NaCl胁迫对菜用大豆种子多胺代谢的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol·L-1NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个品种菜用大豆种子的丙二醛(MDA)含量和多胺(PAs)代谢进行了研究.结果表明:NaCl胁迫显著增加了菜用大豆种子的MDA含量,但耐盐品种‘绿领特早’(LL)的增幅低于盐敏感品种‘理想高产95-1’(LX).与LX相比,LL种子在整个NaCl胁迫期间均维持了相对较高的游离态精胺(Spm)、结合态Spm、结合态亚精胺(Spd)、束缚态Spd和束缚态腐胺(Put)含量,较高的(Spd +Spm )/Put 和(cPAs+bPAs)/fPAs值及较低的Put/PAs值,在胁迫中、后期(9～15 d)维持了相对较高的游离态Spd含量;胁迫期间,LL的精胺酸脱羧酶(ADC)长时期(6～15 d)保持相对较高的活性,而多胺氧化酶(PAO)则长时期(6～15 d)维持相对较低的活性.综上,LL具有较强的多胺合成能力及较强的Put向Spd和Spm以及游离态多胺向结合态和束缚态多胺转化的能力,进而有效抑制了细胞的膜脂过氧化,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一.     

NaCl胁迫对菜用大豆种子游离态多胺含量的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol·L-1 NaCl胁迫下,对耐盐性不同的2个菜用大豆[Glycine max (L.) Merr.]栽培品种的种子膨大及其游离态多胺(PAs)含量的变化进行了研究.结果显示:(1)耐盐品种'绿领特早'的荚重、种子大小及重量的增加在NaCl胁迫15 d时未受显著影响,而盐敏感品种'理想高产95-1'种子的膨大却受到了显著抑制.(2)'绿领特早'种子的腐胺(Put)含量在盐胁迫6～15 d时均显著低于对照,'理想高产95-1'在胁迫后期(12 d、15 d)才显著低于对照,且降幅低于同期的'绿领特早';'绿领特早'种子的亚精胺(Spd)含量在胁迫中、后期(9～15 d)显著高于对照,'理想高产95-1'在胁迫12 d时无显著变化,其余时期均显著低于对照;NaCl胁迫期间,'绿领特早'种子精胺(Spm)含量的增幅高于同期的'理想高产95-1'.(3)与'理想高产95-1'相比,'绿领特早'在胁迫期间能维持较低的Put/PAs值和较高的(Spd+Spm)/Put值.研究结果表明,耐盐菜用大豆'绿领特早'种子在NaCl胁迫期间能保持较高的Spm含量,并在胁迫中、后期保持较高的Spd含量,同时具有较强的Put向Spd和Spm的转化能力,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一.     

盐适应过程中香根草内源游离态、结合态、束缚态多胺含量的变化

研究了不同浓度NaCl胁迫下,香根草（Vetiteria zizanioides）根、叶中的游离态、结合态、束缚态多胺（PAs）[包括腐胺（Put）,尸胺（Cad）,亚精胺（Sod）和精胺（Spm）]含量的变化。在中度盐胁迫（100,200mmol L^-1NaCl）9天时,香根草基本能够正常生长,但在重度盐胁迫（300mmol L^-1NaCl）下,其生长受到严重抑制。在上述3个不同浓度的NaCl胁迫下,香根草根、叶中游离态Put,Cad,spd,Stma和总的游离态PAs含量明显下降,在高盐浓度下下降幅更大;结合态Put,Cad,Sod,Spm和总的结合态PAs含量显著上升,但在重度盐胁迫下升幅较小或与对照相当;束缚态Put,Cad和总的束缚态PAs含量均减少,而束缚态Spd和Spm含量在叶中是下降的,在根中则增加,且在中度盐胁迫下更明显。对根和叶片而言,除游离态（Spd＋Spm）,Put比值在重度盐胁迫下较对照显著下降外,其它游离态、结合态、束缚态和总的（Spd＋Spm）／Put比值在不同盐胁迫下均上升,在中度盐胁迫下更明显。这表明,维持多胺总量的稳态和较高的（Spd＋Spm）／Put比值是香根草适应中度盐胁迫的一个重要机制。     

