黄瓜幼苗光合作用对高温胁迫的响应与适应

以‘津优35号’黄瓜幼苗为试材,研究高温(HT: 42 ℃/32 ℃)和亚高温(SHT: 35 ℃/25 ℃)胁迫对黄瓜幼苗光合作用及生长量的影响.结果表明: 高温、亚高温明显抑制幼苗生长.随着胁迫时间的延长,黄瓜幼苗叶片的光合速率(P_n)逐渐降低,胞间CO₂浓度(C_i)趋于升高,气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)、光呼吸速率(P_r)和暗呼吸速率(D_r)先上升后下降,高温、亚高温引起P_n降低的主要原因是非气孔限制.高温、亚高温可使黄瓜幼苗叶片的暗下光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光下实际光化学效率(Φ_PSII)、光化学猝灭系数(q_P)和电子传递效率(ETR)显著降低,初始荧光(F_o)和非化学猝灭系数(NPQ)逐渐升高.随着胁迫时间的延长,HT处理的RuBP羧化酶(RuBPCase)和Rubisco活化酶(RCA)活性及其mRNA表达量逐渐降低,而SHT处理的胁迫初期变化不大,3 d后趋于降低;HT和SHT处理的景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性与mRNA表达均呈先升高后降低趋势.可见,适宜光强下短时亚高温处理黄瓜幼苗不会产生明显光抑制,高温胁迫会对其PSⅡ反应中心造成严重损伤;光合酶受高温胁迫诱导,但其诱导效应与温度升高幅度和高温持续时间有关.     

CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

以CsRCA超表达黄瓜株系T1-7、T1-2和野生型‘08-1’为试材,在三叶一心时用光照培养箱模拟高温环境[40℃,光量子通量密度(PFD)600μmol·m~(-2)·s~(-1)],研究了CsRCA超表达对高温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理.结果表明:CsRCA超表达可显著提高转基因黄瓜幼苗核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)大、小亚基的mRNA表达量,Rubisco和Rubisco活化酶(RCA)活性亦显著高于野生型植株.高温胁迫2 h后,超表达和野生型黄瓜幼苗的光合速率(P_n)、以吸收光能为基础的光化学性能指数(PIABS)、Rubisco活性和RCA活性及其mRNA表达量均显著降低.经JIP-test分析发现,高温胁迫导致叶绿素荧光快速诱导动力学曲线中K点明显上升,而捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A下游的其他电子受体的概率(Ψ_o)和用于电子传递的产额(φ_(E0))均显著下降,说明PSⅡ放氧复合体(OEC)和Q_A之后的电子传递链在高温下受到抑制,但是超表达植株的变化幅度要小于野生型植株.可见CsRCA超表达可以通过提高Rubisco、RCA和PSⅡ活性,缓解高温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对高温的适应性.     

高温胁迫下三唑酮对黄瓜幼苗某些生理性质的影响

研究了三唑酮浸种对黄瓜幼苗抗热性的影响。结果表明,高温胁迫下黄瓜幼苗子叶叶绿素a、b及可溶性蛋白质含量下降,Chla／b比值、游离脯氩酸和可溶性糖含量增加。20mg／L三唑酮浸种抑制了黄瓜幼苗子叶的叶绿素a、b和可溶性蛋白质含量的下降及可溶性糖含量的增加,但脯氨酸含量降低,Chla／b比值上升。恢复温度后子叶的叶绿素a、b及可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量与胁迫后相比均有不同程度的下降,但三唑酮处理下降的幅度低于对照。综上结果,三唑酮增强了黄瓜幼苗的耐热性。     

黄瓜花叶病毒对烟草叶片和叶绿体光合活性的影响

研究了烟草（Ｎｉｃｏｔａｎａ ｔａｂａｃｕｍ Ｌ．）感染黄瓜花叶病毒后烟草植株不同部位（顶层、中层、下层）中片的光合速率和叶绿体光化学反应的变化。感病的叶片净光合速率减少,顶层叶砬少最多。病毒侵染抑制ＰＳⅡ活性比ＰＳⅠ活性更明显,特别是顶层叶。叶绿素ａ荧光测定表明还原态Ｑ库减少,ＣＯ２同化减少。从低温荧光发射光谱图变化中发现能量分配受干扰。     

