井冈山杜鹃叶片抗氧化系统对高温胁迫的响应

以井冈山杜鹃(Rhododendron jinggangshanicum Tam)4年生实生苗为材料,通过人工气候箱盆栽实验,研究了不同高温处理下其叶片形态及生理生化指标的变化,以阐明高温胁迫下井冈山杜鹃抗氧化系统的防御机理.结果显示:(1)30℃和38℃处理6 d后,叶片过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性分别比对照极显著(P<0.01)升高44.44%和127.16%、33.12%和129.35%、106.52%和188.64%;超氧化物歧化酶(SOD)活性增幅较小,分别比对照增加3.77%和5.11%.(2)随着胁迫温度的升高,可溶性蛋白质、脯氨酸(Pro)含量均明显上升,而抗坏血酸(AsA)含量却显著降低;除30℃处理与对照之间的可溶性蛋白质含量差异显著(P<0.05)外,其它处理间差异均达到极显著(P<0.01).(3)随着胁迫温度的升高,叶片过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量大量积累,各处理间差异达到极显著或显著;而形态上则表现为受害加重,植株出现轻度萎蔫、老叶褐化脱落、新叶坏死等现象.研究表明,井冈山杜鹃受到高温胁迫的氧化伤害可能与AsA含量显著下降和H2O2、MDA含量大幅增加有关,其植物体能诱导增加抗氧化保护酶活性及Pro含量以提高其抗氧化能力,从而减轻高温引发的活性氧毒害.     

外源GSH对盐胁迫下水稻叶绿体活性氧清除系统的影响

研究了外源GSH对盐胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐)和Peta(盐敏感)叶绿体中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响.结果表明:盐胁迫下,外源GSH可以提高水稻叶绿体中活性氧清除系统中SOD、APX、GR的活性以及AsA、GSH的含量,降低叶绿体中H2O2和MDA的含量,从而降低了叶绿体膜脂过氧化的水平,缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.外源GSH对盐胁迫下盐敏感品种Peta叶绿体中上述指标增加或减少的幅度大于耐盐品种Pokkali.     

外源硅对盐胁迫下黄瓜幼苗叶绿体活性氧清除系统的影响

以黄瓜为材料,研究了外源硅（K2SiO3 1．0mmol／L）对NaCl（50mmol/L）胁迫下黄瓜幼苗叶绿体中Na^＋、K^＋向叶绿体分配及活性氧清除系统的影响。结果表明：盐胁迫下硅处理使叶绿体在K^＋与Na^＋之间选择性吸收K^＋,从而降低了叶绿体内Na^＋的含量;同时Si处理可以显著降低盐胁迫下叶绿体中过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量,提高超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性及抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量。说明Si不仅能降低叶绿体对Na^＋的选择吸收,还能增强叶绿体活性氧清除系统清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体活性氧清除系统和结合态多胺含量的影响

采用营养液水培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下抗盐能力不同的两个黄瓜品种幼苗生长、叶绿体中活性氧清除系统、转谷酰胺酶(TGase)活性、结合态多胺含量及植株光合速率的影响.结果表明,外源Spd能提高NaCl胁迫下叶绿体中TGase活性、叶绿体结合态腐胺(Put)、Spd、精胺(Spm)及总多胺含量;提高超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/ GSSG)比值,降低脱氢抗坏血酸/抗坏血酸(DAsA/AsA)比值;同时显著降低叶绿体过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,提高植株净光合速率,缓解NaCl胁迫对幼苗生长的抑制.表明Spd对黄瓜盐害的缓解作用之一可能是通过提高叶绿体结合态多胺含量和叶绿体活性氧清除能力,从而缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.     

