沙芥属植物活性氧清除系统对干旱胁迫的响应

以沙芥属植物沙芥和斧形沙芥幼苗为试材,采用盆栽控水干旱方法,分析其在不同干旱胁迫强度下根和叶的活性氧水平、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化,并利用隶属函数法和抗旱系数法综合评价沙芥和斧形沙芥的抗旱性。结果表明: （1）随着干旱胁迫程度的加剧,沙芥和斧形沙芥的根和叶中O^-·₂产生速率及·OH、H₂O₂、MDA含量总体呈逐渐升高的趋势,且干旱胁迫下沙芥比斧形沙芥产生了更多的ROS和MDA。（2）随着干旱胁迫程度的加剧,沙芥和斧形沙芥的根和叶中POD、APX、GST活性及叶中GR活性均先升高后降低,叶中的SOD活性以及根中GR、GPX活性均先降低后升高,根和叶中的CAT活性、叶中的GPX活性和根中SOD活性均逐渐升高;但根和叶中的SOD、POD、CAT活性在各干旱处理下均表现为斧形沙芥高于沙芥。（3）沙芥和斧形沙芥的根和叶中AsA含量随着干旱胁迫程度的加剧而先升高后降低,GSH含量逐渐升高,CAR含量逐渐降低,而VE含量在叶中逐渐升高,在根中却逐渐降低;但斧形沙芥比沙芥合成更多的AsA和GSH,其植物体内AsA GSH循环系统能清除更多的ROS。（4）沙芥和斧形沙芥的根和叶中总抗氧化能力（T AOC）均随着干旱加剧逐渐增强,且斧形沙芥的总抗氧化能力强于沙芥;活性氧清除系统的平均隶属度和综合抗旱系数显示,轻度干旱胁迫下沙芥抗旱性强于斧形沙芥,中度和重度干旱胁迫下斧形沙芥的抗旱性强于沙芥。研究认为,在干旱胁迫条件下,斧形沙芥根叶中ROS和MDA含量明显低于沙芥,而其大部分抗氧化酶活性和抗氧化剂含量高于沙芥,斧形沙芥植株体内抗氧化系统表现出更强的活性氧清除能力,从而表现出更强的抗旱性。     

空心莲子草具有较强抗盐能力的原因初探

为了探讨空心莲子草(Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb)的抗盐机理,测定了盐胁迫条件下的空心莲子草和水稻中保护酶活性和渗透调节物质的变化。结果表明,在盐胁迫下,空心莲子草中的脯氨酸、甜菜碱以及SOD、POD等含量增加速度比水稻快,膜脂过氧化产物丙二醛的含量在两种植物中虽亦增加,但在空心莲子草叶中的增加幅度小于水稻。证明盐胁迫下保护酶活性和渗透调节物质含量的迅速增加是空心莲子草具有较强抗盐能力的重要生理学基础。     

花后干旱对冬小麦光合、抗氧化特性和C4光合酶活性的影响

干旱是限制小麦增产最主要的非生物胁迫之一。为探究不同抗旱性冬小麦品种对花后干旱的响应,本试验以干旱敏感型品种“京冬18”和抗旱型品种“农大211”为材料,调查了花后干旱及复水后冬小麦的旗叶光合特性、丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量以及各器官C4光合酶活性的变化。结果表明：花后干旱显著降低了“京冬18”的千粒重,而对“农大211”的千粒重无显著影响;与“京冬18”相比,“农大211”在干旱胁迫下叶片的SPAD值和净光合速率相对较高,F_v/F_m值相对稳定,丙二醛含量的增幅相对较小,SOD和POD活性及可溶性蛋白和脯氨酸含量的增幅相对较大;穗部(颖壳和籽粒)C4光合酶(PEPC、NADP-ME和PPDK)活性高于旗叶,且在干旱胁迫下被诱导增强;复水后,各项指标得到不同程度的恢复;相关分析表明,花后干旱下穗部C4光合酶活性增幅与旗叶脯氨酸含量及抗氧化酶活性增幅呈显著正相关。综上,花后干旱胁迫降低了小麦旗叶光合能力,加速了膜脂过氧化和叶绿素降解,最终影响到籽粒产量;抗旱性较强的品种在干旱胁迫下通过增强穗部C4光合酶活性、旗叶渗透调节及抗氧化能...     