外源亚精胺对盐胁迫下毕氏海蓬子体内多胺含量的影响

用含不同浓度(0、100、200、300、400和500 mmol·L 1)NaCl的Hoagland营养液及叶面喷施0.1 mmol·L-1外源亚精胺(Spd)处理毕氏海蓬子幼苗,研究外源Spd对NaCl胁迫下海蓬子体内游离态、结合态和束缚态3种形态多胺含量的影响,分析内源多胺含量的变化与植物耐盐性的关系.结果表明:(1)随盐胁迫浓度的升高,海蓬子幼苗叶片中3种形态腐胺(Put)含量均先降后升;同期的游离态Spd含量持续上升,结合态和束缚态Spd含量均先升后降;同期的游离和结合态精胺(Spm)含量均先升后降,而其束缚态Spm含量呈上升趋势;游离态和束缚态多胺(PAs)总量变化随盐浓度升高均呈上升趋势,而结合态PAs总量先升后降.(2)3种形态(Spd+ Spm) /Put比值均先升后降,而3种形态Put/PAs比值则均呈先降后升的相反趋势.(3)外源Spd处理提高了海蓬子幼苗叶片中结合态和束缚态PAs总量,也提高了游离态和束缚态(Spd+Spm)/Put比值.研究发现,外源Spd参与了NaCl胁迫下海蓬子内源PAs代谢的调节,可能通过促进盐胁迫植株中Put向Spd和Spm的转化,以及游离态多胺向结合态和束缚态多胺的转化来增强海蓬子耐盐性.     

氯化钠胁迫对嫁接黄瓜叶片多胺含量的影响

以日本耐盐品种‘帝王新土佐’南瓜为砧木,以’新泰密刺’黄瓜为接穗,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,对黄瓜嫁接和自根植株不同时期叶片中不同形态多胺含量的变化进行了研究.结果表明：NaCl胁迫下黄瓜嫁接植株游离态腐胺（Put）含量在胁迫2 d时与自根植株无显著差异,其余时间均显著高于自根植株;游离态亚精胺（Spd）和游离态精胺（Spm）含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株;游离态多胺总量（PAs）在胁迫第4天出现峰值;嫁接植株游离态Put/PAs值在胁迫4 d时与自根植株无显著差异,其余胁迫时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株;嫁接植株结合态和束缚态Put、Spd和Spm含量在整个胁迫期间均显著高于自根植株,结合态和束缚态PAs在胁迫第6天出现峰值;结合态多胺的Put/PAs值和(Spd+Spm)/Put值变化趋势与游离态多胺一致;嫁接植株束缚态Put/PAs值在胁迫6 d时与自根植株无显著差异,其余时间均显著低于自根植株,而(Spd+Spm)/Put值在整个胁迫期间均显著高于自根植株.表明黄瓜嫁接植株表现出较强的耐盐特征.     

低氧胁迫下24-表油菜素内酯对黄瓜幼苗叶片光合特性及多胺含量的影响

采用1/2 Hoagland营养液培养,研究了低氧胁迫下24-表油菜素内酯(EBR)对黄瓜幼苗叶片光合特性及多胺含量的影响.结果表明：低氧胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO₂浓度(C_i)显著下降,而叶绿素含量显著提高,幼苗生长受抑;低氧胁迫显著提高了黄瓜幼苗叶片的腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)、多胺(PAs)含量和Put/PAs,但降低了(Spd+Spm) /Put.低氧胁迫下,外源EBR不仅显著提高了黄瓜幼苗的P_n、g_s、T_r及叶绿素含量,也显著提高了黄瓜幼苗叶片的游离态Spm、结合态Spd、Spm及束缚态Put、Spd、Spm含量,促进了PAs的进一步积累,且降低了Put/PAs,提高了(Spd+Spm)/Put．可见,外源EBR调节了黄瓜幼苗内源多胺含量及形态的变化,维持了较高的光合性能,促进了叶面积和干物质量的显著增加,缓解了低氧胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

