失水-吸水过程中集球藻的生理生化特性研究

荒漠结皮藻类广泛分布于干旱、半干旱地区,经常面临生存水源的短缺。以一种从荒漠结皮中分离的典型绿藻-集球藻(Palmellococcus sp.)为材料,研究其在失水-吸水过程中的某些生理生化特性。即在温室模拟条件下设置相对湿度分别为0%(极度失水)、43%(适度失水)和98%(水合,对照),测定不同失水处理对集球藻光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞内可溶性物质含量和抗氧化酶活性的影响,并测定蒸馏水、BBM培养基、0.2 g/L蔗糖溶液、0.2 g/L蓝藻多糖、0.2 g/L脯氨酸和2.5 mmol/L氯霉素及50μmol/L敌草隆进行吸水处理时对失水藻体光合活性的恢复效果。结果表明,与对照处理相比,集球藻在失水过程中光合活性迅速降低,SOD和CAT活性大量升高,细胞内可溶性糖含量和可溶性蛋白含量明显增加,并且膜脂丙二醛含量出现大量积累。不同的失水-吸水处理发现,外源蔗糖和胞外多糖吸水对集球藻的光合活性有较好的恢复作用,添加脯氨酸和氯霉素吸水时光合活性也获得了一定程度的恢复,采用敌草隆吸水时则出现光合活性的明显抑制。研究结果对于更好地理解荒漠结皮绿藻对干旱的生理适应机制提供了有意义的参考。     

发状念珠藻对盐胁迫的响应

探讨了发状念珠藻(NostocflagelliformeBornetFlah)对盐胁迫的耐受适应机制,采用含不同浓度NaCl(0、01、02、04、06、08、10mol/L)的BG110培养液处理具有正常生理活性的丝状体,25±05℃,40μmol/m2/s下照光培养12h,测定藻体光合作用、呼吸作用等生理活性以及体内一些物质的含量,结果表明:随培养液中NaCl浓度的升高藻体光合作用、呼吸作用以及PSⅡ活性(Fv/Fm)降低;质膜透性不断增大,丙二醛含量升高,自由水含量、自由水/束缚水比值下降,类胡萝卜素、可溶性糖含量增加,脯氨酸含量变化不大。由此可知,盐胁迫下发状念珠藻正常生理活性受到抑制而表现出一定的抗逆能力;该藻对盐胁迫具有一定的耐受能力,类胡萝卜素的增加有助于清除藻体内的氧自由基,可溶性糖可能是其主要渗透调节物质之一,脯氨酸在盐胁迫中的渗透调节作用不大。       

低温驯化和外源糖对爪哇伪枝藻冷胁迫的影响

低温是影响荒漠藻类生存的重要环境因子.研究了低温驯化和外源糖对爪哇伪枝藻冷胁迫的作用.实验测定了低温和外源糖处理下伪枝藻某些生理活性指标的变化.结果表明,低温胁迫导致伪枝藻生物量和光合活性的显著降低,低温驯化和外源糖在一定程度上对藻细胞叶绿素α含量和光合活性具有促进作用,低温驯化明显提高了细胞内可溶性蛋白的含量,而对丙二醛的含量影响不大.研究还发现,低温驯化明显降低了细胞膜的相对透性,而外源糖对细胞膜的相对透性影响不大.此外,低温驯化促进了伪枝藻胞外多糖的大量合成.研究结果初步证实了低温驯化和外源糖类对于提高伪枝藻的冷胁迫耐受性具有调节作用.     

菊芋悬浮细胞对盐胁迫的生理响应

为探讨菊芋（Helianthus tuberosus）悬浮培养细胞对盐胁迫的生理响应,在0、50、100、150、200 mmol·L^-1NaCl处理下测定了细胞的生物量、相对细胞活力、抗氧化酶活性以及过氧化氢、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的含量,测定了总酚含量并鉴别、定量分析了14种酚类化合物。结果表明：盐胁迫显著减弱了菊芋悬浮细胞的活力,抑制了细胞的增长,200 mmol·L^-1NaCl处理下细胞生长基本上停止。盐胁迫诱发了细胞氧化胁迫,丙二醛含量显著增加,抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶活性以及总酚含量、部分酚类化合物含量均随NaCl浓度升高而增加,酚类物质和抗氧化酶系统共同参与了应对氧化胁迫的抗氧化作用。脯氨酸在菊芋悬浮细胞应对NaCl渗透胁迫的渗透调节作用中扮演了重要的角色,而可溶性糖发挥的作用不大。     