低钾胁迫对番茄叶片活性氧及抗氧化酶系的影响

以2种不同低钾耐性大果番茄(钾敏感型番茄081018和耐低钾型番茄081034)为材料,比较低钾处理下2种番茄叶片中活性氧产生及抗氧化酶系活性和相关基因表达差异,明确植物叶片对低钾胁迫的响应机制.结果显示:(1)钾敏感型番茄在低钾胁迫时,叶片中各种保护酶(SOD及其同工酶、POD、CAT、APX)活性随处理时间延长呈下降趋势,同时活性氧(O2-、H2O2)和MDA含量急剧增加;耐低钾型番茄在低钾胁迫条件下,其各类保护酶活性均比对照水平有所升高,而且O2-、H2O2和MDA的含量增加也较少.(2)钾敏感型番茄在低钾胁迫时叶片内Cu/Zn-SOD、CAT和APX基因的相对表达量均有下降趋势,而同期耐低钾型番茄在低钾胁迫时Cu/Zn-SOD、CAT和APX的表达却明显增加,这与其对应的酶活性变化趋势同步.研究表明,低钾胁迫使耐低钾型番茄具有较高保护酶基因表达量,产生较高的保护酶活性,可降低活性氧的破坏作用,防止膜渗透性增加,使之对低钾的适应性较强,而钾敏感番茄品系则相反.     

外源H_2O_2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响

以柑橘品种‘日南1号’离体秋稍为试材,采用Hoagland营养液培养方法,研究添加不同浓度H_2O_2处理对4℃低温胁迫下柑橘生长状态和叶片细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等生理指标的影响,筛选缓解柑橘低温伤害的最佳H_2O_2处理浓度,探讨外源H_2O_2处理对柑橘耐寒能力影响机制。结果显示:随低温胁迫时间的延长,各处理组柑橘叶片卷曲和叶片细胞膜伤害程度均逐渐加重;外源施加0.2和1.0mmol·L-1 H_2O_2处理均能缓解低温胁迫引起的叶片卷曲和萎蔫,降低叶片中REC和MDA的升高,减少叶片细胞中内源H_2O_2的积累,提高渗透调节物质脯氨酸的含量和抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性,并以1.0mmol·L-1 H_2O_2缓解效果更为显著。研究表明,4℃低温能够引起柑橘离体秋梢叶片卷曲、枯萎、脱落和细胞膜伤害症状,外源1.0mmol·L-1 H_2O_2可以通过提高叶片的脯氨酸含量和SOD、CAT和POD抗氧化酶活性,有效缓解低温对柑橘叶片细胞膜的伤害,从而增强其抗寒性。     

重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统对喷施腐植酸水溶肥的响应

以燕麦品种‘燕科2号’为试验材料,采用盆栽方式,设置正常供水(CK)、正常供水下喷施腐植酸水溶肥(CKH)、重度干旱胁迫(SS)和重度干旱胁迫下喷施腐植酸水溶肥(SSH)4个处理,对燕麦叶片中活性氧水平、抗氧化酶活性、总抗氧化剂含量及产量等进行测定,以明确腐植酸水溶肥(HA)对重度干旱胁迫下燕麦叶片活性氧清除系统的调控效应,并探讨HA对燕麦耐旱性的影响及其作用机制。结果表明：(1)与CK相比,燕麦叶片超氧阴离子■、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量、以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在重度干旱胁迫下显著提高,且均在喷施HA后比重度干旱胁迫处理显著降低,但此时活性氧的水平仍显著高于CK。(2)与CK相比,燕麦叶片过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱氨肽还原酶(GR)和谷胱氨肽过氧化物酶(GPX)活性在重度干旱胁迫下显著降低,而其总抗氧化能力(T-AOC)显著提高,它们在喷施HA后均比重度干旱胁迫处理显著提高,但各酶活性仍不同程度低于CK。(3)与CK相比,燕麦籽粒产量和生物产量...     

干旱条件下大豆叶片H_2O_2代谢变化及其同抗旱性的关系

干旱条件下大豆叶片H_2O_2含量增加,AsA POD与 GR活性均表现“先上升后下降”的趋势。叶片AsA与GSH含量均随干旱时间的延长而逐渐下降,而PPOD活性则持续增加。抗旱性较强的小粒大豆品种7605在干旱条件下能维持较强的 H_2O_2清除能力,H_2O_2累积较少。     

