外源甜菜碱提高小麦幼苗抗盐性的研究

以小麦品系山农215953(SN215953)为材料,采用水培的方法,于幼苗期(两叶一心)根灌15mmol·L-1甜菜碱,研究了外源甜菜碱对盐胁迫下小麦幼苗水分状况、脯氨酸和可溶性糖含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)外源甜菜碱可缓解盐渍造成的小麦幼苗叶片的水分损失,改善小麦幼苗的水分状况,并发现甜菜碱的这种作用主要是通过促进脯氨酸和可溶性糖的积累进而提高小麦叶片的渗透调节能力来实现。(2)外源甜菜碱可以维持盐胁迫下小麦幼苗叶片的抗氧化酶(SOD、APX、POD)活性,缓解盐渍造成的盐胁迫伤害,对盐胁迫下小麦幼苗生物膜的稳定性和完整性起到保护作用。     

盐胁迫环境下不同抗盐性小麦品种幼苗长势和内源激素的变化

采用两种浓度NaCl溶液,对不同抗盐性小麦品种德抗961(抗盐性强)和泰山9818(抗盐性弱)萌发期幼苗进行胁迫处理,观察其幼苗长势和内源激素含量变化.结果表明,盐胁迫抑制小麦幼苗生长,抗盐性弱的泰山9818受抑制较重.苗、根ABA含量随盐胁迫浓度增加而提高,泰山9818的增幅高于德抗961.苗、根IAA含量随盐胁迫浓度增加而降低,但德抗961的IAA含量高于泰山9818,说明盐胁迫下抗盐性强的品种具有较高IAA合成量.2品种GA3含量变化因盐胁迫浓度而异.在低盐胁迫下抗盐性强的品种苗中GA3含量提高以适应盐胁迫利于苗的生长,在高盐胁迫下2品种GA3含量降低.盐胁迫使苗中ZR含量增加,且德抗961的苗中ZR含量高于泰山9818,而根中ZR含量则前者低,说明盐胁迫下抗盐性强的品种可迅速将根部合成的ZR向苗中转移,促进苗的生长.2品种IAA/ABA、GA3/ABA比值随盐胁迫浓度增加和时间延长而下降,德抗961 IAA/ABA比值大于泰山9818.在盐胁迫下,抗盐性强的品种协调自身激素平衡的能力较强可能是其生长受抑制较小的重要原因.     

不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

不同品种油橄榄离体叶片对渗透胁迫的生理响应及其抗旱机制

以油橄榄3个主栽品种(‘戈达尔’、‘城固32’、‘弗奥’)离体叶片为研究对象,在实验室条件下考察了30%PEG溶液模拟渗透胁迫对叶片相关生理生化指标的影响,探讨不同品种间的响应差异及其生理机制。结果显示:(1)随着渗透胁迫时间的延长,各油橄榄品种离体叶片含水量和叶绿素含量呈下降趋势,相对电导率和MDA含量大幅度升高,即渗透胁迫造成了油橄榄离体叶片水分状况恶化、叶绿素分解、脂质过氧化和细胞膜损伤程度加重;同时,3个品种油橄榄叶片的束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量表现出升高的趋势。(2)品种间相比较,随着胁迫时间的延长,‘城固32’叶片脂质过氧化产物MDA含量相对较低、细胞膜损伤较小,‘戈达尔’的表现则相反,‘弗奥’介于二者之间;同期各品种间叶片束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量的变化表现相似。研究表明,3个油橄榄主栽品种中‘城固32’对30%PEG溶液渗透胁迫的抗性最强,‘弗奥’次之,‘戈达尔’最差;在30%PEG溶液渗透胁迫下,‘城固32’叶片具有较高的束缚水与自由水含量比值、较低的超氧阴离子产生速率、较高的SOD活性及较高渗透调节物质含量,这在一定程度上保证其叶片具有较强的抗脱水能力、抗氧化能力和渗透调节能力,从而在整体上表现出对渗透胁迫的较强抗性。     

DNA超甲基化在小麦耐盐胁迫中的作用

运用高效液相色谱技术测定小麦(Triticum aestivumL.)耐盐品种‘德抗961’和盐敏感品种‘豫麦34’盐胁迫后叶片和根DNA中5-甲基胞嘧啶百分含量的变化,结果表明,经150 mmol/L NaCl处理6 d后,‘德抗961’叶片和根DNA中的5-甲基胞嘧啶的百分含量显著下降,但经150 mmol/L NaCl处理10 d后,耐盐品种‘德抗961’叶片和根DNA中的5-甲基胞嘧啶的百分含量都比盐敏感品种‘豫麦34’的高。由此推测DNA超甲基化可能是植物耐盐机制的一部分。     

