亚精胺诱导黄瓜幼苗对白粉病抗性的研究

以黄瓜品种‘长春密刺’幼苗为材料,研究了亚精氨(Spd)诱导黄瓜幼苗对白粉病的抗性,并测定Spd处理和白粉菌接种对黄瓜叶片4种防御酶活性及3种防卫基因表达的影响。结果显示:(1)0.2～1.0mmol.L-1 Spd对黄瓜幼苗白粉病抗性均有不同程度的诱抗效果,并以0.8mmol.L-1 Spd处理效果最明显,诱导效率可达55.3%。(2)喷施Spd或接种白粉菌均可提高黄瓜叶片过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,且诱导并接种处理的植株叶片上述酶活性均比只诱导不接种处理的上升速度更快;同时,Spd处理和接种白粉菌可以提高植株叶片中POX、PAL、PR-1a基因的表达量。研究表明,Spd处理可以诱导防卫基因表达的增强,提高防御酶活性,显著降低病情指数,增强黄瓜幼苗对白粉病的抗性。     

外源亚精胺对甜瓜幼苗白粉病抗性的影响

以高感白粉病甜瓜‘066’、感病品种‘0544’、抗病品种‘Yuntian-930’为试材,对白粉病菌胁迫下外源亚精胺（Spd）处理的甜瓜幼苗叶片超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和多酚氧化酶（PPO）活性,以及过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（ MDA）和光合色素含量进行了研究,探讨外源Spd对甜瓜白粉病抗性的诱导效应及其生理机制。结果表明：（1）白粉病菌接种后甜瓜叶片的防御酶活性、光合色素含量先升后降,MDA含量升高;（2）外源Spd处理缓解了白粉病菌胁迫下甜瓜叶片防御酶活性、光合色素含量的下降,降低MDA含量及甜瓜的病情指数,并以1.0 mmol/L Spd处理效果最佳;（3）外源Spd处理使甜瓜叶片产生了更多的H₂O₂;（4）外源Spd提高甜瓜对白粉病抗性具有一定广谱性,且可向上传导。研究认为,H₂O₂可能参与白粉病胁迫下信号的传递,外源Spd可通过缓解白粉病菌胁迫下甜瓜防御酶活性和光合色素含量的下降来诱导甜瓜对白粉病的抗性。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗体内抗氧化酶活性的影响

以不同耐盐性黄瓜品种“长春密刺”和“津春2号”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与根系中超氧阴离子(O2-.)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源Spd对未经盐胁迫处理(对照)黄瓜幼苗体内O2-.产生速率、SOD、CAT和POD活性均无显著性影响;盐胁迫处理提高了O2-.产生速率,SOD、POD和CAT活性都有不同程度的升高;外源Spd处理进一步提高了盐胁迫下SOD、POD和CAT活性,减缓了O2-.产生速率。与耐盐型“长春密刺”品种相比,盐胁迫对盐敏感型“津春2号”影响较大,外源Spd对盐敏感型黄瓜品种盐胁迫伤害的缓解作用较大。表明盐胁迫下外源Spd可缓解盐胁迫对膜的伤害,从而提高黄瓜幼苗的耐盐性。     

外源亚精胺对棉花幼苗抗冷性的生理生态特征影响

以棉花幼苗为试材,分析不同浓度的亚精胺（Spermidine,Spd）（0．01mmol／L、0．10mmol／L、0．50mmol／L和1．00mmol／L）处理对棉花幼苗生长、生理生态特性的影响,以弄清Spd增强棉花抗冷性的效果及其生理机制。结果表明,Spd预处理棉花叶片可提高冷胁迫条件下棉花幼苗抗冷性,具体表现为Spd处理棉花幼苗可增加幼苗体内干物质和含水量,降低叶片冷害指数、电解质渗漏率和丙二醛（MDA）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,提高抗坏血酸、脯氨酸和可溶性糖含量。表明Spd可以改变冷胁迫条件下棉花幼苗体内生理生化指标,从而缓解冷胁迫对棉花的伤害,其中以0．50mmol／L的Spd处理效果较理想。     