枣品种耐盐性与叶片生物膜结合态多胺水平和H~＋-ATP酶活性的关系

120mmol·L^-1NaCl胁迫30d,耐盐性强的‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜共价结合态腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）含量及多胺（PAs）总水平与对照无显著性差异,但耐盐性弱的‘冬枣’叶片质膜共价结合态Put、Spd、Spm含量和PAs总水平及液泡膜Spd含量均显著降低;‘金丝小枣’叶片类囊体膜共价结合态Put含量、PAs总水平较对照显著降低,‘冬枣’则是Put、Spd、Spm含量及PAs总水平均显著降低。盐胁迫下,‘金丝小枣’叶片细胞质膜、液泡膜、类囊体膜非共价结合态Put、Spd、Spm含量及PAs总水平下降,但其中仅类囊体膜Spd含量显著低于对照,而‘冬枣’的3种膜上非共价结合态的这些多胺及其总水平均显著低于对照。与对照相比,盐胁迫下耐盐性不同的2个枣品种,叶片细胞质膜、液泡膜和类囊体膜H＋-ATP酶活性均降低,但降低幅度因枣品种和生物膜种类不同而异,且H＋-ATP酶活性与相应膜结合态多胺水平存在极紧密的正相关关系。结果表明,膜结合态多胺参与枣品种耐盐性的表达,调节盐胁迫下枣叶细胞中溶质的跨膜运输。     

氯化钠胁迫对南瓜根系游离态多胺含量和活性氧水平的影响

以中国南瓜杂交种‘360.3×112.2’和黑籽南瓜为试验材料,在营养液栽培条件下研究了NaCl胁迫对两种南瓜植株生长、根系活性氧水平和游离态多胺含量的影响.结果表明,NaCl胁迫10 d后,与对照相比,两种南瓜植株生长都受到明显抑制,但中国南瓜杂交种比黑籽南瓜植株的耐盐性强.NaCl胁迫使南瓜根系O₂^-·产生速率和H₂O₂含量提高,且黑籽南瓜的O₂^-·产生速率和H₂O₂含量高于中国南瓜杂交种.两种南瓜根系中腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)和多胺(PAs)含量及Put/PAs高于对照,并呈现先升后降的趋势;根系中（Spd+Spm）/Put低于对照,呈现先降后升的趋势.中国南瓜杂交种根系中Put含量和Put/PAs低于黑籽南瓜,而Spd、Spm含量和（Spd+Spm）/Put高于黑籽南瓜.表明两种南瓜根系中多胺含量的升高对减少或清除组织中的活性氧有积极作用,Put向Spd、Spm的转化有利于增强植株的耐盐性;中国南瓜杂交种‘360.3×112.2’的耐盐性高于黑籽南瓜与其根系中Put/PAs较低、（Spd+Spm）/Put和PAs含量较高,使其清除活性氧能力较强有关.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响

以黄瓜品种‘津春2号’（Cucumis sativusL.cv.Jinchun No.2）为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺（Spd）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片游离态多胺含量和多胺合成酶基因表达的影响。结果表明,75 mmol/LNaCl胁迫下,幼苗株高、茎粗和干鲜重显著降低,外源喷施1 mmol/L Spd处理可明显缓解盐胁迫对幼苗生长的抑制。盐胁迫下叶片游离态多胺含量显著增加,外源Spd进一步促进了游离态Spd和精胺（Spm）的积累,降低了游离态腐胺（Put）的积累。多胺合成酶基因表达分析表明,盐胁迫上调了adc、odc、samdc和spds基因的表达,施用外源Spd后进一步上调了samdc基因,下调了adc、odc、spds基因的表达。表明外源Spd参与了黄瓜幼苗体内多胺代谢的调节,通过下调盐胁迫下adc、odc基因的表达,抑制游离态Put的积累,上调samdc基因的表达促进游离态Spd和Spm的积累,进而缓解盐胁迫对植物生长的抑制。     

