昆仑山北坡前山带塔里木沙拐枣对不同海拔生境的生理生态响应

在全面调查昆仑山北坡前山带塔里木沙拐枣(Calligonumroborovskii A.Los.)分布的基础上,设置3个海拔梯度:A1(2190m)、A2(2355m)、A3(2495m),对不同海拔梯度塔里木沙拐枣的生理生态特性进行研究。结果显示:叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素(chl(a+b))含量均随着海拔的上升而增大,高海拔A3与低海拔A1相比,Chla、Chlb和Chl(a+b)含量分别增大了48.30%、40.10%和43.71%,差异均达显著水平(P0.05)。SLA和Nmass随着海拔的升高都增大,A3与A1相比分别增大了33.99%和20.97%,差异达到显著水平(P0.05)。LMA随着海拔升高而减小,A3与A1相比减小了30.15%,差异达到显著水平(P0.05)。丙二醛(MDA)含量和质膜透性(MP)变化较为一致,随着海拔上升而减小,A3与A1相比分别减小了184.06%和58.33%,差异均达显著水平(P0.05),说明在A1受到的伤害更大。类胡萝卜素(Car)、脯氨酸(Pro)和抗坏血酸(AsA)含量随着海拔的上升呈下降趋势,A3与A1相比分别下降了65.88%、290.21%和38.97%,差异均达显著水平(P0.05),说明A1处非酶类保护物质含量最高。酶保护系统中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX),只有CAT活性随海拔上升而升高,其余3种酶的活性均随着海拔的升高而降低,A3与A1相比分别降低了18.75%、122.37%、23.03%%,差异均达到显著水平(P0.05)。与此同时,随着海拔的升高,超氧阴离子自由基(O2-)和过氧化氢(H2O2)含量也呈下降趋势,A3与A1相比分别下降了54.48%、9.69%,差异达显著水平(P0.05)。在整个研究区域,AOS维持在低浓度范围,而低浓度AOS正好诱导防御基因表达,及时清除活性氧,另外非酶类保护物质含量的增加也有利于清除细胞内的活性氧,维持细胞膜的稳定性,从而保证塔里木沙拐枣正常的生理功能。     

不同海拔长白山岳桦的生理变化

通过分析长白山国家级自然保护区内不同海拔(A1:1700 m, A2:1800 m, A3:1900 m, A4:2000 m, A5:2050 m)梯度岳桦叶片中各种生理指标含量的变化,探讨了林线树木适应高山环境的生理机制.结果表明:随着海拔的升高,比叶面积(SLA)显著减小,A5与A1相比下降了35.90%,差异达到显著水平;叶绿素含量随海拔梯度升高而降低,但叶绿素a/b比值(Chla/Chlb)和Car的相对含量(Car/Chl)随海拔梯度升高而增加;在海拔1900 m左右,MDA含量和MP均处于最低水平,各种酶的活性均为最低;当海拔超过2000 m,接近森林分布的界限时,MDA含量和MP升高,并达到最大值,各种酶的活性都出现了一定程度的下降.综合本次研究表明, 在海拔1900 m比较适合岳桦的生长;海拔超过2000 m,岳桦体内生理抗性下降,不利于岳桦的生长发育,因此高海拔限制了岳桦的分布.     

不同海拔微孔草抗氧化系统的比较研究

对生长在3个不同海拔自然生境下微孔草(Microula sikkimensis)叶中的抗氧化系统进行了比较研究.结果表明,生长在高海拔的微孔草叶中抗氧化酶类SOD、POD和CAT活性比生长在低海拔的活性高,其中大通牛场的微孔草叶中3种酶活性最高;APX的活性随海拔的升高而升高,且低海拔地区西宁的APX活性极显著低于高海拔地区大通和海北站(P<0.01);作为非酶抗氧化系统物质之一的抗坏血酸(ASA)含量随海拔的升高而降低.高海拔地区微孔草叶中可溶性糖含量极高(P<0.01);可溶性蛋白含量随海拔升高呈V字形变化.光合色素Chla、Chl b和Car的含量均随着海拔升高而增加,Chl a/b比值随海拔升高而降低.MDA的含量随海拔升高有增加的趋势,西宁和大通的相比较,MDA含量差异显著(P<0.05),说明微孔草叶细胞膜脂过氧化程度随海拔升高加剧.生长在不同海拔高度的微孔草对不同海拔高度环境变化具有相应的生理适应性和抗氧化策略.     