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。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培方法,研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白的影响.结果表明,外源Spd可使盐胁迫黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根长和根表面积显著增加,可溶性蛋白含量明显提高,部分可溶性蛋白的表达量减弱;而对正常生长条件下黄瓜幼苗各生长指标无明显影响,但显著提高了根系中可溶性蛋白的含量.随着Spd处理时间的延续,盐胁迫幼苗至少有7种分子量分别约为67、61.5、50、47、43、29和16 kD的可溶性蛋白表达量发生明显变化,尤其使61.5、47和43 kD蛋白表达量明显减弱,50 kD蛋白甚至消失,这4种蛋白可能与外源Spd缓解黄瓜幼苗盐胁迫伤害效应关系密切.     

外源亚精胺对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以温室专用黄瓜品种'津优3号'幼苗为材料,采用营养液栽培方法,研究了叶面喷施1 mmol·L-1亚精胺(Spd)对60 mmol·L-1硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗生长和植株体内活性氧代谢的影响.结果显示,Ca(NO3)2胁迫下,黄瓜幼苗叶片和根系O-·2产生速率显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性升高,同时MDA含量和相对电导率明显提高,显著降低了黄瓜幼苗的株高、鲜重和干重;外源喷施Spd提高了硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系SOD、POD和CAT活性,降低了O-·2产生速率,MDA含量及相对电导率显著下降.由此可见,外源Spd可通过提高黄瓜幼苗SOD、POD和CAT等保护酶活性来增强其对体内活性氧的有效清除能力,降低膜质过氧化伤害程度,从而缓解硝酸钙胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制.     

黄瓜幼苗对氯化钠和碳酸氢钠胁迫的生理响应差异

采用营养液培养方法,分别用不同浓度（0、25、50和75 mmol·L^-1）的NaCl和NaHCO₃对黄瓜幼苗进行胁迫处理,研究黄瓜幼苗对NaCl和NaHCO₃胁迫的生理响应差异.结果表明：随着胁迫强度的增加,黄瓜植株地上部和地下部生长量、叶片叶绿素含量和相对含水量均呈明显下降趋势,但NaHCO₃处理下降幅度大于NaCl处理.随着处理浓度的增加,黄瓜地上部Na⁺含量显著上升,K⁺含量显著下降,在相同的Na⁺浓度下,NaHCO₃处理比NaCl处理下降幅度更大,具有更低的K⁺/Na⁺.与NaCl处理相比,NaHCO₃处理的黄瓜叶片电解质渗漏率、丙二醛、脯氨酸和可溶性糖含量增加幅度更大.NaCl和NaHCO₃处理使黄瓜叶片超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和脱氢抗坏血酸还原酶活性受到显著诱导,而使过氧化物酶活性受到明显抑制.     

外源Spd预处理对甜瓜白粉病抗性及其内源多胺的诱导分析

以甜瓜感病品种‘0544’为试材,测定外源亚精胺(Spd)预处理和白粉病菌接种后甜瓜幼苗的光合参数、抗氧化酶活性、内源多胺含量及多胺合成与代谢相关基因表达等的变化,探讨外源Spd处理对甜瓜幼苗白粉病抗性的诱导作用机制。结果显示:(1)1.0mmol·L-1外源Spd处理可显著降低甜瓜幼苗的白粉病病情指数,缓解植株发病症状;(2)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗的多胺合成以及代谢相关基因(SAMDC、ADC、ODC、Spd、Spm、PAO)显著上调表达;(3)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗腐胺(Put)和Spd含量显著增加,而外源Spd并接种白粉病菌处理对甜瓜幼苗精胺(Spm)含量积累的诱导更加显著;(4)接种白粉病菌诱导了甜瓜幼苗的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,外源Spd预处理后再接种白粉病的诱导作用更大,同时外源Spd处理还诱导了甜瓜幼苗过氧化氢(H_2O_2)含量的升高;(5)在观测期(120h)内,接种白粉病菌对甜瓜叶片的光合作用抑制较小,而外源Spd预处理并接种白粉病菌共同诱导了甜瓜幼苗的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的显著升高。研究认为,在外源Spd预处理甜瓜幼苗后再接种白粉病菌,甜瓜幼苗可以通过多胺的快速积累及代谢产生的H_2O_2来启动响应机制,进而通过增强防御酶活性等途径来提高对白粉病的抗性。     

