干旱胁迫下景天植物能量水平与超微弱发光的关系

该试验以德景天幼苗为材料,设计PEG、PEG+H_2O_2、PEG+苯甲酸钠、蒸馏水(CK)4个处理,分析PEG模拟干旱胁迫及活性氧调控干旱胁迫下超微弱发光(ultraweak luminescence,UWL)和能量水平的变化及两者的关系,为揭示UWL的产生及其来源提供理论依据。结果表明:(1)在PEG模拟干旱胁迫过程中,CK和PEG处理德景天叶片的ATP含量、能荷和UWL强度均随着胁迫时间延长呈下降趋势,但PEG处理的上述指标的下降较CK更快、降幅更大。(2)进一步采用H_2O_2和苯甲酸钠调控活性氧的PEG干旱胁迫过程中,PEG+H_2O_2、PEG+苯甲酸钠处理的德景天叶片ATP含量、能荷和UWL强度的变化趋势与PEG处理基本一致,均随胁迫时间的延长呈下降趋势;但PEG+H_2O_2处理的上述指标均低于PEG处理,而PEG+苯甲酸钠处理的上述指标却高于PEG处理。(3)相关分析表明,在干旱胁迫及活性氧调控干旱胁迫下,德景天叶片UWL强度均与ATP含量和能荷呈显著正相关。研究发现,在干旱胁迫和活性氧调控干旱胁迫下,德景天叶片ATP含量和能荷较CK均明显下降,UWL强度也随之明显降低;UWL强度随着以ATP为代表的能量水平的下降而降低,说明植物中UWL的产生与其能量水平的高低显著相关。     

杏花开放过程中超弱发光和ATP及活性氧含量的变化

以巴旦水杏 (Prunus armeniaca,Ameniacavulgaris Lam.)为试验材料,研究了杏花开放过程中花朵的超弱发光(ultraweak 1 uminescence,UWL)变化及其与ATP含量、呼吸速率、活性氧产生速率等的关系.结果表明,杏花开放的前半期(盛花期以前),超氧自由基产生速率与丙二醛含量变化平缓,UWL、ATP含量、呼吸速率及蛋白质含量呈上升趋势.盛花期过后,呼吸速率、蛋白质和ATP含量迅速降低,UWL强度缓慢下降,而超氧自由基的产生速率与丙二醛含量迅速升高.分析后认为,杏花的超微弱发光与以ATP含量为标志的能量水平密切相关,同时也受体内活性氧及其它物质代谢的影响;盛花期以前ATP可能是导致UWL升高的主要因素,盛花期过后,活性氧可能对花体的UWL变化起了部分的调节作用.     

铁盐胁迫对苹果砧木叶中色素和离子含量的影响

铁盐双重胁迫下 ,苹果砧木Luo2和八棱海棠叶中叶绿素含量下降程度大于单因子胁迫的 ,叶绿素a/b(Chla/b)随着胁迫的加重而呈升高趋势 ,单一高盐胁迫和铁盐双重胁迫下 ,叶中Na含量大幅度升高 ,Fe、K含量明显下降。Luo2对铁盐胁迫的耐受能力强于八棱海棠     

不同苹果砧木对缺锌胁迫的耐性评价

为筛选适应缺锌胁迫环境的砧木资源,以山定子、丽江山定子、小金海棠、锡金海棠、新疆野苹果、八棱海棠、平邑甜茶、火焰海棠8种苹果砧木资源为试材,对砧木株高、干物质量、根系构型及锌含量等指标进行测定,利用模糊隶属函数法进行耐缺锌能力综合评价.结果表明： 缺锌处理下,丽江山定子、锡金海棠和新疆野苹果均先表现出新生叶小、簇生等缺锌症状,而小金海棠、火焰海棠缺锌症状不明显;缺锌显著降低了苹果砧木株高和地上部锌积累量,而小金海棠的降低幅度最小;缺锌胁迫下小金海棠和山定子叶片锌含量较高,分别为23.2和21.3 mg·kg^-1.采用模糊隶属函数法综合评价参试砧木耐缺锌能力：小金海棠最强,火焰海棠次之,山定子、锡金海棠、八棱海棠和平邑甜茶的耐缺锌能力较弱,丽江山定子和新疆野苹果的耐缺锌能力最弱.     

