不同倍性小麦对盐胁迫的适应性差异

为了揭示不同倍性小麦适应盐胁迫的差异,该研究以人工合成六倍体(AABBDD)小麦及其四倍体(AABB)小麦(Triticum turgidum)和二倍体(DD)节节麦(Aegilops tauschii)亲本为材料,研究了不同浓度NaCl(0、200 mmol·L~(-1))胁迫处理下小麦幼苗K~+、Na~+含量以及K~+/Na~+的变化规律,以及不同浓度(0、50、100、200 mmol·L~(-1))盐胁迫对超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响规律。结果表明:四倍体表现出显著的高Na~+低K~+以及较低的K~+/Na~+,二倍体表现出显著的低Na~+高K~+和较高的K~+/Na~+,NaCl胁迫时离子含量变化大,对盐胁迫的适应性更强,六倍体在积累K~+的能力上也有一定的优势。低浓度(50~100 mmol·L~(-1))盐胁迫使3种倍性材料的丙二醛含量和抗氧化酶活性升高。四倍体在累积渗透调节物质和调节抗氧化酶活性的能力上显著强于二倍体和六倍体,六倍体在POD活性以及积累脯氨酸和可溶性蛋白的能力上也具有一定的优势。根据研究结果推测,含有DD染色体组的二倍体节节麦主要通过调节K~+/Na~+来适应盐胁迫,而含有AABB染色体组的四倍体小麦主要通过调节抗氧化酶的活性累积渗透调节物质来适应盐胁迫,作为二倍体和四倍体远缘杂种的人工合成六倍体小麦则表现出了综合的耐盐适应性机制,相较于两亲本具有更加广泛耐盐适应性。     

NaCl处理对西伯利亚白刺幼苗生长及离子平衡的影响

以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl(0、200、400mmol·L~(-1))处理对幼苗生长及不同器官(根、茎、叶)中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸收、运输与分配的影响,探讨西伯利亚白刺的盐适应机制。结果表明:(1)200mmol·L~(-1) NaCl处理促进了西伯利亚白刺幼苗的生长及叶片肉质化程度,400mmol·L-1 NaCl处理显著抑制其生长。(2)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根、茎、叶中Na~+含量显著增加,且叶中Na~+含量显著高于茎和根中;根系中K~+含量显著增加;根、茎、叶中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量在200mmol·L~(-1) NaCl处理下保持平稳或上升,而在400mmol·L-1 NaCl处理下显著下降。(3)各器官中K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值总体随NaCl处理浓度的升高呈下降趋势,且根部离子比值始终高于叶片和茎。(4)随着NaCl处理浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根-茎SK,Na显著下降,而根-茎SCa,Na、SMg,Na及茎-叶SK,Na、SCa,Na、SMg,Na逐渐提高。研究发现,西伯利亚白刺的盐适应机制主要是通过植株的补偿生长效应及叶片对Na~+的聚积作用实现的,同时也与根系对K~+的扣留及茎叶对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)选择性运输能力增强有关。     

钠盐和氯化物对真盐生植物盐地碱蓬营养生长的影响

200mmol·L~(-1)NaCl显著促进真盐生植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)的营养生长,但具体是Na~+、Cl~-还是二者共同起作用尚不清楚。本文分别采用0、200mmol·L~(-1)NaCl以及相同浓度的钠盐(由NaNO_3、NaH_2PO_4、Na_2SO_4组成)、氯化物(由MgCl_2、KCl、CaCl_2、NH_4Cl组成)自种子播种开始处理盐地碱蓬,对植株的生物量、离子含量、光合和荧光等营养生长相关参数进行研究,结果表明:200mmol·L~(-1)NaCl和钠盐处理显著增加盐地碱蓬的株高、分枝数、干鲜重等,其中200mmol·L~(-1)钠盐处理的促进作用最显著;而200mmol·L~(-1)氯化物处理显著抑制了盐地碱蓬的营养生长,植物矮小,黄化严重。进一步研究发现NaCl和钠盐处理显著增加了盐地碱蓬叶片中叶绿素含量,提高了植株净光合速率;而同浓度氯化物处理降低了盐地碱蓬叶片中叶绿素含量,其净光合速率显著下降。以上结果表明:Na~+通过促进光合作用促进稀盐型盐生植物盐地碱蓬的营养生长,而Cl~-有抑制作用。     

