低温胁迫对极度濒危植物中华水韭生理特性的影响

以人工繁殖的极度濒危级(CR)植物中华水韭(Isoetes sinensis Palmer)为试验材料,研究了0 ℃低温环境下胁迫0~20 d,沉水叶片中保护酶系统(POD、SOD、CAT)、渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)、叶绿素以及丙二醛(MDA)和相对电导率的变化。结果显示:随着低温（0 ℃）胁迫时间的延长,中华水韭沉水叶片的相对电导率、可溶性糖含量、CAT活性先升高后下降,SOD活性呈逐渐上升的趋势,POD活性、可溶性蛋白含量、叶绿素含量下降,MDA含量一直低于CK,且在一定范围内波动。研究表明,中华水韭沉水叶片在0 ℃低温胁迫中受到一定程度的伤害,但能通过调节自身的膜透性、渗透调节物质含量和保护酶活性系统来减轻低温伤害,维持其正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗寒潜力。     

5-氨基乙酰丙酸对辣椒植株低温胁迫伤害的缓解效应

以‘超越五号'辣椒品种为试材,研究了低温胁迫期间及随后的常温恢复过程中5-氨基乙酰丙酸(ALA 25 mg·L-1)处理对始花期辣椒植株生长量,叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和电解质渗透率及丙二醛(MDA)含量的影响,以探讨ALA提高辣椒抗寒性的生理机制.结果表明,低温胁迫下叶面喷施25 mg·L-1的ALA可显著提高辣椒植株生长量,增加叶片中脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量,增强其POD、CAT及APX活性,并显著降低辣椒叶片中SOD活性、电解质渗透率和MDA含量.叶面喷施ALA也显著降低了恢复过程中辣椒叶片中的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,使膜伤害基本恢复到对照水平.可见,外源ALA处理可通过提高低温胁迫下辣椒叶片的渗透调节能力和抗氧化能力,促进植株生长,缓解低温胁迫对植株的伤害.     

钙和水杨酸对亚高温胁迫下番茄叶片保护酶活性的调控作用

为了明确Ca²⁺和水杨酸对番茄耐亚高温特性的调控作用,在番茄第1花序第1花开花当天进行昼间亚高温（35 ℃）胁迫处理,并在亚高温处理区喷施10 mmol·L^-1CaCl₂和0.2 mmol·L^-1水杨酸（SA）水溶液,以25 ℃喷施清水为对照,研究叶片保护酶活性（SOD、POD和CAT）和可溶性蛋白质含量的变化.结果表明：亚高温处理使叶片中SOD、CAT、POD活性降低,在处理结束时,SOD、CAT、POD活性分别比对照降低了14.82%、31.84%和 26.34%.而亚高温条件下喷施CaCl₂和SA可以显著降低番茄叶片MDA含量,提高SOD、POD和CAT活性,并使这些指标达到或超过对照水平.说明Ca²⁺和水杨酸对亚高温条件下番茄植株叶片保护酶活性具有正调控作用,这种调控作用可能对亚高温条件下番茄的光合系统起到保护作用.     

二倍体和四倍体杂交兰幼苗对低温胁迫的生理响应差异分析

为探究不同倍性杂交兰（Cymbidium hybrid）对低温胁迫的生理响应差异,对低温胁迫下（昼温10℃、夜温4℃）二倍体杂交兰以及四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、MDA和叶绿素含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性的动态变化进行了测定和分析;在此基础上,比较了二倍体和四倍体杂交兰的耐低温特性差异。结果显示：随着胁迫时间的延长,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及POD和CAT活性总体呈逐渐增加的趋势;叶绿素含量呈逐渐下降的趋势;SOD活性呈先上升后下降的趋势,并分别在胁迫后第9天和第6天达到峰值。在常温（25℃）下恢复生长3d后,二倍体杂交兰和四倍体杂交兰株系T1和T2幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质和MDA含量,O-·2产生速率以及SOD、POD和CAT活性均降低,而叶绿素含量升高。总体上,二倍体杂交兰叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量以及SOD、POD和CAT活性的增幅明显小于四倍体杂交兰,MDA含量和O-·2产生速率的增幅则大于四倍体杂交兰,而叶绿素含量的降幅则明显大于四倍体杂交兰。综合分析结果表明：在低温胁迫下,四倍体杂交兰叶片中渗透调节物质含量和保护酶活性均较高,其对低温的耐性强于二倍体杂交兰。     

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.     

摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响

旱地农田入侵杂草三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)与摩西球囊霉(Glomus mosseae)(AM真菌)经常形成长效的共生体,该霉菌对三叶鬼针草的入侵能力起到促进作用,但机理并不清楚。盆栽试验对正常浇水、中度干旱和重度干旱条件下接种AM真菌的三叶鬼针草植株与未接种植株之间叶片丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(ASP)和过氧化物酶(POD)等保护酶活性进行了比较研究。结果表明,干旱胁迫导致三叶鬼针草叶片内MDA含量升高,SOD、CAT、ASP和POD的活性升高;正常浇水条件下,接种G. mosseae 对MDA含量,SOD、ASP和CAT活性影响不显著;中度干旱条件下,接种没有显著影响ASP活性,但对SOD和CAT活性影响显著;在处理前期(7,14,21d)POD活性影响不显著,在处理后期(28,35d)接种植株显著低于未接种植株;重度干旱条件下,未接种植株MDA含量、CAT活性显著高于接种植株,POD活性差异不显著。ASP活性在21d前差异不显著,之后,未接种植株显著高于接种植株。因此,AM真菌G. mosseae 有效地降低了干旱胁迫对三叶鬼针草的伤害程度,随着土壤含水量的严重亏缺和胁迫时间的延长,摩西球囊霉对三叶鬼针草的保护作用逐渐减弱。由于三叶鬼针草和AM真菌之间普遍存在着共生关系,该共生关系可能是三叶鬼针草入侵能力强的关键生物因子之一。     

钾肥类型对菜心(菜薹)生长、细胞保护酶和内源激素的影响

为探讨钾肥类型对菜心(Brassica campestris L. ssp. chinensis var. utilis Tsen et Lee)的作用效应,研究了不同钾肥类型和水平对菜心生长、细胞保护酶和内源激素的影响。结果表明,氯化钾或硫酸钾处理可提高菜心叶片的POD 和CAT 活性、IAA 和GA₃ 含量,降低MDA 含量,提高菜薹产量。随着钾水平的提高,叶片IAA 和GA₃ 含量、POD 和CAT 活性以及菜薹质量明显提高,MDA 含量降低。当施钾90 kg hm^-2 时,叶片的GA₃ 和IAA 含量显著下降,而POD 活性和菜薹产量没有显著变化。在相同水平下,氯化钾与硫酸钾对植株生长、菜薹产量、叶片GA₃ 含量的影响不显著。当施钾0~90 kg hm^-2 时,氯化钾处理的叶片POD 活性显著高于硫酸钾处理;而施钾135~180 kg hm^-2 时,氯化钾处理的叶片POD 活性则显著低于硫酸钾处理。除了90 kg hm^-2 氯化钾处理的CAT 活性和45 kg hm^-2 氯化钾处理的MDA 含量低于硫酸钾处理以及90 kg hm^-2 和180 kg hm^-2 氯化钾处理的IAA 含量高于硫酸钾处理的外,相同水平氯化钾和硫酸钾处理的CAT 活性、MDA 含量和IAA 含量没有显著差异。可见,钾肥类型对菜心的活性氧代谢系统及内源激素含量有一定的影响,但氯化钾与硫酸钾对菜心的施用效果相当,生产上可采用氯化钾代替硫酸钾以节约肥料成本,K₂O 施用量以90 kg hm^-2 为宜。     

低温胁迫下玉米幼苗的几种生理生化指标的变化

胚芽期和三叶期的玉米自交系‘齐319’幼苗经0、2、4、6℃冷处理后,测定过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（soD）活性以及可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量的结果表明：POD、CAT、SOD活性以及MDA和蛋白质含量均增加,0、2℃下胚芽期幼苗的抗寒性比三叶期的高,4和6℃下三叶期幼苗的抗寒能力更强;无论是胚芽期还是三叶期,温度越低,幼苗受冷伤害越大。     