移植和钾肥对降香黄檀光合特性与叶绿素含量的影响

以降香黄檀(Dalbergia odorifera T. Chen)为材料,分析不同移植方式和外施钾肥等培育措施对其光合参数和叶绿素(Chl)含量的影响。结果显示,断根处理后植物的最大净光合速率(Pnmax)比去冠、全冠移、对照(CK)和去冠移4种处理方式分别提高了19.25%、34.79%、40.88%和219.86%。光合参数分析结果显示,光饱和点(LSP)最高的为去冠处理,光补偿点(LCP)最高的为断根处理。断根处理后植物的净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)最大。断根、去冠、全冠移3种处理的Chla、Chlb、Chl(a+b)含量及胡萝卜素均高于CK,且断根处理后上述各指标达到最高值。外施钾肥处理中,降香黄檀最大净光合速率随钾肥用量的增加而增加,K2处理下的LSP值最大。随着钾肥施用量的增加,植物叶片的Pn、气孔导度呈上升的趋势,且植株的Chla、Chlb和Chl(a+b)含量均随钾肥用量的增加而增加,CK处理下Chla/Chlb比值显著高于K1、K2处理。研究结果表明断根、去冠、施用钾肥等处理均可显著提升降香黄檀叶片的叶绿素含量,有利于植株进行光合作用,促进生长发育。     

美丽箬竹对模拟大气O3浓度倍增胁迫的生理响应

运用开顶式气室(OTCs)模拟当前环境大气O3浓度(对照,40～45 nL·L-1)、O3浓度倍增4倍(TR-1,92～106 nL·L-1)和O3浓度倍增2倍(TR-2,142～160 nL·L-1)胁迫,以叶片光合色素、MDA、可溶性蛋白质和可溶性糖含量及SOD和POD活性和相对电导率为指标,分析了美丽箬竹(Indocalamus decorus Q.H.Dai)对O3胁迫的生理响应规律.结果显示:随O3浓度的提高,叶片叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、总叶绿素和类胡萝卜素含量,SOD和POD活性,可溶性蛋白质和可溶性糖含量及二者的比值(SPC/SSC)均呈下降趋势;叶绿素a口与b的比值(Chla/Chlb)、MDA含量和相对电导率均呈增加趋势.TR-1条件下叶片POD活性和可溶性糖含量分别比对照下降38.86％和10.37％,差异显著;Chla/Chlb比值显著高于对照,其余指标均与对照无显著差异.而在TR-2条件下叶片Chla、Chlb、总叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于对照,降幅分别为26.89％、40.91％、30.47％和20.37％;SOD和POD活性、可溶性蛋白质和可溶性糖含量以及PC/SSC比值也均显著低于对照,降幅分别为42.03％、46.62％、45.09％、11.52％和40.15％;Chla/Chlb比值、MDA含量和相对电导率均显著高于对照.另外,TR-1与TR-2处理组间光合色素含量和POD活性差异不显著,TR-2处理组MDA含量和相对电导率显著高于TR-1处理组,SOD活性显著低于后者.研究结果表明:美丽箬竹对O3胁迫具有强耐受性,可种植于O3浓度较高的环境中.     

