外源EBR对NaCl胁迫下燕麦幼苗无机离子吸收、运输和分配的影响

为了探讨外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)诱导燕麦(Avena sativa L.)幼苗抗盐性的效果及其生理调节机制,以"青引2号"和"加燕2号"燕麦为材料,研究NaCl胁迫下施用外源EBR对燕麦幼苗无机离子吸收、运输和分配的影响。结果表明:100mmol·L-1NaCl胁迫下,"青引2号"和"加燕2号"燕麦幼苗叶片和根系中的Na+、Cl-含量均显著升高,对阳离子的吸收产生了拮抗作用,导致燕麦幼苗叶片和根系中的K+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Zn2+、Cu2+含量显著降低,离子稳态平衡被打破;100 mmol·L-1NaCl胁迫下,施用0.01μmol·L-1外源EBR后,"青引2号"和"加燕2号"燕麦幼苗叶片和根系中的Na+和Cl-含量显著降低,促进了燕麦幼苗根系对K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+的吸收,叶片和根系中K+/Na+、Cl-/Na+、Ca2+/Na+、Mg2+/Na+、Fe2+/Na+、Mn2+/Na+、Cu2+/Na+和Zn2+/Na+显著升高,并且有效调控燕麦幼苗体内无机离子的运输比和阳离子的运输选择性比率,离子稳态重新达到平衡状态;说明外源EBR能够缓解NaCl胁迫下Na+和Cl-对燕麦幼苗所造成的离子毒害作用,有效调控燕麦幼苗对无机离子的选择性吸收、运输和分配,对维持燕麦幼苗体内的离子稳态平衡具有正向调控作用。     

抗、 感蓟马苜蓿无性系对蓟马危害的补偿光合生理反应比较

为了揭示苜蓿的补偿生长相关的光合生理补偿机制, 以大田单株筛选、 扦插扩繁的抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料, 以相邻老苜蓿田自然发生的蓟马作为虫源, 任其持续危害, 于现蕾期和初花期通过模拟有效光辐射和固定CO₂浓度, 测定R-1和I-1的光合特性和水分利用特性。结果表明： (1) 在现蕾期, R-1受害后叶片叶绿素含量显著增加, 净光合速率 (net photosynthetic rate, Pn) 显著增大, 光补偿点 (light compensation point, Lcp) 和暗呼吸速率 (dark respiration rate, Rd) 均显著降低 (P<0.05) ; 而I-1叶片叶绿素含量显著降低 (P<0.05) , 植株净光合速率 (Pn) 与对照差异不显著 (P＞0.05) , 且在低于正常光照强度时, 受害I-1植株Pn相对健株下降, 同时, 其光补偿点 (Lcp) 和暗呼吸速率 (Rd) 均显著升高 (P<0.05) ; R 1和I 1受害后植株胞间CO2浓度 (intercellular CO2 concentration, Ci) 、 蒸腾速率 (transpiration rate, Tr) 和气孔导度 (stomatal conductance, Gs) 均显著升高 (P<0.05) , 水分利用效率 (water use efficiency, WUE) 均显著降低。 (2) 在初花期, 在较强的光照条件下, 受害I-1植株Pn显著增大 (P<0.05) ; 在弱光下受害R-1植株Pn增大, 而受害I-1植株Pn显著降低 (P<0.05) , 其他指标变化同现蕾期。结果说明, 抗蓟马无性系R-1对蓟马的危害具有显著的补偿光合作用; 而感蓟马无性系的补偿光合作用滞后于初花期发生, 且需要较高的光强条件, 这种滞后发生的补偿光合作用对于苜蓿产量的补偿贡献意义不大。     

牛角花齿蓟马为害对紫花苜蓿AsA、GSH含量及相关代谢酶活性的影响

为了明确非酶抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)及相关代谢酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)在紫花苜蓿(Medicago sativa L.)对牛角花齿蓟马Odontothrips loti Haliday为害的抗性中的作用,测定了不同牛角花齿蓟马虫口密度下抗、感蓟马苜蓿无性系R-1、I-1的AsA、GSH含量及APX、GR活性的变化。结果表明:受牛角花齿蓟马为害后,R-1无性系在低虫口密度(1、3头/枝条)下,AsA、GSH含量和GR活性均上升,在高虫口密度(5、7头/枝条)下,AsA含量和GR活性先升高后下降,GSH含量上升后保持稳定;I-1无性系的AsA、GSH含量先升高后下降,GR活性在为害后期呈上升趋势;R-1、I-1无性系的APX活性均先上升后下降,但R-1无性系APX活性的上升速率及下降速率小于I-1无性系。说明AsA、GSH含量及APX、GR活性的升高可能是紫花苜蓿对牛角花齿蓟马诱导抗性的一种表现,但I-1无性系对蓟马为害的应激反应滞后于R-1无性系。在牛角花齿蓟马为害后期,R-1无性系体内的AsA、GSH含量及APX、GR活性仍处于较高水平,也说明了R-1无性系对牛角花齿蓟马为害的抗性较I-1无性系强。     

盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长及氮代谢的影响

为探寻增强苜蓿耐盐能力的调控途径,以甘农4号苜蓿品种为材料,采用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理苜蓿幼苗,研究盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长、光合特征、氮同化酶活性和氮代谢物含量的影响.结果表明:外源NO能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗生长及光合作用的抑制,单株干质量、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和可溶性蛋白含量增加;外源NO能增强硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性,抑制蛋白水解酶和谷氨酸脱氢酶活性,降低叶片中游离氨基酸含量,提高硝态氮含量,加快铵的同化.NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿幼苗生长及氮代谢无调控作用;施用NO清除剂c-PTIO加剧了盐胁迫对苜蓿幼苗生长和氮代谢的抑制,添加外源NO能缓解c-PTIO的抑制效应.盐胁迫下,外源NO和内源NO均参与了苜蓿幼苗氮代谢的调控.     

NO对盐胁迫下苜蓿根系生长抑制及氧化损伤的缓解效应

以"甘农4号"苜蓿品种为材料,采用水培法,用NO供体硝普钠(SNP)、硝普钠类似物亚铁氰化钠(不产生NO)、NO特异清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶(NOS)活性抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂(L-NAME)、硝酸还原酶(NR)活性抑制剂钨酸盐处理苜蓿植株,研究NO对盐胁迫下苜蓿幼苗根系生长、根系活力、根系中渗透调节物质、膜脂过氧化、活性氧含量及抗氧化酶活性等的影响,探讨NO调控苜蓿幼苗根系耐盐性的生理机制。结果表明:盐胁迫下SNP处理提高了根系活力,促进了苜蓿幼苗根系生长,降低游离脯氨酸含量,促进可溶性蛋白含量增加;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高还原型抗坏血酸(As A)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,降低过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量;同时,SNP处理显著促进了苜蓿幼苗根系内源NO的积累。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿根系各项生理生化指标无明显影响;盐胁迫下添加c-PTIO、L-NAME和钨酸盐进一步降低了苜蓿幼苗根系活力和根系生长,抑制了根系抗氧化系统活性,加剧了根系膜脂过氧化作用,降低了内源NO积累,添加SNP则能缓解该抑制效应;表明外源SNP处理能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,且通过NOS和NR途径产生的内源NO也可能在苜蓿根系适应盐胁迫的调节中起关键作用;该研究结果为苜蓿耐盐机制及NO在苜蓿耐盐育种、化学调控和盐碱地栽培利用等提供了理论依据。     

紫花苜蓿对牛角花齿蓟马为害的光合生理响应

为了探索紫花(Medicago sativa L.)苜蓿对优势种害虫——牛角花齿蓟马(Odontothrips loti Haliday)为害的光合生理响应机制,揭示苜蓿对牛角花齿蓟马为害的补偿机制,以抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料,测定不同虫口密度牛角花齿蓟马为害后R-1、I-1无性系气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学参数的变化。结果表明:随着牛角花齿蓟马虫口密度的增加,R-1无性系叶绿素含量先升高后降低,I-1无性系叶绿素含量降低,R-1、I-1无性系的净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)降低,胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)升高;在相同虫口密度下,R-1无性系的叶绿素含量、Pn、WUE均高于I-1无性系。随着虫口密度的增加,R-1、I-1无性系的初始荧光(F0)升高,PSⅡ实际光合效率(ФPSⅡ)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光化学淬灭系数(q P)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)和PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)均降低;在相同虫口密度下,R-1无性系的F0低于I-1无性系,R-1无性系的ФPSⅡ、q P、Fv/F0和Fv/Fm均高于I-1无性系。从各个指标的变化幅度来看,随着虫口密度的增加,R-1无性系气体交换参数和绿素荧光动力学参数的增幅、降幅均小于I-1无性系。说明牛角花齿蓟马为害造成了紫花苜蓿PSⅡ反应中心受损,使得紫花苜蓿对光能的利用能力下降,光合效率降低。但在低虫口密度(1、3头/枝条)下,R-1无性系具有较高的光合效率,光合补偿效应显著大于I-1无性系,说明R-1无性系对牛角花齿蓟马为害具有较强的抗性。