干旱胁迫对霸王水分生理特征及细胞膜透性的影响

以2年生霸王为试验材料,用盆栽人工控制土壤水分,研究不同梯度土壤水分条件对霸王水分生理特征、丙二醛含量和细胞膜相对透性的影响.结果表明,与充足供水对照(土壤重量含水量为23%)相比,在严重干旱胁迫(土壤含水量为3%)20 d和45 d时,霸王叶水势和叶片相对含水量分别显著降低70.87%和45.54%、26.81%和12.66%;相应的叶片MDA含量和细胞膜相对透性分别显著增加33.81%和21.78%、17.51%和14.98%;严重干旱胁迫30 d使得霸王叶片保水力显著下降;同时随着土壤干旱胁迫程度的增强,霸王日蒸腾耗水量持续下降,且严重干旱胁迫处理的蒸腾耗水量日变化为水平直线型,其余处理均为单峰型.研究发现,严重干旱胁迫下随着胁迫时间的延长,霸王叶水势和叶片相对含水量有增加趋势,而叶片MDA含量和细胞膜相对透性则有减小趋势,它能够通过自身的调节机制,逐渐改善叶片水分状况,降低细胞膜伤害程度,从而适应严重干旱环境.     

干旱胁迫对坡柳等抗旱树种幼苗膜脂过氧化及保护酶活性的影响

以金沙江干热河谷主要树种坡柳、银合欢、山毛豆实生幼苗为材料,通过盆栽苗自然干旱胁迫,同时以浇水处理为对照,研究了干旱胁迫对坡柳、银合欢、山毛豆3个树种丙二醛含量、膜相对透性及保护酶活性的影响。结果表明,干旱胁迫下3个树种幼苗的细胞膜透性、MDA及SOD, POD酶活性都发生了变化,只是变化的幅度和进程不同。干旱胁迫对银合欢膜系统损伤生成的主要降解产物不是MDA;山毛豆清除活性氧毒害作用主要不是通过SOD和POD的作用;通过叶片相对保水力测定及膜透性、MDA相对含量、酶活性变化情况的分析,3个树种中坡柳耐旱性最强,其次为银合欢,山毛豆居后。     

辣椒开花结果期对干旱胁迫的形态与生理响应

在遮雨网室选用抗旱性较强的农城椒二号和抗旱性较弱的陕蔬2001,研究辣椒在轻度、中度和重度干旱胁迫下不同时间的生长、产量、渗透调节物质、保护酶活性的变化规律及其生理调节机制。结果表明:随干旱胁迫时间的延长,辣椒的株高、分枝数、叶面积、单位面积产量、叶绿素含量和叶片相对含水量的抗旱系数呈下降趋势,下降速率与干旱胁迫程度呈正相关,与品种的抗旱性呈负相关;脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性和可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度低于抗旱性弱的材料;可溶性糖含量的相对值在轻度和中度干旱胁迫下呈上升趋势,在重度干旱胁迫下呈上升—下降趋势,且抗旱性强的材料上升速度大于抗旱性弱的材料。相关分析表明,干旱胁迫下,产量与株高、分枝数、叶片叶绿素含量、叶面积、叶片相对含水量抗旱系数呈显著正相关;与细胞膜透性、CAT活性和可溶性蛋白含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析表明,用作辣椒抗旱性鉴定的主要指标是单株产量、株高、叶面积、分枝数、可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、叶绿素含量和细胞膜透性及叶片相对含水量,叶片POD、SOD、CAT活性、脯氨酸含量可做为辣椒抗旱性鉴定的次要鉴选指标。     