亚精胺和丛枝菌根真菌对黄瓜生长的影响

以黄瓜品种‘津春2号’为材料,在育苗基质中添加亚精胺(Spd)和丛枝菌根真菌(AMF),研究外源Spd和AMF对黄瓜幼苗生长、光合作用、果实产量和品质以及根际微生物和酶活性的影响.结果表明:育苗基质中同时添加Spd和AMF,可促进黄瓜幼苗生长,提高根系活力和果实产量,改善品质,并促进养分吸收;Spd和AMF提高黄瓜幼苗净光合速率、实际光化学效率、表观量子效率、羧化效率和光呼吸速率,增加基质中细菌和放线菌数量,而降低真菌数量,并提高蔗糖酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶的活性.说明育苗基质中同时添加Spd和AMF,可提高黄瓜植株光能利用效率,促使黄瓜幼苗根际微生物区系从低肥力的"真菌型"向高肥力的"细菌型"转化,加速有机磷和有机态氮的分解与转化,为黄瓜生长发育提供比较充足的N、P等养分,从而促进黄瓜植株生长,提高产量并改善品质.Spd可提高AMF侵染率,两者对黄瓜幼苗生长具有明显的叠加效应,说明在接种AMF的基质中添加Spd,是一种可增强AMF侵染率的有效方法.     

化学诱抗剂诱导黄瓜抗盐性及其机理

在200 mmol·L^-1 NaCl胁迫条件下,采用根际注射结合叶面喷洒的诱导方法探讨了不同浓度水杨酸、油菜素内酯、壳聚糖、亚精胺4种化学诱抗剂对黄瓜幼苗生长及其生理生化特性的影响.结果表明,4种化学诱抗剂在适宜浓度范围内,显著地降低了黄瓜幼苗的盐害指数和死苗率,以油菜素内酯0.01 mg·L^-1降低幅度最大,比对照分别降低了63.0%和75.0%;显著地促进了超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等保护酶活性,从而显著降低了丙二醛含量和电解质渗出率,干重含水量显著升高;促进了幼苗的形态建成,植株茎粗、展开叶数及壮苗指数显著提高,壮苗指数以壳聚糖150 mg·L^-1最大,比对照提高了30.9%.说明施用适宜浓度的化学诱抗剂可以诱导黄瓜幼苗的抗盐能力,减缓盐害症状.综合作用效果依次为：油菜素内酯0.005～0.05 mg·L^-1、亚精胺150～200 mg·L^-1、壳聚糖100～200 mg·L^-1和水杨酸50～150 mg·L^-1.     

Effect of root-applied spermidine on growth and respiratory metabolism in roots of cucumber (<Emphasis Type="Italic">Cucumis sativus</Emphasis>) seedlings under hypoxia