Cd~（2＋）胁迫诱导烟草悬浮细胞脯氨酸积累的生化途径及外源脯氨酸对Cd~（2＋）胁迫下H_2O_2产生的抑制作用

Cd~（2＋）可提高烟草悬浮细胞脯氨酸的含量,顺序上调脯氨酸合成关键酶鸟氨酸转氨酶（OAT）、精氨酸酶、△~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的活性,降低脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）的活性,表明Cd~（2＋）胁迫诱导烟草细胞脯氨酸的积累是脯氨酸合成的鸟氨酸途径和谷氨酸途径顺序激活、而脯氨酸降解途径显著抑制的综合结果。此外,Cd~（2＋）能导致烟草细胞H_2O_2的快速产生及H_2O_2产生相关酶（质膜NADPH氧化酶、细胞壁多胺氧化酶及共价结合与离子结合细胞壁过氧化物酶）活性升高和脂质过氧化产物丙二醛（MDA）增加,导致烟草细胞的氧化胁迫。外源脯氨酸预处理显著抑制了Cd~（2＋）诱导的烟草细胞H_2O_2的产生与MDA的增加,减轻了Cd~（2＋）诱导的氧化胁迫。而脯氨酸抑制Cd~（2＋）诱导的H_2O_2产生可能是由于脯氨酸抑制了H_2O_2产生相关酶的活性所致。     

外源DMSO和ASA对微囊藻毒素胁迫下烟草细胞ROS生成和抗氧化系统的影响

采用2μg/mL微囊藻毒素-RR(MC-RR)、2μg/mL MC-RR 0.5%二甲基亚砜(DMSO)和2μg/mL MC-RR 2 mmol/L抗坏血酸(ASA)分别处理烟草悬浮细胞,研究上述各处理对烟草悬浮细胞活性氧(ROS)产生和抗氧化系统的影响。结果表明,与对照相比,MC-RR单独处理后烟草悬浮细胞中ROS、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)和细胞内源ASA的含量及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性明显升高,还原型谷胱甘肽(GSH)的含量有一个先降后升的变化过程。在分别加入外源抗氧化剂DMSO或ASA后,细胞内ROS和MDA含量下降,ASA、GSH含量和SOD、POD酶活性基本可恢复到对照水平。以上结果说明,微囊藻毒素单独处理细胞可造成氧化胁迫,其所诱导的ROS的大量积累很有可能是其产生细胞毒害的关键因子,外源抗氧化剂ASA和DMSO可缓解MC-RR对细胞的毒害作用,对细胞起一定保护作用。     

肉桂醛调控不结球白菜多胺氧化酶-过氧化氢系统缓解硒胁迫的机理研究北大核心CSCD

硒(Se)胁迫通常引发植物细胞生理损伤,进而抑制植物生长。肉桂醛(CA)是一种具有抗氧化特性的天然化合物。该研究以不结球白菜(Brassica rapa)幼苗根为研究材料,采用多种生理生化以及原位荧光检测手段,研究了多胺氧化酶-过氧化氢(PAO-H_(2)O_(2))系统参与肉桂醛缓解硒胁迫的作用方式。结果表明:(1)硒胁迫显著抑制不结球白菜幼苗根的生长,并呈现浓度效应,而肉桂醛能显著缓解硒胁迫导致的生长抑制。(2)肉桂醛能够显著缓解硒胁迫诱导的根细胞氧化损伤和细胞死亡。(3)硒胁迫导致根内PAO活性和H_(2)O_(2)水平显著升高,而加入肉桂醛后可显著抑制PAO活性并降低H_(2)O_(2)水平。(4)在不结球白菜体内6个BrPAOs家族基因(BrPAO1-6)中,硒胁迫能够诱导BrPAO3、BrPAO5和BrPAO6表达量显著上调,而肉桂醛可显著抑制硒胁迫的这种诱导效应。研究发现,肉桂醛可通过抑制PAO-H_(2)O_(2)系统有效缓解不结球白菜的硒胁迫伤害,为外源调控作物耐受硒胁迫提供了新证据。     

UV-B对拟南芥叶片不同来源H2O2的活化和气孔关闭的诱导

在UV-B调控植物许多生理过程中过氧化氢(H2O2)作为第二信使发挥着重要作用,但H2O2来源途径并不清楚。该研究借助气孔开度分析和激光扫描共聚焦显微镜技术,探讨H2O2在介导不同剂量UV-B诱导拟南芥叶片气孔关闭过程中的酶学来源途径。结果发现:0.5W.m-2 UV-B能诱导野生型拟南芥叶片保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭,且该效应能被NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘(DPI)抑制,而不能被细胞壁过氧化物酶抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)抑制,同时该剂量UV-B也不能诱导NADPH氧化酶功能缺失单突变体AtrbohD和AtrbohF以及双突变体AtrbohD/F保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭;相反,0.65 W.m-2 UV-B既能诱导野生型也能诱导NADPH氧化酶突变体保卫细胞的H2O2产生和气孔关闭,且该效应能被SHAM抑制,却不能被DPI抑制。结果表明,不同剂量UV-B通过活化不同生成途径的H2O2来诱导拟南芥叶片气孔关闭,即低剂量UV-B主要诱导NADPH氧化酶AtrbohD和AtrbohF途径来源的H2O2生成,而高剂量UV-B主要活化细胞壁过氧化酶途径来源的H2O2。     

