γ-氨基丁酸浸种对番茄种子及幼苗耐盐性调节的生理机制

以番茄‘金棚一号’为材料,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)浸种处理对NaCl胁迫下种子萌发及幼苗生长和生理代谢的影响。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄种子的萌发和胚根生长,同时导致番茄幼苗体内活性氧(O2.-、H2O2)大量积累,膜脂过氧化程度加重,幼苗叶片光合系统Ⅱ活性显著降低,幼苗的生长受到严重抑制。(2)外源GABA浸种能够显著提高盐胁迫下番茄种子的萌发和胚根的生长,并以10.00mmol.L-1 GABA浸种处理效果最好。(3)外源GABA浸种处理显著提高了NaCl胁迫下番茄幼苗根系和叶片抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,降低了活性氧(O2.-、H2O2)的产生和膜脂过氧化程度,通过维持较高的光合系统Ⅱ活性,促进了幼苗的生长及生物量积累,但GABA的缓解效应存在较大的浓度差异,其中以10.00mmol.L-1 GABA处理效果较好。研究表明,10.00mmol.L-1 GABA浸种处理能够通过促进番茄种子萌发和幼苗生长来缓解盐胁迫的伤害。     

钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

采用营养液栽培系统,以黄瓜品种中农8号为材料,研究了Ca2 对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内超氧阴离子(O2?-)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱苷肽还原酶(GR)活性的影响.结果表明:低氧胁迫下黄瓜体内活性氧含量和保护酶活性均高于对照;低氧缺钙处理的活性氧含量最高,而保护酶活性却较低;营养液Ca2 浓度提高到8mmol/L后,显著降低了低氧胁迫下黄瓜幼苗体内MDA、H2O2含量和O?2-产生速率,提高了SOD、POD、CAT、APX、GR活性,说明Ca2 可减少低氧胁迫下黄瓜幼苗体内活性氧的产生,提高抗氧化酶的活性、降低膜脂过氧化水平,减缓低氧胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对低氧逆境的适应性.     

干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢及灌浆速率的影响

在防雨池栽条件下,研究了干旱胁迫对小麦旗叶活性氧代谢的影响.结果表明,小麦旗叶内H2O2和O-·2水平随干旱胁迫的加剧和衰老进程的加快而逐渐升高,活性氧清除系统中的SOD和CAT活性逐渐下降,膜脂过氧化产物MDA含量升高,导致叶片内可溶性蛋白质和叶绿素含量下降,是干旱胁迫造成对籽粒产量贡献较大的旗叶伤害的主要原因之一,从而导致穗粒重下降.     

外源一氧化氮供体硝普钠对干旱胁迫下小麦幼苗叶中ATP酶活性和膜脂过氧化的影响

研究外源一氧化氮（NO）供体硝普钠（sNP）对干旱胁迫下小麦幼苗叶片ATP酶活性和膜脂过氧化影响的结果表明,15％聚乙二醇．6000（PEG-6000）模拟的干旱胁迫下小麦幼苗叶中H^＋-ATP酶和Ca^2＋．ATP酶活性显著升高后迅速下降,硫代巴比妥酸反应产物（TBARs）和质量膜透性增加;0．1mm01．L^-1 SNP可提高干旱胁迫下小麦幼苗叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（cAT）活性,降低超氧阴离子（O2^-）和过氧化氢（H2O2）水平,缓解膜脂过氧化,稳定生物膜的结构和功能,H^＋-ATP酶和Ca^2＋-ATP酶也可以保持更高的活性。     

Ca(NO3)2对NaCl胁迫下木麻黄扦插苗生理特征的调控

用不同浓度 Ca(NO3) 2 · 4 H2 O(0 .7、1.4、2 .1g Ca2 / kg土 )对 1年生的处在两种 Na Cl胁迫 (10和 2 0 g/ kg)处理下的木麻黄扦插苗进行化学调控 ,研究硝酸钙盐加氯化钠处理的木麻黄幼苗的生长量、木麻黄幼苗抗氧化酶系统活性和渗透调节物质的含量的变化 ,研究结果表明 :中度 Na Cl胁迫加硝酸钙处理下的木麻黄扦插苗的可溶性蛋白质含量增加 ,MDA含量降低说明膜脂过氧化作用减轻 ,而且抗氧化酶活性 (SOD、POD)之间协调变化有利于提高清除自由基的速率 ,中度盐胁迫下钙盐可以促进木麻黄体内脯氨酸的积累 ;但重度 Na Cl胁迫下钙盐对木麻黄的调控作用不显著 ,重度盐胁迫下钙盐反而降低木麻黄 SOD、POD活性和脯氨酸的含量 ,减弱了抗氧化酶系统对活性氧的清除作用 ,同时高浓度钙盐还会加重 Na Cl胁迫对木麻黄幼苗的损伤 ,这说明适量的钙盐有利于木麻黄幼苗抵抗盐胁迫能力的提高 ,而高浓度钙盐则可能会加重盐胁迫     

