外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca²⁺)在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca²⁺对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100 μmol·L^-1 MT、10 mmol·L^-1 CaCl₂、3 mmol·L^-1乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca²⁺螯合剂)+100 μmol·L^-1 MT、0.05 mmol·L^-1氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100 μmol·L^-1 MT、100 μmol·L^-1氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^-1 CaCl₂和去离子水(H₂O),研究高温下(42/32 ℃)外源MT和Ca²⁺对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明: 黄瓜幼苗内源MT和Ca²⁺均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl₂处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl₂可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca²⁺对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca²⁺均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。     

芸苔素对铅胁迫下远志种子萌发和幼苗生长生理特征的影响

以远志(Polygala tenuifolia Willd.)为研究对象,采用3 mmol·L^-1醋酸铅溶液模拟铅胁迫,探讨两种处理方式(预浸种、拌种)不同浓度(0～100μmol·L^-1)芸苔素(EBL)对远志种子萌发、幼苗生长、生理生化特性及铅含量的影响。结果表明：(1)远志种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗的胚芽长度、鲜重、干重在铅胁迫下显著降低,EBL预浸种和拌种处理可有效缓解远志种子和幼苗遭受铅胁迫的伤害且具有剂量效应。(2)在铅胁迫下,远志幼苗游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量随EBL浓度的增加而先升后降,它们在0.01μmol·L^-1 EBL拌种处理下分别为0μmol·L^-1 EBL处理的1.99、2.31、1.95倍,且拌种处理影响较浸种处理更为显著。(3)在铅胁迫下,远志幼苗超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均随EBL浓度的增加而先上升后下降,且预浸种和拌种处理的酶活性均在0.01μmol·L^-1 EBL浓度下最强。(...     

外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响

以4年生银杏幼苗为材料,进行不同浓度盐胁迫(50、100、200 mmol·L^-1)处理,叶片喷施和土壤浇灌外源褪黑素溶液(0、0.02、0.1、0.5 mmol·L^-1),研究外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明：盐胁迫显著抑制银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力,而在盐胁迫下施用适宜浓度(0.02、0.1 mmol·L^-1)的外源褪黑素能够促进植株生长,降低电解质外渗率,减少黄酮和丙二醛含量,促进叶片中过氧化物酶、超氧化物歧化酶(SOD)活性的提高,但高浓度(0.5 mmol·L^-1)外源褪黑素会进一步加剧氧化胁迫和渗透胁迫。0.02和0.1 mmol·L^-1外源褪黑素处理缓解了盐胁迫下银杏幼苗的渗透胁迫和氧化胁迫,且0.02 mmol·L^-1外源褪黑素处理对盐胁迫缓解效果最佳。地径、枝条宽度、枝条长度、电解质外渗率、SOD活性和黄酮含量可作为快速鉴定银杏受盐胁迫程度的关键指标。     

吲哚乙酸对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解作用

为探究IAA(吲哚乙酸)对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解,本研究以河北安国栝楼(耐铝品种)和浙江浦阳栝楼(铝敏感品种)为材料进行水培试验,研究300、800 μmol·L^-1(分别用Al₃₀₀和Al₈₀₀表示)铝环境下不同浓度IAA(0、10、25、50、75 μmol·L^-1,分别以I₀、I₁₀、I₂₅、I₅₀和I₇₅表示)对2个栝楼品种的抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)、光合特性、根系活力、叶绿素含量和DNA损伤的影响。结果表明: 与对照相比,铝胁迫条件下,安国和浦阳品种栝楼的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、光合作用能力、根系活力等生理指标受到不同程度的抑制,MDA含量明显升高,DNA损伤加重。铝胁迫条件下,与无IAA喷施相比,10～50 μmol·L^-1IAA作用下安国和浦阳栝楼的SOD、CAT和POD酶活性最大增幅分别为15.0%、31.2%、72.3%和13.8%、26.9%、26.4%,叶绿素含量显著增加49.9%和17.9%,MDA积累量减少39.2%和22.4%,荧光参数得到明显改善。25 μmol·L^-1IAA使安国和浦阳栝楼根系活力显著增加159.1%和90.9%,50 μmol·L^-1IAA可有效减缓2个品种栝楼根系DNA拖尾现象,尾部 DNA 百分含量与尾部距离的乘积(OTM)值最大降幅可达27.6%。10～50 μmol·L^-1 IAA能有效提升铝胁迫下栝楼的生理活性,减缓DNA损伤程度,且安国品种的耐铝胁迫能力大于浦阳品种。     