皇竹草活性氧代谢对阿特拉津胁迫的响应特征

采用水培实验研究了4个浓度（5、10、20、40 mg·L^-1）除草剂阿特拉津胁迫下,皇竹草（Pennisetum hydridum）叶片内超氧阴离子生成速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量、原生质膜透性的变化,探讨皇竹草对阿特拉津的抗性及其生理机制。结果显示:（1）低浓度（5、10 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫使皇竹草叶片内超氧阴离子生成速率和CAT活性升高,却使H₂O₂含量及SOD和POD活性降低,但随着培养时间的延长,培养液中阿特拉津浓度的降低导致上述指标又有恢复到正常水平的趋势;而高浓度（40 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫则使皇竹草叶片内H₂O₂含量、SOD、POD和CAT活性持续降低。（2）在各胁迫浓度下持续胁迫10 d后,皇竹草叶片内MDA含量开始逐渐升高,并且升高幅度随着胁迫浓度的提高而明显增加,但各胁迫浓度下叶片原生质膜相对透性未见明显的变化。研究表明,皇竹草可能通过活性氧等信号分子调控自身保护酶系统的活性来缓解阿特拉津造成的伤害,从而对低浓度（5、10 mg·L^-1）的阿特拉津胁迫表现出较强抗性。     

低温胁迫对巨尾桉幼苗膜脂过氧化及保护酶的影响

以木本植物巨尾桉幼苗为材料 ,研究低温胁迫对巨尾桉膜脂过氧化及保护酶的影响 ,测定了幼苗叶片的O 2(超氧阴离子 )产生速率、H2 O2 、(过氧化氢 )、MDA(丙二醛 )含量、相对电导率和SOD(超氧化物歧化酶 )、POD(过氧化物酶 )、CAT(过氧化氢酶 )、APX(抗坏血酸过氧化物酶 )活性。结果表明 :低温胁迫使叶片O 2 产生速率、H2 O2 、MDA含量和相对电导率增加 ,但抗寒锻炼植株的增幅远小于对照 ;抗寒锻炼植株的SOD、POD、CAT和APX活性均低于对照。     

小叶锦鸡儿抗沙埋生长与抗氧化酶及同工酶变化的关系

小叶锦鸡儿(Caraganas tenophylla L.)是广泛应用于流动沙丘治理的优良固沙植物。然而关于其抗沙埋生理机理目前尚不清楚。选择生长在科尔沁沙地的小叶锦儿为试验材料,依据株高对其进行不同程度沙埋(轻度、中度、重度沙埋), 并通过测定沙埋过程中植株高度、不同部位叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活力、抗氧化酶同工酶谱变化, 以揭示其抗沙埋生理适应机理和基因调控机理。结果表明:沙埋6d,植株各部位生长加快,尤其是顶部和基部生长更快。叶片MDA含量降低、整株植物叶片平均过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、过氧化物歧化酶(SOD)活力增加,但重度沙埋使抗氧化酶活力下降。沙埋12d,植株各部位生长继续加大, 沙下叶片凋落。与对照相比,沙上叶片MDA含量成倍增加,并与叶片POD、SOD和CAT活力的大幅度提高呈正相关,并与对照差异显著(P < 0.01)。同时,不同厚度沙埋6d,叶片CAT同工酶出现两新带CAT III和CATII;POD同工酶谱带(6条酶带)随沙埋厚度增加,叶片PODII区带加宽、色加深,POD I 和POD III酶带消失。但是,不同厚度沙埋下,沙上和沙下叶片CAT、SOD和POD酶谱带数和活力均相同。这表明在沙埋应激适应反应期(6d),叶片抗氧化酶活力的增强与抗氧化酶基因表达增强和基因启动有关。受到沙埋重力胁迫的成熟叶可能将胁迫信号传递给沙上没有沙埋的叶子及生长点,导致整株叶片产生整体适应性反应,激活抗氧化酶系统,以致加速生长。因此,小叶锦鸡儿萌蘖生物学特性和抗氧化酶对沙埋胁迫快速响应在维护氧自由基代谢平衡和植株快速恢复生长中起重要保护作用。     

海岸黑松和紫穗槐对间歇强净风和风沙流吹袭的生理响应机制

以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl)为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm^-1 min^-1)吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对自然阵风吹袭响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6%、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动式变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活...     

