NaCl胁迫下海马齿(Sesuvium portulacastrum L.)植株内游离脯氨酸的合成积累途径

以海马齿(Sesuvium portulacastrum L.)为材料,测定了在6个NaCl胁迫水平上(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mol· L-1)的植株内游离脯氨酸的含量及其δ-OAT、PSCS、POD、SOD等酶的活性.结果表明:在NaCl胁迫下,海马齿植株内游离脯氨酸积累量比CK显著地增多了14.5％～33.5％,δ-OAT和P5CS活性分别比对照(CK)增强3.1％～10.1％和26.7％ ～46.1％,因此,在NaCl胁迫下海马齿植株内游离脯氨酸合成积累的两个途径均被启动和发生合成积累作用,并表现出以Glu→Pro途径为主,Orn→Pro途径为辅;在5个NaCl胁迫水平上,海马齿植株内游离脯氨酸有显著的积累效应,在0.6 mol·L-1处理水平时达到积累量的高峰值.同时,δ-OAT、P5CS、POD、SOD等酶的活性呈现出与游离脯氨酸积累量有大致相同的变化趋势.     

锌胁迫下小麦SSH文库的构建及初步分析

Zn是植物必需的微量元素,同时也是近年来造成环境污染的重金属元素之一.为了从基因表达水平揭示小麦Zn胁迫响应的分子机制,本研究利用抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)技术构建了Zn胁迫（0.5 mmol/L,1 mmol/L）下小麦的正反向SSH文库.从正反向文库中随机挑选阳性单克隆,并利用通用引物T7/Sp6对其进行验证. 结果显示,正反库中分别获得307和821个EST序列,其片段长度在200～1 000 bp之间,它们反映了Zn胁迫下特异响应的基因.利用BLASTn和BLASTx将这些EST序列进行比对分析,在正、反库中分别筛选出221和641个uniESTs,其中751个uniESTs被注释（包括正库中193个和反库中558个）.这些序列的功能主要涉及信号转导、抗氧化防御、转录与翻译、物质运输、核糖体结构、能量代谢,以及一些功能未知的基因.     

基于光子学技术研究弱光胁迫早期拟南芥光合损伤机理

弱光限制植物的光合作用,降低了光合作用效率,造成农业产量下降.本文主要研究了弱光处理早期,拟南芥光合作用相关指标的变化.研究中发现在弱光处理的早期,植株生长表型和最大光化学效率（Fv/Fm）没有明显变化,实际光化学效率Y（Ⅱ）以及光系统电子传递效率（ETR）下降较明显.此外,弱光处理原生质体,利用2 ＇,7＇-二氯二氢荧光素二乙酯（dichlorofluorescin diacetate,H2DCF-DA）染色,共聚焦显微镜观察,发现细胞中有较明显的活性氧（ROS）合成,且定位于叶绿体.该研究结果为植物弱光耐受性的研究提供理论依据.     

螺旋藻在光胁迫时的抗逆性研究

螺旋藻对于环境的变化有很强的适应性.以钝顶螺旋藻为实验材料,测定螺旋藻在受到较强光照胁迫时藻体的电导率以及脯氨酸、丙二醛和过氧化氢酶系的含量.在3000 lx光照下,螺旋藻6个藻株的电导率以及脯氨酸、丙二醛和过氧化氢酶系的含量比在1000 lx光照下明显升高,螺旋藻的电导率最高上升了2～6倍;细胞内的脯氨酸含量最多增加5倍,最少增加13%;丙二醛的含量增加40%～100%;过氧化氢酶的含量上升范围在19%～80%,过氧化物酶的含量上升范围在20%～100%.说明螺旋藻在受到光胁迫时自身会启动相关保护机制,产生一定的抗逆性,以适应环境的变化.     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

