增强UV-B辐射及氮水平对长春花生长和生理代谢的影响

地表UV-B 辐射增强和氮沉降增加目前已成为影响植物生长的重要生态因子。本文以药用植物长春花（Catharanthus roseus）为材料,研究UV-B辐射和氮供应增加对长春花生长、生理及长春碱含量的协同效应。研究结果表明,紫外辐射增加对长春花生长和生物量积累具有显著的抑制作用。同时外源增加氮供应能明显缓解紫外辐射引起的生长抑制效应。紫外辐射引起的叶片膜脂过氧化胁迫导致了长春花叶片丙二醛含量显著增加,但同时增加氮供应能显著降低丙二醛水平。增强UV-B辐射处理显著促进长春花叶片UV-B吸收化合物合成积累,并随氮供应增加其含量进一步增加;氮供应增加和UV-B辐射增强共同作用时,长春花叶片中长春碱的含量较其单独作用时均显著增加。上述结果表明,增加氮供应不但可以缓解紫外辐射引起的生长抑制和生理伤害,同时对长春花叶片中生物碱的合成积累具有协同促进效应,其原因可能是增强UV-B辐射能促使长春花利用更多的氮源合成积累长春碱。     

外源钾水平对长春花生长和生物碱积累的影响

钾营养对于植物的生长发育具有重要作用,通过对长春花施以不同水平的外源钾,以探讨在不同浓度的钾素营养条件下,长春花生物量和生物碱的积累特点。结果表明,外源钾素营养水平的增加显著促进长春花的株高、根长、生物量积累,其中以10和15 mmol·L^-1浓度下的作用效果最显著。同时,外源的钾素营养水平提高还显著增加长春花的吲哚类生物碱含量,其中长春质碱的含量随着钾素营养浓度增大而增加;文多灵和长春碱随着钾素营养浓度增大都是先增加后减小,在15 mmol·L^-1浓度下达到最大值,过高的钾素营养不利于两者的合成。     

外源乙烯对长春花生理水平和生物碱积累的影响

药用植物长春花中含有100多种萜类吲哚生物碱（TIAs）,其中具有抗肿瘤功效的长春碱和长春新碱受到关注。为了研究外源乙烯处理对长春花生长情况、生理状态和萜类吲哚生物碱合成的整体影响,本文以长春花幼苗为实验材料,使用外源乙烯处理后对比了不同生长条件下长春花的生物量积累、根茎伸长、光合参数以及生物碱含量等指标,分析了生物碱合成与其他指标之间的相关性。结果表明,外源乙烯处理使长春花乙稀释放量上升,乙烯信号响应因子erf基因表达量提高。乙烯利抑制长春花幼苗生物量积累、根纵向生长,促进茎秆横向加粗生长,由非气孔因素导致净光合速率（P_n）和气孔导度（G_s）下降。外源乙烯促进异胡豆苷（STR）、长春质碱（CAT）、文多灵（VIN）和长春碱（VINB）积累,并且促进长春碱合成途径中关键酶基因str和CrPRX上调表达。相关性分析结果表明,次生代谢产物的积累、生长指标、光合参数之间存在明显的相关性;长春质碱、文多灵、长春碱与茎秆直径（SD）显著正相关（P < 0.05）,与生物量（B）、株高（H）、根长（RL）、净光合速率（P_n）呈显著负相关（P < 0.05）。本文为研究外源乙烯调控长春花生物碱积累的机制提供理论基础。     

遮光胁迫下外源NO对盆栽长春花土壤养分含量及幼苗生长特征的影响

为探究遮光胁迫下施加外源NO供体（硝普钠,SNP）对土壤养分变化和长春花（Catharanthus roseus）幼苗生长的影响,设置4种处理（全光照生长为对照、外施SNP、遮光、遮光+外施SNP联合处理）,分析盆栽土壤中C、N、P养分含量和土壤理化指标,测定幼苗的株高、节间距、茎直径、叶长、叶宽、叶面积、全株鲜（干）质量。结果表明：遮光和外施NO联合处理下,土壤含水量、土壤pH和土壤有机碳含量显著增加（P<0.05）,而土壤中全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量增加但不显著,土壤C/N和C/P值升高,且C/N值达到显著水平（P<0.05）;相关性分析结果表明：土壤pH与有机碳含量呈显著正相关性（P<0.05）,土壤有机碳含量与株高、叶片鲜质量之间呈显著正相关（P<0.05）。说明施加外源NO能促进遮光胁迫下土壤pH升高,改变土壤中有机碳含量,增加C/N值,改善土壤肥力,促进叶片生长发育,增加长春花的生物量,为长春花的科学平衡施肥和生物碱含量的积累提供一定依据。     