水分和氯化钙胁迫对麦冬抗逆性生理指标的影响

为研究麦冬在水分胁迫和盐分胁迫条件下一些抗逆性生理指标的变化,本文以盆栽后以正常浇水处理为对照,设置了不同程度人工水分胁迫和钙离子胁迫处理研究可溶性糖含量、脯氨酸含量及丙二醛含量的变化情况.结果显示,轻度水分胁迫使可溶性总糖和游离脯氨酸含量减低.但随着时间的推移,胁迫程度加剧,可溶性总糖和游离脯氨酸含量开始回升,而MDA含量无显著变化.表明水分胁迫下.麦冬可积累可溶性糖和游离脯氨酸等渗透调节物质,从而改善自身水分状况,保护细胞膜及生理代谢过程,膜脂过氧化程度减轻.钙盐胁迫也可使可溶性总糖和游离脯氨酸含量升高.     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比

研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理（PEG-6000）和盐处理（NaCl）的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^＋可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。     

干燥-再吸水条件下爪哇伪枝藻生理特性和超微结构特征

以典型荒漠丝状蓝藻爪哇伪枝藻为材料,在温室中设置水合(对照)、轻微干燥、中度干燥和极度干燥4种处理,研究干燥胁迫对藻体光合活性、膜脂过氧化、细胞可溶性物质含量、抗氧化酶活性以及细胞超微结构的影响,并采用不同促进剂和抑制剂对干燥藻体进行再吸水处理,测定藻体光合活性的恢复情况。结果显示:(1)爪哇伪枝藻在干燥胁迫下PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)显著降低,并与其藻体水分含量之间呈极显著性相关(r=0.97、P<0.000 1);(2)随着干燥胁迫程度增加,藻体MDA含量、SOD和CAT活性随之升高,细胞可溶性蛋白和可溶性糖含量增加;(3)在藻体再吸水条件下,培养液(BG-110)、胞外多糖和蔗糖对藻体Fv/Fm的恢复具有重要作用,N-乙酰半胱氨酸和脯氨酸对Fv/Fm有一定的恢复效果,氯霉素和敌草隆则抑制Fv/Fm;(4)与水合状态下的细胞结构相比,干燥藻体细胞结构发生明显的变化,如细胞壁增厚,原生质粘稠浓缩、呈紧密分层排列,细胞内出现大量细小黑色颗粒物等。(5)采用不同外源物质对干燥藻体进行再吸水时,藻体的光合活性呈现不同的恢复效果。研究表明,干燥胁迫下爪哇伪枝藻的光合活性受到明显抑制,细胞质膜过氧化程度加剧,细胞出现可溶性小分子物质积累,抗氧化酶活性增强,并造成细胞结构出现适应性变化。     

外源CaCl2缓解东京四照花幼苗盐胁迫的生理机制

以东京四照花(Cornus hongkongensis subsp.tonkinensis)幼苗为试验材料,考察施用外源CaCl₂对3‰海盐处理条件下东京四照花幼苗生长、光合色素含量、光合气体交换参数、渗透调节物质含量等生理指标的变化特征,探讨外源CaCl₂对盐胁迫伤害的缓解效果及生理机制。结果表明：(1)3‰海盐胁迫处理下,东京四照花幼苗生长受到显著抑制,其叶片丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量均显著增加,而叶片光合色素含量、胞间二氧化碳浓度(C_i)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低。(2)3‰海盐和CaCl₂复合处理下,施用低浓度(10～20 mmol·L^-1)外源CaCl₂降低了幼苗的盐害率和死亡率,促进了幼苗的叶片和植株生物量积累,但降低了可溶性蛋白含量;中低浓度外源CaCl_2<...     

NaCl分根胁迫对羊草幼苗生长及其生理生化特性的影响

在自动控制的遮雨棚中,研究了200 mmol·L-1NaCl胁迫对不同分根处理羊草幼苗生物量、活性氧代谢以及渗透调节物质含量的影响.结果表明:单一胁迫根茎(RHS)、单一胁迫根系(ROS)以及同时胁迫根茎和根系(RHSS)3种处理方式下羊草幼苗各器官干重均低于对照,且大体呈现RHSS>ROS>RHS趋势.在RHS和ROS处理下,羊草叶片和根茎SOD、POD、CAT活性及MDA含量均无显著差异;RHSS处理时根系中SOD、CAT活性相比ROS处理显著降低.3种处理下根茎和根系MDA、可溶性糖、脯氨酸含量均显著高于对照,可溶性糖、脯氨酸含量在RHS和ROS处理间存在显著差异.可见,根茎在羊草响应盐胁迫的生理过程中与根系具有类似的功能;盐胁迫下羊草不同器官同一抗氧化酶对活性氧淬灭具有不同的作用,与POD相比不同器官SOD和CAT作用可能更大;根茎可能参与光合同化物——可溶性糖在羊草地上部和地下部的调节运输,且协同根系增强了羊草对盐胁迫的耐性作用.     

