT的变幅最为显著。另外,Real-timePCR分析结果表明,接种TMV后3d时转基因植株删蹦、PR-1α及NrCN表达量均显著高于野生型植株。以上结果表明,通过转基因技术提高烟草抗病基NNrCN的表达量,能提高防御酶活性及病程相关基因的表达量,从而延缓植株感染TMV的发病时间,增强敏感植株对TMV的抗性。     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L^-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明： 以不施镉为对照,1.0 mmol·L^-1CdCl₂胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0%、15.0%和27.5%,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3%、6.7%和30.8%,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4%,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6%、31.5%和17.9%,细胞膜相对透性显著升高24.8%,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L^-1外源脯氨酸效果最佳.     

夜间高温胁迫对水稻叶片光合机构的影响

The net photosynthetic rate (Pn), the apparent quantum yield (AQY), the photochemical efficiency of PSⅡ(Fv/Fm), the quantum yield of PSⅡ electron transport (Ф PSⅡ) and the coefficient of photochemical quenching (qp) were decreased in rice (Oryza sativa L.) leaves under high nocturnal temperature (42±1) ℃ stress, but the relative reduction state of PSⅡ (1-qp) was increased. With the increment of stress time, the chlorophyll content and the binding degree of chlorophyll-protein complex declined gradually, the O2(superoxide radical) production rate and H2O2 content in leaves elevated. The activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) increased for 2-3 days under high temperature stress yet decreased afterwards. The results showed that the photosynthetic efficiency declined in rice leaves under high nocturnal temperature stress with concurrent emergence of the symptom of oxidative damage. The gradual increase of the SOD, POD and CAT activities, as well as that of the ratio of Pr (photo-respiration rate) to Pr+Pn and non-photochemical quenching of chlorophyll fluorescence (NPQ) indicates that those mechanisms related to the changes of these parameters may play an important role in protecting rice leaves from oxidative damage under high nocturnal temperature stress.     

光强对菹草生长及抗氧化酶活性的影响

试验以菹草(Potamogeton crispus)为试验材料, 在7种不同光强(自然光的100%、60%、40%、20%、10%、5%和1%)条件下, 测定并分析菹草的形态指标(株高、叶片数)和生理指标(叶绿素、根系活力、抗氧化酶活性及丙二醛)对光强条件的响应, 为富营养化水体植物群落的构建提供理论依据。结果表明: (1)随着光照强度的增大, 菹草的株高、叶片数、生物量增长率显著上升, 而光强过高(CK组)和过低(1%组)菹草生长受到抑制; (2)菹草叶绿素含量随光照强度的增大, 呈先上升后下降趋势。1%组和CK组Chl. a、Chl. b、Chl. a+b和Car含量低, 其余各组含量较高; (3)随着试验时间的延长, 菹草根系活力呈先上升后下降趋势, 20%组、40%组和60%组的根系活力较大; (4)菹草SOD、POD和CAT活性整体表现为先升后降趋势, 试验后期1%和CK组SOD含量较高, POD、CAT含量较低。菹草叶片MDA含量在试验过程中不断上升, 抑制菹草的正常生长。自然光照的20%—60%, 菹草生长状况较好; 持续的弱光胁迫将导致植物活性氧代谢失调, 细胞受到伤害, 最终导致植物死亡。     

钙对烟草叶片热激忍耐和活性氧代谢的影响

热胁迫导致烟草叶片细胞膜系统显著受损,表现为SOD活性降低和MDA含量明显升高,叶片叶绿素含量下降,活性氧增加。10 mmol/L CaCl2溶液处理烟草幼苗后,能有效降低热胁迫下叶片细胞膜透性,维持较高的SOD和CAT等抗氧化酶活性,减缓 O-·2 形成和膜脂过氧化反应。研究结果表明,CaCl2处理提高了烟草叶片膜稳定性和膜保护酶活性,有利于保护细胞膜结构,降低高温对烟草幼苗的伤害。钙离子螯合剂EGTA能在一定程度上降低烟草叶片的抗热性。