持续干旱胁迫下外源精胺对红椿幼苗的形态与生理调节效应的影响

为了掌握持续干旱胁迫下外源精胺(Spm)对红椿幼苗的形态和生理调节效应,本研究以2年生红椿盆栽幼苗为试验对象,在人工遮雨棚中开展干旱胁迫及外源精胺调节试验,试验设置4个持续干旱胁迫处理:(1)对照(土壤相对含水量45%~50%,每天浇水至饱和状态,CK);(2)轻度干旱胁迫(土壤相对含水量30%~38%,持续干旱7 d);(3)中度干旱胁迫(土壤相对含水量25%~30%,持续干旱14 d);(4)重度干旱胁迫(土壤相对含水量20%~25%,持续干旱21 d)。然后,连续3天对轻度、中度和重度干旱胁迫处理喷施外源Spm(浓度为1 mmol·L-1)进行修复调节,并正常管护5天。结果表明:喷施Spm对重度干旱胁迫下植株形态损伤的修复速度远低于轻度和中度干旱胁迫植株;在对照、轻度干旱胁迫(或中度、重度)以及喷施外源Spm调节三者之间,红椿幼苗叶片相对含水量和叶绿素含量均差异极显著(P0.01);在对照、中度干旱胁迫(或重度)以及喷施外源Spm调节三者之间,红椿幼苗叶片相对电导率均差异极显著(P0.01);在对照、轻度干旱胁迫以及喷施外源Spm调节三者之间,红椿幼苗叶片MDA含量和POD含量差异显著(P0.05);在对照、重度干旱胁迫以及喷施外源Spm调节三者之间,红椿幼苗叶片MDA含量和POD含量差异极显著(P0.01);在对照、重度干旱胁迫以及喷施外源Spm调节三者之间,红椿幼苗叶片游离脯氨酸含量差异极显著(P0.01);喷施1 mmol·L-1Spm可修复红椿在遭受干旱胁迫时造成的形态和生理损伤并提高植株的持续抗旱能力,其修复作用对轻度和中度干旱胁迫更为显著。     

外源NO提高小麦幼苗抗旱性的生理机制

以小麦(Triticum aestivum L.)品种'豫麦49'为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响.结果显示:自然干旱10 d后,对照组幼苗几乎全部枯死,而50μmol·L-1SNP处理幼苗并未发生枯死,其幼苗在旱后复水2 d后能完全恢复正常生长;在25%PEG-6000模拟干旱条件下,50μmol·L-1SNP处理也能明显改善受胁迫小麦幼苗长势.50μmol·L-1SNP处理使模拟干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量显著提高15.98%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)分别显著提高47.11%和42.86%,而胞间CO2浓度(GI)显著降低了8.19%;也使小麦组织浸出液电导率显著降低30%,茎叶的K 含量显著增加24.55%(P<0.01).研究发现,外源NO既可通过降低小麦幼苗叶片蒸腾来维持较高的叶片相对含水量,缓解因干旱缺水对植株的伤害;又可增加K 在茎叶中积累,减轻干旱胁迫对小麦幼苗细胞膜伤害,维持干旱胁迫下小麦幼苗较高的光合速率,以确保植株正常生长和有机物质积累.     

葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的调节作用

干旱胁迫会抑制小麦种子的萌发及生长,20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的同时施以不同浓度的外源葡萄糖处理小麦种子,探讨外源葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的影响。14 h光照/10 h黑暗的光周期培养条件下,较低浓度的葡萄糖(0.02 mmol/L和0.05 mmol/L)促进了干旱胁迫下小麦种子的萌发及幼苗生长,但较高浓度的葡萄糖(0.1 mmol/L,0.2 mmol/L及0.5 mmol/L)加强了干旱胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的抑制效应;而在黑暗条件下培养,葡萄糖的上述调节作用消失。以上结果说明葡萄糖对干旱胁迫下小麦种子萌发及幼苗生长的调节作用具有浓度效应,并且依赖于光。     

外源氯化镧对干旱胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

为了探究LaCl_3对干旱胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响,采用15%PEG6000模拟干旱胁迫,研究不同浓度LaCl_3对干旱胁迫下水稻幼苗生物量、壮苗指数、根系形态、抗氧化系统、丙二醛含量等的影响。研究结果表明,喷施外源LaCl_3后,干旱胁迫下水稻幼苗的各项指标呈现低促高抑的浓度效应,其中,1μmol/L的LaCl_3可以显著促进植株鲜重及地上部分干重;100μmol/L的LaCl_3可以显著提高地下干重和壮苗指数、叶片和根系SOD活性、叶片CAT活性,降低根系MDA含量。本研究为LaCl_3调控水稻幼苗耐旱机制研究奠定了基础。     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。     