无机磷对叶片淀粉和蔗糖积累的影响

C_3植物大豆的叶片无机磷含量随年龄增长而降低,淀粉则显著增加。蔗糖积累数量较少,随叶龄增长略有增加。 不同浓度P_i处理的大豆植株,在光合不变的情况下,随着叶片中P_i含量的增加,淀粉积累不断减少,蔗糖不断增多。各种年龄的大豆叶片都在含较多P_i时有利于蔗糖合成,不利于淀粉合成。 C_4植物玉米经不同浓度P_i处理,叶淀粉与蔗糖的积累都稳定在一定水平上。P_i浓度过高时,积累数量都下降。在C_4植物玉米叶组织中,P_i含量的变化不是调节淀粉与庶糖合成的重要因素。在C_3植物大豆和C_4植物玉米的叶组织中,P_i对淀粉和蔗糖合成的影响是不同的。     

浙江富阳和海南文昌人工种植长春花生物碱积累组织特异性对比

药用植物长春花的人工栽培分布区主要在我国海南省,目前已引种扩大到浙江、四川等地。为了研究不同栽培区长春花生物碱积累的区域性差异和组织特异性分布特点,本文以浙江富阳和海南文昌两地所产的同苗龄长春花为原料,对其不同部位的长春碱、文朵灵和长春质碱的含量进行对比,分析3种生物碱在不同部位中积累的相关性。研究结果表明,海南文昌所产长春花植株的叶片中3种生物碱含量均高于浙江富阳。但分枝中长春碱含量特点是浙江富阳要显著高于海南文昌;不同部位生物碱之间相关性分析表明,叶片和主茎中文朵灵和长春质碱含量呈显著正相关,而分枝中长春碱与其前体长春质碱成极显著负相关。本文为长春花人工栽培区分布评估提供了理论指导。     

人工种植长春花生物学性状和生物碱含量的季节动态

以人工种植的长春花（Catharanthus roseus（L.）G. Don）为材料,研究了一个生长季节内长春花的生物学性状和生物碱含量的季节动态。研究发现,长春花的株高、生物量和叶片数呈现相似的生长趋势,即前期（5~7月）缓慢增长、中期（7~9月）快速增长和后期（9~10月）增长缓慢3个明显的季节生长特征,而花总数在前期和中期也呈现相似的规律,但在后期（9~10月）快速下降。长春花叶片中3 种生物碱含量的季节变化规律明显,变化趋势相一致。3 种生物碱的含量在一个生长季节内均是先增加后降低再增加的趋势,且3 种生物碱含量均在7月下旬和10月下旬出现2个明显的高峰值。长春花叶片中长春碱含量与长春质碱和文多灵含量之间均有较强的正相关,且与文多灵含量呈显著的正相关（p<0.05）,长春花叶片中长春质碱含量与文多灵含量之间呈显著的正相关（p<0.05）。因此,生产实践中人工种植长春花的最佳采收期是10月末,并可通过改变环境因子进一步诱导长春花叶片中长春碱类物质的积累。     

刈割对栽培长春花(Catharanthus roseus)生活史型转变的影响

为了提高栽培长春花（Catharanthus roseus）的生物碱产量,应用植物生活史型的理论和方法,研究了刈割对栽培长春花生活史型转变及其生物碱代谢的影响。运用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对刈割后的长春花后生活史型变化进行定量和定性划分,发现在对照栽培环境下生长的长春花处于DE生境,定性划分结果为SV生活史型,定量划分结果为V0.3638,S0.6174C0.0187,属于SV型。刈割使长春花的生活史型转变为V0．2847S0.6544C0.0469,属于SC型。同时,对两种生活史型的长春花中长春碱及其前体文朵灵和长春质碱的含量进行了检测分析,发现刈割后的SC型长春花不同叶位叶片中的生物碱含量均显著提高（P〈O．05）,可以为提高栽培长春花生物碱含量提供科学指导,也进一步验证了生活史型理论。     

铵态氮和氨基酸态氮配施对甜菜生长特性及碳代谢的影响

采用甜菜(Beta vulgaris L.)为试验材料,在盆栽条件下,施以无机氮(铵态氮)和有机氮(氨基酸态氮)不同比例(有机氮分别占总施氮量33%和67%)配施,分析了甜菜不同生育阶段叶片叶绿素含量、块根和茎叶全氮含量、干物质、叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、转化酶、可溶性糖、蔗糖、还原糖以及甜菜产量、含糖率和产糖量的变化规律,探讨了不同氮素形态比例对甜菜生长特性和碳代谢的影响。结果表明,无机氮(铵态氮)和有机态氮(氨基酸态氮)不同比例配施在不同的生育时期,对甜菜的生长特性和碳代谢的影响不同。不同比例有机态氮的处理可以增加甜菜地上和地下的干物质积累,在收获期之前,有机氮(占总施氮量67%)处理明显促进甜菜生长,到收获期之后有机氮(占总施氮量33%)处理的甜菜干物质量积累最多;在全生育期,不同有机氮(占总施氮量33%和67%)处理均增加甜菜叶片的叶绿素含量;在糖分增长期之后,有机态氮处理的甜菜块根和叶片氮积累量均大于无机氮处理,说明氨基酸态氮也可以成为良好氮源;不同比例有机态氮的处理可以在甜菜不同生育期提高甜菜叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性和转化酶活力;随有机态氮比例的增加,块根中可溶性糖、蔗糖含量明显增加,还原糖含量降低,对块根蔗糖的积累有促进作用;块根中含糖率有机态氮比例的增加而增加,但块根产量和产糖量以有机态氮占总施氮量33%时最高。     