长白山林线树种岳桦幼树叶功能型性状随海拔梯度的变化

通过研究沿不同海拔岳桦幼树叶功能型性状,揭示其对环境的响应机制.结果表明:①随海拔升高,岳桦叶面积(LA)逐渐降低,比叶重(LMA)增加,但LMA较高的可塑性指数表明其适应更依赖叶片的薄厚变化;②岳桦叶绿素含量随海拔升高而显著下降,但类胡萝卜素Car和Car/Chl显著升高,Chlb和Car/Chl表现出较高的可塑性指数,更倾向于吸收蓝紫光和保护光合器官;③岳桦叶氮含量(Narea和Nmass)在海拔1800-1900m间最低,在低海拔和高海拔均表现较高,但Chl/Nmass却随海拔升高而显著增加,Nmasss比Narea具有较高的可塑性指数,对光能的吸收更依赖Nmass对Chl的贡献,高海拔主要将更多的氮投资于光合器官的保护(1900m以上),低海拔则更倾向于光合生产(1800m以下);④随海拔升高,MDA增加,但随之抗氧化物质DS、Pro和APX活性增加,负责对活性氧的抵御和清除,但APX活性最大的可塑性指数表明活性氧的清除更依赖于酶促系统,但在海拔1900m以上,APX活性差异不显著,生理抗性逐渐下降,限制岳桦继续向高海拔生长;⑤抗氧化物质可塑性指数最高,叶绿素和叶形态次之,叶氮最低,表明随海拔升高,岳桦林以保护自身的生存为最主要的适应策略机制,然后以增加吸收光能的Chlb及LMA指标为主要生长策略.     

空间搭载后的蜀葵幼苗叶中光合色素含量及抗氧化酶活性变化

蜀葵种子经返回式卫星搭载后,其幼苗叶中光合色素(叶绿素a、b,胡萝卜素)总量低于地面未经搭载的.叶绿素a b含量明显降低, 叶绿素b的下降幅度远大于叶绿素a,因而Chla/b值增高.经空间搭载后萌发12 d的幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均低于地面未经搭载的,而丙二醛(MDA)含量则明显升高.     

水分胁迫对牛心朴子、甘草叶片色素、可溶性糖、淀粉含量及碳氮比的影响

在宁夏灵洲区牛心朴子、甘草自然生境条件下,采用土壤控水措施,研究了土壤水分胁迫对两种优势旱生植物牛心朴子(Cynanchumkomarovii)和甘草(Glycyrrhizauralensis)叶片中的叶绿素;根、茎、叶中的可溶性糖、淀粉含量和C/N比值的影响。结果表明:1土壤水分长期胁迫,导致了这两种旱生植物叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)、类胡萝卜素(Car)含量及Chla/Chlb、Car/Chl比值等的显著变化(P<0.01);2甘草Chla的含量和Chla/Chlb的比值始终大于牛心朴子,相反牛心朴子Chlb、Car的含量和Car/Chl比值却又始终大于甘草;3土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶可溶性糖含量的升高和淀粉含量的降低;4土壤水分长期胁迫引起了两种植物根、茎、叶C/N比值的降低,但牛心朴子C/N比值在处理的各个时期均大于甘草;5土壤水分长期胁迫引起牛心朴子和甘草Chla、Chlb、Car含量及Chla/Chlb、Car/Chl的比值、可溶性糖、淀粉和C/N比值的增加或减少的程度不同。     

高温对水稻开花期剑叶抗氧化酶活性及基因表达的影响

以杂交水稻‘Ⅱ优838’为研究材料,检测了高温胁迫下‘Ⅱ优838’开花期剑叶中叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性及SOD、CAT、POD基因的表达水平。结果显示,高温胁迫使‘Ⅱ优838’剑叶中叶绿素含量及叶绿素a和叶绿素b含量的比值(Chl a/Chl b)降低且下降幅度显著低于‘冈优725’(对照);SOD和POD活性增高且增幅显著大于‘冈优725’,但CAT活性降低且降幅显著小于‘冈优725’;热胁迫使‘Ⅱ优838’剑叶中SOD、CAT和POD基因的表达量显著增加。说明‘Ⅱ优838’在开花期遭遇高温胁迫后能保持较高的光合效率,并通过提高抗氧化保护酶的基因表达水平以维持较高的活性来应答高温胁迫,这为深入剖析水稻高温胁迫下的生理反应和适应机理提供了参考。     

