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.     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗氮化合物和硝酸还原酶活性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮(nitric oxide,NO)对50 mmol?L-1NaCl胁迫下黄瓜(Cucu-mis sativusL.)幼苗根系和叶片内硝酸还原酶(nitrate reductase,NR)活性、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4 -N)及可溶性蛋白含量的影响.结果表明:100μmol?L-1外源NO供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)能明显提高NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系内NR的活性,缓解由于盐胁迫造成的NO3--N含量的下降,减少NH4 -N在植株体内的过量积累,提高渗透调节物质可溶性蛋白的含量,从而减轻由于盐胁迫对黄瓜幼苗植株造成的伤害.     

外源CaCl2对NaCl胁迫下酸枣幼苗氮代谢的影响

为了研究CaCl₂对NaCl胁迫下酸枣幼苗根、茎、叶的氮代谢影响,探索钙缓解幼苗NaCl胁迫的作用途径。该研究以酸枣幼苗为试验材料,检测不同浓度CaCl₂(0、5、10、20 mmol/L)对NaCl(150 mmol/L)胁迫下幼苗叶片H₂O₂、O^-·₂含量,根、茎、叶中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性及游离氨基酸、可溶性蛋白、硝态氮含量的影响,并采用主成分分析法筛选出评价CaCl₂缓解NaCl胁迫效应的生理指标。结果表明：与NaCl胁迫相比,盐胁迫幼苗叶片的H2O₂、O^-·₂积累量在5、10 mmol/L CaCl₂处理下显著减少;GOGAT活性在5、10 mmol/L CaCl₂处理下的植株根和茎内以及各浓度 CaCl₂处理的叶内均显著升高, GS、NR活性在10、20 mmol/L CaCl₂处理的根内和10 mmol/L CaCl₂处理的茎内以及5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高;可溶性蛋白含量在5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的根、茎、叶内均显著升高,游离氨基酸含量在10、20 mmol/L CaCl₂处理的根和茎内以及10 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高,硝态氮含量在10 mmol/L CaCl₂处理的根和茎内以及5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高。研究发现,150 mmol/L NaCl胁迫对酸枣幼苗造成明显过氧化伤害,抑制了体内氮代谢;外源CaCl₂可通过促进幼苗根和茎内GS/GOGAT循环对NH₄⁺的同化作用,提高叶片NR活性,加快硝态氮的转化速率,从而增强幼苗对NaCl胁迫的适应性,并以10 mmol/L CaCl₂处理缓解效果最佳;游离氨基酸、GOGAT、NR可以作为CaCl₂缓解幼苗NaCl胁迫伤害的评价指标。     

外源NO对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长和根系谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响

以津春2号黄瓜为材料,采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮(NO)对黄瓜幼苗生长和根系谷胱甘肽抗氧化酶系统的影响.结果表明,(1)正常生长条件下添加NO能促进黄瓜幼苗生长,而添加亚甲基蓝(MB-1)显著抑制黄瓜幼苗的生长;(2)添加NO显著缓解了NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制,提高根系还原型谷胱甘肽(GSH)含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,而氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量略有下降,同时缓解了NaCl胁迫下抗坏血酸(ASA)含量的下降幅度;(3)NaCl胁迫下添加NO的同时添加MB-1可部分解除NO的作用,与NaCl胁迫下单独添加NO处理比较,GR活性、GSH和ASA含量均降低,GSSG含量提高,APX先升高后下降.研究发现,外源NO可能通过鸟苷酸环化酶(cGC)介导来调节NaCl胁迫下黄瓜幼苗根系GR活性和GSH、GSSG、ASA含量,提高抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量,增强植株对活性氧的清除能力,减少膜脂过氧化,缓解NaCl胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害.     

NaCl胁迫对茄子嫁接幼苗叶片抗坏血酸和谷胱甘肽代谢的影响

以Torvum Vigor为砧木,栽培品种苏崎茄为接穗,研究NaCl胁迫对茄子嫁接苗和自根苗抗氧化物质含量和H2O2产生及清除酶活性的影响.结果表明;(1)NaCl胁迫可诱导叶片中H2O2的产生,导致膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累,嫁接苗叶片中H2O2和MDA的含量显著低于自根苗.(2)在NaCl胁迫下,嫁接苗叶片中谷胱甘肽还原酶(GR)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性上升,自根苗则下降;NaCl胁迫促进了嫁接苗还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的合成,嫁接苗叶片中AsA和GSH的含量显著高于自根苗.由此认为,茄子嫁接苗耐盐性优于自根苗的原因之一在于嫁接苗保持较快的AsA-GSH循环,从而保证GSH和AsA的再生以减轻氧化损伤.     