两种入侵能力不同的莲子草光合系统稳定性的比较研究

为揭示恶性杂草空心莲子草入侵的部分机制,并为采取防控措施降低其危害提供理论依据,比较了空心莲子草与其同属的入侵能力相对较弱的刺花莲子草对光氧化胁迫(由10μmol·L-1甲基紫精在光强100μmol·m-2·s-1条件下诱导产生)的生理响应。结果表明:在光氧化胁迫下,空心莲子草和刺花莲子草两者的叶绿素、类胡萝卜素、总酚和类黄酮含量均显著下降,叶片细胞死亡率相应升高,但空心莲子草对光氧化胁迫具有较高的忍耐性,这可能与其总酚和类黄酮含量以及DPPH·(1,1-二苯基苦基苯肼)自由基清除能力有关。这种特性可能是空心莲子草光合系统稳定性更高、入侵能力更强和危害性更大的重要因素之一。     

干旱胁迫对玫瑰花瓣膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响

以‘卡罗拉’(超玫)、‘影星’(艳粉)、‘坦尼克’(白玫)3种云南主栽玫瑰花品种为试材,研究了干旱胁迫对3种玫瑰鲜切花花瓣相对含水量、可溶性蛋白含量、丙二醛含量和抗氧化酶活性的影响,并采用隶属函数法对其抗旱性进行了综合评价。结果表明:(1)随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣相对含水量和可溶性蛋白质含量下降,而其代表膜质过氧化程度的丙二醛(MDA)含量不断增加,并在干旱胁迫的第5天达到最大值,且以‘坦尼克’MDA含量最大。(2)随干旱胁迫增强,各品种玫瑰花瓣的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽还原酶(GR)以及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先上升后下降的趋势,其中CAT、POD、GR和APX活性均在第3天时达到最大值,之后CAT、POD、GR活性迅速下降,而APX即使在实验后期也仍然保持较高活性;‘卡罗拉’SOD活性在干旱胁迫下增幅最大,且活性均值也在3个品种中最高,其POD活性在处理第3天时达到最大值,为‘坦尼克’的9.2倍;说明玫瑰花瓣细胞在干旱胁迫第3天时有较高的活性氧(ROS)清除能力,随后细胞抗氧化能力下降并逐渐失去抵抗干旱能力,但APX在玫瑰抵抗干旱胁迫后期起更重要作用,3品种中‘卡罗拉’耐旱性相对较强。(3)根据隶属函数平均值大小对玫瑰花抗旱性进行排序,各玫瑰品种抗旱性由强到弱表现为:‘卡罗拉’‘影星’‘坦尼克’,这与干旱胁迫期间各品种花瓣的外观、相对含水量等变化基本相符。综合分析认为,3种玫瑰鲜切花通过提高抗氧化酶活性来增加其抗旱能力,花瓣膜质过氧化程度随着干旱胁迫加重而加剧,且不同品种间表现出不同的抗旱性,并以‘卡罗拉’品种抗旱性较强。     

重金属胁迫条件下空心莲子草的生长和营养特征分析

空心莲子草是一种常见的水生植物,并能在重金属污染的水体或附近土壤中生长.本研究发现,空心莲子草能富集6种常见的重金属元素,其富集能力为:Zn2+>Mn2+>Pb2+>Cu2+>Cd2+>Cr3+.高浓度(1 mmol/L) Cu2+、Mn2+、Zn2+和Cr3+ 等重金属胁迫处理条件下,空心莲子草的根冠比增加,生物干重、总根长和总根表面积都相应降低.此外,高浓度(1 mmol/L) Pb2+、Cd2+、Cu2+或Zn2+分别胁迫处理条件下,空心莲子草的K+、Ca+和Mg+等元素的含量变化差异显著(P＜0.05).以上研究表明,空心莲子草通过改变体内钾钙镁等重要生长元素营养情况来适应重金属污染的胁迫,有很强的富集重金属元素的能力,进而降低污染、净化水体.空心莲子草对重金属污染的生长响应及体内重要矿物元素营养特性之间的相互关系,可能为重金属污染的水土生物修复提供理论依据.     