盐碱混合胁迫对裸燕麦幼苗叶片脯氨酸和多胺代谢的影响

为探讨裸燕麦对盐碱混合胁迫的脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)响应机制,采用温室砂培试验,研究了低(25 mmol·L-1)、高(75 mmol·L~(-1))浓度盐碱混合胁迫0、1、3、5和7 d幼苗叶片Pro和PAs含量及相关代谢酶活性的变化。结果表明:与对照相比,盐碱混合胁迫在整个胁迫期间提高了裸燕麦叶片Pro含量,高浓度胁迫提高的幅度大于低浓度胁迫;低浓度胁迫下吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性提高,而鸟氨酸-δ-氨基转移酶(δ-OAT)和脯氨酸脱氢酶(Pro DH)活性受抑;高浓度胁迫下δ-OAT活性提高,而P5CS和Pro DH活性下降,说明低浓度胁迫下Pro合成以谷氨酸途径为主,高浓度胁迫下以鸟氨酸途径为主;低、高浓度盐碱混合胁迫下,游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)及结合态Spd和束缚态Spd、Spm含量提高,结合态Put、Spm和束缚态Put含量在胁迫1~5 d时提高,胁迫7 d时下降,且高浓度胁迫的变幅大于低浓度胁迫;Put/PAs和(c PAs+b PAs)/f PAs在胁迫1~3 d时提高,胁迫5~7 d时下降或变化不明显,(Spd+Spm)/Put的变化却相反;整个胁迫期间低浓度胁迫保持了较低的Put/PAs和较高的(Spd+Spm)/Put,(c PAs+b PAs)/f PAs除胁迫1 d时低浓度胁迫低于高浓度胁迫外,其余胁迫时间两浓度处理间差异不显著;精氨酸脱羧酶(ADC)和鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性在低、高浓度盐碱混合胁迫期间提高,二胺氧化酶(DAO)活性在胁迫1~3 d下降或变化不大,胁迫5~7 d时升高,多胺氧化酶(PAO)活性的变化与DAO相反,且高浓度胁迫下ADC、ODC、DAO和PAO的变幅大于低浓度胁迫。说明盐碱混合胁迫初期(1~3 d)游离态PAs(f PAs)向结合态和束缚态PAs(cPAs+bPAs)转化增强,低浓度胁迫后期(5~7 d)Put向Spd和Spm转化的能力强于高浓度胁迫,但高浓度胁迫在整个胁迫期间PAs合成和分解的速率更高。     

NaCl胁迫对菜用大豆种子膨大过程中抗氧化系统及渗透调节物质的影响

采用蛭石栽培试验,在100mmol.L-1 NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个菜用大豆品种种子膨大、抗氧化系统及渗透调节物质进行了研究。结果显示:(1)耐盐品种‘绿领特早’种子干质量及大小的增加在NaCl胁迫15d时未受显著影响,而盐敏感品种‘理想高产95-1’种子的膨大受到了显著抑制。(2)NaCl胁迫导致菜用大豆种子超氧阴离子(O2.-)、过氧化氢(H2O2)及丙二醛(MDA)的过量积累,但‘绿领特早’种子的相对积累量均低于‘理想高产95-1’。(3)与‘理想高产95-1’相比,‘绿领特早’在NaCl胁迫期间维持了相对较高的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及较高的抗坏血酸(AsA)、可溶性蛋白和可溶性糖含量;胁迫中期维持了相对较高的过氧化物酶(POD)活性,胁迫后期维持了相对较高的过氧化氢酶(CAT)活性;胁迫前中期维持了相对较高的谷胱甘肽(GSH)含量。研究发现,‘绿领特早’种子在NaCl胁迫期间能够保持较高且协调平衡的保护酶SOD、POD、CAT活性和较高的AsA-GSH循环效率,同时维持了较强的渗透调节能力,有效抑制了O2.-和H2O2的过量积累,进而有效降低了细胞膜质过氧化程度,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一。     

Effects of spermidine and spermine levels on salt tolerance associated with tonoplast H+-ATPase and H+-PPase activities in barley roots