野牛草克隆分株酶促活性氧清除系统对差异光周期的响应

以盆栽野牛草克隆分株为材料,将克隆分株分别标记为O(姊株)和Y(妹株),设置连接组和断开组两种处理,其中,连接组中O分株和Y分株通过节间子相连,断开组则剪断分株节间子;两组处理的O分株光周期均设置为光照12h/黑暗12h,Y分株光周期均设置为黑暗12h/12h光照(恰好与O分株相反),经过7d的差异光周期处理后进行72h全光照稳定培养,并于全光照条件下在48h内连续测定各分株叶片超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性以及丙二醛(MDA)的含量,探讨野牛草叶片酶促活性氧清除系统对差异光周期的响应特征。结果表明,差异光周期处理1周后,全光照条件下,断开状态的野牛草克隆分株O和Y间叶片中SOD、POD、CAT、APX活性以及MDA含量在24h内基本呈现相反的变化趋势,而野牛草相连克隆分株O和Y间叶片中以上指标在24h内呈现趋于一致的变化规律。研究发现,野牛草酶促活性氧清除系统活性在一天内呈现节律性表达模式,且差异光周期处理下的野牛草相连克隆分株的活性氧清除系统的活性的节律性变化趋于同步。     

海滨滨麦叶片和根对不同厚度沙埋的生理响应差异分析

以烟台海岸抗风沙植物滨麦为研究材料,通过对不同厚度沙埋下其叶片和根部抗氧化酶活力(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))、丙二醛(MDA)含量和渗透调节物含量变化的分析,探讨了叶片和根部对沙埋生理响应的差异。试验按滨麦成株株高(约40 cm)对其进行了轻度沙埋(在株高1/4处)、中度沙埋(2/4处)和重度沙埋(3/4处)。在沙埋第6天,分别测定了不同厚度沙埋处理下,植株各段叶片和根抗氧化酶活力、MDA和渗透调节物含量。结果表明,轻度和中度沙埋均加速植株生长。与对照相比,经轻度、中度沙埋处理6 d,叶片平均MDA含量增加,在重度沙埋下降低。不同厚度沙埋6 d,叶片平均SOD活力和脯氨酸含量增加,而CAT活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降。但不同厚度沙埋均使沙上叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力增加,尤其是叶片顶部增加最为明显,使沙下叶片MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和CAT活力下降,导致同株沙上和沙下叶片MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力差异显著(P0.05)。与叶片相比,根中MDA、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力较低,而POD活力和可溶性糖含量较高并与叶片差异显著(P0.05)。不同厚度沙埋6 d,滨麦根中MDA和可溶性蛋白质含量变化较小,可溶性糖含量和CAT、POD、SOD活力略有降低。研究表明,滨麦根和叶片对不同厚度沙埋的生理响应不同。沙埋直接作用于叶片并诱发叶内氧自由基积累,但叶片通过快速激活的抗氧化酶保护系统(CAT、SOD)维持氧自由基代谢平衡,以及渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖)的积累维护细胞水分代谢平衡,并满足能量的需求和快速生长。但在不同厚度沙埋下,由于根系不受沙埋直接影响而生理变化较小,并且还维持较低的膜脂过氧化水平,这可能是根能维持正常的吸水输水功能并在沙埋处理过程中和沙埋后地上叶片快速生长摆脱沙埋的重要物质基础。     