低温弱光下水杨酸对黄瓜幼苗光合作用及抗氧化酶活性的影响

为了探讨低温弱光下水杨酸（SA）对黄瓜光合功能的调控作用,以‘津优3号’黄瓜幼苗为试材,叶面喷施不同浓度的SA溶液,研究低温弱光下黄瓜幼苗气体交换参数、光化学效率、MDA含量及抗氧化酶活性的变化.结果表明：低温弱光胁迫使黄瓜幼苗叶片的光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ光下实际光化学效率（Φ_PSⅡ）及暗下最大光化学效率（F_v/F_m）明显降低,胞间CO₂浓度（C_i）显著升高,说明低温弱光下黄瓜幼苗P_n下降的主要原因是非气孔限制;低温弱光还可引起黄瓜幼苗丙二醛（MDA）含量增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,过氧化氢酶（CAT）活性降低,过氧化物酶（POD）活性先升高后降低.而胁迫前用0.5～2.5 mmol·L^-1 SA预处理幼苗,其叶片的P_n、G_s、T_r、Φ_PSⅡ、F_v/F_m及SOD、POD和CAT活性与CK（水预处理）相比均有不同程度的提高,C_i和MDA含量有所降低.表明SA可有效调控低温弱光下黄瓜幼苗叶片的光合功能,提高其低温弱光耐性,其适宜浓度为1 mmol·L^-1.     

褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响

以‘津春4号’黄瓜幼苗为试材,采用叶面喷施的方法,研究了外源褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸代谢系统的影响.结果表明:高温胁迫后,黄瓜幼苗叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显增加;还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量持续下降,脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐升高,AsA/DHA和GSH/GSSG大幅下降;抗坏血酸过氧化物酶(APx)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显升高,并在12 h达到最大.外施褪黑素能有效抑制高温胁迫下黄瓜幼苗叶片H2O2和MDA的积累,提高抗氧化物质AsA和GSH含量及抗坏血酸代谢相关酶APx、MDHAR、DHAR和GR活性,从而增强对H2O2的清除能力,抑制活性氧的产生,维持细胞膜的稳定性,减轻高温对植株造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力.     

水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响

以津春3号黄瓜为试材,对其喷施0.05、0.1和0.5 mmol/L的水杨酸(SA)溶液,并进行了昼(40±1)℃/夜(30±1)℃高温胁迫处理,研究了黄瓜幼苗四叶期叶片叶绿素荧光参数变化.结果表明,高温胁迫下幼苗叶绿素荧光参数Fo、NPQ等显著升高,Fv/Fm、Fv′/Fm′等明显降低,嫁接苗的变化趋势弱于自根苗;不同浓度的SA溶液可缓解高温胁迫对黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响,且以0.1 mmol/L的SA处理效果最优.     

外源褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响

以‘津优4号’（热敏感型）和‘美国保尔’（耐热型）黄瓜幼苗为试材,研究了叶面喷施褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响。结果显示,高温胁迫下,（1）两种黄瓜幼苗硝态氮含量先升高后降低,‘津优4号’总氮和氨态氮含量先下降后持续升高,而‘美国保尔’总氮和氨态氮含量持续上升;（2）两种黄瓜幼苗硝酸还原酶（NR）活性均先上升后下降,而谷氨酰胺合成酶（Gs）、谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）均持续下降,‘美国保尔’的4种酶活性下降幅度显著低于‘津优4号’。研究结果表明,叶面喷施褪黑素可有效缓解高温胁迫对NR、GS、GOGAT和GDH的抑制作用,显著增加硝态氮含量,降低氨态氮含量,减轻氨态氮积累对黄瓜幼苗造成的毒害作用,增强高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮素的代谢能力,减轻高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力。     

水杨酸对黄瓜幼苗抗高温胁迫能力的影响

对津绿2号黄瓜四叶期的幼苗分别喷施0、50、100和200μmol·L-1的水杨酸(SA)溶液,24h后以42℃的高温胁迫24h。结果表明:不同浓度的SA溶液均可降低黄瓜叶片中的相对电导率和丙二醛(MDA)含量,增加SOD活性,以50μmol·L-1的效果最优。但相对电导率和MDA含量的降幅及SOD活性的增幅则随SA浓度的增加而减小。     