The effects of polyamines (Putrescine— Put; Spermidine—Spd; and Spermine—Spm) on␣salt tolerance of seedlings of two barley (Hordeum vulgare L.) cultivars (J4, salt-tolerant; KP7, salt-sensitive) were investigated. The results showed that, the salt-tolerant cultivar J4 seedlings accumulated much higher levels of Spd and Spm and lower Put than the salt-sensitive cultivar KP7␣under salt stress. At the same time, the dry weight of KP7 decreased significantly than that of␣J4. After methylglyoxal bis(guanylhydrazone) [MGBG, an inhibitor of S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC)] treatment, Spd and Spm levels together with the dry weight of both cultivars were reduced, but the salt-caused dry weight reduction in two cultivars could be reversed by the concomitant treatment with Spd. MGBG decreased the activities of tonoplast H⁺-ATPase and H⁺-PPase too, but the experiments in vitro indicated that MGBG was not able to affect the above two enzyme activities. However, the polyamines, especially Spd, promoted their activities obviously. These results suggested that the conversion of Put to Spd and Spm and maintenance of higher levels of Spd and Spm were necessary for plant salt tolerance.     

Involvement of polyamines in the drought resistance of rice

This study investigated whether and how polyamines (PAs) in rice (Oryza sativa L.) plants are involved in drought resistance. Six rice cultivars differing in drought resistance were used and subjected to well-watered and water-stressed treatments during their reproductive period. The activities of arginine decarboxylase, S-adenosyl-L-methionine decarboxylase, and spermidine (Spd) synthase in the leaves were significantly enhanced by water stress, in good agreement with the increase in putrescine (Put), Spd, and spermine (Spm) contents there. The increased contents of free Spd, free Spm, and insoluble-conjugated Put under water stress were significantly correlated with the yield maintenance ratio (the ratio of grain yield under water-stressed conditions to grain yield under well-watered conditions) of the cultivars. Free Put at an early stage of water stress positively, whereas at a later stage negatively, correlated with the yield maintenance ratio. No significant differences were observed in soluble-conjugated PAs and insoluble-conjugated Spd and Spm among the cultivars. Free PAs showed significant accumulation when leaf water potentials reached -0.51 MPa to -0.62 MPa for the drought-resistant cultivars and -0.70 MPa to -0.84 MPa for the drought-susceptible ones. The results suggest that rice has a large capacity to enhance PA biosynthesis in leaves in response to water stress. The role of PAs in plant defence to water stress varies with PA forms and stress stages. In adapting to drought it would be good for rice to have the physiological traits of higher levels of free Spd/free Spm and insoluble-conjugated Put, as well as early accumulation of free PAs, under water stress.     

外源亚精胺对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗根系多胺含量和抗氧化酶活性的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下外源亚精胺对两个抗低氧能力不同的黄瓜(Cucumis sativus)品种(‘中农8号’和‘绿霸春4号’)根系中多胺含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源亚精胺能显著提高低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中亚精胺和精胺含量,降低腐胺含量,同时,根系中SOD、POD、CAT活性也相应提高,使得幼苗鲜重和干重明显增加;单纯低氧处理及外源亚精胺的加入,抗低氧能力较强的品种‘绿霸春4号’较抗低氧能力较弱的品种‘中农8号’根系中抗氧化酶活性高。黄瓜幼苗根系中较高的亚精胺、精胺含量和较低的腐胺含量可能有利于提高抗氧化酶活性,增强幼苗的低氧逆境适应能力。     

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。     

一氧化氮缓解盐胁迫对玉米生长的抑制作用

研究了一氧化氮(nitric oxide,NO)对NaCl 100mmol/L胁迫下玉米幼苗生长的影响.结果表明:0.1～200μmol/L的NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP),特别是100μmol/L SNP处理可以显著提高盐胁迫下玉米幼苗的干物质积累速率.100μmol/L的SNP处理还显著提高了叶绿素含量、植株体内K /Na 比和(Spd Spm)/Put的比值,降低膜透性.推测NO对盐胁迫下玉米生长抑制的缓解作用是由于NO促进根系对K 的选择性吸收及其向地上部的运输,而降低对Na 的吸收及其向地上部的运输,并促进Put向Spd和Spm的转化.