NO3-胁迫对草莓幼苗光合特性和氮代谢的影响

沙培条件下,以16 mmol NO₃^-·L^-1为对照,研究不同浓度NO₃^-(64、112 和160 mmol·L^-1)对草莓幼苗光合特性和氮代谢的影响.结果表明： 处理8 d后,随NO₃^-浓度的增加,草莓叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和光化学猝灭系数(q_P)均显著降低,当NO₃^-浓度达到160 mmol·L^-1时,较对照分别降低67.7%、68.4%、35.7%、23.2%、26.9%;非光化学猝灭系数(q_N)逐渐升高,64、112 和160 mmol NO₃^-·L^-1处理较对照分别升高4.4%、10.9%、75.8%;胞间CO₂浓度(C_i)呈先降低后升高趋势,气孔限制值(L_s)呈先升高后降低趋势.随NO₃^-浓度增加,草莓叶片及根系中硝态氮、铵态氮、全氮和凯氏氮含量逐渐增加,蛋白氮含量减少.硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷氨酸脱氢酶(GDH)活性均随NO₃^-浓度增加呈现先升高后降低趋势.随NO₃^-处理浓度增加草莓幼苗叶片净光合速率下降,PSⅡ电子传递受阻,氮素积累,高浓度下氮代谢酶活性降低,营养液中NO₃^-浓度为64 mmol·L^-1时开始产生胁迫,不利于草莓幼苗的生长.     

低氧胁迫下钙对樱桃根系功能及氮代谢的影响

以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究短期低氧胁迫下钙对其根系功能及氮代谢的影响.结果表明:与对照相比,低氧加钙处理的樱桃植株根系活力显著升高,根系呼吸速率抑制作用明显减轻,与氮代谢相关的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性也显著升高,从而为低氧逆境下樱桃根系的吸收作用提供足够的能量,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,缓解了樱桃的低氧伤害,且10 mmol·L-1 Ca2+处理的缓解效果优于5 mmol·L-1处理;低氧缺钙处理的樱桃植株根系活力显著下降,根系呼吸速率抑制作用明显加重,NR、GS及NADH-GDH活性显著降低;表明适当提高生长介质中的Ca2浓度可缓解低氧胁迫对樱桃根系的伤害.     

钙对NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物代谢的影响

以‘克新一号’马铃薯品种为试验材料,采用组织培养方法,研究了0、5、10、15、20mmol·L-1 CaCl2对0、25、50、75mmol·L-1 NaCl胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物含量及相关酶活性的影响。结果表明,(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,马铃薯脱毒苗叶片淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量、果糖含量以及可溶性总糖含量逐渐下降,蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性明显降低,中性转化酶(NI)和酸性转化酶(AI)活性先升高后降低。(2)在NaCl胁迫下,添加适量CaCl2能显著增加淀粉含量、蔗糖含量、葡萄糖含量和可溶性总糖含量,显著降低NI和AI活性,有效缓解盐胁迫对SS和SPS的抑制作用。(3)蔗糖含量与AI存在负相关关系、与NI存在极显著负相关关系、与SPS以及SS存在极显著正相关关系。研究表明,外源施钙可调节马铃薯苗的酶活性变化,改善盐胁迫下马铃薯脱毒苗碳水化合物代谢方向,增强植株碳素合成作用和渗透调节能力,减轻盐害。     

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。     

燕麦幼苗活性氧代谢和渗透调节物质积累对NaCl胁迫的响应

采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaCl胁迫(0、50、100、150、200和250mmol·L-1)对“定莜6号”燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响.结果表明:NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗的生长,抑制程度随NaCl浓度提高而增强,燕麦可耐受的最高NaCl浓度约为150 mmol·L-1;随着NaCl浓度的增加,叶片O2-产生速率、H2O2和丙二醛含量明显增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性先升后降,过氧化氢酶活性迅速下降后逐渐升高,NaCl胁迫明显降低了谷胱甘肽含量,而抗坏血酸含量变化不大;NaCl胁迫显著提高了叶片脯氨酸含量,Na+含量随着NaCl浓度增加不断提高,K+含量和K+/Na+逐渐下降,质膜H+-ATP酶活性、总可溶性蛋白、热稳定蛋白和热不稳定蛋白含量先升后降,游离氨基酸含量先降后升,可溶性糖含量呈降-升-降趋势变化;盐胁迫下活性氧代谢失调和Na+、K+平衡破坏及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是燕麦生长受抑的重要因素.     