水分胁迫下不同抗旱类型品种对氮素营养反应的比较研究

实验结果表明,小麦受到水分胁迫时,游离脯氨酸大量积累,胁迫缓慢加重时,渗透调节能力增强,适当的氮素营养,可增强渗透调节作用,有助于干旱下维持膨压,提高NR酶活性和净光合速率。水地型品种对水分和氮素营养都较敏感,叶片水势、饱和渗透势、NR酶活性、游离脯氨酸含量的变化都较旱地型品种大,旱地型品种在受旱时水分状况较稳定,生理代谢变化幅度较小,但两类旱地品种对氮素营养的反应不同。旱肥型较旱薄型敏感。水分胁迫下,水地型品种渗透势下降较多,渗透调节幅度较大,是对逆境更敏感或实际受到的胁迫较重的表现。     

水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响

以抗旱性不同的燕麦品种‘蒙燕1号’(抗旱性强)和‘坝莜3号’(水分敏感)为试验材料,采用盆栽方式研究了抽穗期和灌浆期水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)水分胁迫处理均显著促进了不同抗旱性品种穗颖渗透调节物质(游离脯氨酸和可溶性蛋白)含量增加,并以抗旱品种累积水平高于水敏感品种,且两种渗透调节物质对抽穗期胁迫的反应比灌浆期胁迫更敏感。(2)两时期的水分胁迫处理均能降低不同抗旱性品种穗颖SOD和POD活性,抗旱品种的保护酶活性要高于水敏感品种,抗旱品种的SOD活性降低幅度明显低于水敏感品种,而POD活性降低幅度在两品种间差异不明显。(3)水分胁迫导致2个品种穗颖丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著增加,细胞膜结构受到严重伤害,且水敏感品种受害程度大于抗旱品种。(4)水分胁迫使2个品种单株籽粒产量下降,且在中度胁迫和重度胁迫下,抗旱品种的减产幅度要低于同期水敏感品种;水分胁迫下,水敏感品种‘坝莜3号’减产4.54%~30.29%,抗旱品种‘蒙燕1号’减产6.69%~23.54%。可见,抗旱性强的燕麦品种在受到水分胁迫的条件下能通过增强穗颖渗透调节和抗膜质过氧化能力、减弱穗颖细胞质膜损伤程度来适应干旱胁迫,最大限度减少水分胁迫对穗颖的伤害,有利于稳产。     

糙草对水分胁迫的生理适应性研究

用PEG-6000模拟水分胁迫处理糙草(Asperugo procumbensL.)幼苗,测定生理指标,研究其对水分胁迫的生理适应性。结果表明:5%PEG和20%PEG胁迫处理1d后,叶片RWC、CHL含量,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量变化不大,抗氧化酶活性升高;5%PEG和20%PEG胁迫处理5d后叶片RWC下降为对照65%、43%,CHL含量下降为对照的53%、46%,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量显著升高,抗氧化酶活性显著降低,并低于处理前水平。实验表明糙草幼苗在水分胁迫下叶片持水力较低,在短时间水分胁迫下可通过抗氧化酶之间的相互协调在一定时期能维持活性氧代谢平衡,并阻止或减弱膜脂过氧化的伤害,但随着处理时间的延长,抗氧化酶活性显著降低,膜脂过氧化作用增加,且叶绿素合成遭到破坏。     

硅提高黄瓜幼苗抗盐能力的生理机制研究

为了明确硅提高黄瓜幼苗抗盐能力的机制,该试验采用水培方法,以黄瓜品种‘津优一号’为材料,对幼苗进行中度盐胁迫,研究在盐胁迫下硅对黄瓜幼苗生长、光合特性、渗透调节物质和离子吸收的影响。结果显示:(1)正常条件下,硅对黄瓜幼苗生长及相关生理指标无明显影响;单独盐处理降低了幼苗叶片叶绿素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶片含水量,导致幼苗生长受抑。(2)盐胁迫下加硅显著提高了幼苗光合速率和叶片含水量,增加了生物量的积累;在盐胁迫初期,硅加盐处理黄瓜叶片渗透势略低于单独盐处理,此后均高于单独盐处理;硅加盐处理显著提高了叶片可溶性糖含量,尤其是蔗糖含量,而降低了其脯氨酸含量,但对可溶性蛋白含量无显著影响。(3)盐胁迫下黄瓜植株Na+含量大幅上升,K+含量下降,K+/Na+比大幅降低;硅加盐处理降低了黄瓜叶片中Na+含量,提高了K+含量和K+/Na+比。研究表明,盐胁迫条件下,硅能通过减轻叶片离子毒害和增加水分吸收,改善叶片水分状况,从而维持较高的光合能力,提高其抗盐能力;而渗透调节只在盐胁迫初期有轻微缓解作用,不是硅提高黄瓜幼苗抗盐性的主要途径。     