钴对干旱胁迫下大豆幼苗叶片的保护作用及其机理

报道了钴对干旱胁迫下大豆幼苗叶片多胺含量、活性氧水平、抗氧化酶活性及细胞膜透性的影响,揭示了钴对干旱胁迫下大豆幼苗叶片的保护作用及机制.结果表明,CoCl₂(30 μmo·L^-1)可以显著抑制干旱胁迫下乙烯的产生.在干旱胁迫0～12 d,CoCl₂对叶片丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量无显著影响.当干旱胁迫持续15～21 d,CoCl₂显著抑制叶片多胺氧化酶及二胺氧化酶活性的提高,使腐胺、精胺和亚精胺含量的下降幅度减小.CoCl₂显著提高了抗氧化酶的活力,有效抑制了胁迫后期(15～21 d)MDA含量的增加,减轻了叶绿素含量和细胞膜稳定指数的下降.可以认为,当大豆幼苗叶片由于持续干旱而遭受较为严重的细胞伤害时,CoCl₂通过抑制乙烯产生、抑制多胺含量下降以及提高抗氧化酶的活性,缓解了活性氧的累积和细胞膜透性的破坏,对干旱胁迫下大豆幼苗叶片具有一定的保护作用.     

PEG胁迫对文冠果种子萌发和幼苗生理特性的影响

在种子发芽箱中,以清水为对照,用5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%共7个浓度聚乙二醇(PEG-6000)溶液浇灌栽培基质,观察文冠果种子的萌发和幼苗生长情况,以及幼苗叶片脯氨酸、丙二醛的含量和细胞膜相对透性的变化,探讨文冠果种子萌发对土壤水分的要求及其幼苗忍耐干旱的能力。结果显示:(1)在PEG浓度5%～35%范围内,文冠果种子发芽率、成苗率、幼苗根长和细胞膜透性均随着胁迫强度的增加呈明显的下降趋势;细胞膜透性随着胁迫强度的增加先升高后降低,但脯氨酸、丙二醛含量和幼苗根数量则呈现逐渐上升趋势。(2)5%的PEG浓度能够促进文冠果种子萌发,提高成苗率和根数量,降低幼苗死亡率;5%～10%的PEG能够明显促进苗高生长,但对根长影响不大;当PEG浓度高于15%后,种子萌发受到抑制,成苗率明显降低。(3)当PEG浓度高于25%时幼苗死亡率急剧上升,幼苗脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜透性显著增加,细胞膜结构受到严重伤害。研究表明,低浓度PEG处理有利于文冠果种子萌发和幼苗生长,但过高浓度却对文冠果种子萌发和幼苗生长具有一定的抑制作用;文冠果种子萌发及其幼苗可忍受5%～25%的PEG渗透胁迫,即文冠果种子萌发和幼苗生长可忍受土壤水势为-7.94～-11.05MPa的干旱胁迫。     

干旱胁迫下多裂骆驼蓬(Peganum multisectum Bobr)叶片乙烯释放和多胺含量变化与活性氧积累的关系

通过盆栽土培试验研究了干旱胁迫下多裂骆驼蓬(Peganum multisectum Bobr)叶片乙烯释放、多胺含量、活性氧水平及细胞膜透性的动态变化.结果表明,随着土壤干旱强度的增加和胁迫时间的延长,多裂骆驼蓬叶片内丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性呈递增变化趋势;轻度胁迫下,乙烯产生速率、多胺(Put、Spm、Spd)、活性氧(O2-·、H2O2)和MDA含量及多胺氧化酶(PAO)活性随胁迫时间延长无明显变化;中度和重度胁迫初期(胁迫后0～30d)腐胺(Put)、精胺(Spm)和亚精胺(Spd)含量快速提高,乙烯生成速率下降,而O2-·、H2O2、MDA含量和PAO活性相对平稳;胁迫后期(胁迫后45～75d)乙烯生成速率增高,Put、Spm和Spd含量下降, O2-·、H2O2和MDA含量大幅度增加,膜透性增大,且乙烯释放与O2-·、H2O2含量呈显著正相关.表明中度和重度胁迫下多裂骆驼蓬叶片存在乙烯和多胺合成的相互制约,乙烯释放增加诱导活性氧积累导致膜透性急剧增大.     