镧胁迫下外源H2O2对裸燕麦幼苗叶绿素荧光参数和光合碳同化酶活性的影响

稀土污染已成为制约农业发展的一种重要因素,为探讨外源过氧化氢(H_2O_2)缓解裸燕麦镧(La)胁迫伤害的光合生理机制,以‘白燕7号’裸燕麦幼苗为材料,采用砂培方法,研究了5 mmol/L H_2O_2喷施预处理对1.20 mmol/L La~(3+)胁迫下裸燕麦幼苗生长、叶片叶绿素荧光参数和碳同化关键酶活性的影响。结果表明:La胁迫下,H_2O_2预处理的裸燕麦幼苗根长、株高和生长量的降幅及叶片叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)显著下降,PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)和吸收光能用于光化学反应的份额(P)显著提高,PSⅡ非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非调节性能量耗散Y(NO)、吸收光能用于天线热耗散的份额(D)、PSⅡ反应中心非光化学耗散的份额(E_x)和双光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α-1)明显降低,同时1, 5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)、1, 7-二磷酸景天庚酮糖酯酶(SBPase)和1, 6-二磷酸果糖醛缩酶(FBAase)活性显著提高,但转酮醇酶(TKase)活性无显著变化。表明外源H_2O_2能够通过提高PSⅡ光化学效率和碳同化关键酶活性而非依赖叶黄素循环的热耗散来减轻La胁迫导致的光抑制,从而缓解La胁迫幼苗生长的受抑程度,增强裸燕麦对La胁迫的适应性。     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

尾巨桉DH3229幼苗对硝普钠-酸铝互作的响应

该研究以广西林业科学研究院提供的尾巨桉DH3229幼苗为材料,以分析纯AlCl3·6H2O为铝(Al)的供体,以硝普钠(SNP)为一氧化氮(NO)的供体,设置3个SNP浓度(0、10、500μmol·L~(-1))和2个Al水平(0、5 mmol·L~(-1)),每5 d浇一次含不同浓度Al和SNP的营养液,持续20周,分析Al胁迫对幼苗生长生理特性的影响,并探讨不同浓度外源SNP施加对植物Al毒害有无缓解作用及其缓解机理。结果表明:Al施加能显著降低尾巨桉DH3229幼苗的生物量、叶片叶绿素a、总叶绿素含量、叶绿素a/b值和可溶性糖含量;Al胁迫显著增加幼苗相对电导率、MDA、SOD、游离脯氨酸含量。外源施加适量(10μmol·L~(-1))的SNP能使Al胁迫下桉树幼苗根和叶等生物量、叶片叶绿素含量以及Chl a/b显著提高,同时降低其相对电导率、MDA含量和游离脯氨酸含量。可见,SNP具有双重性,适量SNP施加可有效缓解Al对桉树生长的胁迫,高浓度(500μmol·L~(-1)) SNP则产生硝化胁迫从而抑制桉树的生长。     

三种常绿阔叶树光系统Ⅱ在低温胁迫下的光抑制及恢复

冬季低温胁迫对亚热带常绿阔叶树光合活性的主要影响之一,体现在光合机构的低温光抑制。为了阐明冬季低温胁迫下常绿阔叶树光系统Ⅱ的光抑制程度及光保护机制,该文研究了冬季自然低温胁迫(零下低温冻害和零上低温寒害)对红叶石楠、枇杷和猴樟三种亚热带常绿阔叶树光合机构光系统Ⅱ(PSⅡ)光抑制的影响以及春季气温回暖后的恢复情况。结果表明:冻害和寒害低温胁迫使猴樟的PSⅡ活性显著降低,PSⅡ受到较严重的光抑制,低温胁迫解除后PSⅡ活性未能完全恢复。红叶石楠PSⅡ活性下降程度和光抑制程度最轻,春季PSⅡ活性显著上升,光抑制显著下降。枇杷PSⅡ活性和光抑制程度介于猴樟和红叶石楠之间。低温胁迫下红叶石楠的非光化学猝灭(NPQ)接近常温水平; 枇杷的NPQ略有降低,春季恢复正常; 猴樟NPQ最低,春季低温解除后仍不能完全恢复。此外,三种常绿阔叶树在冬季低温胁迫和春季恢复时期的NPQ与PSⅡ的光抑制程度存在显著的负相关关系。综合以上结果分析表明,冬季低温对红叶石楠PSⅡ影响不大,对枇杷有一定影响但春季气温回暖后可以及时恢复,对猴樟PSⅡ有显著的光抑制且恢复过程较慢,同时NPQ对保护常绿阔叶树PSⅡ免受冬季低温光抑制有重要的贡献。