外源5-氨基乙酰丙酸对盐胁迫下菘蓝种子萌发及幼苗抗氧化酶活性的影响

采用砂培方式,研究了外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)对盐胁迫下菘蓝种子的萌发、幼苗叶片的可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量及其抗氧化酶活性的影响,探讨ALA缓解菘蓝受盐胁迫伤害的响应机制。结果显示:(1)菘蓝种子萌发及幼苗生长在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下受到明显的抑制,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数与自然含水量均显著降低,丙二醛含量、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高。(2)盐胁迫下适宜浓度的ALA处理显著提高了种子萌发率、自然含水量及SOD、POD和CAT活性,降低了可溶性糖和丙二醛的含量,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理盐胁迫下菘蓝种子的发芽率、发芽势最大,其幼苗的SOD、POD、CAT活性最强。研究表明,盐胁迫显著抑制菘蓝种子的萌发及幼苗生长,适宜浓度的ALA能够有效缓解盐胁迫对菘蓝种子萌发及幼苗生长的伤害,提高植株的抗盐性,并以16.7 mg·L^-1 ALA处理效果最佳。     

古尔班通古特沙漠生物结皮不同发育阶段中藻类的变化

通过在古尔班通古特沙漠南缘相同的地貌部位,选择裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮4种不同演替阶段中的生物结皮,研究了藻类的种类组成、优势种和生物量的变化.结果表明:(1)在结皮的不同演替阶段,藻类种类组成不同,其常见物种有一定的差异,如裸沙中藻类常见种是脆杆藻2(Fragilaria sp.2)、威利颤藻(Oscillatoria willei)和奥克席藻(Phormidium okenii),藻结皮的常见种是小聚球藻(Synechococcus parvus)、颗粒常丝藻 (Tychonema granulatum)、韧氏席藻(Phormidium retzli);同时在不同发育阶段亦存在一些特有种.(2)在裸沙发育到成熟生物结皮的过程中,藻类的优势物种也发生相应的变化.裸沙、藻结皮、地衣结皮和苔藓结皮的优势种分别是脆杆藻1(Fragilaria sp.1)、具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus)、具鞘微鞘藻、眼点伪枝藻(Scytonema ocellatum)或集球藻(Palmellococcus miniatus).(3)藻类生物量在生物结皮不同演替阶段差异极显著(P<0.01),在裸沙中藻类生物量最低,随着生物结皮的逐渐发育,藻类生物量明显升高,地衣结皮最高,约是裸沙的8.3倍,当发育至苔藓结皮时,藻类生物量又有所下降.(4)在裸沙中基本为松散的沙粒,随着生物结皮的演替,丝状种类占明显的优势,尤其是具鞘微鞘藻,另外真菌菌丝和苔藓假根分别在地衣结皮和苔藓结皮中起着重要作用.     

NaCl胁迫对螺旋藻生长及抗氧化酶活性的影响

在0.1％～5.0％NaCl浓度范围的培养基中培养极大螺旋藻(Spirulina maxima),发现NaCl浓度高于2.0％时螺旋藻生长受到明显抑制。培养7天后测定超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(ASA-POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。结果表明：在盐胁迫下,SOD酶活性升高;抗坏血酸过氧化物酶和过氧化氢酶活性在低盐胁迫下活性升高,高盐胁迫下抗坏血酸过氧化物酶活性迅速降低,过氧化物酶则完全失活;MDA含量先随盐胁迫程度增加而降低,后随盐胁迫的进一步增强恢复至对照水平。     

Changes in antioxidant levels in Oryza sativa L. roots subjected to NaCl-salinity stress

Imposition of NaCl-salinity stress induced oxidative reactions in root tissue of rice seedlings. A uniform accumulation of proline was marked with the increasing NaCl concentrations. Both peroxide content and lipid peroxidation level (MDA) increased with the salt treatment from the control. CAT, GPx and SOD activities decreased with the increasing NaCl concentrations suggesting a possible oxidative damage to root tissue.     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片、根系中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、地上部、地下部干鲜重均明显减小,同时体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和MDA含量,以及O2(÷)产生速率和SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高.(2)盐胁迫下接种AMF可显著促进黄瓜植株的生长,进一步提高黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,而显著降低MDA含量和O2(÷)产生速率.研究表明,AMF可通过显著促进盐胁迫下黄瓜幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性.     