空心莲子草响应南方菟丝子寄生的生长-防御权衡

为探讨全寄生植物南方菟丝子(Cuscuta australis)防治入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的可行性,以二者野外天然生长的种群为研究对象,分析南方菟丝子寄生对空心莲子草生长及防御的影响,阐明空心莲子草在受到寄生胁迫时如何权衡自身生长与防御的关系,进而发展出一套应对南方菟丝子寄生的生长-防御策略。结果显示:(1)南方菟丝子寄生显著改变空心莲子草茎的形态,茎直径和平均节间长均增加,茎直径变化极显著(P0.01);(2)南方菟丝子寄生显著减少空心莲子草叶片数,但同时显著增加后者茎的分枝数,而茎上的节是潜在的无性繁殖体,故有利于空心莲子草的克隆繁殖;此外,南方菟丝子寄生显著降低了空心莲子草的根、茎、叶生物量和总生物量,抑制空心莲子草的生长;(3)南方菟丝子寄生显著增加空心莲子草茎的单宁、总酚、三萜皂苷含量,增强其防御能力;(4)南方菟丝子寄生的空心莲子草的生物量与茎部木质素、三萜皂苷、单宁和总酚含量均呈现显著负相关性(P0.01),对照组则不存在相关性;且寄生组较对照组相比,生物量的相对百分比显著低于对照组(P0.01),而用于防御的次生代谢产物总含量的相对百分比显著高于对照组(P0.01)。以上结果表明,受到南方菟丝子寄生胁迫后,空心莲子草改变自身的生长-防御策略,减少营养生长投入而将更多的资源投向克隆繁殖,同时增强对"防御"物质的投入,增强其防御能力,以利于后代生存和繁衍。     

干旱胁迫下黄土高原4种乡土禾草抗氧化特性

采用盆栽实验,对干旱胁迫下黄土高原4种乡土禾草冰草、长芒草、无芒隐子草和白羊草叶片过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性和非酶抗氧化物质还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)含量进行了测定。 结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,4种乡土禾草叶片H₂O₂、MDA含量均呈增加趋势,这说明它们均遭受了干旱所造成的氧化胁迫,且干旱程度越大其遭受的氧化胁迫也越大。由于4种乡土禾草均为禾本科植物并生存于相同的生态环境中,它们在抗氧化特性上具有一定共性。在60%FC和45%FC干旱胁迫下,4种乡土禾草均可以通过增加抗氧化酶SOD、CAT、APX、GR、DHAR、MDHAR、GPX活性和非酶抗氧化物质AsA含量来抵御干旱所造成的氧化胁迫。由于种属差异,4种乡土禾草的抗氧化特性也存在差异。在60%FC和45%FC干旱胁迫下,冰草、无芒隐子草和白羊草还通过增加非酶抗氧化物质Car含量增强抗氧化能力,长芒草和白羊草则还可通过增加POD活性抵御干旱。在60%FC干旱胁迫下,冰草还可通过增加非酶抗氧化物质GSH含量提高其抗氧化性。采用隶属函数法对4种乡土草种抗氧化能力的综合评价表明,冰草的抗氧化能力最强,其次为无芒隐子草和白羊草,长芒草的抗氧化能力最差。     

西藏3种野生牧草苗期对干旱胁迫的响应

通过气候培养箱盆栽试验,探究了干旱胁迫对西藏3种野生牧草(赖草(Leymus secalinus)、垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(Elymus sibircus))苗期生长特性和生理指标的影响,并对其抗旱能力进行综合评价,旨在为选育抗旱性强的优良牧草种质资源和人工草地建植提供科学理论依据。研究发现,随着干旱胁迫时间的增加,土壤相对含水量呈现先快速下降后缓慢下降的变化趋势,种植不同牧草的土壤含水量变化值也不相同。3种野生牧草幼苗的株高变化量、植株含水量和叶绿素(Chl)含量均随干旱胁迫时间的增加而呈现下降趋势;植物体内游离脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性均表现为随着干旱胁迫时间增加而增大;可溶性糖含量均表现为随干旱胁迫时间的增加呈现先减小后增大的变化趋势:干旱胁迫第5天的可溶性糖含量最低,但老芒麦干旱胁迫第20天时的可溶性糖含量仍低于对照;垂穗披碱草可溶性蛋白含量随着干旱胁迫时间的延长而增加,老芒麦和赖草体内可溶性蛋白含量呈现先减小后增大的变化趋势,老芒麦在干旱胁迫第10天时可溶性蛋白含量最低,而干旱胁迫第5天时赖草体内可溶性蛋白含量最低。用隶属函数法对干旱胁迫下3种野生牧草苗期8个指标进行综合评价,其抗旱性强弱顺序依次为:赖草垂穗披碱草老芒麦。结果表明3种牧草中赖草的抗旱能力最强,适合在西藏干旱地区种植;但由于赖草有性繁殖能力较低,而垂穗披碱草有性繁殖能力较强,可以作为西藏干旱、半干旱地区生态恢复的首选草种。     