干旱胁迫下红砂幼苗非结构性碳水化合物动态变化特征

该试验以荒漠区主要建群种红砂幼苗为研究对象,设置适宜水分(CK)、轻度干旱(MD)、中度干旱(SD)和重度干旱(VSD)4个胁迫处理(即田间持水量的80%、60%、40%和20%),采用盆栽控水试验,分别测定干旱胁迫15、30、45和60 d时红砂幼苗的叶、茎、粗根和细根中非结构碳水化合物(NSC)及其组分的含量,分析不同胁迫强度下不同干旱持续时间红砂幼苗NSC的动态变化及各组分差异,以揭示红砂NSC对干旱胁迫的响应机制。结果表明:(1)干旱胁迫强度和胁迫持续时间对红砂幼苗不同器官NSC及其组分均有显著影响,其中胁迫持续时间对NSC动态变化的影响尤为显著。(2)干旱胁迫初期,红砂叶中的NSC含量呈下降趋势,而茎中的NSC含量呈上升趋势,粗根和细根中NSC含量在各胁迫处理下基本保持稳定。(3)干旱胁迫后期,红砂叶和茎中的可溶性糖、淀粉和NSC含量逐渐增加,而粗根和细根中的淀粉和NSC含量呈下降趋势(中度干旱除外),且这一时期重度干旱处理下各器官可溶性糖和NSC的含量明显高于CK。研究发现,重度干旱胁迫能显著诱导提高红砂幼苗不同器官中的NSC含量,并通过分解根中淀粉和增加叶片中可溶性糖含量的方式来调节细胞渗透势平衡,以维持细胞活力,进而保持红砂在干旱胁迫后期的存活。     

降雨格局变化对红砂幼苗根系生长和生物量分配的影响

以自然生长的典型红砂(Reaumuria songarica(Pall.)Maxim.)群落中的幼苗为研究对象,以自然降雨为对照,设定降雨量减少30%(W~-)、不变(W)和增加30%(W~+)3个降雨量水平,2个降雨时间间隔即自然降雨时间(T)、延长降雨间隔时间至1.5倍(T~+)),研究降雨格局变化对红砂幼苗根系生长和生物量分配的影响。结果表明:(1)同一降雨量条件下,降雨间隔延长促进了红砂幼苗主根的伸长生长、增加了根表面积,增大了根冠比,有利于红砂幼苗根系生长。(2)降雨量较少的条件下(W~-、W),延长降雨间隔促使红砂幼苗地下、地上及总生物量累积;而降雨量较多(W~+)条件下,延长降雨间隔使各部分生物量有所降低,但差异不显著。(3)在自然降雨间隔条件下,降雨量的增加使红砂幼苗的总生物量和主根长呈增加的变化趋势,对其生长起到促进作用。研究认为,降雨格局的变化会明显影响自然生长的红砂群落中幼苗的生长和生物量分配。     

水分条件对红砂叶片碳同位素组成与光合特性和分枝生长的影响

在盆栽条件下,研究了不同水分处理对红砂(Reaumuria soongorica)叶碳同位素组成、光合特性和分枝生长的影响,并进一步调查了自然条件下不同退化程度红砂草地的土壤含水量,分枝生长、叶碳同位素及其关系。结果表明:(1)在盆栽条件下,随土壤含水量的降低,红砂当年生分枝生物量、一级分枝长、二级分枝数及其叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著减小,而叶片碳同位素组成(δ~(13) C)和水分利用效率则随土壤含水量降低而显著增加;且叶片δ~(13) C与当年生分枝生物量、一级分枝长、二级分枝数、叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率呈显著负相关关系。(2)在田间自然条件下,红砂叶片δ~(13) C与立地30~60cm及60~100cm土层的土壤含水量、单位冠幅面积生物量、单位冠幅面积分枝数呈显著负相关关系。研究认为,在盆栽和田间条件下,红砂叶片δ~(13) C是指示其生境水分状况的良好指标;红砂主要利用土壤的深层水分,其在土壤含水量相对较低的轻度退化区水分利用效率比土壤含水量相对较高的重度退化区更高。这一结论对于理解干旱生境中红砂的水分利用策略以及红砂草地的管理和恢复具有一定的指导意义。     

干旱沙区生物土壤结皮对红砂种子定居的影响及作用机制

为了探清干旱荒漠区生物土壤结皮对易漂移性植物种子定居影响及作用机制,以巴丹吉林沙漠南缘结皮前期以及藻类、地衣、藓类阶段结皮为场所,通过人工补充种子与野外长期监测的方法对红砂种子在生物结皮上流失动态、种子宿存微区特征以及种子宿存量与微区面积间的关系等进行研究。结果表明：(1)生物土壤结皮发育过程中,地表枯落物、微坑、龟裂缝、长藓的面积百分比均发生了显著变化,即：枯落物呈现出增大(藻类阶段)—稳定不变(地衣阶段)—减小(藓类阶段)的趋势,微坑、龟裂缝均先增大后减小(峰值在地衣阶段),长藓持续增大。(2)4个阶段的种子流失速度或定居率两两之间存在显著差异,流失速度大小依次为：结皮前期>藻类阶段>藓类阶段>地衣阶段,定居率大小为：地衣阶段>藓类阶段>藻类阶段>结皮前期。(3)生物土壤结皮上定居的种子仅宿存于枯落物、微坑、龟裂缝、长藓上,这4种微区上定居种子数与其面积之间均存在显著正相关关系,其关系均可用二次项y=ax²+bx+c(a≠0)表示,等面积微区内的定居种子数大小依次为：龟裂缝>枯落物>微坑>长藓。因此认为,生...     