海岸抗风植物黑松对净风和风沙流的生理响应

利用野外便携式风洞仪对盆栽黑松（Pinus thunbergii Parl）幼株在不同风速（6、9、12、15、18 m/s）、不同风沙流强度（0、1.00、28.30、63.28、111.82、172.93 g cm^-1 min^-1）、不同时间（10、20、30、40、50 min）进行了净风和风沙流吹袭,通过测定其叶片相对含水量（Relative water content,RWC）、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）、可溶性糖、脯氨酸含量,及超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活力等变化规律以揭示黑松抗风沙流生长的生理适应机制。结果表明,在净风吹袭下,随着风速提高至15 m/s,黑松叶片RWC相对稳定,MDA含量和细胞膜透性小幅增加且较低,而脯氨酸含量下降17.5%。同时叶片SOD、CAT、POD活力也小幅增加。在风沙流吹袭下,随着风沙流风速提高至15 m/s,黑松在短时低风速吹袭时叶片RWC就开始下降（4.4%）,叶片平均MDA含量、细胞膜透性分别较对照增加61.3%、25.6%,脯氨酸含量增加8.9%,叶片SOD、CAT、POD活力分别较对照增加21.5%、30.4%、13.9%。同风速吹袭下,风沙流处理组叶片抗逆生理指标均高于净风处理。如15 m/s风速下,风沙流处理组叶片平均MDA、脯氨酸、可溶性糖含量分别较净风处理组高4.7%、36.6%、22.1%,SOD和CAT活力较净风处理组高21.5%、36.5%。在高风速（18 m/s）净风和风沙流吹袭中,随着风吹时间延长（50 min）,叶片MDA、脯氨酸、可溶性糖含量和SOD、CAT、POD活力均下降。研究表明,风吹袭中黑松叶片较高抗脱水力与其抗风性相关。风沙流引发的叶片失水可能是黑松抗逆生理变化的诱因。风吹袭下叶片失水能快速促使脯氨酸的积累和维持可溶性糖含量,以维护细胞中水分平衡。同时,叶片失水又快速激活抗氧化保护酶系统来防御和清除氧自由基、抑制膜脂过氧化维护细胞膜的完整性使黑松在风沙流吹袭中生存。黑松较强的渗透调节能力和抗氧化防御系统在其适应风沙流吹袭中起重要的生理调控作用。     

刈割后黑麦草生理保护作用对其补偿性生长的影响

通过对黑麦草(Lolium perenne L)在轻度、中度、重度、全割刈割处理6 d和12 d后,残留叶片和叶片再生部分生长速率,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活力,丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量的分析以揭示在刈割胁迫后叶片抗氧护酶活力和渗透调节物含量与其补偿性生长的关系,以及牧草耐刈性的生理调控机理。结果表明,轻度和中度及全割后叶片生长速率均高于对照,重度刈割低于对照。全割后叶片补偿性生长最明显、轻度和中度次之,重度刈割无补偿性生长。对照黑麦草叶片各部位抗氧化酶和渗透调节物含量不同,叶片顶部MDA含量较高,伴随着较高的SOD、CAT活力和较高的脯氨酸含量;叶片基部MDA含量最低,SOD、CAT活力及脯氨酸含量也较低。与对照相比,不同强度刈割6 d黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量、SOD和CAT活力、可溶性糖和脯氨酸含量均较低。而不同强度刈割12 d,黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量仍较低,但SOD和CAT活力增高,脯氨酸含量增加,POD活力和可溶性糖含量低于对照。这表明刈割在减少了叶面积,降低光合能力的同时,刈割伤害胁迫启动了牧草补偿性生长使残留叶片快速生长,而且残留叶片面积与其补偿生长速率成正相关。另外,虽然不同强度刈割下叶片补偿性生长速率不同,但不同强度刈割(12 d)均激活残留叶片抗氧化保护酶系统和促进脯氨酸积累。在补偿生长过程中,CAT和SOD能及时清除残留叶片中积累的氧自由基,维持较低的膜脂过氧化和细胞膜完整性,积累的脯氨酸能维护细胞水分平衡。因此,抗氧化酶(SOD和CAT)和渗透调节物(脯氨酸)在黑麦草刈割后受伤部位快速自愈及残留叶片快速补偿生长中起重要生理保护作用。     

Antioxidative responses to different altitudes in leaves of alpine plant Polygonum viviparum in summer

