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相似文献
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1.
土壤干旱对转基因甘薯光合曲线的响应   总被引:5,自引:0,他引:5  
采用盆栽试验的方法,设置适宜水分、中度干旱和重度干旱(土壤田间持水量的75%—80%、60%—65%和35%—40%)等3个土壤水分条件,以叶片同时转入Cu/Zn SOD和APX基因的甘薯和未转基因对照植株为材料,研究它们在不同水分条件下的光合响应特性。结果表明:在不同的土壤水分条件下,转基因(TS)和未转基因(NS)植株光响应曲线的变化趋势均基本一致,但转基因甘薯叶片的光合速率都高于未转基因植株,尤其是在严重的干旱胁迫下两者的差异最为显著,表明同时转入的Cu/Zn SOD和APX抗氧化酶基因有利于甘薯在干旱逆境下维持较高的光合能力。正常的水分水平及中度干旱胁迫下,TS和NS植株叶片的Pmax无明显差别,但在严重干旱条件下TS叶片的Pmax显著高于NS。在本试验中,与适宜水分处理相比,NS植株叶片的表观量子效率(φ)在中度干旱胁迫下就开始显著下降,而TS植株只是轻微下降,到严重干旱时,两者都显著下降,但是TS仍略高于NS植株。随着土壤干旱程度增加,甘薯叶片光补偿点(LCP)增高,光饱和点(LSP)、表观量子效率(φ)、暗呼吸速率(Rd)下降,表明干旱胁迫使气孔关闭,光能利用率降低,同时利用CO2的能力降低,光合产物消耗增加,不利于同化产物的积累,在干旱胁迫条件下,转基因甘薯叶片光补偿点(LCP)、光呼吸增高以及光饱和点下降的幅度均明显小于未转基因植株,这可能是因为转入的抗氧化酶基因提高干旱胁迫下叶片中酶促防御系统的活性,适度缓解了干旱逆境引起的膜脂过氧化伤害。  相似文献   

2.
以转Cu/Zn-SOD和APX基因及其非转基因甘薯进行盆栽试验,在甘薯块根膨大期进行正常供水(田间最大持水量的80%)、中度缺水(田间最大持水量的60%)和重度缺水(田间最大持水量的40%)3种水分处理,分别测定转基因植株和对照植株在薯块膨大期的第20天和第70天的抗氧化酶系统、可溶性糖含量、光合系统之间的差异,以及在不同水分胁迫处理下产量和水分利用效率之间的差异。以此研究外源基因的超表达是否可以提高甘薯的产量及水分利用效率。结果显示:(1)转基因甘薯(TS)的SOD、APX活性以及可溶性糖含量均高于非转基因对照株(NT),但POD活性低于NT;TS和NT植株的APX活性、可溶性糖含量、净光合速率以及蒸腾速率均随干旱胁迫加重呈递减趋势。(2)干旱胁迫70d时,TS和NT植株光合参数均较胁迫20d时降低,且TS和NT间的净光合速率没有明显差异。(3)TS和NT两株系的块根产量在中度胁迫下最高而在重度胁迫下最低,而TS具有较高的块根产量且在重度胁迫下产量降低幅度较小。(4)TS的气孔导度和蒸腾速率显著低于NT,且TS的水分利用效率较NT更高。研究表明,Cu/Zn-SOD和APX基因可以显著增加干旱胁迫下甘薯块根膨大期的SOD、APX活性和可溶性糖含量,提高其水分利用效率,从而减轻干旱胁迫对产量的影响。  相似文献   

3.
水分胁迫对长期UV—B辐射下柚树苗生理特性的影响   总被引:23,自引:0,他引:23  
水分胁迫下,柚[Citrus maxima(Burm.)Merr.]树苗叶片相对含水量(RWC)、水势(ΨW)、净光合速率(Pn)、可溶性蛋白质和叶绿素(Chl)含量下降,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性先上升后下降,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显降低。叶绿素荧光参数中光系统Ⅱ光化学原初效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ电子传递量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭(qp)下降,非光化学猝灭(qN)和热能耗散系数(KD)升高。显示膜系统和PSⅡ是水分胁迫的主要抑制位点。抗旱性强的品种具有较高的活性氧清除能力。长期紫外线-B(UV-B)增强辐射能缓解水分胁迫下柚树苗叶片RWC、ΨW、APX活性和GSH、AsA含量下降,但对水分胁迫下的Pro含量、Pn和叶绿素荧光特性作用不明显。初步推测:UV-B和水分胁迫对植物有部分相同的作用机制,都导致植株膜脂过氧化程度加剧和PSⅡ的失活,同时存在各自作用方式的特异性。  相似文献   