外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ功能的影响

以叶绿素快相荧光动力学曲线(OJIP)为探针,研究了外源钙对干旱胁迫下烤烟幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)功能的影响.结果表明:干旱胁迫降低了烤烟幼苗PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)和电子传递速率(ETR),抑制了光合作用的原初过程,烤烟幼苗叶片发生了明显的光抑制.叶面喷施10.0 mmol·L-1CaCl2溶液后烤烟叶片的光合电子传递能量比例(ФEo)在干旱胁迫下的降低幅度明显小于对照(喷施清水),电子转运效率(ET0/RC)在干旱胁迫下明显高于对照.叶面喷施CaC12溶液增加了PSⅡ捕获光能用于光合电子传递的比例、剩余有活性反应中心的效率和电子传递链中的能量传递,使烤烟叶片的光系统Ⅱ在干旱胁迫下保持相对较高的活性,从而提高了烤烟幼苗的抗旱能力.     

黄腐酸增强小麦抗旱能力的生理生化机制初探

叶面喷施黄腐酸可显著提高小麦幼苗的保水能力,表现为降低叶面蒸腾强度,增加气孔扩散阻力,提高幼苗的生物量,在干旱条件下尤为明显。喷施黄腐酸可使干旱条件下叶片内脯氨酸含量提高近一倍,并在水分充足时,也能使叶片脯氨酸含量增加78%。     

黄腐酸增强小麦抗旱能力的生理生化机制初探

叶面喷施黄腐酸可显著提高小麦幼苗的保水能力,表现为降低叶面蒸腾强度,增加气孔扩散阻力,提高幼苗的生物量,在干旱条件下尤为明显。喷施黄腐酸可使干旱条件下叶片内脯氨酸含量提高近一倍,并在水分充足时,也能使叶片脯氨酸含量增加78％。     

黄姜中薯蓣皂甙元的提取及定性定量分析

对黄姜中提取的薯蓣皂甙元进行红外和紫外可见波谱扫描,与标准品谱图对比分析,可知提取出的皂甙元与薯蓣皂甙元标准品有相同的结构。用分光光度法测定黄姜中薯蓣皂甙元的含量,以香荚兰醛-高氯酸-冰醋酸的加入顺序,在80℃水浴中加热15min,显色30min后,在542nm处测定吸收值能达到最佳值,最后得出皂甙元含量为2.27%,RSD为1.1%,回收率在97.2%~98.8%之间。     

穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元含量的动态分析

目的：对穿龙薯蓣中薯蓣皂苷元的含量进行动态分析。方法：超临界CO2萃取技术提取,高效液相色谱法测定含量。结果：穿龙薯蓣根茎中花期薯蓣皂苷元含量最高为1．35％,枯萎期含量最低为1．03％。穿龙薯蓣地上部分不同生长时期均不合薯蓣皂苷元。结论：穿龙薯蓣根茎中花期薯蓣皂苷元含量最高,枯萎期含量最低。穿龙薯蓣地上部分不同生长时期均不合薯蓣皂苷元。     

激素对盾叶薯蓣愈伤组织细胞生长和薯蓣皂甙元合成的调控

不同生长素对盾叶薯蓣 (DioscoreazingiberensisC .H .Wright)愈伤组织细胞生长量的影响差异是NAA >IAA >2 ,4 D ,而对薯蓣皂甙元合成的影响是 2 ,4 D >IAA >NAA。在有生长素存在的条件下 ,光照 2 4h ,另加 0 5mg LKT促进愈伤组织细胞的生长 ,而附加 0 5mg LBA促进薯蓣皂甙元的合成 ;相反 ,光照 12h ,另加 0 5mg LBA促进生长 ,附加 0 5mg LKT促进合成。愈伤组织生长越旺 ,薯蓣皂甙元积累越少。低浓度的生长素促进薯蓣皂甙元的合成。     