干旱胁迫下小麦叶片的电阻抗图谱参数与生理参数的关系

通过盆栽实验,在适宜水分、中度干旱和严重干旱水分条件下,分别测定了3个不同抗旱类型的7个小麦品种叶片的电阻和电抗以及保护酶活性、MDA含量、细胞膜相对透性、脯氨酸和含水量等生理参数,并拟合了胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数等电阻抗图谱参数,分析了叶片的电阻抗图谱参数与生理参数之间的相关性。结果表明,在受到水分胁迫后,小麦叶片的CAT、POD活性较适宜水分条件下降低,MDA含量、细胞膜相对透性和脯氨酸含量增加,含水量减小;胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数在品种间差异均极显著(P<0.01),而仅胞内电阻在水分处理间差异显著(P<0.05);在适宜水分条件下,胞外电阻与细胞膜透性有显著负相关,驰豫时间与丙二醛、含水量之间有显著正相关,而在严重干旱条件下,驰豫时间分布系数与丙二醛含量之间有显著正相关,胞内电阻与含水量之间有显著负相关。可见,胞内电阻和驰豫时间分布系数在一定程度上反映了小麦叶片受水分胁迫的程度。     

钙对烟草叶片热激忍耐和活性氧代谢的影响

热胁迫导致烟草叶片细胞膜系统显著受损,表现为SOD活性降低和MDA含量明显升高,叶片叶绿素含量下降,活性氧增加。10 mmol/L CaCl2溶液处理烟草幼苗后,能有效降低热胁迫下叶片细胞膜透性,维持较高的SOD和CAT等抗氧化酶活性,减缓 O-·2 形成和膜脂过氧化反应。研究结果表明,CaCl2处理提高了烟草叶片膜稳定性和膜保护酶活性,有利于保护细胞膜结构,降低高温对烟草幼苗的伤害。钙离子螯合剂EGTA能在一定程度上降低烟草叶片的抗热性。     

钙对烟草叶片热激忍耐和活性氧代谢的影响

热胁迫导致烟草叶片细胞膜系统显著受损,表现为SOD活性降低和MDA含量明显升高,叶片叶绿素含量下降,活性氧增加。10mmol/LcaCl2溶液处理烟草幼苗后,能有效降低热胁迫下叶片细胞膜透性,维持较高的SOD和CAT等抗氧化酶活性,减缓O2^-形成和膜脂过氧化反应。研究结果表明,CaCl2处理提高了烟草叶片膜稳定性和膜保护酶活性,有利于保护细胞膜结构,降低高温对烟草幼苗的伤害。钙离子螯合剂EGTA能在一定程度上降低烟草叶片的抗热性。     

干旱胁迫下La^3＋在小麦幼苗叶片受伤害中的作用研究

低浓度 L a3 +叶喷小麦整株幼苗后 ,随着干旱处理时间的延长 ,除对叶片相对含水量没有影响外 ,却对叶细胞膜相对透性、丙二醛产生量、O- ·2 和 H2 O2 的产生速率均有影响 ,其变化趋势与不加 La3 + 叶喷的正常和干旱处理的小麦整株叶片相比较 ,变化曲线上升部分却下降 ,下降部分却略有升高。表明 L a3 +可抑制干旱胁迫后引起的小麦幼苗叶片细胞膜相对透性增加 ,降低干旱胁迫引起的膜脂过氧化产物 MDA含量 ,抑制 O- ·2 产生速率 ,减少叶片中 H2 O2积累 ,阻止 Fe2 + 的继续生成 ,限制了由 Fe2 + 催化的 Haber- Weiss和 Fenton反应中底物 O- ·2 和生成· OH的生成速率 ,使小麦叶片中· OH产生量相对减少 ,降低了叶细胞膜脂过氧化水平 ,减轻膜伤害 ,起到了保护、防止膜免受干旱胁迫引起的伤害     