外源GSH对盐胁迫下水稻叶绿体活性氧清除系统的影响

研究了外源GSH对盐胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐)和Peta(盐敏感)叶绿体中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响.结果表明:盐胁迫下,外源GSH可以提高水稻叶绿体中活性氧清除系统中SOD、APX、GR的活性以及AsA、GSH的含量,降低叶绿体中H2O2和MDA的含量,从而降低了叶绿体膜脂过氧化的水平,缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.外源GSH对盐胁迫下盐敏感品种Peta叶绿体中上述指标增加或减少的幅度大于耐盐品种Pokkali.     

抗旱性不同的小麦幼苗在水分和盐胁迫下抗氧化酶和多胺的变化

分别对抗旱小麦8139和干旱敏感小麦甘麦8号的幼苗进行两周的水分胁迫和NaCl胁迫,并对其叶片中一些生理指标的变化进行了研究,结果表明,水分胁迫下8139中O2^-和H2O2的含量及膜脂过氧化程度均低于敏感品种,胁迫后第七天与第十四天其中SOD与CAT活性明显高于甘麦8号,盐胁迫下两种小麦中的H2O2,MDA含量及SOD,POX酶活性在各时期均无明显差别,水分胁迫下,8139中多胺（腐胺Put,亚精胺Spd,精胺Spm)含量显著高于甘麦8号,盐胁迫下,两品种中多胺含量有胁迫7d后才表现出差异,由此可见,水分胁迫下两品种清除自由基的能力明显不同。而在盐胁迫下则差别不大。表现在生长上,水分胁迫下8139地上部分干物质的累积量高于甘麦8号,而在NaCl胁迫下两者之间差别不大,该结果表明植物抗旱与抗盐的生理保护机理是不一样的。     

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。     

氧化胁迫下稻苗体内积累的脯氨酸的抗氧化作用

水稻幼苗在外源·OH和1O2氧化胁迫下,体内脯氨酸明显积累,而和H2O2处理对稻苗体内脯氨酸含量无影响。强光亦能诱导稻苗体内脯氨酸积累。脯氨酸预处理则显著抑制·OH、1O2及强光所诱导的稻苗膜脂过氧化作用。在活性氧的产生／检测系统中,脯氨酸对·OH和1O2所引发反应有明显的竞争效应,但对和H2O2的作用没有形响。这些都表明,氧化胁迫下稻苗体内积累的脯氨酸具有抗氧化作用;脯氨酸对活性氧的清除有一定的专一性,即只对·OH和1O2有明显的清除活性。     

水杨酸对水分胁迫黄瓜幼苗叶片生理过程的影响

研究了外源水杨酸 salicylic acid,SA 对水分胁迫下黄瓜幼苗叶片主要生理过程的影响 . 1m mol/L 的 SA处理黄瓜幼苗 2 4 h后 ,叶片中 POD活性剧增 ,SOD活性增加不明显 ,H2 O2 清除酶 CAT和 APX活性受抑制 ,H2 O2 含量上升引起膜脂过氧化产物 MDA含量上升 ,造成轻度氧化胁迫 ;在随后水分胁迫过程中 ,经 SA预处理积累的 H2 O2 诱导 APX和 CAT活性上升并清除产生的 H2 O2 ;SA预处理后 ,叶片中 Rubisco含量及其基因转录水平明显高于对照 ,光合作用受影响较小 .这表明 SA使黄瓜幼苗生理活性有较大改善 ,增强了植株对水分胁迫的抗性     

水分胁迫对冬小麦叶片CO2／H2O交换参数的影响

Changes of CO2/H2O exchange parameters were continually measuredin winter wheat under different water stress stages.The results showed that photosynthesis rate and transpiration rate of winter wheat in water stress conditions were obviously lower than that in non-stress conditions.After water stress,both of them slowly increased and even overtook that on sufficient irrigation treatment. Responses of winter wheat to water stress in different growth stages were different.To some extent, water stress can improve crop water use efficiency,speed up the process of milking.Under water stress condition,stomatal conductance limited diurnal changes of photosynthesis and transpiration in the morning but not in the afternoon.Transpiration is more sensitive to water stress than photosynthesis.     