Mountain environmental stresses result in increased formation of hydrogen peroxide (H₂O₂) and accumulation of malondialdehyde (MDA) in leaves of Polygonum viviparum. The activities of several antioxidative system enzymes such as superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1), catalase (CAT, EC 1.11.1.6), peroxidase (POD, EC 1.11.1.7), glutathione reductase (GR, EC 1.6.4.2), dehydroascorbate reductase (DHAR, EC 1.8.5.1) and the contents of several non-enzymatic antioxidants such as reduced form of ascorbate (ASC), dehydroascorbate (DHA), reduced glutathione (GSH), and oxidized glutathione (GSSG) were investigated in leaves of P. viviparum, which were collected from three altitudes (2,200, 3,200, and 3,900 m) of Tianshan Mountain in China. The activities of these four antioxidative enzymes were accompanied by increases of H₂O₂ levels from 2,200 to 3,200 m. However, the activities of CAT and POD were decreased, whereas the activities of SOD and GR continually increased at 3,900 m. Analyses of isoforms of SOD, CAT, POD, and GR showed that the leaves of P. viviparum exposed different altitude conditions are capable of differentially altering the intensity. Additionally, two new isoforms of SOD were detected at 3900 m. A continual increase in the ASC, ASC to DHA ratio, GSH and GSH/[GSH + GSSG] ratio, and the activity of DHAR were observed in leaves of P. viviparum with the elevation of altitude. These results suggest that the higher contents of ASC, GSH as well as an increase in reduced redox state may be essential to antioxidation processes in the leaves of P. viviparum, whereas antioxidant enzymes system is a cofactor in the processes.     

Induction of the activities of antioxidative enzymes and the levels of malondialdehyde in cucumber seedlings as a consequence of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) infestation

The activities of antioxidative enzymes and the concentration of malondialdehyde were assayed in cucumber leaves (Cucumis sativus L.) 0, 6, 12, 24, 48, 72, and 96 h after the cucumber seedlings were infested by Bemisia tabaci (Gennadius). The results indicated that the activities of antioxidative enzymes were increased after herbivore infestation, including superoxide dismutase (SOD), and peroxidase (POD), and the levels of malondialdehyde (MDA), which is a product of membrane lipid peroxidation in the leaves. The enzymes and MDA showed peaks of different activity levels at 24 and 48 h after the infestation. SOD activity reached the highest peak, 10.4% higher than control, at 24 h, POD activity reached the highest peak, 213.2% higher than control, at 6 h, catalase (CAT) activity was not statistically significant compared with the control, and MDA content reached the highest peak, 59.9% higher than control, at 48 h. The results suggested that the enhanced activities of antioxidative enzymes and MDA content may contribute to bioprotection of cucumber plants against B. tabaci infestation. Handling editor: Henryk Czosnek     

颈盲蝽取食对薇甘菊叶片营养物质和防御酶的影响

【目的】薇甘菊是世界最具危害性的入侵杂草之一,对我国生态环境和农业、林业生产造成了严重的危害。颈盲蝽是控制薇甘菊的一种潜在的重要天敌昆虫。本研究旨在探讨薇甘菊被颈盲蝽取食后,叶片防御相关酶系活性、营养物质和叶绿素含量的变化,阐明颈盲蝽取食对薇甘菊生理功能的影响,为利用颈盲蝽防控薇甘菊提供依据。【方法】从云南瑞丽野外采集薇甘菊的本地天敌昆虫颈盲蝽,测定了颈盲蝽取食前及取食12、24、48、96 h后,薇甘菊叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,以及可溶性糖、可溶性蛋白及叶绿素含量,以取食前的植株作为对照。【结果】与对照相比,颈盲蝽取食12 h时,薇甘菊叶片中的POD、CAT活性升高,SOD活性降低;之后POD、SOD活性上升,CAT活性降低,取食48 h时,POD和SOD活性达到最高值,CAT活性达到最低值;取食96 h时,POD与SOD活性降低,但仍高于对照,CAT活性与取食48 h时相近。颈盲蝽取食后,薇甘菊叶片中的可溶性糖含量明显上升,取食96 h达到最高值;可溶性蛋白和叶绿素含量显著降低,在96 h达到最低值,分别低于对照39.30%和69.94%。【结论】颈盲蝽取食严重破坏了薇甘菊叶片的正常生理功能,并最终导致其叶片萎蔫和坏疽。