外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞光合功能的改善

研究了外源甜菜碱对盐胁迫下枸杞扦插苗叶片光合功能的影响。结果表明,外源甜菜碱能使盐胁迫下的枸杞叶片叶绿素荧光动力学参数Fo、Fm、Fv、Fv／Fm、Fm／Fo和Fv／Fo增高,使光合色素叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素(Car)含量明显增加,叶绿素a与b的比值(Chla／Chlb)升高,类胡萝卜素与叶绿素的比值(Car／Chl)降低,说明外源甜菜碱有利于植物对光能的捕获、吸收、传递和转换,提高叶片的光合活性,降低盐胁迫对植物的抑制作用。     

Ecophysiological adaptation of <Emphasis Type="Italic">Calligonum roborovskii</Emphasis> to decreasing soil water content along an altitudinal gradient in the Kunlun Mountains,central Asia

To understand the ecophysiological adaptation mechanisms of Calligonum roborovskii to altitude variation, this study analyzed chlorophyll a (Chl a), chlorophyll b (Chl b), Chl (a + b), carotenoid (Car), malondialdehyde (MDA), ascorbate (AsA), proline (Pro), membrane permeability (MP), reactive oxygen species (ROS), specific leaf area (SLA), leaf mass per area (LMA), leaf nitrogen content based on mass (N_mass), and the activities of peroxidase (POD), catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), and ascorbate peroxidase (APX) in leaves of plants inhabiting different altitudes (A1: 2100 m, A2: 2350 m, A3: 2600 m) on the northern slope of the Kunlun Mountains. The results showed that Chl a, Chl b, Chl (a + b), SLA, N_mass, and the activity of CAT increased with increasing altitude. LMA, MP, MDA, Car, Pro, AsA, O₂⁻, H₂O₂ and the activities of SOD, POD, and APX decreased with increasing altitude. The test results also showed that, changes in venvironmental factors along an altitudinal gradient are not obvious. Soil water content is the main ecological factor. With increasing altitude, soil water content increased significantly. More non-enzymatic and enzymatic antioxidants played an important role in eliminating intracellular ROS. They kept the cell membrane in a stable state and ensured the normal growth of C. roborovskii.     

不同海拔青海云杉与祁连圆柏叶片抗氧化系统

 以祁连山寺大隆林区连续海拔梯度(2 665~3 365 m)上青海云杉(Picea crassifolia)和祁连圆柏(Sabina przewalskii)为材料, 测定叶片中抗氧化保护系统的变化,探讨常绿木本植物抗氧化系统对高山极端环境的适应机制。结果显示, 祁连圆柏和青海云杉叶片中丙二醛(MDA)含量均与海拔高度呈正相关, 相同海拔上青海云杉MDA含量极显著高于祁连圆柏(p＜0.01)。随海拔升高, 两树种抗氧化保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性和非酶促抗氧化剂脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(AsA)、还原性谷胱甘肽(GSH)含量均呈明显增加趋势。青海云杉叶片的AsA水平高于祁连圆柏, 但对海拔变化的敏感性较低; 祁连圆柏的GSH、Pro水平及其对海拔变化的敏感性均高于青海云杉。结果表明, 研究区青海云杉所受过氧化伤害较祁连圆柏更严重, 但两树种清除O₂^–·的能力相当而主要负责分解H₂O₂的酶种有所不同: 祁连圆柏中为POD, 青海云杉中则为CAT、APX和GR, AsA-GSH循环系统在青海云杉活性氧清除中的作用强于在祁连圆柏中, 祁连圆柏的活性氧清除物质可能以Pro为主。     