The effects of exogenous spermidine (Spd) application to hypoxic nutrient solution on the contents of endogenous polyamines (PAs) and respiratory metabolism in the roots of cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings were investigated. Cucumber seedlings were grown hydroponically in control and hypoxic nutrient solutions with and without addition of Spd at a concentration of 0.05 mM. The activities of key enzymes involved in the tricarboxylic acid cycle (TCAC), such as succinate dehydrogenase (SDH) and isocitrate dehydrogenase (IDH), were significantly inhibited under root-zone hypoxia with dissolved oxygen (DO) at 1 mg/l. In contrast, the activities of enzymes involved in the process of fermentation, such as pyruvate decarboxylase (PDC), alcohol dehydrogenase (ADH), lactate dehydrogenase (LDH), and alanine aminotransferase (AlaAT), were significantly increased. Thus, aerobic respiration was inhibited and fermentation was enhanced in the roots of cucumber seedlings as a result of decreasing ATP content to inhibit the dry weight of seedlings under hypoxic stress. Moreover, the contents of free, soluble conjugated, and insoluble bound putrescine (Put), Spd, and spermine (Spm) in the roots of cucumber seedlings were significantly increased under hypoxia stress. Interestingly, application of Spd to hypoxic roots markedly suppressed the accumulation of free Put and, in contrast, promoted an increase in free Spd and Spm, as well as soluble conjugated and insoluble bound Put, Spd, and Spm contents. From these data, we deduced that exogenous Spd promotes the conversion of free Put into free Spd and Spm, and soluble conjugated and insoluble bound PAs under hypoxia stress. Furthermore, the activities of LDH, PDC, and ADH were suppressed and, in contrast, the activities of SDH and IDH were enhanced by application of exogenous Spd to hypoxic roots. As a result, aerobic respiration was enhanced but fermentation metabolism was inhibited in the roots of cucumber seedlings, leading to an increase in ATP content to alleviate the inhibited dry weight of seedlings due to hypoxia stress. These results suggest that application of Spd to hypoxic nutrient solution promoted conversion of free Put into free Spd and Spm as well as soluble conjugated and insoluble bound PAs, further enhanced IDH and SDH activities, and inhibited ethanol fermentation and lactate fermentation, resulting in increased ATP content and eventually enhanced tolerance of cucumber plants to root-zone hypoxia.     

嫁接对铜胁迫下黄瓜幼苗根系多胺代谢的影响

采用营养液栽培法,研究了嫁接(以黑籽南瓜为砧木)对铜胁迫下黄瓜幼苗根系活力及多胺代谢的影响.结果表明:铜胁迫下黄瓜幼苗根系活力下降,电解质渗漏率升高,而嫁接苗的变化幅度显著小于黄瓜自根苗;铜胁迫下黄瓜嫁接植株根系中除游离态腐胺(Put)含量显著低于自根苗外,结合态和束缚态Put、3种形态亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量均显著高于自根苗,嫁接苗根系中游离态Put含量及腐胺/多胺(Put/PAs)显著低于自根苗;铜胁迫下,嫁接苗根系精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性高于自根苗,而二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性显著低于自根苗.表明嫁接黄瓜幼苗根系PAs的合成增加,降解减少,使PAs含量维持在较高水平,从而提高了黄瓜幼苗抗铜胁迫能力.     

壳寡糖诱导黄瓜抗黄瓜黑星病的初步研究

本文研究了壳寡糖诱导黄瓜对黑星病的抗性作用。利用6 mg/mL壳寡糖溶液对苗期黄瓜诱导,进行病情调查统计及测定处理前后黄瓜叶片的主要防御酶系———苯丙氨酸解氨酶,过氧化物酶,多酚氧化酶,超氧化物歧化酶,过氧化氢酶的活性变化。结果显示,壳寡糖对黄瓜黑星病在10 d和17 d的诱抗效果分别为60.25%和47.59%,且作为诱导因子可显著提高黄瓜叶片内苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)活性也有所提高,但叶片内过氧化氢酶(CAT)活性无较明显变化。研究结果表明壳寡糖对黄瓜抗黑星病产生诱导作用,为研究壳寡糖作为新型生物农药提供了依据。     

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。     

Polyphenol increases in safflower and cucumber seedlings exposed to strong visible light with limited water

To assess effects of the environmental stress on polyphenol compounds (polyphenols) in plants, the polyphenol contents were investigated in the seedlings of safflower (Carthamus tinctrius L.) and cucumber (Cucumis sativus L.) grown under three types of growth conditions: control; light stress, irradiated with strong light in the visible wavelength range; and light/water stress, irradiated with strong visible light with a limited water supply. The total polyphenol contents and the amounts of the major polyphenols, especially luteolin 7-O-glucoside in safflower cotyledons, and luteolin 7-O-glucoside and luteolin in safflower foliage leaves, increased in response to both stresses. The polyphenol increasing effect of light/water stress was clearly observed in safflower compared to cucumber, suggesting that plants that are resistant to these stresses can accumulate substantial amounts of polyphenols compared to the plants which respond weakly to the stresses.     