4.
高盐等逆境可以加剧植物体内活性氧的产生,进而引起植物细胞死亡。为开发抗逆境作物,以置于氧化诱导型启动子下定位于叶绿体的转铜/锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)和抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)马铃薯为材料,研究了其对MV和 NaCl所引起的氧化胁迫的耐受性。结果表明, MV胁迫下,转基因马铃薯叶片膜的相对电导率明显低于对照; NaCl胁迫下,其叶绿素含量高于对照。 在含NaCl 的培养基上,转基因幼苗生根率明显大于对照。另外,NaCl胁迫下转基因马铃薯叶片的SOD和APX酶活性显著高于对照,与其耐盐性的提高相一致。这些研究表明,转入Cu/ZnSOD和APX基因的马铃薯清除活性氧的能力增强,抗逆性得到提高。本实验采用氧化诱导型启动子调控下的SOD和APX两个基因协同作用,使外源基因只有在逆境胁迫时才特异性表达,增强转基因植株的抗逆效果,为培育抗逆经济作物开阔了思路。  相似文献   

5.
以超表达甘薯橙色基因(IbOr)的转基因甘薯(TS)以及非转基因甘薯(NT)为实验材料,通过15%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱条件,研究转基因与非转基因甘薯幼苗在水分胁迫不同时间的光合系统,膜脂过氧化及抗氧化防御系统中主要指标的变化情况,探讨转基因甘薯耐旱性的生理机制。结果显示:(1)随PEG-6000胁迫时间延长,甘薯叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量及其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率都显著降低,但转基因株系降低幅度小于非转基因植株。(2)在正常供水和水分胁迫下,超表达IbOr基因甘薯叶片中O-·2、MDA含量均低于非转基因甘薯,即转基因甘薯具有较低的活性氧水平且脂膜受损伤较小。(3)PEG-6000胁迫24h后,甘薯叶片中SOD、POD酶活性均增加,48h达到最大值,且转基因甘薯中2种酶活性显著高于非转基因甘薯。研究表明,过表达IbOr基因可以有效减轻甘薯在水分胁迫条件下受损害的程度,且可能主要通过提高甘薯的抗氧化胁迫能力来完成。  相似文献   

6.
水杨酸对水分胁迫黄瓜幼苗叶片生理过程的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
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。1mmol/L的SA处理黄瓜幼苗24h后,叶片中POD活性剧增,SOD活性增加不明显,H2O2清除酶CAT和APX活性受抑制,H2O2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H2O2诱导APX和CAT活性上升并清除产生的H2O2;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。  相似文献   

7.
水分胁迫及复水过程中小麦抗氧化酶的变化   总被引:9,自引:0,他引:9  
对两个抗旱性不同的小麦品种进行水分胁迫和复水处理,研究其抗氧化酶活性的响应。在水分胁迫下,陇春-20的相对含水量高于优鉴-24,复水24h后,优鉴-24的相对含水量恢复较快且高于陇春-20。水分胁迫下,优鉴-24中H2O2含量增加迅速,而且各阶段含量均高于陇春-20,复水后两个品种的H2O2含量都下降,这表明优鉴-24在水分胁迫时受到更严重的氧化胁迫。采用温和胶电泳结合抑制剂实验发现小麦有3条Mn—SOD,一条Fe—SOD和Cu/Zn-SOD同工酶带,CAT同工酶有3条谱带。在水分胁迫和复水期间,优鉴-24的SOD和CAT活性高于陇春-20,随着水分胁迫程度的增加,两个品种的SOD和CAT活性都增强,复水后,优鉴-24的SOD活性继续增强,而陇春-20的Mn—SOD—3活性略微降低,Fe—SOD和Cu/Zn—SOD活性略微升高,陇春-20的CAT活性降低。水分胁迫诱导了Mn—SOD—1在优鉴-24及Mn—SOD-2和Fe—SOD在陇春-20中的表达。  相似文献   

8.
NAC(NAM-ATAF1,2-CUC2)转录因子在植物胁迫响应中起重要作用。为了探讨三舭丹基因在番茄抗低温胁迫中的功能,分离了番茄LeNLP4转录因子基因,并获得转正义LeNLP4基因番茄植株。荧光定量PCR分析表明,LeNLP4的表达受低温诱导。与野生型植株相比,在4℃胁迫下转基因植株具有较高的生长量和光系统II(PSH)最大光化学效率(Fv/Fm)、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O2-)清除速率、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及较低的丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)。过表达株系中SICBF1的表达高于野生型。上述结果表明,LeNLP4的过表达提高了转基因番茄抗低温胁迫能力。  相似文献   