盐碱胁迫对流苏幼苗生长及离子分布的影响

采用NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、Na_2CO_(3 )四种盐按不同总盐浓度(50、100、200、300 mmol·L~(-1))和比例混合为不同处理盐碱溶液,对1a生流苏幼苗进行处理,分析了幼苗生长变化、离子代谢途径。结果表明:盐碱胁迫下流苏的生长受到显著影响。流苏幼苗的相对株高、地径生长量以及生物量均随着盐碱胁迫的加重而减少;而其根冠比却不断增加。随着盐碱浓度的增加,各器官中Na~+含量显著高于对照,其排序为:叶根茎;根中K~+含量呈下降趋势,叶中K~+含量先升后降,茎K~+含量变化较平缓,其排序为:叶茎根;各器官中K~+/Na~+呈下降趋势;流苏根的K~+-Na~+选择性吸收系数S_(K, Na)值呈下降趋势,茎、叶的S_(K, Na)值呈先升后降的趋势。研究认为,流苏幼苗对低盐碱环境具有一定的主动适应性,其盐碱适应机制主要是由于根系具有补偿生长效应及叶对Na~+进行区隔化,同时也与茎、叶选择性运输K~+的能力较强有关。     

盐胁迫对高丛越橘幼苗生长及离子平衡的影响

以高丛越橘"双迪"2年生扦插苗为材料,在盆栽条件下经0、100、200和300mmol·L~(-1)Na Cl溶液处理40天后,研究了幼苗干物质积累量、叶片受害情况以及矿质离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和Cl~-)含量变化及其在根、茎、叶中积累、运输与分布特征,以揭示其盐适应生理机制,为耐盐越橘品种选育及合理栽培提供依据。结果表明:在低盐(100mmol·L~(-1))处理下总干物质量没有明显降低,在中高盐(200～300 mmol·L~(-1))处理下总干物质量明显降低,盐害指数随盐胁迫的加重而明显增大;在低盐处理下,茎和叶对K~+、茎对Mg~(2+)以及根对Ca~(2+)的吸收保持稳定;在中高盐胁迫下,Na~+和Cl~-在叶中大量积聚,显著降低了根对K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)以及茎和叶对K~+的吸收能力,显著降低了植株从根到叶K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)的整体运输能力,从而破坏了叶的离子平衡,导致离子毒害和生长受阻。     

沙枣幼苗根尖离子流对NaCl胁迫的响应

为了进一步从离子动态运输方面了解沙枣(Elaeagnus angustifolia)耐盐机制和揭示沙枣种源间的K~+/Na~+平衡调控差异,该研究利用非损伤微测技术(non-invasive micro-test technology,NMT)测定银川种源(盐敏感型)和阿拉尔种源(耐盐型)沙枣幼苗根系在3种不同NaCl处理方式下的离子流:1)在150 mmol·L–1 NaCl胁迫24 h后的Na~+和K~+离子流;2)NaCl瞬时处理后的K~+和H~+的动态离子流;3)先NaCl胁迫24 h,再用Na~+/H~+逆向转运体抑制剂阿米洛利(Amiloride)和K~+通道抑制剂氯化四乙胺(TEA)处理后的Na~+和K~+离子流。结果表明:NaCl胁迫24 h后,沙枣根系Na~+和K~+外排净流量显著增加,并且银川种源沙枣幼苗根系Na~+净流量显著低于阿拉尔种源,净流量分别为720和912 pmol·cm~(–2)·s~(–1),而K~+外流净流量显著高于阿拉尔种源。瞬时NaCl处理后,沙枣根系K~+的外流迅速增加,并且银川种源的K~+外排净流量始终高于阿拉尔种源,而H~+由内流转为外排,阿拉尔种源的H~+净外流量大于银川种源。NaCl和NaCl+Amiloride处理下,阿拉尔种源沙枣幼苗Na~+外流的净流量均大于银川种源,但K~+外流的净流量均小于银川种源,而在对照和NaCl+TEA处理下,Na~+和K~+的净流量在两个种源间无明显差异。研究证明NaCl胁迫造成根系Na~+积累和K~+外流,沙枣幼苗为减少Na~+积累,通过根系Na~+/H~+逆向转运体将Na~+从体内排出,并且耐盐型种源沙枣幼苗根系在NaCl胁迫时能更好地维持体内的K~+/Na~+平衡,其原因主要在于具有较强的Na~+外排能力和较弱的K~+流失。该研究可以为进一步发掘优良耐盐沙枣种质资源提供理论参考依据。     

Na2SO4和Na2CO3胁迫下苦楝幼苗的形态及光合生理特性

为探索苦楝应对盐胁迫的响应机制,该文以1年生苦楝(Melia azedarach)实生苗为材料,在盆栽条件下设置中性盐Na_2SO_4和碱性盐Na_2CO_33个盐浓度(200、400、600 mmol·L~(-1))处理40 d,研究苦楝的抗盐碱水平及在不同程度盐碱胁迫条件下的生长及光合生理变化。结果表明:随着盐浓度的提高,苦楝的苗高、地径和生物量的增长量均呈现下降趋势,且碱性盐胁迫条件下降程度更大,盐胁迫提高苦楝的根冠比。处理10 d时,苦楝幼苗的所有光合指标随中性盐和碱性盐浓度的提高呈相似的下降特征,碱性盐胁迫条件下的降低幅度显著大于中性盐胁迫,且随处理时间的增加,中性盐和碱性盐处理下苦楝幼苗的净光合速率和蒸腾速率显著降低。随着盐浓度的提高,苦楝的叶绿素含量呈现下降趋势,200 mmol·L~(-1)盐胁迫对叶绿素含量影响较小,400、600 mmol·L~(-1)盐胁迫均对叶绿素含量有显著影响。600 mmol·L~(-1)碱性盐胁迫条件下,苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺最高,显著高于其余处理。同等浓度下,碱性盐胁迫的苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺显著高于中性盐胁迫处理。综上结果认为,苦楝具有一定的耐盐碱能力,碱性盐比中性盐对苦楝幼苗的影响更大。     