Generation of H2O2 in Brain Mitochondria

Generation of H2O2 by rat brain mitochondria using succinate and glycerol-1-phosphate as substrates has been demonstrated. Earlier workers were unable to detect this activity in sucrose-Tris buffer. We found that this was due to a lag in the expression of activity in sucrose medium. Using phosphate buffer (50 mM), good rates are now obtained. Generation of H2O2 by rat brain mitochondria required the presence of antimycin A and was dependent on the substrates succinate and glycerol-1-phosphate. Low rates were obtained with NAD+-linked substrates and none with choline, glutamate, and NADH. The Km and Vmax values for H2O2 generation were considerably lower than the corresponding values for the respective dehydrogenase activity, measured by dye reduction. Oxygen-radical scavengers inhibited H2O2 generation, suggesting oxygen radical involvement. Depletion of ubiquinone from mitochondria resulted in loss of H2O2 generation. Reconstitution of such depleted particles with ubiquinone restored the capacity to generate H2O2 in a concentration-dependent manner. Levels of H2O2 production were found to be maximal in cerebellum. Brain mitochondria from rabbit, hamster, mouse, and guinea pig also have the capacity to generate H2O2 on oxidation of glycerol-1-phosphate.     

水分胁迫诱导玉米叶片质外体产生H2O2机理

通过组织化学染色、电镜观察、酶活性分析对水分胁迫诱导玉米叶片质外体产生H2O2进行了研究。结果表明:水分胁迫能够诱导玉米叶片内源ABA的积累,ABA参与了水分胁迫诱导的玉米叶片H2O2的产生,质膜NADPH氧化酶、细胞壁过氧化物酶(POD)以及质外体多胺氧化酶(PAO)是水分胁迫诱导玉米细胞在质外体产生H2O2的来源,其中质膜NADPH氧化酶是主要来源;内源ABA的积累参与了水分胁迫激活的质膜NADPH氧化酶、细胞壁POD和质外体PAO活性的提高。研究认为,水分胁迫诱导玉米细胞在质外体产生H2O2可能是由于水分胁迫下内源ABA的积累通过激活质膜NADPH氧化酶、细胞壁POD以及质外体PAO的活性而实现的。     

CO2／盐冲击对小麦幼苗呼吸酶活性的影响

以不同抗盐小麦 (Triticum aestivum L.)为材料 ,研究了 CO2 /盐冲击对幼苗生长状况、叶绿素含量、光呼吸和三羧酸循环 (TCAC)关键酶活性的影响。结果表明 :Na Cl抑制小麦生长 ,而 CO2 促进生长 ,这种效应盐处理植株比非盐处理植株明显 ;Na Cl降低叶绿素含量 ,CO2 可使其轻微提高 ;盐对普通小麦TCAC中的异柠檬酸脱氢酶 (IDH)、琥珀酸脱氢酶 (SDH)、苹果酸脱氢酶 (MDH)和光呼吸中的乙醇酸氧化酶 (GO)、羟基丙酮酸还原酶 (HPR)有刺激作用 ,CO2 则抑制它们的活性。抗盐小麦对 CO2 /盐冲击的反应与普通小麦有差别。结果可以说明 ,CO2 能够减轻 Na Cl对植物的毒害效应     

氧化苦参碱对H2O2诱导的L6成肌细胞凋亡的影响

研究氧化苦参碱对L₆大鼠成肌细胞H<>sub>2O₂凋亡的影响．采用过氧化氢损伤L₆大鼠成肌细胞的方法,建立L₆大鼠成肌细胞H₂O₂凋亡模型．使用剂量为0.3,0.15,0.75 g/L的氧化苦参碱处理细胞．应用MTT法统计存活率和流式细胞仪检测细胞周期及凋亡率,用DAPI荧光染色、HE染色以及Bax和Bcl-2抗体鉴定损伤程度,Western blot检测蛋白质差异．结果表明,H₂O₂损伤的成肌细胞存活率降低,凋亡率增加．各种剂量氧化苦参碱能提高成肌细胞的存活率,促使Bcl-2增高,Bax降低．对成肌细胞的保护程度随氧化苦参碱剂量增加而增强,在剂量为0.3 g/L时,效果显著,其次是0.15、0.75 g/L的氧化苦参碱．其生理生化机制是氧化苦参碱保护₂O₂通过NFκB信号通路造成的大鼠成肌细胞凋亡模型．结果显示,氧化苦参碱具有作为新的抗氧化药物的潜力．     

组培条件下不同番茄品种及砧木自交系幼苗期硝酸盐耐性的比较

采用组培的方法,对15个番茄普通栽培品种的幼苗进行系列浓度Ca(NO₃)₂胁迫处理,10 d后调查不同品种单株幼苗的生长情况和盐害程度。结果表明,15个供试品种幼苗期硝酸盐耐性存在显著差异。上海903、苏红2003、阳光906、大禹中蔬4号、三星L402、番茄大红、中蔬4号、宝大903、霞粉、毛粉 802为硝酸盐敏感品种;早丰番茄、江蔬14号、宝粉和三星906为中等耐硝酸盐品种;日本大粉皇后为耐硝酸盐品种。同时对7个番茄砧木自交系（TR-1、TR-2、TR-3、TR-4、TR-5、TR-7、TR-8）进行了幼苗期高浓度Ca(NO₃)₂的耐盐分析。结果表明,砧木自交系的平均侧根数均显著高于同浓度下供试的普通番茄栽培品种,盐胁迫指数均显著低于普通栽培品种,具有较强的耐盐性;其中TR-8耐盐性最强。     