烤烟品种抗旱性的早期鉴定技术研究

通过固体平板培养技术,研究烟苗在干旱胁迫条件下与抗旱性密切相关的指标,对5个烤烟品种进行了抗旱性鉴定,并用隶属函数法对烤烟品种的抗旱性进行综合评价。结果表明,同一烤烟品种在干旱胁迫与正常条件下相比,其鲜重、主根长、侧根总长、根系活力、叶绿素含量及质膜透性差异显著,鲜重、侧根总长及质膜透性可作为烤烟抗旱性的敏感指标;不同烤烟品种的抗旱性有明显差异,5个品种抗旱性大小表现为:NC82 > RG11 > 红花大金元 > G28 > K326。本技术可用于烤烟品种抗性筛选。     

不同启动子调控转GhCDPK1基因烟草的抗逆性研究

为探究不同启动子对陆地棉GhCDPK1基因抗逆功能的影响,该研究克隆了长度为824bp和1 524bp的2个拟南芥RD29A的启动子序列,分别构建了35S启动子和2个RD29A启动子驱动的GhCDPK1融合表达载体,并利用农杆菌介导法转化烟草,分析了其驱动的转GhCDPK1基因烟草,在逆境胁迫处理后的表型变化,叶绿素、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以及细胞膜透性的生理变化。结果显示:RD29A启动子驱动的转GhCDPK1基因烟草,比35S启动子驱动表现出更强的耐逆性,其叶绿素含量、脯氨酸含量以及POD、SOD活性都高于35S启动子,而MDA含量与细胞膜的通透性低于35S启动子,且1 524bp的RD29A2启动子片段驱动转GhCDPK1基因烟草的耐胁迫能力比824bp启动子片段更强。     

转SOD基因对烟草抗旱性和相关生理指标的影响

以近等基因系烟草(非转基因品系、转Fe-SOD基因品系和转Mn-SOD基因品系)为材料,研究了盆栽条件下转SOD基因对烟草抗旱性的影响。结果显示:外源Mn-SOD基因的导入能切实提高烟草抗旱能力,而导入的Fe-SOD基因虽能提高烟草体内的SOD活性水平,但不能提高烟草的抗旱性,说明Mn-SOD可能与烟草的抗旱性关系较大;当遭受干旱胁迫时,所导入的2种SOD基因可能在某种程度上影响了植物体内MDA、蛋白质、光合作用以及脯氨酸等的正常生理代谢;脯氨酸、MDA、蛋白质等生理指标的变化在抗旱与不抗旱品系之间并没有表现出明显的规律性,因此能否作为抗旱育种的重要指标应该通过更多的试验来确定。     

过表达NtMYB4a基因增强烟草抗旱能力

为探究转录因子NtMYB4a参与调控烟草(Nicotiana tabacum)抵抗干旱胁迫的能力,以NtMYB4a过表达株系(OE)、敲除株系(KO)和野生型(WT)为材料,通过盆栽实验模拟自然干旱胁迫,对比分析三个株系在干旱胁迫0、2、4、6、8 d和复水2 d后的光合特征、根系活力、叶绿素、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶活性等指标。结果表明,OE株系的净光合速率(Pn)、根系活力、叶绿素含量、Pro含量以及SOD、POD和CAT活性均显著高于WT株系,而蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、MDA含量则显著低于WT株系;KO株系多数时期Pn、根系活力、叶绿素含量、Pro含量及SOD、POD和CAT活性显著低于WT株系,Tr、Gs、MDA含量则显著高于WT株系。因此,超表达NtMYB4a可能通过提高烟草的光合能力、根系活力和抗氧化酶活性,减少细胞膜损伤来提高烟苗抗旱性。     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比

研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理（PEG-6000）和盐处理（NaCl）的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^＋可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。     