施氮量对不同肥力水平下夏玉米碳氮代谢及氮素利用率的影响

以郑单958为材料,在高产田和中产田两种地力水平下,利用15N标记法研究了施氮量对夏玉米氮素分配率、利用率和碳氮代谢的影响.结果表明:高产田适量施氮可以提高玉米产量,过量施氮没有表现出进一步增产效果,其氮肥利用率较低(29 04%).中产田随施氮量的增加产量提高,但氮素利用率却降低.各个器官15N积累量依次为籽粒>叶片>茎>根>叶鞘>穗轴.在高产田,当施氮量超过300kg·hm-2时,玉米籽粒和叶片中积累15N有所下降,而茎和根中积累15N的量随施N量的增加而增加;在中产田,随着施N量的增加,籽粒和穗轴积累15N量均相应增加.高产田叶片的硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性以及籽粒中蔗糖合成酶活性和酸性转化酶活性均是施氮300kg·hm-2时最大,施氮450 kg·hm-2则抑制了其活性的增强,而中产田的各个酶活性则随着施氮量的增加而增加.     

外源铜胁迫对长春花幼苗生物碱的影响

以药用植物长春花为实验材料,采用珍珠岩为培养基质的营养方式培养,初步研究了长春花幼苗对铜胁迫的生长响应、吸收积累、基因表达及生物碱合成的特性。研究结果表明,在外源铜胁迫下,药用植物长春花幼苗根和叶干重表现为低浓度的上升和高浓度的降低,并在300μmol·L~(-1)Cu时达到峰值,与对照差异显著(P0.05)。而幼苗的根系耐性指数先上升后下降,在200μmol·L~(-1)Cu时达到峰值。Cu金属进入长春花幼苗体内绝大部分积累在根部。长春花叶片中含有的长春碱在外源铜胁迫条件下其含量有一定程度上的增加,并且随着处理浓度的增加使之呈现出规律性变化,在300μmol·L~(-1)Cu时达到峰值,甚至到达CK的2.7倍。结果可为进一步验证长春花是否可以作为一种新的Cu超富集植物提供参考依据。     

蕤核叶片化学成分的研究

通过对蕤核叶片化学成分进行定性检测,测出其含有蛋白质、氨基酸、多肽类、生物碱、糖类、黄酮类、有机酸、蒽醌类、酚类和鞣质、挥发油和皂甙这些物质。对不同叶位生物碱和黄酮类物质分布规律进行研究,发现随着叶位降低,两类物质含量呈现先增加后减小的规律,高含量部位分布于第三、四叶位。同时,随着叶位降低,不同叶位叶面积逐渐增加,变化差异显著。     

硝态氮对海水胁迫下长春花幼苗光合特性及离子含量的影响

采用砂培试验研究了硝态氮对海水处理下长春花幼苗光合特性和离子分布的影响.结果表明：（1）高浓度海水显著抑制长春花幼苗的生长,提高硝态氮浓度能显著缓解海水胁迫对长春花幼苗生长发育的抑制作用,促进地上、地下部生物量积累.（2）随着海水浓度的增加,长春花幼苗叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均显著降低,细胞间隙CO2浓度显著增加;增加硝态氮浓度可显著提高长春花幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,显著降低细胞间隙CO2浓度.（3）随着海水浓度的增加,长春花幼苗体内K＋含量较对照显著降低,而Na^＋、Cl^-含量显著增加,提高硝态氮浓度有利于长春花幼苗对K＋的吸收和向上运输,维持地上部较高的K^＋/Na^＋.研究发现,增加硝态氮能维持高浓度海水胁迫下长春花幼苗体内养分平衡,缓解盐胁迫对其光合生理和生长造成的伤害.     

