荞麦、高粱根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响

植物的根系分泌物是植物根系与周围环境之间的化学媒介,通过传递特定的信息,调节根际微环境,影响周围植物的生长。玉米(Zea mays L.)和荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)是农作物间套作体系中典型的不能搭配的组合,其障碍因素尚不清楚。以玉米为受体植物,采用根悬空培养的方法,研究了荞麦、高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)根系分泌物对玉米根边缘细胞和根生长的影响。结果发现,玉米根边缘细胞离体培养条件下,用荞麦根系分泌物中的小分子物质处理4、8 h显著诱导边缘细胞凋亡、死亡,细胞活率分别比对照降低了71.6%和72.3%;荞麦根系分泌物中的小分子物质对玉米根产生氧化胁迫,诱导根SOD、POD和CAT活性分别比对照高22.6%、33.9%和107.2%,根中超氧阴离子(O₂^-·)和脯氨酸含量分别比对照高33.9%和49.8%;荞麦根系分泌物中小分子物质的胁迫使根细胞膜透性增大,与对照相比升高80.0%,丙二醛(MDA)含量比对照升高31.5%;荞麦根系分泌物中小分子物质诱导根内源激素(IAA)含...     

不同谷子（Setaria italica(L.)Beauv）品种对除草剂的耐药性

试验对34个谷子品种进行盆栽试验,研究两种土壤处理除草剂扑草净、速收对谷子安全性的影响.测定相关的生理和生化指标,通过聚类分析比较不同谷子品种之间的耐药性的差异.试验结果表明:这两种除草剂对大部分谷子的株高、叶面积有一定的抑制作用.不同除草剂对同一种谷子的生理指标影响是有差异的.大部分谷子品种对扑草净(0.07g/m2)有一定的耐药性,扑草净药剂处理后,大部分谷子品种的POD酶活性有所提高,可溶性糖含量提高,蒸腾强度、气孔导度也有一定程度的提高.大多数谷子品种施用速收(0.015g/m2)后其SOD酶活性下降,其蒸腾强度、气孔导度有所提高.同一种除草剂对不同谷子品种的生理指标影响也是不同的,对其进行聚类分析后,聚类结果各为四大类,表明不同谷子品种之间存在耐药性差异.     

外源NO缓解紫茎泽兰提取物对黄瓜根边缘细胞的化感胁迫

以津优35号黄瓜为材料,采用根尖悬空气培养的方法,研究了紫茎泽兰提取物对黄瓜根边缘细胞的化感胁迫,以及外源NO缓解化感胁迫的效应.结果表明: 1000 mg·L^-1紫茎泽兰提取物对黄瓜根尖有明显的伤害作用,根尖组织结构被破坏,根尖表层细胞脱落,细胞排列混乱且疏松;这些伤害能够被外源NO有效缓解.与对照相比,紫茎泽兰提取物处理黄瓜幼苗根尖根边缘细胞(RBC)的数量和细胞活率被显著抑制,分别降低54.5%和97.2%,细胞凋亡率升高12.3倍,RBC的黏胶层厚度增加31.4%,根边缘细胞根冠果胶甲基酯酶(PME)活性显著增加.与紫茎泽兰提取物处理相比,提取物胁迫下添加外源NO处理的RBC数量和细胞活率分别增加72.4%和146.0%,细胞凋亡率和RBC黏胶层厚度分别降低30.7%和15.0%,PME活性在处理72 h时降低了14.3%.紫茎泽兰提取物对黄瓜RBC产生细胞毒性,诱导细胞发生凋亡和死亡,破坏RBC对根尖的保护,提取物进一步对根尖产生胁迫伤害,破坏根尖的组织结构.外源NO可以在一定程度上缓解提取物对黄瓜根尖及RBC的化感胁迫伤害.     