Pb胁迫对路易斯安那鸢尾幼苗生长和生理生化特性的影响

采用液体培养法研究了0（CK）、200、400、600和800 mg·L-1Pb胁迫条件下路易斯安那鸢尾（Louisiana Iris）品种‘Professor Neil’幼苗生长,叶片叶绿素含量,叶片和根系的丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量、超氧阴离子自由基（O-·2）产生速率以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的变化。结果表明：随Pb质量浓度的提高,幼苗的株高、根长、叶片和根系干质量以及耐性指数总体呈逐渐下降的趋势,且总体上显著低于对照（P〈0.05）,但各处理组间差异不显著。幼苗叶片的叶绿素a和b含量均随Pb质量浓度提高而缓慢下降,但仅在800 mg·L-1Pb胁迫条件下叶绿素a含量显著低于对照（P〈0.05）,其余处理组的叶绿素a和b含量及叶绿素a/b比值均与对照无显著差异。叶片和根系的MDA和Pro含量及POD活性均随Pb质量浓度提高逐渐增加,根系的SOD活性则随Pb质量浓度提高逐渐降低;而叶片的SOD活性以及叶片和根系的CAT活性和O-·2产生速率均在200~600 mg·L-1Pb胁迫条件下随Pb质量浓度提高逐渐增加,但在800 mg·L-1Pb胁迫下均不同程度降低,表明路易斯安那鸢尾可通过体内抗氧化酶和相关物质的诱导及合成缓解低浓度Pb胁迫对其造成的毒害作用,而高浓度Pb胁迫对路易斯安那鸢尾的伤害较重。综合分析结果表明：路易斯安那鸢尾具有一定的耐Pb特性和修复Pb污染水体的潜能。     

Aluminum-induced changes in reactive oxygen species accumulation, lipid peroxidation and antioxidant capacity in wheat root tips

The present study investigated the effects of aluminum on lipid peroxidation, accumulation of reactive oxygen species and antioxidative defense systems in root tips of wheat (Triticum aestivum L.) seedlings. Exposure to 30 μM Al increased contents of malondialdehyde, H₂O₂, suproxide radical and Evans blue uptake in both genotypes, with increases being greater in Al-sensitive genotype Yangmai-5 than in Al-tolerant genotype Jian-864. In addition, Al treatment increased the activity of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), monodehydroascorbate reductase (MDHAR), glutathione reductase (GR) and glutathione peroxidase (GPX), as well as the contents of ascorbate (AsA) and glutathione (GSH) in both genotypes. The increased activities SOD and POD were greater in Yangmai-5 than in Jian-864, whereas the opposite was true for the activities of CAT, APX, MDHAR, GR and GPX and the contents of AsA and GSH. Consequently, the antioxidant capacity in terms of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)-radical scavenging activity and ferric reducing/antioxidant power (FRAP) was greater in Jian-864 than in Yangmai-5.     

大豆萌发过程的活性氧代谢

本文研究了大豆萌发过程中活性氧的产生与清除,并探讨了光因子在活性氧代谢中的作用。大豆呼吸强度、O产生速率及H2O2水平都在吸水后第四天达到高峰,然后下降,三者的变化趋势同步。SOD、POD及APX的活性随萌发过程而逐渐增强,最后趋于平稳。SOD同工酶谱中分别于萌发的第二、第三天各出现一条新的酶带。CAT在萌发的初期猛增50倍左右,之后趋于稳定。在三种清除H2O2的酶（CAT、POD、APX）中,CAT清除H2O2的能力远远高于POD与APX,CAT可能是大豆萌发过程中最主要的H2O2清除酶。光萌发时呼吸强度低于暗中萌发,但O产生速率与H2O2水平高于暗萌发,光萌发时O的产生占总耗氧量的1．1—2．7％,而暗中萌发为0．9—1．3％。光条件下SOD、APX活性明显高于暗中萌发,而POD与CAT则在光和暗条件下相差不大。     

外源α-萘乙酸对花期长期干旱大豆叶片抗氧化系统的影响

以不同耐旱型品种‘南农99-6’和‘科丰1号’大豆为材料,2012年在南京农业大学牌楼试验站进行为期110 d的盆栽试验,研究大豆花期叶面喷施α-萘乙酸(NAA)对长期干旱条件下大豆植株抗氧化系统的影响.结果表明: 干旱胁迫显著降低了大豆地上部干物质量,叶片中丙二醛(MDA)含量及活性氧(ROS)水平显著升高,同时,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)、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及AsA/DHA(双脱氢抗坏血酸)和GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值显著升高,其中‘科丰1号’大豆的抗氧化能力更高,从而维持较低的ROS水平和MDA含量.NAA可显著提高叶片中的APX、POD、CAT、MDHAR活性及AsA/DHA、GSH/GSSG比值,其中‘科丰1号’大豆叶片的脱氢抗坏血栓还原酶（DHAR）活性和AsA含量极显著增加.