外源色氨酸对海水胁迫下长春花幼苗生长及生物碱含量的影响

以长春花[Catharanthus roseus(L.)G.Don]为材料采用温室盆栽法,研究了不同浓度色氨酸对不同浓度海水处理14 d后长春花幼苗生长及吲哚生物总碱含量的影响.结果显示:(1)20%海水中加入不同浓度的色氨酸,长春花幼苗生长受到显著抑制,而丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、色氨酸脱羧酶(TDC)活性、吲哚生物总碱含量均显著增加;(2)40%海水中加入不同浓度的色氨酸,TDC活性、吲哚生物总碱含量也得到显著提高,但幼苗生长受到严重伤害,生物产量显著降低,吲哚生物总碱的产量太低.研究表明,外源色氨酸能显著提高海水胁迫下长春花吲哚生物总碱的含量,而且用20%的海水中加入500 mg/L的色氨酸最有利于生物碱的积累.     

不同酸化条件对菜豆幼苗碳氮代谢酶系活性的影响

采用4个不同pH值(pH7,6,5,4)培养液模拟菜豆萌发和幼苗生长环境,研究了酸化条件下菜豆种子萌发和幼苗生长特性、幼苗根系和幼叶的抗氧化酶系活性以及叶片的碳氮代谢的主要酶系活性和产物水平,以期明确菜豆的碳氮代谢对酸化胁迫的响应机制。结果表明:随着pH的降低,菜豆发芽势和发芽率降低,幼苗和根系干物质量减少;谷氨酰胺合成酶活性降低,蔗糖磷酸合成酶活性增强,从而增加了蔗糖、果糖和总可溶性糖含量;根系的超氧阴离子自由基(O2ˉ·)和丙二醛(MDA)含量降低,叶片的O2ˉ·和MDA含量增加,而叶片和根系的抗氧化酶系活性同向变化,即超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性增强,过氧化物酶活性降低。酸化条件下,菜豆的碳代谢加强,氮代谢受到抑制;叶片过氧化物酶活性的降低和O2ˉ·含量的增加,导致了叶片膜脂过氧化程度的加剧。     

锌胁迫长春花不同部位Zn积累受外源乙烯利调控的特点

外源锌胁迫条件下长春花植株根部对Zn的富集能力较强,因此Zn对根部的伤害也较大。长春花响应锌胁迫条件下根部对Zn的吸收富集能力随着Zn处理浓度的增高表现出低促高抑的现象,茎、叶片中Zn含量随着Zn处理浓度的增加逐渐升高,说明长春花对于Zn的富集能力较强,且有一定的超富集潜力。而转运能力主要表现为Zn由成熟组织向幼嫩组织转运率较强。在锌胁迫基础上加入外源乙烯利后,降低了植株各组织部位对Zn的富集能力,降低了锌胁迫对长春花植株的胁迫伤害。促进了Zn由成熟叶片向幼嫩组织的转运率,但是抑制了Zn在长春花植株体内其余组织间的的运输。     

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.     

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(Pr)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Pn,并降低了Pr,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.     

网纹甜瓜发育果实糖分积累与蔗糖代谢参与酶的关系

随着网纹甜瓜果实的发育,果实中葡萄糖和果糖的含量增加,蔗糖的快速积累发生在果实发育的中后期,高蔗糖积累型果实中蔗糖积累速率明显快于低蔗糖积累型.蔗糖磷酸合成酶活性在果实发育的前期短暂下降, 而后稳步上升,在果实发育的中后期高蔗糖积累型果实中该酶的活性显著高于低蔗糖积累型果实;随着果实发育,蔗糖合成酶的分解活性降低而合成活性升高.酸性和中性转化酶在未成熟果实中活性较高,而在成熟果实中很低; 高蔗糖积累型果实中酸性转化酶活性显著低于同期低蔗糖积累型果实.合成蔗糖的酶活性小于分解蔗糖的酶活性时蔗糖几乎没有积累.根据这些结果推测,转化酶活性的下降、蔗糖磷酸合成酶活性的增加以及蔗糖合成酶分解活性的下降和合成活性的增加,是引起果实蔗糖积累的主要内在因子.     

氮、磷、钾对豫麦50旗叶蔗糖和籽粒淀粉积累的影响

以豫麦50为对象,探讨了氮、磷、钾对小麦旗叶中蔗糖的积累及相关酶活性以及籽粒中淀粉含量和组分的影响.结果表明,施氮可以增加灌浆前期旗叶中的糖含量,施钾则提高了灌浆后期旗叶中的糖含量,而施磷则对旗叶中的糖含量影响不大.施氮、磷、钾均能增加蔗糖合成酶活性,但它们的作用时间不同：施氮活性增加在籽粒灌浆中期,施磷在灌浆前期,而施钾在灌浆前、中期.但氮亦可增加花后24 d的磷酸蔗糖合成酶活性,施磷增加了灌浆前、中期磷酸蔗糖合成酶活性,施钾则增加了灌浆后期旗叶磷酸蔗糖酶活性.施氮、磷、钾都提高了籽粒中总糖含量,增加籽粒中淀粉含量,其中施钾效果最为明显.施磷提高籽粒中直链淀粉的积累,而施钾则显著提高了籽粒中支链淀粉的含量.