干旱胁迫下蒭雷草的生理响应

为探讨蒭雷草(Thuarea involuta)在热带珊瑚岛干旱环境下的适应能力,对干旱胁迫下蒭雷草叶片抗逆生理指标的变化进行了研究。结果表明,干旱胁迫初期,叶片的丙二醛(MDA)含量随胁迫程度增加的差异不显著;随胁迫时间的延长,除重度胁迫下先迅速增加后急速下降外,其余处理的变化较小。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱胁迫程度增加而升高;随时间延长,SOD活性不断上升,POD活性基本稳定,CAT活性则先下降后上升。除轻度胁迫下可溶性蛋白(SP)含量低于对照外,其余处理均随干旱胁迫程度增加而增加;干旱胁迫下的脯氨酸(Pro)含量随时间延长呈先上升后下降的变化趋势,但在处理第18天时不同胁迫程度间均差异不显著。因此,蒭雷草具有较强的抗旱能力,可用于南海诸岛的人工植物群落构建和植被恢复以营造良好生态环境。     

蒲公英植株中抗氧化成分的测定和比较

本文对蒲公英植株中抗氧化成分进行了分析比较,研究结果表明,蒲公英总抗氧化能力较强,表现在含有丰富的抗氧化物质（类黄酮,异黄酮,Vc等）和抗氧化酶类（SOPD,POD,CAT,GSH－Rx等）,根,叶,花序三者比较显示,就抗氧化物质而言,花序中含量最高,叶次之,根最低,而比较其抗氧化酶活性可见,叶中最强,花序次之,根最低,总抗氧化能力同样叶是最强,花序次之,根最低。     

干旱胁迫下小麦幼苗根、叶多胺含量和多胺氧化酶活性的变化

 以抗旱性不同的两个小麦品种（‘晋麦33’和‘温麦8’）（Triticum aestivum cv. Jinmai 33 and Wenmai 8）为材料,研究了干旱胁迫下多胺含量和多胺氧化酶活性的变化。结果表明：旱过程中,幼苗根、叶中腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）3种多胺含量和多胺氧化酶（PAO）活性先迅速升高,而后下降。与抗旱性弱的‘晋麦33’相比,抗旱性强的品种‘温麦8’幼苗根、叶中Spd、Spm 含量初期升高幅度大,之后下降速率减慢;PAO活性的变化与之相反,‘晋麦33’的PAO活性提高的幅度大于‘温麦8号’。多胺含量和PAO活性在小麦幼苗的根与叶之间呈极显著正相关。干旱初期,小麦根、叶中多胺迅速积累可能是干旱胁迫反应的一个信号,随后较高的Spd、Spm 水平有利于增强小麦幼苗的抗旱性。     

Effect of Drought Stress on Lipid Peroxidation,Osmotic Adjustment and Antioxidant Enzyme Activity of Leaves and Roots of <Emphasis Type="Italic">Lycium ruthenicum</Emphasis> Murr. Seedling

Seedling stage is a critical period for survival and growth under drought stress. In the current study, we determined effects of drought stress on physiological and biochemical parameters of leaves and roots of Lycium ruthenicum Murr. seedling. The variables measured were lipid peroxidation (in terms of malondialdehyde (MDA) content), osmotic substances (free proline, soluble protein, and soluble sugar), and antioxidative enzymes (peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT)). Free proline, soluble sugar, and MDA of leaves and roots increased with increasing stress level. Leaves displayed higher accumulations of free proline and MDA than roots. However, roots showed higher total soluble sugar than leaves. Under drought stress, soluble proteins in leaves and roots decreased initially and then increased. Meanwhile, measured proteins were higher in leaves. Under drought stress, SOD, POD, and CAT activities in leaves increased initially and then decreased but increased with increasing drought stress level in roots. Under drought the level of accumulation of osmotics was higher in the leaves than in the roots, while increased activity of antioxidant enzymes persisted in the stressed roots longer that in the leaves.     

旱生和湿生生境对蒲公英体内抗氧化物质的影响

选择旱生和湿生生境中生长的蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz)分根、叶、花序分别测定抗氧化成分及总抗氧化能力,并比较了SOD同工酶谱的变化情况。结果表明不同生境选取的蒲公英叶片中抗氧化物质以SOD、POD、CAT等抗氧化酶和Vc等小分子为主,花序中可溶性糖、类黄酮和绿原酸含量最高;湿生蒲公英各器官尤其是根中的SOD、CAT、POD活性高于旱生蒲公英对应器官中的酶活性,旱生蒲公英各器官尤其是花序中的可溶性糖、类黄酮和绿原酸含量高于湿生蒲公英对应器官中的含量;旱生和湿生生境未诱导出新的SOD同工酶带;旱生和湿生蒲公英对应器官的总抗氧化能力接近。     

Isolation of cDNA clones for genes up-regulated in drought-treated <Emphasis Type="Italic">Alternanthera philoxeroides</Emphasis> root

Alternanthera philoxeroides is one of the rather few amphibious plants that can normally grow in both water and upland conditions. Adventitious roots of Alternanthera philoxeroides seedlings will grow long, thick, fleshy during drought stress, which are assumed to improve performance of the plant by more efficient storage and extraction of water from deep soil layers. In order to isolate cDNA clones of morphogenesis-related genes from A. philoxeroides roots, the seedlings were treated with drought and the differential display technique was used. By using 18 primer combinations, nineteen putative drought up-regulated gene segments were obtained and one of them was confirmed having been up-regulated by reverse northern blot and subsequently cloned and sequenced. A homologous analysis revealed that it might be a new gene segment. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that the gene was up-regulated by drought and salt stress.     