降水格局变化对红砂幼苗生长的影响

以西北荒漠生态系统典型植物红砂(Reaumuria soongorica)一年生幼苗为研究对象,利用人工遮雨装置,设置3个降水量梯度(W-、W、W+)和2个降水间隔时间梯度(T、T+)进行模拟试验,研究了不同降水格局下红砂幼苗生长、生物量积累和分配的变化特征。结果表明:(1)降水量增加30%,幼苗株高和基径分别平均增加22.0%和28.0%,延长降水间隔时间其作用更显著,分别平均增加24.57%和32.98%(P0.05);(2)在延长降水间隔时间的同时增加降水量,幼苗地上、地下和总生物量分别显著增加了241.57%、223.95%和236.72%(P0.05),幼苗地上部分的生长优于地下部分;(3)与对照相比,降水量减少30%,幼苗根长平均增加21.0%,根冠比平均显著增加53.73%(P0.05),而各部分生物量差异不显著。     

NaCl胁迫对宁夏枸杞叶和幼根显微及超微结构的影响

以宁夏枸杞为材料,采用超薄切片技术制备样品,应用光学显微镜和透射电镜分析了不同浓度NaCl胁迫条件下宁夏枸杞叶和幼根显微及超微结构的变化.结果表明:随着NaCl胁迫的加重,(1)叶片上表皮细胞增厚,栅栏组织细胞出现缩短现象,排列疏松且紊乱;幼根的初生结构无明显变化.(2)叶片栅栏组织中叶绿体不再紧靠在细胞膜上,叶绿体双...     

干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响

为了探讨干旱沙区生物土壤结皮发育对红砂形态及干物质积累的影响,以巴丹吉林沙漠南缘已发育不同类型生物土壤结皮并有红砂种群成功定居的区域为研究场所,通过野外监测与室内测定的方法对藻类-地衣、地衣、地衣-藓类结皮上的红砂（当年生、幼株、成株）形态特征及生物量进行了调查研究。结果表明：（1）藻类-地衣结皮演替到地衣-藓类结皮的过程中,当年生红砂形态差异不显著,但5 a以上植株基部分枝长、树冠/侧冠投影面积、主根长均显著减小;同时,地衣-藓类结皮的3-5 a植株基部分枝数明显减少,且5 a以上植株明显矮化。（2）生物土壤结皮发育不仅降低了红砂幼株或成株生物量积累能力,还减小了植株根冠比,且降低/减小程度随结皮演替或株龄的增大逐渐增大。（3）红砂形态、生物量指标与物理或藻类结皮面积百分比呈极显著正相关关系,与藓类结皮面积百分比呈极显著的负相关关系。因此认为,生物土壤结皮的演替导致土壤关键生态因子（如土壤水分）发生变化,进而影响红砂植株生长发育能力,从而使得不同发育阶段结皮上的同龄红砂形态特征及生物量存在差异性。     

NaCl胁迫对秋茄幼苗根系抗氧化系统的影响

为探讨红树植物秋茄(Kandelia candel)幼苗根系抗氧化系统对盐胁迫的生理响应,以Hoagland完全营养液沙培秋茄幼苗60 d后,用不同浓度NaCl处理秋茄根系1、3、5、7 d,对其生理生化指标的变化进行研究。结果表明,胁迫相同天数,200和400 mmol L~(-1) NaCl处理的秋茄根系O_2~(-·)和H_2O_2含量保持较低水平,而600 mmol L~(-1) NaCl处理的则明显增加;MDA含量在200和400 mmol L~(-1) NaCl处理下保持稳定,而600 mmol L~(-1) NaCl处理的显著升高;SOD、POD、CAT、APX和GR活性随NaCl浓度升高总体上表现先上升后下降的趋势,处理3和5 d后的酶活性均显著高于对照,而600 mmol L~(-1) NaCl处理7 d后的酶活性明显低于对照;AsA和GSH含量总体上均明显高于对照。因此,秋茄幼苗是通过根系功能较强的抗氧化系统清除活性氧以提高植株的耐盐性。