水杨酸对菊叶薯蓣中薯蓣皂素生物合成的影响

薯蓣皂素为甾体激素药物合成起始原料,主要来源于菊叶薯蓣等薯蓣属植物的块茎或根状茎,因而关于提高菊叶薯蓣中薯蓣皂素含量的研究有重要意义。利用水杨酸处理菊叶薯蓣的离体植株,研究其对薯蓣皂素生物合成的影响及作用机制。100μmol·L－1的水杨酸处理使薯蓣皂素积累量最大,且提高了叶绿素含量和可溶性糖含量,降低可溶性蛋白含量。半定量 RT-PCR 检测基因表达发现,除了法尼基二磷酸（FPP）基因,水杨酸增强菊叶薯蓣角鲨烯合酶（SQS）基因、甲基戊二酰辅酶 A 还原酶（HMGR）基因、环阿屯醇合成酶（CAS）基因的表达。研究结果为提高菊叶薯蓣中薯蓣皂苷的含量、揭示水杨酸促进薯蓣皂素生物合成的机制等研究提供了基础。     

湖北薯蓣属植物资源

湖北薯蓣属植物有１４种,３变种,１亚种,属于块茎组的有７种,２变种,均含多量淀粉,不含薯蓣皂甙元。属于根状茎组的有７种,１变种,１亚种,除含淀粉外,都含有一定量的薯蓣皂甙元,其中盾叶薯蓣的含量最高,平均含量为３％,且其含量随生长环境而变化,由南向北呈递增趋势,盾叶薯蓣在湖北主要分布在宜昌地区,襄樊,神农架和郧阳地区,蕴藏量约３．５万吨。     

从盾叶薯蓣组培苗中高压酸解制备薯蓣皂苷元

采用正交试验法对盾叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)组培苗中薯蓣皂苷元的高压酸解制备工艺进行了研究。以薯蓣皂苷元的含量作为评价指标,选用正交表L16(45),以样品用量、硫酸浓度、提取时间为因素,设计了3因素4水平的正交试验。结果表明:高压酸解提取薯蓣皂苷元的最佳工艺条件为:样品用量25 mg、硫酸浓度0.5 mol/L、提取时间2 h,在此条件下提取物中薯蓣皂苷元的平均含量为9.12 mg/g。     

Diosgenin formation by freely suspended and entrapped plant cell cultures of Dioscorea deltoidea

Altered phosphorus concentration, oxygen supply rate, and programmed addition of sucrose and phosphorus were applied to Dioscorea deltoidea plant cells in airlift suspension to increase the formation of the secondary metabolite diosgenin. A low oxygen supply rate (k(l)a' of 3.9 h(-1)) completely inhibited formation of diosgenin. A high oxygen supply rate (k(l)a' of 17.1 h(-1)) led to the greatest formation of diosgenin in 30 g/L sucrose when the sucrose-to-phosphorus mole ratio was 42.5:1. Programmed addition of nutrients over a 15-day period reduced growth of cell mass relative to diosgenin mass. Intentional aggregation by entrapment of virtually all cells in reticulated polyurethane foam led to reduced cell-mass yield, diosgenin yield and concentration relative to suspended cells at the same conditions. Entrapment of a small fraction of the cells led to a delayed development of a suspension culture and to formation of significantly higher concentrations of diosgenin. Nearly all of this increase was attributable to the suspended cells. This result suggested sequestering of nonproductive cells by the matrix or sequestering of important nutrients by the matrix-bound cells. Entrapped cells attained densities of 40 g/L in the matrix.     

薯蓣皂素对油菜种子萌发及幼苗生长的影响

薯蓣皂素对油菜种子萌发及幼苗生长的作用随处理浓度的不同而有差别。0．5mg／L对种子萌发和幼苗生长有明显的促进作用,处理后的油菜幼苗下胚轴伸长,干鲜重增加,并且子叶中可溶性蛋白、可溶性总糖、过氧化物酶和过氧化氢酶、Ca2 -ATP酶的活性都高于对照,这表明适度的薯蓣皂素有利于油菜生长和代谢。     

Improved diosgenin production in Dioscorea deltoidea cell cultures by immobilization in polyurethane foam

Dioscorea deltoidea Wall (Dioscoreaceae) cell cultures were entrapped by passive invasion into reticulate polyurethane foam cubes. Immobilization of cells grown in medium containing 3% sucrose reduced the lag phase in growth and thereby reduced the time required to reach maximum diosgenin concentration by 36% compared to cells in suspension culture. Immobilization also increased the total diosgenin produced by 40%. Increased efficiency in diosgenin production was greatest in 3% sucrose; higher concentrations inhibited diosgenin production.     

Hormonal effects on diosgenin biosynthesis and growth in Dioscorea deltoidea tissue cultures

Analysis of Dioscorea deltoidea tissue cultures grown in the presence of 2,4-D, indole-3-butyric acid, isopentenyladenine, benzyladenine and GA singly and in combination showed that the medium with 2,4-D most consistently favored diosgenin production. GA and high benzyladenine concentrations were toxic.