杜鹃属植物与杜鹃灌丛群落的研究进展

对杜鹃属(Rhododendron L.)植物起源、中国分布、适应性、灌丛群落结构特征和演替特征等问题进行了综述,并对杜鹃属植物的深入研究和合理利用进行展望。中国西南地区以及喜马拉雅至缅甸北部地区为杜鹃属植物的起源中心,贵州百里杜鹃林是全球最大野生杜鹃资源库。杜鹃属植物的适应性与所在区系的同质性、海拔相似度、进化程度、关键功能性状等密切相关,基于进化-形态功能特征的比较为选育适应性优良的杜鹃品种提供了参考。杜鹃灌丛群落具有特殊性,表现出复杂的多层次垂直结构、镶嵌式水平结构和明显的年龄结构特征。依据群落具备优势种生态位宽度大且种群间的生态位相似性比例较小来判定杜鹃灌丛群落已演替至顶级的观点仍有待考证。     

H2O2和ABA对干旱高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达的影响

以玉米脱落酸(ABA)缺失突变体vp5及其野生型Vp5的叶片为材料,分别采用ABA、碘化钾(H2O2清除剂)、钨酸钠(ABA抑制剂)预先处理,对干旱+高温复合胁迫下玉米叶片小热休克蛋白(sHSPs)基因表达进行研究,以确定H2O2和ABA对干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs基因表达的影响。结果显示:(1)与对照和干旱相比,高温、干旱+高温复合胁迫显著诱导了sHSP16.9、sHSP17.2、sHSP17.4、sHSP17.5、sHSP22和sHSP26等6种sHSPs的表达。(2)H2O2清除剂KI和ABA抑制剂钨酸钠预处理,仅略微抑制高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs表达。(3)与未用100μmol/L ABA预处理的vp5相比,100μmol/L ABA预处理仅略微提高了高温、干旱+高温复合胁迫诱导的6种sHSPs的表达水平。研究表明,在干旱+高温复合胁迫条件下H2O2和ABA参与了干旱+高温复合胁迫诱导的玉米叶片sHSPs表达,但并无显著影响,暗示了H2O2和ABA不是干旱+高温复合胁迫诱导sHSPs表达的重要调控因子。     

山黧豆根系对H2O2诱导氧化胁迫的生理应答

以水培7d苗龄的山黧豆幼苗为材料,向水培溶液中施加不同浓度H2O2处理山黧豆幼苗24h,分析山黧豆根系受氧化胁迫的程度与抗氧化系统的应答特征,以揭示山黧豆对氧化胁迫的耐受机制。结果显示:(1)随外源H2O2处理浓度的不断增加,山黧豆幼苗侧根的数目无显著变化,而其根的鲜重则显著降低。(2)同时,根系组织的内源H2O2染色范围和程度显著增高,但根尖区域始终保持较低水平的H2O2;相反,O-·2染色范围和程度明显减少,根尖区域却始终保持较高水平的O-·2。(3)同期根系抗坏血酸(ASC)含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性均表现出了先升高后降低的趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)一直表现为持续上升的趋势。研究表明,在外源H2O2胁迫条件下,山黧豆根系O-·2的积累可能与其生长和活力呈正相关,而根系H2O2的积累则与其受氧化胁迫程度呈正相关;低浓度的H2O2处理可以提高山黧豆抗氧化系统对体内活性氧的清除能力。     