外源EBR和NO信号对低温胁迫下玉米种胚抗氧化系统和低温响应基因表达的影响

以玉米主栽品种先玉335为试材,研究24-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下玉米种胚抗氧化能力和低温响应基因表达的影响.结果表明:EBR浸种处理后,玉米种子活力指数和早期幼苗生长显著提高,种胚中超氧自由基(O2(-))含量明显降低,抗氧化酶(包括超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT和谷胱甘肽还原酶GR等)活性和非酶类抗氧化物质谷胱甘肽GSH及脯氨酸含量升高,同时促进一氧化氮(NO)的累积,而使用NO清除剂c-PTIO和NO合成酶抑制剂L-NAME处理后,种胚中CAT、POD和脯氨酸含量有所下降,但是外源NO可提高种胚中CAT、POD和脯氨酸的含量,表明EBR诱导的玉米种胚抗氧化能力增加是通过NO介导的.低温胁迫诱导玉米幼胚中P5CS1、CBF1、CBF3和COR15a等基因的表达,EBR处理基因表达进一步提高,而c-PTIO和L-NAME处理基因表达降低;NO供体SNP则提高了这些基因的表达,这表明EBR可能通过NO途径调控低温响应基因的表达.可见,外源EBR可通过NO途径增强玉米种胚抗氧化能力和调控低温响应基因的表达,进而提高低温胁迫的耐受性.     

种子引发对盐胁迫下高粱幼苗生物量分配和渗透物质含量的影响

以Tx623A×89-363和黑30A×大粒早2个高粱杂交组合为试验材料,100mmol.L-1NaCl溶液对种子进行引发处理。设计0、50、100和150mmol·L-1NaCl溶液模拟盐胁迫,研究种子引发对盐胁迫下高粱幼苗不同器官生物量分配、可溶性物质含量和Na+、K+离子吸收的影响。结果表明:种子引发处理促进了幼苗生长,幼苗总干物质量增加,根系生物量比和根冠比也不同程度增大;150mmol·L-1盐胁迫下,引发处理,Tx623A×89-363根系生物量比、根冠比和总干物质量分别比其未引发处理高5.4%、6.2%和7.5%,黑30A×大粒早总干物质量也比其未引发处理高10.9%,引发处理显著提高了幼苗叶片和根系可溶性糖和脯氨酸的含量;150mmol·L-1盐胁迫下,Tx623A×89-363引发处理幼苗叶片和根系可溶性糖和脯氨酸含量分别比其未引发处理高9.4%、10.0%和8.5%、20.2%,黑30A×大粒早则高4.8%、7.1%和19.3%、26.4%;引发处理还显著降低了2品种幼苗茎叶和根系的Na+/K+值,150mmol·L-1盐胁迫下,Tx623A×89-363幼苗茎叶和根系Na+/K+降低了16.7%和20.6%,黑30A×大粒早降低了5.5%和13.2%。试验结果证明,引发处理在一定程度上提高了高粱幼苗对盐胁迫的适应性,引发处理在品种间产生的效应不同,对弱耐盐性品种效应优于耐盐性品种。     

紫茎泽兰提取物对3种杂草的化感胁迫作用

为探讨紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)提取物对植物种子萌发和早期幼苗生长的影响及其生理机理,以稗草(Echinochloa crusgalli)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)和反枝苋(Amaranthus retroflexus)3种常见的田间杂草为材料,采用根悬空培养等方法,研究了不同浓度紫茎泽兰提取物对3种杂草种子萌发和幼苗生长、根尖组织结构、根系边缘细胞(root border cell,RBC)生理特性和根冠果胶甲基酯酶(pectin methyl esterase,PME)活性的影响。结果发现:紫茎泽兰提取物对3种植物种子萌发均具有明显的抑制作用;1000 mg/L紫茎泽兰提取物处理后,3种杂草幼苗的根尖均有不同程度的伤害,如根尖肿胀、抽缩或变形;根尖表层细胞脱落、内层细胞排列混乱。紫茎泽兰提取物处理能显著抑制3种杂草幼苗根尖RBC的数量(分别比对照降低了44.5%、48.3%和64.0%);诱导RBC凋亡(凋亡率分别达到81.7%、91.3%和97.1%)并显著增加RBC的黏胶层厚度(分别比对照增加了99.0%、65.5%和61.1%)及诱导PME活性升高。这些结果表明:紫茎泽兰提取物抑制了3种杂草根边缘细胞的产生,并诱导了根尖边缘细胞凋亡,因而破坏了根边缘细胞对根尖的保护系统,最终抑制了根系的生长发育。研究为将紫茎泽兰提取物用于植物源除草剂的开发提供了理论依据。