NaCl胁迫对圆柏幼苗生长和离子吸收及分配的影响

以当年生圆柏幼苗为实验材料,采用温室调控盆栽土培法研究了不同浓度NaCl(0、100、200、300mmol·L-1)胁迫21d对其生长情况及不同器官(根、茎、叶)中K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸收和分配的影响,以探讨圆柏幼苗对盐环境的生长适应性及耐盐机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,圆柏幼苗生长,包括株高、地径、相对生长量以及生物量的积累均呈下降趋势,而其根冠比却增加。(2)在各浓度NaCl胁迫处理下,圆柏幼苗根、茎、叶中Na~+含量较对照均显著增加,而且叶中Na~+含量显著高于茎和根,叶中Na~+含量是根中的5倍。(3)随着NaCl胁迫浓度的升高,圆柏幼苗各器官中K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量以及K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+及Mg~(2+)/Na~+比值均呈下降趋势。(4)在NaCl胁迫条件下,圆柏幼苗根系离子吸收选择性系数SK,Na、SCa,Na、SMg,Na显著提高,茎、叶离子转运选择性系数SCa,Na、SMg,Na则逐渐降低,叶中离子转运选择性系数SK,Na则随着NaCl胁迫浓度的升高显著降低,大量Na~+进入地上部,减缓了盐胁迫对根系的伤害。研究认为,圆柏幼苗的盐适应机制主要是通过根系的补偿生长效应及茎、叶对Na~+的聚积作用来实现的,同时也与根对K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的选择性运输能力增强和茎、叶稳定的K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的选择性运输能力有关。     

NaCl胁迫对秋茄幼苗根系抗氧化系统的影响

为探讨红树植物秋茄(Kandelia candel)幼苗根系抗氧化系统对盐胁迫的生理响应,以Hoagland完全营养液沙培秋茄幼苗60 d后,用不同浓度NaCl处理秋茄根系1、3、5、7 d,对其生理生化指标的变化进行研究。结果表明,胁迫相同天数,200和400 mmol L~(-1) NaCl处理的秋茄根系O_2~(-·)和H_2O_2含量保持较低水平,而600 mmol L~(-1) NaCl处理的则明显增加;MDA含量在200和400 mmol L~(-1) NaCl处理下保持稳定,而600 mmol L~(-1) NaCl处理的显著升高;SOD、POD、CAT、APX和GR活性随NaCl浓度升高总体上表现先上升后下降的趋势,处理3和5 d后的酶活性均显著高于对照,而600 mmol L~(-1) NaCl处理7 d后的酶活性明显低于对照;AsA和GSH含量总体上均明显高于对照。因此,秋茄幼苗是通过根系功能较强的抗氧化系统清除活性氧以提高植株的耐盐性。     

温度及盐胁迫对地梢瓜种子萌发及抗氧化酶活性的影响

以地梢瓜种子为试料,研究不同温度(5~45℃)及不同浓度NaCl胁迫(0~300mmol·L~(-1))对种子萌发及其抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)随着温度升高,种子各萌发指标呈先升高后降低的趋势,过高或过低均显著抑制种子正常萌发,萌发最适温度为25℃,在5℃和35℃条件下种子恢复萌发率均达95%以上。(2)随着NaCl浓度升高,种子萌发率、萌发势、活力指数呈显著下降趋势,而其相对盐害率呈增加趋势,且在300mmol·L~(-1)NaCl时萌发受到完全抑制;种子根系活力仅在高浓度NaCl(150mmol·L~(-1))下受到显著抑制;种子在解除盐胁迫后可一定程度恢复萌发,但最终依然受到盐胁迫的显著抑制,且盐浓度越高抑制越严重,其耐盐适宜浓度为65.25mmol·L~(-1)。(3)种子萌发率与盐胁迫下POD、APX活性呈显著正相关关系,而与相应O_2~生成速率、MDA含量呈显著负相关关系;种子活力指数与盐胁迫下CAT活性呈显著负相关关系。研究发现,地梢瓜种子萌发受到NaCl胁迫的显著抑制,保护酶POD与APX在盐胁迫种子萌发过程中发挥着主要抗氧化作用;地梢瓜适于在中度盐渍土中萌发生长。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.