干旱胁迫下景天植物光合作用与超微弱发光的关系

该试验以德景天幼苗为试材,设计PEG、PEG+H_2O_2、PEG+苯甲酸钠、蒸馏水(CK)4个处理,分析20%PEG模拟干旱胁迫、以及活性氧调控干旱胁迫下超微弱发光(UWL)和光合作用参数的变化特征及其两者的关系,为揭示UWL的产生及其来源提供理论依据。结果表明:(1)在PEG模拟干旱胁迫过程中,CK和PEG处理的德景天叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、叶绿素总量(Chl)以及UWL强度均随处理时间呈下降趋势,但PEG处理的以上所有指标的下降较CK更快、降幅更大。(2)H_2O_2和苯甲酸钠调控PEG干旱胁迫过程中,PEG+H_2O_2、PEG+苯甲酸钠处理的Pn、Tr、Gs、Ci、Chla、Chlb、Chl以及UWL强度的变化趋势与PEG处理基本一致,均随处理时间呈下降趋势,但PEG+H_2O_2处理的上述光合指标和UWL强度均低于PEG处理,PEG+苯甲酸钠处理的光合指标和UWL强度却均高于PEG处理。说明苯甲酸钠处理具有缓解干旱胁迫并提高UWL强度的作用。(3)相关分析显示,干旱胁迫及活性氧调控干旱胁迫下UWL强度均与各光合指标呈显著正相关关系。研究发现,在干旱胁迫和活性氧调控干旱胁迫下德景天光合作用参数较CK均明显下降,UWL强度也随之明显降低;德景天叶片UWL强度随着光合作用效率的下降而降低,说明植物UWL的产生与其光合作用的强弱显著相关,植物UWL强度能够反映植物受到的逆境胁迫的程度。     

低氧胁迫对苹果砧木幼苗生长与生理特性的影响

以苹果砧木‘平邑甜茶’(Malushupehensis Rehd.)和‘变叶海棠’(Malustoringoides Rehd.)为材料,采用营养液培养的方法,研究了低氧胁迫对苹果砧木幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:低氧胁迫下苹果砧木幼苗新叶数减少,根系和最长新根长度下降,叶片中叶绿素a(Chla)、总叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量降低,并引起不同色素间比例的改变;根系活力先升后降并在胁迫中后期低于对照;根、叶中超氧阴离子(O2■)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量持续增加,丙二醛(MDA)含量上升,膜透性增大,且根系变化幅度大于叶片;低氧耐性较强的‘平邑甜茶’除根系活力外其余指标变化幅度均小于耐性较弱的‘变叶海棠’。说明低氧胁迫影响了苹果砧木幼苗的根系活力和叶片光合色素水平,抑制了植株的生长,导致其体内活性氧自由基(ROS)过量积累,加重膜脂质过氧化作用,从而使植株受到伤害,且这种影响存在基因型和组织差异,根系和低氧耐性较弱的砧木受到的伤害较重。     

外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应

以苹果属植物平邑甜茶水培幼苗为试验材料,采用20%PEG-6000模拟水分胁迫,进行了外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应研究。结果表明:100~500μmol·L-1外源硝普钠(SNP,NO供体)处理,能在一定程度上提高渗透胁迫下平邑甜茶叶片内SOD、POD、CAT、APX活性和ASA含量,不同程度减轻20%PEG-6000胁迫对平邑甜茶幼苗活性氧的累积和氧化损伤,其中以300μmol·L-1 SNP处理缓解效应最佳,而相对高浓度的700μmol·L-1 SNP处理则不能起到缓解作用,反而有一定的毒害作用。     

根系渗透胁迫时杨树光合作用光抑制与活性氧的关系

为更多地了解自然条件下活体叶片的光抑制,研究了渗透胁迫时杨树无性系幼苗叶片的光抑制与活性氧代谢的关系．结果表明,随胁迫时间的延长和胁迫强度的增大,杨树叶片O2^-生成加快,H2O2和丙二醛(MDA)含量增多,超氧物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性降低,活性氧代谢失衡,光合作用的光抑制加剧．用二乙基二硫代氨基甲酸铜盐抑制SOD活性,或用甲基紫精加速O2^-的生成,亦可使杨树叶片发生光抑制．渗透胁迫时杨树无性系幼苗清除H2O2能力降低,限制了叶片通过Mehler反应耗散过剩光能,防御光破坏作用的发挥;光抑制的发生与活性氧的积累有关．     