珍稀濒危植物堇叶紫金牛对持续干旱的生理响应

采用盆栽控水法,研究了珍稀濒危植物堇叶紫金牛(Ardisia violacea)在持续干旱条件下的生理响应。随着持续干旱时间的延长,堇叶紫金牛应对持续干旱的阶段可分为适应期、轻度干旱期、中度干旱期和重度干旱期。在适应期和轻度干旱期,堇叶紫金牛叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量稳定在一个较低水平,可溶性蛋白质含量先下降后快速上升,细胞膜系统和抗氧化酶系统能主动进行生理调节;中度干旱期,丙二醛(MDA)含量和质膜相对透性迅速升高,细胞膜系统受损加剧,游离脯氨酸、可溶性糖含量均急剧增加,对抵御干旱起到重要的渗透调节作用。在轻度干旱期和中度干旱期,光合色素中叶绿素a和叶绿素b含量显著提高,以抵抗干旱胁迫。重度干旱期,细胞膜系统、抗氧化酶SOD、游离脯氨酸和可溶性糖含量上升,但MDA略微下降,这时可能达到植物耐受干旱的极限,不再发生膜脂过氧化作用。综上表明,堇叶紫金牛具有较强的耐旱性,RWC为49.94%是细胞膜系统、抗氧化酶系统和渗透调节物质含量变化的拐点,渗透调节和抗氧化酶系统的主动适应是其耐旱的主要机制。     

干旱胁迫对鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生理特性的影响

为探明鹿角杜鹃种子萌发和幼苗生长期的耐旱性,以鹿角杜鹃干种子和90d苗龄幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟不同程度的干旱胁迫,研究干旱胁迫对其种子萌发、早期幼苗生长及幼苗的细胞膜透性、MDA含量、有机渗透调节物质和抗氧化酶活性的影响,并对种子萌发率、早期幼苗生长量与PEG胁迫浓度间进行了回归分析。结果表明:(1)5%~25%PEG胁迫范围内,随着干旱胁迫程度的增加,鹿角杜鹃种子的发芽启动时间推迟,发芽持续时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗生长量显著降低;重度干旱胁迫(25%PEG)下,鹿角杜鹃种子完全未萌发。(2)发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗生长量的变化均与干旱胁迫程度呈极显著负相关关系,回归分析求得鹿角杜鹃种子萌发的半致死PEG干旱胁迫浓度为15.68%、半致矮PEG干旱胁迫浓度为15.37%。(3)随着PEG胁迫浓度的增加,鹿角杜鹃幼苗叶片SOD活性呈先升后降的趋势,但各胁迫处理仍显著高于CK(0%PEG);细胞膜透性、MDA、脯氨酸、可溶性糖含量、POD和CAT活性则在中度(15%~20%PEG)和重度胁迫下显著升高,与干旱胁迫程度呈极显著正相关关系。研究表明,干旱胁迫显著抑制了鹿角杜鹃种子萌发和早期幼苗生长,使其细胞膜受到损伤,同时鹿角杜鹃可通过体内渗透调节物质和抗氧化酶活性的增加来适应干旱环境,使得自身受抑制、损伤程度降到最低。     

钙对低温胁迫的烟草幼苗某些酶活性的影响

用CaCl2 浸种处理烟草种子 ,研究了钙对烟草幼苗某些酶活性的影响。结果表明 :CaCl2 浸种能够提高烟草幼苗结合态钙和膜保护酶活性 ,降低膜透性和MDA(丙二醛 )含量。在低温胁迫条件下 ,Ca2 浸种处理的烟草幼苗SOD、CAT和POD等保护酶活性下降程度较未经处理的轻 ,细胞相对电导率低。恢复生长后 ,幼苗膜透性和保护酶活性恢复较快。CaM(钙调素 )特异性抑制剂CPZ(氯丙嗪 )能部分抑制Ca2 提高SOD、CAT和POD活性的作用