9.
水分胁迫下,柚树苗叶片RWC、ψW、Pn及可溶性蛋白质、叶绿素含量下降,游离脯氨酸、MDA含量及SOD活性升高,CAT活性先上升后下降,APX活性、AsA和GSH含量明显下降,抗旱性强的品种具有较高的活性氧清除能力。CPPU处理提高柚树苗叶片RWC、Pn、叶绿素、游离脯氨酸、AsA、GSH含量,并增强SOD、APX活性,降低MDA水平,从而提高柚树苗抗旱性。实验结果表明,CPPU处理提高叶片对膜脂过氧化作用的保护能力可能是其提高柚树苗抗旱性的原因。  相似文献   

10.
为了探讨叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶(tAPX)与其抗氧化性的关系,从番茄叶片中分离了叶绿体类囊体膜抗坏血酸过氧化物酶基因(StA跚并转入到烟草中。以野生型(WT)、转正义StAPX烟草株系T3-3和T3-6为试材,测定了外源过氧化氢诱导的氧化胁迫条件下APX酶活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化氢(H2O2)含量、叶绿素荧光参数及叶绿素含量等。Northern杂交显示StAPX因的表达受外源H2O2氧化胁迫的诱导。氧化胁迫下转基因烟草的APX酶活性和清除H2O2的能力都显著高于野生型,并且转基因烟草比野生型具有更高的PSII最大光化学效率及叶绿素含量。结果表明,.刚尸舶勺过量表达有助于提高外源H2O2诱导的转基因烟草的抗氧化能力。  相似文献   

11.
The control of reactive oxygen species (ROS) and the stability of photosynthetic pigments under stress conditions are hypothesized to contribute to drought tolerance. Here we studied how ascorbic peroxidase (APX), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) isozyme activities and chlorophyll a, b (Chl a, b) and carotenoids (Car) contents responded to water stress and whether they related to presence of a terminal drought tolerance QTL in pearl millet. We used PRLT2/89-33 (QTL donor), H77/833-2 (sensitive), and near-isogenic lines (QTL-NILs) introgressed with the QTL in H77/833-2 background. Under water stress there was no significant change in the total APX activity; only the proportional APX5 activity increased, with higher band intensity in tolerant genotypes. There were no significant changes in total activities of CAT and SOD under water stress, with similar band intensities in all genotypes, and a new CAT isozyme was induced in all genotypes. The photosynthetic pigment content decreased under water stress, although not differently in any genotype. Under water stress, the activities of most APX, CAT and SOD isozymes were closely related to the total chlorophyll/carotenoids ratio. Overall, besides APX5, water stress did not lead to major changes in the profile of isoenzymes involved in ROS scavenging. Similarly, the pigment content under stress did not discriminate genotypes according to the presence/absence of the QTL. This absence of discrimination for the ROS scavenging enzymes and for the pigment content under stress suggests that these traits may not play a key role in terminal drought tolerance in pearl millet.  相似文献   

12.
胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理响应   总被引:6,自引:0,他引:6  
史薇  徐海量  赵新风  凌红波  李媛 《生态学报》2010,30(8):2112-2117
为探讨胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理生化适应机制,以聚乙二醇(PEG)-6000模拟干旱胁迫,分析了胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)种子萌发过程中发芽率(GR)、丙二醛(MDA)及游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的动态变化规律。结果显示,水势为-0.1MPa时,GR达到100%,之后随着干旱胁迫增强而显著降低(P0.05);MDA、Pro含量及SOD、POD活性都表现出水势≥-0.2MPa时增加和-1.4MPa≤水势-0.2MPa时减少的明显趋势(P0.05),这4个指标两两之间的相关关系均达到显著水平(P0.05);而干旱胁迫增强使SS含量显著增加(P0.05)。  相似文献   

13.
为探讨不同时期干旱胁迫下喷施外源植物激素对甘薯生理特性和产量的影响,明确喷施外源植物激素的最佳时期,在人工控水条件下研究了移栽后20(前期)、60(中期)和100 d(后期)干旱胁迫下喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)、α-萘乙酸(NAA)和脱落酸(ABA)对甘薯内源激素含量、光合荧光特性和产量的影响。结果表明: 与喷清水相比,喷施外源植物激素均能显著提高甘薯产量,以6-BA增幅最大,其次是NAA和ABA;前期喷施效果好于中期和后期。不同时期干旱胁迫下,喷施外源植物激素可显著提高甘薯叶片的光合和叶绿素荧光参数,缓解因干旱引起的玉米素核糖核苷(ZR)和生长素(IAA)含量下降的现象。逐步回归分析表明,内源激素和光合特性是影响甘薯产量的关键指标。通径分析表明,前期干旱胁迫下喷施外源植物激素主要通过影响净光合速率(Pn)、IAA、ZR、最大光化学效率和光化学性能指数来影响甘薯产量。生长前期喷施6-BA可调控甘薯内源激素含量,提高光合特性,有效缓解干旱造成的产量损失。  相似文献   