春季辽宁西北部主要绿化树种根叶抗旱生理性状评价

对辽宁西北部主要绿化树种杨树、榆树、丁香和山杏的抗旱生理性状进行研究,分析春季干旱胁迫下4个树种叶片与根系生理性状间的关系,采用隶属函数法和灰色关联度法对其抗旱性进行评价.结果表明: 渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量、抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛含量在4个树种及不同器官(叶片与根系)中均存在显著差异.4个树种平均隶属函数值在叶片中的顺序为榆树(0.673)>丁香(0.412)>杨树(0.346)>山杏(0.245),在根系中的顺序为杨树(0.558)>丁香(0.552)>山杏(0.383)>榆树(0.315);杨树、丁香和山杏叶片平均隶属函数值小于根系,而在榆树叶片中大于根系.各项生理指标与抗旱性的关联顺序在叶片中表现为丙二醛>SOD>CAT>可溶性蛋白>脯氨酸>可溶性糖>POD,在根系中为丙二醛>可溶性蛋白>可溶性糖>CAT>POD>脯氨酸>SOD.4个树种的叶片和根系中抗旱能力不同,各抗旱指标在叶片与根系中的作用不同,对不同树种的不同器官应该采取不同的管护措施.     

外源褪黑素对干旱胁迫下黑麦草和苜蓿抗氧化能力及养分吸收的影响

以黑麦草和苜蓿为对象,分别叶面喷施和根施100 μmol·L^-1的褪黑素溶液,在干旱胁迫下测定了生物量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、养分含量(有机碳C、全氮N、全磷P)等指标,研究外源褪黑素对干旱胁迫下植物抗氧化能力及养分吸收的影响。结果表明: 干旱胁迫下,黑麦草和苜蓿的地上、地下生物量显著降低,外施褪黑素能够有效缓解干旱胁迫对黑麦草和苜蓿生长的抑制作用,叶面喷施和根施褪黑素使干旱胁迫下黑麦草的生物量分别增加14.5%和29.6%,苜蓿的生物量分别增加36.6%和49.1%。干旱胁迫下,黑麦草的SOD、POD活性和苜蓿的SOD活性显著降低,外施褪黑素显著提高黑麦草和苜蓿的SOD、POD、CAT活性,减少叶片中MDA的积累,使叶片相对电导率显著下降,抗氧化能力显著提高。干旱和外施褪黑素对黑麦草和苜蓿有机碳含量无显著影响。干旱胁迫下,黑麦草叶片和根中的N、P含量以及苜蓿根中的N含量降低,外施褪黑素提高黑麦草和苜蓿根和叶片中的N、P含量,这表明褪黑素对干旱胁迫下黑麦草和苜蓿的养分吸收有一定的调节作用。施用褪黑素不仅能改善植物的抗氧化能力,还能调节养分吸收以增强植物对干旱胁迫的适应性,而且叶面喷施褪黑素效果好于根施。     

外源α-萘乙酸对花期干旱大豆碳代谢的影响

以耐旱性大豆品种晋豆21和干旱敏感性大豆品种徐豆22为试验材料,通过盆栽试验,研究α-萘乙酸(NAA)对花期干旱大豆碳代谢的影响.结果表明: 干旱胁迫下,与徐豆22相比,晋豆21净光合速率(P_n)下降幅度较小,光呼吸速率(P_r)和叶片可溶性糖含量增加幅度较小,而叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)(合成方向)活性、根系蔗糖含量增加幅度较大.NAA处理提高了干旱胁迫下P_n,并降低了P_r,进而明显缓解了干旱胁迫对大豆植株的生长抑制;降低了叶片淀粉分解酶、酸性转化酶(AI)和SS(分解方向)活性,从而抑制了干旱胁迫诱导的可溶性糖积累;NAA处理也能增加干旱胁迫下叶片SPS、SS(合成方向)活性、根系蔗糖含量、根冠比,表明NAA处理促进了叶片中蔗糖向根系的转运.总之,在干旱胁迫下,外源NAA能够通过调控碳代谢增强大豆植株对干旱胁迫的耐受性.