外源脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片AsA-GSH循环和光合荧光特性的影响

以抗热性较弱的黄瓜品种‘新泰密刺'为试材,在人工气候箱内采用营养液栽培法,研究了外源脯氨酸(Pro)预处理对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环和光合荧光特性的影响.结果显示:(1)与清水处理相比,高温胁迫4 h和8 h时,Pro预处理黄瓜幼苗叶片单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性、GSH(还原型谷胱甘肽)/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值及GSH含量显著升高;(2)在高温胁迫8 h时,Pro预处理幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(q_P)均显著升高,而蒸腾速率(T_r)和非光化学淬灭系数(NPQ)降低.研究表明,外源Pro预处理可显著提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除H_2O_2能力和叶片光合能力,有效缓解高温胁迫对黄瓜叶片抗氧化系统和光合系统的伤害,从而增强植株的耐热性.     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

以黄瓜品种‘津春4号’为试材,用叶面喷施的方法,研究了高温胁迫条件下外源褪黑素(melatonin,MT)对黄瓜幼苗活性氧（ROS）代谢的影响.结果表明：外源MT能显著降低高温胁迫下黄瓜叶片超氧阴离子自由基（O₂^-.）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、电解质漏渗率（relative electric conductivity, REC）及丙二醛(MDA)含量,增强黄瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,提高抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）及可溶性蛋白质含量.说明MT预处理能抑制高温胁迫条件下黄瓜幼苗体内ROS的产生,提高抗氧化酶系的活性及抗氧化物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,减少电解质的外渗,减轻高温胁迫对幼苗造成的伤害,提高幼苗抗高温胁迫的能力.     

外源亚精胺对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素代谢的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培加营养液浇灌的栽培方式,研究了外源亚精胺( Spd)对高温胁迫(42℃)下黄瓜幼苗氮素代谢的影响.结果表明:短期高温胁迫处理,尤其是4h内,植株硝态氮含量降低而铵态氮含量升高;外源Spd预处理使幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且硝酸还原酶(NR)活性增强.较长期高温胁迫处理下,幼苗根系中硝态氮含量升高但向地上部运输受阻,根系NR钝化,根系和叶片中铵态氮含量均显著升高;高温胁迫下喷施Spd,除进一步促进根系吸收硝态氮且向地上部运输外,根系和叶片NR活性亦有所升高,从较长期的效果看,外源Spd还具有防止铵态氮过度积累、促进幼苗体内氮素代谢趋于正常的作用.     

水杨酸和油菜素内酯对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

为了探明外源水杨酸(SA)和2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理,以‘优博1-5’黄瓜为试材,用1 mmol·L^-1SA和0.1 μmol·L^-1EBR喷施预处理幼苗,每天喷1次,连喷2 d后置于低温下[10 ℃/5 ℃,光强(PFD)80 μmol·m^-2·s^-1]处理.结果表明: 低温胁迫下黄瓜幼苗生长量及净光合速率(P_n)下降;喷施SA和BER显著提高了P_n、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P),减缓了非光化学猝灭系数(NPQ)增加的幅度,同时核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、转酮醇酶(TK)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性明显升高.说明SA和EBR可以通过调节光合关键酶的活性,缓解低温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对低温的适应性.     

油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗叶片线粒体、叶绿体超微结构及光合的影响

在水培条件下,研究24-表油菜素内酯(EBR)对低氧胁迫下黄瓜幼苗叶片叶绿体和线粒体超微结构及光合的影响.结果表明:与正常通气条件相比,低氧胁迫下表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)显著降低,而光补偿点(LCP)、暗呼吸速率(Rd)和CO2补偿点(CCP)显著升高;低氧胁迫并添加油菜素内酯处理下,CE与低氧胁迫处理相比显著提高29.4％,而LCP和Rd分别显著下降15.0％和14.4％.光响应Pn-PPFD曲线和CO2响应Pn-Ci曲线表明,低氧胁迫下净光合速率(Pn)增幅降低,而添加油菜素内酯有利于Pn增幅的提高.低氧胁迫下叶绿体和线粒体结构受到伤害,而油菜素内酯可以缓解低氧胁迫对黄瓜幼苗叶绿体和线粒体超微结构的不良影响,使叶片维持较好的光合性能.     

硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响

采用砂基培养的方法,研究硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响.结果表明加硅处理能使低温胁迫下的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高:丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O₂^-)产生速率显著下降,叶片质膜透性降低;硅提高了低温胁迫下黄瓜幼苗的可溶性蛋白质和叶绿素含量、叶绿素a/b比值及植株生物量.因此,硅可以减弱低温胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

外源Spd对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化及质子泵活性的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培养加营养液浇灌的栽培方式,研究了叶面喷施外源亚精胺(Spd)对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化程度、质子泵活性及其基因表达的影响.结果表明:高温胁迫下,外源Spd促进黄瓜幼苗株高、茎粗、干、鲜质量和叶面积显著增加,有效抑制叶片相对电导率、丙二醛(MDA)含量和脂氧合酶(LOX)活性的升高,有助于提高叶片细胞质膜和液泡膜H+ -ATPase活性,但在基因表达水平上无显著差异.外源Spd可显著降低黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化程度,提高质子泵活性,从而稳定膜的结构和功能,缓解高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高幼苗对高温胁迫的耐性.     

高温胁迫下番茄幼苗对冷激的响应

高温逆境是影响夏秋季蔬菜设施集约化育苗质量的主要因素之一,利用温度逆境诱导植物产生交叉适应是植物获得抗逆性的一种有效手段.为探索冷激强度对番茄幼苗高温胁迫的缓解效应,试验采用人工气候箱模拟夏季设施中的高温胁迫,研究了不同冷激温度(5、10、15 ℃)和冷激持续时间(10、20、30 min)对番茄幼苗生长、生物膜保护系统的影响,并研究了单次适宜冷激处理对番茄小分子热激蛋白LeHSP23.8和CaHSP18基因表达的影响.结果表明： 在高温胁迫前对番茄幼苗进行冷激处理可以抑制其下胚轴的伸长和株高的生长.冷激缓解番茄幼苗高温胁迫的效应在不同冷激温度下表现出不同的变化趋势;5 ℃冷激处理抑制了番茄幼苗抗氧化酶活性的升高,使细胞膜透性增大,对幼苗产生伤害;10 ℃冷激处理对番茄幼苗高温胁迫的缓解效应随冷激时间的延长呈降低趋势;而15 ℃冷激处理缓解番茄幼苗高温胁迫的效应随冷激时间的延长呈增加趋势.适宜冷激温度和冷激持续时间能够诱导番茄幼苗对高温逆境的交叉适应性,在高温胁迫前将番茄幼苗进行温度为10 ℃、持续10 min的冷激处理效果最佳,与对照相比,显著提高了高温胁迫下番茄幼苗植株单株干质量和壮苗指数,降低了番茄幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量,促进了脯氨酸和可溶性蛋白的积累,提高了番茄幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 3种抗氧化酶活性,并诱导了小分子热激蛋白基因LeHSP23.8和CaHSP18在常温条件下的上调表达.
     

钙与脱落酸对干旱胁迫下黄瓜幼苗光合及相关酶活性的影响

为探讨在干旱胁迫下钙与脱落酸对黄瓜幼苗光合作用及相关酶活性的影响,以黄瓜为试材,正常营养液栽培为对照,利用PEG-6000(聚乙二醇)营养液添加模拟干旱胁迫,设干旱胁迫条件下幼苗叶片喷施清水、脱落酸(ABA)、CaCl₂+ABA、LaCl₃(钙离子通道抑制剂)+ABA及EGTA(钙离子螯合剂)+ABA等5个处理.结果表明: 干旱胁迫抑制了黄瓜幼苗的营养生长、降低了幼苗叶片的抗氧化酶和硝酸还原酶活性,以及光合作用和荧光参数等,通过叶面喷施ABA减小了幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及光合作用(P_n、g_s)和荧光参数(F_v′/F_m′、q_P和ETR)的下降幅度,有效缓解了干旱胁迫对植株造成的伤害;喷施CaCl₂+ABA显著促进了ABA的这种正向缓解作用,而喷施LaCl₃+ABA和EGTA+ABA都没有表现出促进作用.     

外源褪黑素对高温胁迫下菊花光合和生理特性的影响

以切花菊品种'神马'为试材,研究外源褪黑素(MT)对菊花抗高温胁迫的影响.将供试菊花叶面喷施200 μmol·L-1的MT后,进行40℃(昼)/35℃(夜)高温胁迫,观察菊花叶片叶绿体和内囊体超微结构,测定光合和生理指标.结果表明:与常温对照(CK)相比,高温胁迫下菊花叶片叶绿体和类囊体受损,叶绿素含量和最大荧光(Fm...