10种杜鹃亚属植物种间杂交的可育性研究

为探索杜鹃花亚属内异种杂交的可育性及其规律,对杜鹃亚属有鳞大花亚组(subsect. Maddenia)、三花杜鹃亚组(subsect. Triflora)、亮鳞杜鹃亚组(subsect. Heliolepida)及腋花杜鹃亚组(subsect. Scabrifolia)等4亚组10个杜鹃花种类的22个杂交组合(其中18个数据完整组合)的可育性进行了研究。结果表明:(1)所涉及的杜鹃亚属不同亚组间及三花杜鹃亚组内杂交均较困难,在18个数据完整组合中高可育与可育组合比率明显偏低,不育比率高(55.6%)。(2)在10个不可育或败育组合中,不能坐果(Cab型)、不能结实(Sab型)和可结实而种子不能发芽(Sng型)的数量分布为6∶1∶3,其不亲和或败育发生的阶段可能涵盖了从前合子期到后合子期的整个阶段。(3)亲本一方为多倍体组合的可育率(41.6%),尤其是母本为多倍体时,比二倍体组合的可育率(50.0%)低且无高可育组合出现,部分印证了倍性是导致该亚属植物不同种类杂交不亲和、不育与育性下降的重要原因,但不是唯一原因,亚组间杂交的可育率(16.7%)明显低于亚组内(三花杜鹃亚组内,58.3%)。(4)与相应的母本自然授粉结果相比,杂交明显导致多数可育组合绿苗率比率和单位可育种子数量比率的大幅度下降,这是双亲遗传差异及多倍体亲本介入后所导致的杂交衰退hybrid weakness现象。(5)在多倍体作母本的情况下,杂交单向不育或非对称遗传渗透现象明显。     

外源硫化氢对冷胁迫下白菜幼苗生长和光合作用的影响

硫化氢(H2S)是调节植物生长发育和响应胁迫的重要气体信号分子,为了增加对白菜(Brassica rapavar.pekinensis)应答冷胁迫生理机制的理解,该研究分析了4℃冷胁迫条件下外源H2S(5μmol·L-1硫氢化钠水溶液熏蒸24h)预处理对白菜幼苗生长、光合作用以及相关基因表达水平的影响。结果发现:(1)冷胁迫诱导后白菜内源H2S主要生成酶编码基因LCD、DCD、DES的表达水平极显著上调,并伴随H2S产率的显著增加,暗示二者之间存在着潜在紧密联系。(2)在冷胁迫条件下,外源H2S预处理的白菜幼苗地上部分高度、叶宽和相对含水量等指标均比对照表现出明显优势;其体内脯氨酸、可溶性糖以及光合色素含量大幅升高,光合速率显著提升,光合作用中部分捕光蛋白、铁氧还蛋白和硫氧还蛋白编码基因表达量同时显著上调。研究表明,生理浓度H2S预处理可通过诱导上调白菜幼苗光合作用的相关基因表达量和提升净光合速率,提高其光合作用强度,促进渗透调节物质积累,有效缓解冷胁迫对其造成的损伤,维持冷胁迫下白菜幼苗的生长。     

37种杜鹃花属植物在迁地保育下的自然授粉研究

该文对主要栽培在四川都江堰龙池基地(海拔1 700 m)及玉堂基地(海拔700 m)和峨眉山生物试验站(海拔805 m)的5亚属15亚组37种杜鹃花属植物的自然授粉开展了为期4 a的数据采集与研究。以绿苗率(Gs)为主要指标,绿苗系数(Gc)、坐果率(St)和单位可育种子数(Sf)为辅助指标,初步揭示了迁地保育条件下杜鹃花属植物自然授粉的育性适应及其特征。结果表明:(1)除黄花杜鹃(Rhododendron lutescens)未形成种子外,受试的其他36个杜鹃花种类均能在其保育地点上不同程度地完成从种子(幼苗)到种子的生命循环,其中高可育型24种、可育型11种、弱育型1种。(2)上述4项指标,尤其是保育条件与原生地条件下同种的绿苗率、绿苗系数和单位能育种子数比较,均能不同程度地反映育性适合度的差异情况。(3)在上述具有不同程度可育性的36种杜鹃花中,有24种有不同程度的败育现象,其成因可能为不同程度的自交和花期重叠的同亚组到不同亚组异种间自然交配所引起的遗传不适,由于遗传选择的限制或胁迫,这种现象在一些开花个体有限的种类中尤为突出,因此保证最小存活种群(the minimum viable population,MVP)对于该属植物迁地保育至关重要。(4)杜鹃花属的特定种类可能存在一个受种性制约的单位种子数量幅度和上限,即不同的类群与种类的单位种子数量存在差异。(5)为探索自交和种间杂交提供了认识起点和参照,并提出了有关杜鹃花属植物可育性综合评价的指标体系和方法。