D-精氨酸对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系多胺含量和无氧呼吸代谢的影响

采用营养液水培法,研究了根际低氧胁迫下D-精氨酸（D-Arg）对两个抗低氧能力不同的黄瓜品种根系中多胺含量和无氧呼吸代谢的影响.结果表明,低氧处理下,黄瓜幼苗根系中多胺含量显著增加,无氧呼吸代谢能力提高;与抗低氧能力弱的‘中农八号’相比,抗低氧能力强的‘绿霸春四号’根系中乙醇发酵活性较高,乳酸发酵活性较低;低氧胁迫下,D-精氨酸能显著降低黄瓜幼苗根系中腐胺、亚精胺和精胺含量,根系中乙醇脱氢酶（ADH）和乳酸脱氢酶（LDH）活性增加,乙醇和乳酸含量升高,植株生长受到抑制,而外源腐胺能缓解D-精氨酸的这种作用.说明黄瓜幼苗根系中较高的多胺含量可能有利于缓解低氧胁迫对植株造成的伤害.     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和多胺代谢的影响

以两个不同抗盐性黄瓜品种为试材,采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对幼苗根系生长和多胺代谢的影响.结果表明:盐胁迫下黄瓜幼苗根系生长受抑制,膜脂过氧化和电解质渗漏升高,而弱抗盐品种‘津春2号'的变化幅度大于抗盐品种‘长春密刺';盐胁迫下‘长春密刺'根系精氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶活性升高幅度均大于‘津春2号',其最高值分别比对照增加了149.3%、60.1%、69.4%和118.6%、56.2%、50.6%;'长春密刺'多胺氧化酶活性升高幅度小于‘津春2号',而二胺氧化酶活性仅在‘长春密刺'中增加.'长春密刺'根系游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺含量均显著增加,而‘津春2号'根系游离态腐胺含量显著增加.表明黄瓜根系中较高的游离态亚精胺和精胺、结合态和束缚态多胺以及较低的游离态腐胺含量有利于提高幼苗对盐胁迫逆境的适应能力.     

芳樟醇对灰葡萄孢生长的影响及对番茄灰霉病的防控效果

通过平板抑菌试验和孢子萌发试验研究了芳樟醇对灰葡萄孢的生长抑制作用,并通过盆栽试验进一步验证了芳樟醇对番茄灰霉病的防控效果。结果表明: 芳樟醇能够显著抑制灰葡萄孢菌丝的生长,半最大效应浓度(EC₅₀)值为0.581 mL·L^-1。孢子萌发试验中,芳樟醇能够有效抑制灰葡萄孢孢子的萌发,并表现出浓度依赖性。芳樟醇处理提高了灰葡萄孢菌菌丝体的相对电导率和丙二醛(MDA)含量,说明芳樟醇可引起氧化损伤效应导致灰葡萄孢菌的膜系统被破坏;芳樟醇处理后灰葡萄孢菌中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性较对照组分别下降了27.4%、68.9%和26.0%,说明芳樟醇抑制了灰葡萄孢菌体内的抗氧化系统。盆栽试验结果显示,芳樟醇处理的病斑直径较对照组显著降低;番茄叶片中的SOD、CAT、POD、多酚氧化酶和苯丙氨酸解氨酶活性均显著高于对照组;而MDA含量下降了41.5%,说明芳樟醇可减轻灰葡萄孢菌对番茄植株造成的氧化损伤以提高植物抗病性。综上,芳樟醇对灰葡萄孢的生长有显著抑制作用并对番茄灰霉病有较好的防治效果,研究结果可为开发新型植物源抑菌剂防控番茄灰霉病提供理论依据。