温度逆境对不同品种黄瓜幼苗膜保护系统的影响

温度逆境胁迫后,黄瓜幼苗体内O2^-的产生速率和MDA含量均明显升高,温度逆境胁迫和常温恢复2d后,O2^-的产生速率都与各品系黄瓜幼苗对温度逆境的耐性呈负相关,说明在温度逆境胁迫过程中,活性氧确实是对黄瓜幼苗产生毒害的重要方式。在遭受温度逆境胁迫后,黄瓜幼苗体内酶促和非酶促防御系统均遭到破坏。AsA含量、CAT和POD活性均显著下降,低温胁迫后,对低温耐性强的品系SOD活性上升,对低温耐性弱的品系SOD活性降低。高温处理后,各品系SOD活性均降低。表明膜系统的损伤与细胞内自由基引发的膜脂过氧化有关。     

外源水杨酸对镉胁迫下甜瓜幼苗生长、光合作用和活性氧代谢的缓解效应

以甜瓜耐镉品种‘哈密绿’和镉敏感品种‘秀绿’为试验材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,研究了外源水杨酸(SA)处理对镉(Cd)胁迫下甜瓜幼苗生长、光合作用和活性氧代谢的缓解效应。结果显示:与对照(CK)比较,Cd处理显著抑制了甜瓜幼苗的生长和光合作用,降低了叶绿素含量,抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O2ˉ·)产生速率增加;在Cd胁迫下,SA处理可以有效促进甜瓜幼苗的生长,增加了叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)和水分利用效率(WUE),降低了胞间CO2浓度(Ci);提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化酶酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX),增强植株抗氧化能力,使Pro和可溶性蛋白含量升高,MDA含量和O2ˉ·产生速率下降,能有效抑制镉胁迫引起的膜脂过氧化伤害;镉敏感品种‘秀绿’变化幅度大于耐镉品种‘哈密绿’。研究结果说明,SA有利于甜瓜幼苗在Cd胁迫下活性氧代谢的提高和对光能的捕获与转换,促进了甜瓜幼苗的生长,降低Cd胁迫对甜瓜幼苗的抑制作用,且对镉敏感品种‘秀绿’效果大于耐镉品种‘哈密绿’。     

甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠超微弱发光及抗氧化能力的影响

以盆栽4年生的苹果砧木湖北海棠（Malus hupehensis）为试材,叶面喷施100 mmol·L^-1的甜菜碱,研究外源甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠叶片超微弱发光（UWL）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）及甜菜碱（GB）含量的影响.结果表明,轻度干旱胁迫下,叶片UWL强度提高,但随着干旱胁迫程度的加重而下降,至严重干旱胁迫时UWL明显低于正常供水处理;H₂O₂、MDA含量随干旱胁迫加重而升高;SOD和POD活性随胁迫加重而升高,但至重度干旱时下降.与单独干旱处理相比,叶片喷施甜菜碱显著提高了轻度和中度干旱胁迫叶片的UWL（分别提高35.27%和43.95%）、SOD和POD活性,降低了H₂O₂和MDA含量;促进了Pro和GB的积累.表明甜菜碱及通过甜菜碱诱导的脯氨酸积累,能够提高干旱胁迫下叶片的抗氧化能力,减轻过氧化损伤,对叶片细胞起到保护作用.     

不同抗性苹果砧木叶片抗坏血酸代谢对干旱胁迫的响应

以抗旱性强的苹果砧木新疆野苹果[Malus sieversii (Ledeb.) Roem.]和抗旱性弱的平邑甜茶[M.hupehensis (Panlp.) Reld.]叶片为试材,在20%PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,研究了抗坏血酸(AsA)含量、氧化还原状态、合成和代谢相关酶活性对干旱胁迫的响应。结果显示,在正常水分条件下,新疆野苹果和平邑甜茶叶片间AsA含量及代谢相关酶活性差异不显著。干旱胁迫过程中,二者之间叶片AsA、谷胱甘肽(GSH)、总谷胱甘肽和总抗坏血酸含量变化趋势基本一致,但新疆野苹果叶片中的含量增加幅度明显大于平邑甜茶;且与平邑甜茶相比,新疆野苹果叶片具有较高的L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性及AsA/DHA(脱氢抗坏酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比率。研究表明,干旱胁迫下,新疆野苹果能够维持较高的AsA合成和再生能力,并具有维持高AsA水平特性,这可能与其具有较强的抗旱性相关。     

晋西北3个树种抗旱性指数的研究

根据对海红、刺槐和柠条的ＰＶ曲线主要水分参数的测定,进行了抗旱性指数季节变化和种间排序分析。结果表明,树种的抗旱性随着年生长发育节律和环境水分条件而改变,其抗早性生长季初最弱,夏季高温干早阶段增强,秋季降雨峰期减弱,生长季末最强或很强。柠条的抗旱性与海红很接近。这对黄土高原地区果树和饲料的开发与水土保持树种的推广有重要意义。     

