Cu胁迫下基质中凹凸棒石粘土对当归幼苗的保护作用

在含有不同比例凹凸棒石粘土的混合基质中(凹凸棒石粘土∶基质的体积比分别为0∶1、1∶100、1∶70、1∶50、1∶20)培育当归幼苗,以研究Cu胁迫对当归幼苗的生理学影响及凹凸棒石粘土对Cu胁迫下当归幼苗的保护作用。结果表明:(1)基质中不存在凹凸棒石粘土时,随着CuCl2处理浓度的上升,当归幼苗叶片的实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(qP)和叶绿素含量都逐渐降低;而叶片的非光化学猝灭(qN)、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT、APX)、过氧化氢含量以及根和叶片中的Cu含量均显著性增加,表明Cu胁迫降低了当归幼苗的光化学效率、叶绿素的合成、增加了组织中Cu含量和氧化压力。(2) CuCl2胁迫下,当基质中存在不同比例的凹凸棒石粘土时,Cu胁迫所导致的叶片Y(Ⅱ)、ETR、qP及叶绿素含量的降低以及叶片qN、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、过氧化氢含量、根和叶片的Cu含量的升高均有所缓解,说明凹凸棒石粘土通过吸附或固定基质中游离的以及可交换的Cu离子,减少了当归幼苗对有效Cu离子的吸收,从而缓解了Cu离子对植物造成的生理学压力,且这种缓解作用依次为1∶70 1∶50 1∶20≥1∶100 0∶1,这是基质中存在过多的凹凸棒石粘土时,其在吸收基质中Cu离子的同时也会影响基质的通气性、透水性和酸碱度等。这表明凹凸棒石粘土在基质中的适当加入能缓解Cu胁迫对当归幼苗造成的的生理学压力。     

阿魏酸和凹土对党参种子萌发、生长及幼苗叶绿素荧光参数的影响

该研究以党参种子为实验材料,通过设置不同浓度(0、0.01、0.05、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 、5.0和10.0 mmol·L^-1)的阿魏酸以及具有不同凹凸棒粘土(凹土)/蛭石体积比(0/1、1/120、1/80、1/50和1/20)基质的室内培育试验,分析基质中阿魏酸对党参种子萌发、生长及幼苗叶绿素荧光参数的影响,以及基质中凹土含量对上述阿魏酸影响的缓解效应。结果表明,当阿魏酸浓度高于1.0 mmol·L^-1时,党参种子活力受到抑制,种子萌发过程延缓。在播种前基质中施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗生物量积累和叶片光化学反应水平在低浓度下得到促进,在高浓度下受到抑制;在幼苗生长过程中短期内施加不同浓度的阿魏酸,党参幼苗叶片光化学反应水平会显著降低。在含有较高浓度阿魏酸的基质中添加不同体积比凹土,能够有效缓解上述党参种子萌发和幼苗生长过程中所遭受的阿魏酸伤害,且凹土在基质中的体积比为1/50时的缓解作用最为明显。可见,环境中高浓度阿魏酸会显著抑制党参种子萌发、生长及幼苗叶片光化学反应水平,添加适量凹土可有效缓解阿魏酸在不同生长阶段对党参所造成的胁迫伤害。     

低温胁迫下交替呼吸途径对当归幼苗叶绿素荧光活性的影响

以岷当归幼苗为材料,通过温室盆栽试验研究了在低温(4℃和-7℃)胁迫下交替呼吸途径对当归幼苗叶片叶绿素含量和荧光特性的影响,探讨交替呼吸途径在当归响应低温逆境过程中的作用。结果表明,随着胁迫温度的降低和处理时间的延长,当归叶片的叶绿素含量、实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光合电子传递速率(ETR)及光化学淬灭系数(qL)逐渐降低,而非光化学猝灭系数(NPQ)升高;同时,低温胁迫也导致当归幼苗叶片交替呼吸容量显著升高;在低温胁迫下,经交替呼吸途径抑制剂[1 mmol·L~(-1)的水杨基氧肟酸(SHAM)]预处理的当归幼苗叶片叶绿素含量、Y(Ⅱ)、ETR及qL进一步显著下降,而NPQ进一步显著升高,且温度越低升降幅度越大。研究发现,低温胁迫对当归幼苗叶片叶绿素的合成以及PSⅡ的光化学性能产生了显著抑制,低温胁迫下交替呼吸途径对当归幼苗叶绿素合成以及PSⅡ的光化学性能具有一定的保护作用。     

逆境胁迫对菜豆黄化苗转绿过程中交替呼吸途径与叶绿素荧光特征的影响

以菜豆黄化幼苗作为试验材料,探讨了铅(Pb)或PEG(聚乙二醇)胁迫下交替呼吸途径在植物转绿过程中对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性的影响,以阐明逆境胁迫下植物交替呼吸途径的生理学作用。结果显示：(1)与菜豆黄化幼苗正常转绿过程(对照)相比,Pb或PEG胁迫导致菜豆黄化幼苗的叶绿素含量积累延迟,使叶片PSⅡ潜在最大光化学量子效率(F_v/F_m)、光适应下最大光化学效率(F_v′/F_m′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率(Y(Ⅱ))和光化学荧光猝灭系数(qP)显著下降,而非光化学猝灭系数(NPQ)则显著增加。(2)在菜豆黄化幼苗转绿过程中,Pb或PEG胁迫导致其交替呼吸途径容量较对照均显著上升。(3)Pb或PEG胁迫下,交替呼吸途径抑制剂［水杨基氧肟酸(SHAM,1 mmol/L)］使菜豆黄化幼苗转绿过程中叶绿素含量、F_v/F_m、F_v′/F_m′、Y(Ⅱ)和qP进一步下降, NPQ却进一步增加,说明抑制交替呼吸途径会加剧Pb或PEG胁迫对PSⅡ反应中心活性的进一步抑制,使还原力积累加剧,造成热耗散进一步增加。研究表明,Pb或PEG胁迫均显著降低了菜豆黄化幼苗PSⅡ对光能的利用率,进而阻碍了菜豆黄化幼苗转绿进程;交替呼吸途径有助于在胁迫条件下缓解PSⅡ的过度还原,可能在一定程度上缓解了Pb或PEG胁迫对其转绿进程的阻碍作用。