盐诱导的依赖叶黄素循环的热耗散提高了小麦的耐盐性

以小麦抗盐品种‘DK961’和盐敏感品种‘LM15’为材料,探讨盐胁迫条件下叶黄素循环与膜脂过氧化的关系。结果表明：200mmol·L-1NaCl处理后二者地上部分鲜重、含水量、K＋含量显著下降,Na＋含量、Na＋/K＋比、丙二醛含量显著升高,膜透性显著增大,‘LM15’的变化幅度均明显大于‘DK961’,而‘LM15’脱环氧化状态（A＋Z）/（A＋Z＋V）的增加明显小于‘DK961’。这表明盐胁迫下‘DK961’通过增加依赖叶黄素循环的热耗散减轻了膜脂过氧化,提高其耐盐性。     

小麦耐盐细胞系对盐胁迫的伤害性反应

通过逐级提高ＮａＣｌ浓度的筛选方法,得到了能在１．５％ＮａＣｌ下生长良好的小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）耐盐细胞系。在盐分胁迫下,耐盐细胞系含水量的降低幅度小于不耐盐细胞系（对照）,Ｈ２Ｏ２含量和Ｏ－２产生速率的增加幅度也明显小于对照细胞系。同时,膜的相对透性、膜脂过氧化和脱酯化程度的提高幅度也明显低于对照细胞系。表明盐分对小麦细胞系膜的伤害与活性氧介导的膜脂过氧化和脱酯化有关,而耐盐细胞系比对照细胞系表现出较强的抗活性氧伤害的能力。     

盐胁迫对4个水稻种质抗逆性生理的影响

为筛选水稻(Oryza sativa)耐盐种质资源,研究了水稻耐盐相关生理指标。结果表明,盐胁迫下,耐盐种质Pokkali、Fl478、JX99的电导率较低,细胞膜透性较小,叶片叶绿素含量较高,受盐害程度较弱。盐胁迫促进了丙二醛的大量积累,加剧了细胞膜脂过氧化程度,而耐盐种质的丙二醛积累较少,但高盐胁迫下3个耐盐种质的丙二醛含量升高,破坏了细胞膜的完整性。感盐种质R29的临界饱和亏的增幅较大,耐盐种质相对含水量降幅小。应用模糊隶属函数法综合评价,4个水稻种质的耐盐性依次为JX99PokkaliFL478IR29。     

水杨酸对盐胁迫下黄瓜幼苗生长抑制的缓解效应

研究了水杨酸对盐胁迫下黄瓜幼苗生长抑制的缓解效应及其机制。结果证明,盐胁迫条件下水杨酸能提高幼苗相对含水量,降低Na^ 、K^ 向上运输的选择性,通过促进子叶内超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性降低膜脂过氧化产物丙二醛含量和质膜透性,缓解了盐胁迫对幼苗生长的抑制。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和水分利用的影响

采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对两个耐盐性不同的黄瓜品种幼苗根系生长、活力、质膜透性和叶片生长、蒸腾速率（T_r）、相对含水量（RWC）及水分利用率（WUE）的影响.结果表明,盐胁迫下黄瓜植株根系吸收面积下降,质膜透性升高,叶片数减少,叶片T_r和RWC在盐胁迫2 d后明显下降,根系活力和叶片WUE均先升后降,50、75和100 mmol·L^-1NaCl胁迫9 d时,耐盐性较弱的津春2号根系活力降低幅度分别比耐盐性较强的长春密刺高18.01%、12.17%和10.95%,胁迫8 d时WUE下降幅度分别比长春密刺高2.74%、5.27%和0.23%.短期盐胁迫下,黄瓜植株通过提高根系吸收能力来补偿根系吸收面积的下降,通过降低叶片T_r和提高WUE来减少水分散失,在一定程度上有利于缓解水分失衡,提高植株耐盐性;盐胁迫5 d后,根系活力和WUE的下降导致水分失衡加剧,表明根系吸收能力的下降是导致水分失衡的重要原因,叶片WUE的下降是水分失衡的反应,两者均与品种的耐盐性关系密切.     

邻羟基苯甲酸胁迫对不同杉木无性系叶片膜质过氧化及渗透调节物质的化感效应

研究了杉木自毒物质邻羟基苯甲酸胁迫对2个杉木优良无性系组培苗（分别记为01号、02号）叶片的膜质过氧化及渗透物质的化感效应。结果表明：（1）与对照相比,邻羟基苯甲酸对杉木叶片MDA的化感效应表现为低浓度抑制、高浓度促进,对01号的促进效应低于02号;（2）邻羟基苯甲酸胁迫使杉木叶片电导率及伤害率增加,对照与各胁迫处理间均达显著差异（P〈0．05）,对02号伤害率及电导率的促进效应均大于01号;（3）40mg／L、80mg／L胁迫浓度对2个杉木无性系可溶性糖含量的化感效应随时间变化由抑制转为促进,对01号的促进效应更大、更早,120mg／L胁迫浓度均表现为抑制效应,对01号的抑制效应更小;（4）邻羟基苯甲酸胁迫对杉木叶片游离氨基酸含量均表现为促进效应,且随胁迫浓度升高而增大,对01号的促进效应远远大于02号。研究认为,01号杉木优良无性系具有较强的耐自毒物质胁迫的能力。     