干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。     

树种保护酶活性与PV曲线水分参数变化的关系

在水分胁迫条件下,树种间ＳＯＤ（超氧化物歧化酶）活性与其ＤＩ（抗旱性指数）值的排序结果基本一致,表明ＳＯＤ活性变化所反映的树木抗氧化伤害力大小与ＰＶ曲线水人参数所指示的树木耐旱性强弱具有密切的正相关性。但是树种间ＰＯＤ（过氧化物酶）活性变化与ＤＩ值之间的关系则不密切。其原因：①清除Ｈ２Ｏ２的抗氧化酶类较多（ＰＯＤ只是这一）;②某些树种中且存在歧化Ｈ２Ｏ２的抗氧化剂。在水分胁迫阶段,海红的ＤＩ值最大     

NaCl胁迫下平邑甜茶根系线粒体特性和细胞死亡特征

以平邑甜茶(Malus hupehensis var. pingyiensis)实生幼苗为试验材料, 研究NaCl浇灌后根系线粒体H₂O₂含量、膜电位(Δψm)和根系ATP含量的变化以及细胞死亡特征。结果表明, 根系线粒体H₂O₂含量在0.085 mol·L ^-1 NaCl处理的第1-6天逐渐降低, 在第6-15天则快速上升; 线粒体Δψm在0.085 mol·L ^-1 NaCl处理的15天内一直呈下降趋势, 在第6-15天下降速度明显加快; 根系ATP含量在0.085 mol·L ^-1 NaCl处理的15天内始终低于对照, 但保持在一个较稳定的范围内。TUNEL原位末端标记试验显示, 0.085 mol·L ^-1 NaCl处理的第9天, 根系石蜡组织切片上的阳性反应斑点明显增多, 到第15天时阳性反应斑点密集成片, 表明细胞核DNA发生了细胞程序性死亡的特征性断裂。根系中细胞程序性死亡关键酶类caspase3/7活性在0.085 mol·L ^-1 NaCl处理的第1-6天处于较低水平, 其活性在第6-15天成倍上升。这些结果表明, 0.085 mol·L ^-1 NaCl处理6-15天能诱导平邑甜茶根细胞发生程序性死亡, 而且线粒体特性的变化与根系细胞程序性死亡密切相关。     

山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应

以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)和黧蒴(Castanopsis fissa)幼苗为试验材料,利用聚乙二醇6000(PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境,设置三个胁迫强度处理(轻度、中度、重度)、三个胁迫持续时间处理(12h、24h、36h),以不加PEG-6000的1/2Hoagland营养液中的苗木作为对照,对2个树种幼苗的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量进行了测定,研究了水分胁迫对这2种幼苗的影响。结果表明:随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长,2种幼苗叶片相对含水量出现下降趋势,黧蒴的含水量下降更为显著;2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升,黧蒴在轻度胁迫时相对电导率有大幅增加;2种幼苗的脯氨酸含量显著增加,叶绿素含量呈小幅波动,SOD活性先升后降,可溶性糖含量呈现波动性上升;山杜英叶片的MDA含量增加较缓慢,而黧蒴叶片的MDA含量大幅度增加。研究表明幼苗山杜英比黧蒴抗旱性强,叶片相对含水量、相对电导率和MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的依据。     

镉胁迫对平邑甜茶脂肪酸构成及脂质过氧化的影响

以平邑甜茶幼苗为试材,研究了镉胁迫下幼苗叶片和根系膜脂肪酸构成、活性氧、脂氧合酶和丙二醛含量的变化.结果表明：氯化镉处理后7～12 h,脂肪酸种类及其相对含量变化最为明显.处理后7 h,叶片和根系脂肪酸不饱和水平升至最高,含量分别达8282%和7243%;叶片可检测到的脂肪酸在处理后12 h由11种增至14种,根系则在处理17 h后由4种增至6种.O₂^.-产生速率在处理3 h、H₂O₂含量在处理7 h时升至最高,丙二醛含量和脂氧合酶活性则随着处理时间的延长逐渐增加.镉胁迫通过诱导活性氧和脂氧合酶来改变平邑甜茶脂肪酸构成,并引起脂质过氧化;镉处理12 h前,脂质过氧化是活性氧和脂氧合酶的共同结果;但处理12 h后,脂质过氧化加剧主要在于脂氧合酶活性的持续增加.