一氧化氮调节盐胁迫下小麦幼苗根部质膜H^＋-ATPase和焦磷酸酶活性提高耐盐性

采用外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)研究了NO对盐胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)幼苗耐盐性的影响。结果表明,0.1 mmol/L SNP处理显著缓解了150 mmol/L NaCl 胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,包括水分丧失以及叶绿素降解,从而提高了小麦幼苗的耐盐性。进一步结合1 mg/mL血红蛋白处理则显著逆转了SNP诱导的上述效应;利用亚硝酸钠和铁氰化钾作为对照也证实了NO对小麦幼苗耐盐性的专一性调节作用,并可能与NO对小麦幼苗根部质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性诱导有关。此外,尽管NO显著提高了盐胁迫下小麦幼苗根部细胞质膜H -ATPase和焦磷酸酶的ATP水解活性,但是对跨膜H 转运则没有明显影响。应用外源CaSO4 和 EGTA 处理也证实,Ca2 可能在NO诱导的质膜 H -ATPase和焦磷酸酶活性的提高过程中起信号作用。另外,分析盐胁迫下小麦幼苗根部 Na 和K 含量的变化也发现,NO对Na 含量没有明显影响,但是却显著提高了K 水平和K /Na 比,这可能也是NO提高小麦幼苗耐盐性的原因之一。     

过表达TaLEA1和TaLEA2基因提高转基因拟南芥的耐盐性

我国土壤盐碱化日益严重,对我国的粮食安全造成了严重威胁。耐盐基因挖掘对作物耐盐育种非常重要。LEA蛋白家族是一个多基因家族,在植物应对非生物胁迫中发挥重要作用。本课题组前期研究阐明小麦TaLEA1基因在拟南芥中过表达可以提高转基因植物的耐盐性和抗旱性。本研究系统分析了小麦TaLEA2基因表达蛋白的理化性质、基因表达模式及启动子功能区域,并在拟南芥中过表达TaLEA2基因及共表达TaLEA1和TaLEA2基因,分析TaLEA2基因的抗逆功能及2个LEA基因的抗逆效果。结果表明,TaLEA2基因的表达产物属于第3组LEA蛋白,是稳定的亲水蛋白,富含α-螺旋、β-转角等结构。TaLEA2基因在小麦根、茎、叶、花、种子等不同组织中均有表达,盐胁迫条件诱导其高表达。在拟南芥中过表达TaLEA2基因,或过表达TaLEA1和TaLEA2基因都能够提高转基因拟南芥的耐盐性和抗旱性,转基因株系的种子萌发率、根长及叶绿素含量显著高于野生型,且双基因过表达的转基因植物的抗逆能力高于单个基因过表达株系。本研究结果为LEA基因抗逆机理的研究和多基因共转提高植物抗逆性提供了重要信息。     

短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K+吸收和Na+、K+积累的影响

为研究盐胁迫下小麦幼苗生长及Na⁺、K⁺的吸收和积累规律,以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料,采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K⁺离子流变化,并对植株体内的Na⁺、K⁺含量进行测定。结果表明:短期(2d)盐胁迫对小麦生长有抑制作用,且对根系的抑制大于地上部,耐盐品种下降幅度小于盐敏感品种。盐胁迫下,小麦根际的 K⁺大量外流,盐敏感品种中国春K⁺流速显著高于耐盐品种长武134,最高可达15倍。小麦幼苗地上部分和根系均表现为Na⁺积累增加,K⁺积累减少,Na⁺/K⁺比随盐浓度增加而上升。中国春限Na⁺能力显著低于长武134,Na⁺/K⁺则显著高于长武134。综上所述,盐胁迫下造成小麦组织器官中Na⁺/K⁺比上升的主要原因是根系K⁺大量外流和Na⁺的过量积累,耐盐性不同的小麦品种间差异显著,并认为根系对K⁺的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。     

西藏小麦耐盐性鉴定及分析

在3种不同盐胁迫浓度下对161份来源于西藏的小麦材料进行了苗期耐盐性鉴定,其中有147份西藏半野生小麦及14份密穗小麦.以普通小麦耐盐品种茶淀红麦和盐敏感品种PI94341为对照.在147份西藏半野生小麦中有14份表现为耐盐,占9.5%.14份密穗小麦中没有发现耐盐材料.在这161份材料中还发现了3份对盐胁迫浓度梯度不敏感的品种.结果表明,我国特有的西藏半野生小麦中蕴藏有丰富的耐盐种质,它们可供小麦耐盐育种用做亲本.