Exogenous Melatonin Improves the Growth of Rice Seedlings by Regulating Redox Balance and Ion Homeostasis Under Salt Stress

This study evaluated the effects of foliar spraying melatonin (MT) on the growth of salt-stressed rice. Seedlings were treated with 50 and 100 mM of NaCl and different concentrations of MT (25, 50, 100, 200, 300, and 400 μM) for 14 days. Different concentrations of MT could promote plant growth significantly under salt stress, particularly at concentrations of 200, 300, and 400 μM. A concentration of 200 μM MT was considered as optimal and used in a subsequent experiment on biomass, water content, antioxidation, mineral nutrition, salt absorption, and distribution of salt-stressed rice seedlings. Results showed that MT’s promoting effect on plant growth under salt stress was evident with time, particularly under high salt stress. MT improved the activities of antioxidant enzymes, reduced membrane lipid peroxidation, alleviated cell injury in plant leaves, and increased N content and Si accumulation in the leaves and roots under salt stress, particularly under high salinity. This compound also inhibited Na uptake and upward transport, but it promoted or maintained the uptake and upward transport of K and Ca in salt-stressed rice. Thus, MT improved the ion homeostasis of K/Na and Ca/Na in plants, particularly in the leaves. Foliar spraying of MT alleviated salt stress on rice by promoting nutrient accumulation or translocation, improving ion homeostasis, which is evident in the leaves, and consequently enhancing its salt resistance. The antioxidative improvement caused by MT might also be related to the improved ion homeostasis.

     

Plasma membrane permeability as an indicator of salt tolerance in plants

There is evidence that the plasma membrane (PM) permeability alterations might be involved in plant salt tolerance. This review presents several lines of evidence demonstrating that PM permeability is correlated with salt tolerance in plants. PM injury and hence changes in permeability in salt sensitive plants is brought about by ionic effects as well as oxidative stress induced by salt imposition. It is documented that salinity enhances lipid peroxidation as well as protein oxidative damage, which in turn induces permeability impairment. PM protection, and thus retained permeability, in tolerant plants under salt imposition could be achieved through increasing antioxidative systems and thereby reducing lipid peroxidation and protein oxidative damage of PM. It appears that specific membrane proteins and/or lipids are constitutive or induced under salinity, which may contribute to maintenance of membrane structure and function in salt tolerant plant species. Furthermore, protecting agents (e.g., glycinebetaine, proline, polyamines, trehalose, sorbitol, mannitol) accumulated in salt tolerant species/cultivars may also contribute to PM stabilization and protection under salinity. Based on the presented evidence that PM permeability correlates with plant salt tolerance, we suggest that PM permeability is an easy and useful parameter for selection of genotypes of agriculture crops adapted to salt stress.     

内生细菌对盐胁迫下小麦幼苗脯氨酸和丙二醛的影响

以周麦18为试验材料,以内生菌252和254为供试菌株,试验采用盆栽法设置盐胁迫组、盐胁迫接菌组和对照组,研究不同盐浓度胁迫下接菌处理对小麦幼苗脯氨酸(Pro,proline)和丙二醛(MDA,malondialdehyde)含量的影响。结果表明:小麦幼苗在盐胁迫环境下,随着培养时间和盐浓度增加,盐胁迫组Pro含量先升后降。在前中期,盐胁迫组小麦Pro含量逐渐积累,提高了小麦抗逆性;在后期Pro含量较中期有一定程度下降,小麦逐渐对盐环境产生适应性。随着盐浓度升高,盐胁迫组小麦在不同培养阶段对盐环境的抵抗能力不同,每个时期对盐抵抗能力有一阈值,超过此盐浓度Pro含量下降,抵抗能力减弱。接菌处理后,小麦Pro含量升高,提高了抗盐胁迫能力,第14天时修复效果最明显,接菌252处理组和254处理组分别在盐浓度为200 mmol/L和250 mmol/L时高出盐胁迫组133.48%和91.48%。盐胁迫组MDA含量随时间延长先降后升,与Pro含量变化趋势相反。在前中期,盐胁迫组小麦膜质过氧化程度不高,对小麦正常代谢活动尚未造成严重影响,在后期MDA含量升高,盐胁迫组小麦逐渐枯萎。接菌后,降低了幼苗细胞膜脂化程度,提高了小麦存活率,促进幼苗生长,MDA含量在21 d时均低于盐胁迫组,修复效果显著。