Effects of Salt Stress on Carbohydrate Metabolism in Desert Soil Alga Microcoleus vaginatus Gom.

The effects of salt stress on carbohydrate metabolism in Microcoleus vaginatus Gom., a cyanobacterium isolated from desert algal crusts, were investigated in the present study. Extracellular total carbohydrates and exopolysaccharides （EPS） in the culture medium produced by M. vaginatus increased significantly during the growth phase and reached a maximum during the stationary phase. The production of extracellular carbohydrates also significantly increased under higher salt concentrations, which was attributed to an increase in low molecular weight carbohydrates. In the presence of NaCI, the production of cellular total carbohydrates decreased and photosynthetic activity was impaired, whereas cellular reducing sugars, water-soluble sugars and sucrose content and sucrose phosphate synthase activity increased, reaching a maximum in the presence of 200 mmol/L NaCI. These parameters were restored to original levels when the algae were transferred to a non-saline medium. Sodium and K＋ concentrations of stressed cells decreased significantly and H＋-ATPase activity increased after the addition of exogenous sucrose or EPS. The results suggest that EPS and sucrose are synthesized to maintain the cellular osmOtic equilibrium between the intra-and extracellular environment, thus protecting algal cells from osmotic damage, which was attributed to the selective exclusion of cellular Na＋ and K＋ by H＋-ATPase.     

外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗生长及抗逆生理指标的影响

采用营养液栽培法,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、根系活力、电解质渗透率和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为利用外源物质减轻盐胁迫伤害提供理论依据。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长、根系活力和SOD、POD、CAT活性,提高了电解质渗透率及MDA、Pro、可溶性糖含量;(2)外源喷施GSH能够诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性上调,电解质渗透率及MDA含量下降,Pro和可溶性糖含量恢复至对照水平;(3)外源喷施还原型谷胱甘肽抑制剂(BSO)使NaCl胁迫下番茄幼苗的根系活力以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性下降,脯氨酸含量提高;(4)喷施GSH可诱导BSO和NaCl共处理番茄植株的根系活力、SOD、POD、CAT活性提高,MDA和Pro含量降低。研究表明,外源GSH可通过提高促进盐胁迫下番茄幼苗植株渗透调节能力及清除活性氧的酶促系统的防御能力、降低细胞膜脂过氧化程度、保护膜结构的完整性,从而有效缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高其耐盐性。     

金钟藤和葛藤在干旱与复水条件下的生理比较

对外来入侵种金钟藤和本地种葛藤进行干旱胁迫和水分恢复处理,比较了两种植物抗氧化酶(SOD、CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及叶绿素荧光参数的变化。研究表明,干旱胁迫下两种植物SOD、CAT活性均高于复水后,金钟藤高于相同处理下的葛藤;金钟藤在干旱与复水条件下的MDA含量无差异,而葛藤干旱下高于复水后,不同处理下葛藤均高于金钟藤;干旱条件下金钟藤比葛藤有更强的抗氧化能力,膜脂过氧化水平明显较低,MDA与SOD、CAT呈明显的负相关。两种植物在复水后Fv/Fm、ETR与ΦPSⅡ值均显著高于干旱时,葛藤变化程度略大于金钟藤。复水后金钟藤的NPQ值增加而葛藤降低,且干旱时葛藤大于金钟藤,复水后金钟藤大于葛藤。综合比较,金钟藤比葛藤对干旱的生理适应能力强,这可能是其入侵性的重要特征。     

马来眼子菜化感作用对斜生栅藻同工酶的影响

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法,研究了马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)共培养系统中斜生栅藻的过氧化物酶(POD)、超歧化物氧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、细胞色素氧化酶(COD)等同工酶的变化,探讨了沉水植物化感作用对藻类部分酶类的影响。与正常生长状态的对照组相比,马来眼子菜作用下的样品组斜生栅藻POD酶带总数保持稳定,但酶谱组成发生变化;样品组斜生栅藻SOD酶带数量减少而CAT酶带数量增加。综合结果表明,样品组藻体在化感作用下通过改变酶活性、调整同工酶组成等来抵御化感作用带来的活性氧(ROS)伤害。马来眼子菜作用下的样品组藻体COD同工酶的酶谱变化明显,说明化感作用在一定程度上影响了斜生栅藻的生物氧化过程。