14.
不同时期干旱胁迫对甘薯光合效率和耗水特性的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
在2014-2015年遮雨棚下种植甘薯品种‘济薯21’,以全生育期正常灌水(WW)为对照,研究了全生育期(DS)、发根分枝期(DS1)、蔓薯并长期(DS2)和快速膨大期(DS3)干旱胁迫对甘薯光合作用、产量和耗水特性的影响.结果表明: DS、DS1、DS2和DS3的生物产量分别比WW降低31.3%、21.2%、19.6%和7.7%,收获指数分别降低19.9%、14.5%、14.1%和6.5%,薯干产量分别降低45.3%、33.1%、31.3%和14.2%.栽后100 d,DS、DS1、DS2和DS3的叶面积系数分别比WW减少77.1%、60.1%、39.2%和17.1%;栽后90 d,叶片光合速率分别比WW降低56.7%、26.6%、18.7%和9.5%.干旱胁迫降低了甘薯垄间的日蒸发量、蒸腾速率、耗水量和日耗水量,降低了土壤水利用效率而提高了灌溉水利用效率.干旱胁迫通过降低叶面积系数和光合速率,减少了生物产量及其向块根的分配,进而导致薯干产量显著降低.干旱胁迫时间越早、持续时间越长,对叶面积系数和光合速率,以及生物产量和收获指数的不利影响越大、导致减产幅度越大,水分利用效率越低.在有限的灌水条件下,甘薯生产中应尽可能减少前期干旱.  相似文献   

15.
Water deficit is the major yield‐limiting factor of crop plants. The exposure of plants to this abiotic stress can result in oxidative damage due to the overproduction of reactive oxygen species. The aim of this work was to study the antioxidant‐stress response of drought‐tolerant (SP83‐2847 and SP83‐5073) and drought‐sensitive (SP90‐3414 and SP90‐1638) sugarcane varieties to water‐deficit stress, which was imposed by withholding irrigation for 3, 10 and 20 days. The drought‐sensitive varieties exhibited the lowest leaf relative water content and highest lipid peroxidation, hydrogen peroxide (H2O2) and proline contents during the progression of the drought‐stress condition. The antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), guaiacol peroxidase (GPOX) and glutathione reductase (GR) activities changed according to variety and stress intensity. SP83‐2847 exhibited higher CAT and APX activities than the other varieties in the early stage of drought, while the activities of GPOX and GR were the highest in the other varieties at the end of the drought‐stress period. A Cu/Zn SOD isoenzyme was absent at the end of drought period from the SP90‐3414‐sensitive variety. The results indicate that lipid peroxidation and early accumulation of proline may be good biochemical markers of drought sensitivity in sugarcane.  相似文献   

16.
甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比   总被引:15,自引:3,他引:12  
王兰兰  张立军  陈贵  李雪梅 《生态学杂志》2006,25(12):1508-1514
研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理(PEG-6000)和盐处理(NaCl)的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^+可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。  相似文献   

17.
Eight somaclonal variants with enhanced drought tolerance were isolated from regenerated plants of triploid bermudagrass (Cynodon dactylon × Cynodon transvaalensis cv., TifEagle). Three of them (10-17, 89-02, 117-08) with strong drought tolerance were selected for investigations of physiological responses to drought stress. Compared to the parent control, TifEagle, the somaclonal variants had higher relative water contents and relative growth, and lower ion leakages in the greenhouse tests, while no difference in evapotranspirational water losses and soil water contents was observed between the variants and TifEagle. The variants also had less leaf firing in the field tests under drought stress. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) activities decreased gradually in responses to drought stress in all plants and exhibited negative correlations with ion leakage, indicating that the declined activities of these antioxidant enzymes were associated with drought injury in the triploid bermudagrass. However, CAT activities were significantly higher in all three variants than in TifEagle during drought stress. Two variants, 10-17 and 89-02, also had significantly higher APX activities than TifEagle before and during the first 4 days of drought treatments. These two lines also showed higher SOD activities after prolonged drought stress. Proline, total soluble sugars and sucrose were accumulated under drought stress in all plants and exhibited positive correlations with ion leakage. More proline and sugars were accumulated in TifEagle than in the variants. The results indicated that higher activities of the antioxidant enzymes in the variants during drought stress are associated with their increased drought tolerance.  相似文献   

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