肉桂醛对NaCl胁迫下番茄幼苗生长特性的影响

为探明肉桂醛对番茄幼苗耐盐性的影响,该研究以番茄‘合作903’为试验材料,探究肉桂醛(100μg·L^-1)对处于100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄种子萌发与幼苗生长特性的影响。在试验中设置4组处理：对照(CK,蒸馏水)、NaCl (100 mmol·L^-1)、NaCl+CA(100 mmol·L^-1 NaCl+100μg·L^-1 CA)、CA(100μg·L^-1)。结果表明：(1)在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加100μg·L^-1的肉桂醛,番茄种子的发芽势和发芽率均有所提升,番茄幼苗的根长和鲜重均显著提高,说明添加肉桂醛对NaCl胁迫下番茄种子的萌发与幼苗生长均有一定缓解作用。(2)肉桂醛能够有效降低NaCl胁迫导致的番茄幼苗根尖总活性氧(reactive oxygen species, ROS)的过量累积,缓解膜脂过氧化程度从而降低细胞死亡率。综上表明,肉桂醛处理能够通过缓解幼苗的氧化...     

褪黑素对盐碱复合胁迫下黄瓜幼苗光合特性和渗透调节物质含量的影响

为明确外源褪黑素(MT)对黄瓜盐碱胁迫的缓解效应,以‘新春四号’黄瓜为试材,采用复合盐碱(NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9)模拟胁迫,测定外源根施MT和盐碱胁迫下黄瓜叶片光合特性和渗透调节物质含量。结果表明: 与正常生长黄瓜幼苗相比,在40 mmol·L^-1盐碱胁迫下,外源施加10 μmol·L^-1 MT能够显著增加黄瓜幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ最大光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递速率和光化学淬灭系数,而胞间CO₂浓度、非光化学淬灭系数、蔗糖、果糖、淀粉和脯氨酸含量减小了11.1%、13.8%、12.7%、27.5%、1.3%和32.8%,同时,碳同化关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶活性显著升高,且Rubisco亚基(CsrbcS和CsrbcL)、CsFBA、CsRCA、CsFBPase、CsTK的mRNA水平均下调表达。综上,外源MT能够提高盐碱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素、渗透调节物质含量、光合化学效率和碳同化关键酶活性,增强幼苗光合能力,减轻复合盐碱胁迫对植株的伤害。研究结果可为抗盐碱栽培提供理论依据。     

铝胁迫对柳杉组培苗生长及生理特性的影响

用添加了不同浓度的Al Cl3的培养基培养柳杉组培苗,研究铝胁迫对柳杉生长及生理特性的影响。结果表明,与对照相比,0.5¹.0 mmol·L^-1 AlCl₃处理能显著提高柳杉组培苗的根长、株高及生物量,叶中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量升高;当铝浓度处理为1.5 mmol·L^-1时,柳杉的生长受到一定程度抑制,但叶片内抗氧化酶活性以及可溶蛋白含量等指标仍高于对照,说明此浓度对柳杉有轻微的胁迫但柳杉能通过自身抗逆境能力缓解伤害;而在铝浓度达到2.0 mmol·L^-1时,柳杉生长受到严重抑制,叶片内丙二醛（MDA）含量显著上升。由此推测,低浓度铝(<1.0 mmol·L^-1)对该柳杉组培苗生长有一定的促进作用,1.5 mmol·L^-1 AlCl₃浓度会影响该柳杉组培苗的正常生长,其耐铝阈值应在1.5².0 mmol·L^-1之间。     

不同外源物质对镉砷复合污染胁迫下油菜生理指标和镉砷积累的影响

为缓解重金属对作物的胁迫,降低重金属对作物的毒害作用,通过叶面喷施比较不同外源物质茉莉酸(JA)、褪黑素(MT)、亚精胺(SPD)和2,4-表油菜素内酯(EBL)对Cd、As胁迫下油菜生理指标及吸收积累Cd、As的影响。结果表明:喷施200μmol·L^-1的JA和MT均显著提高油菜叶片的叶绿素SPAD值,而喷施20μmol·L^-1的EBL显著降低油菜叶片的叶绿素SPAD值;与CK处理相比,喷施500μmol·L^-1SPD和20μmol·L^-1EBL分别降低油菜叶片中MDA含量41.0%和52.3%,同时EBL处理提高油菜叶片SOD活性88.2%;喷施200μmol·L^-1MT导致油菜地上部Cd含量比CK处理降低27.8%,而喷施200μmol·L^-1的JA和20μmol·L^-1的EBL却分别提高油菜地上部As含量159.8%和136.8%; JA、MT、SPD和EBL在某种程度上均缓解了Cd、As复合污染对油菜的胁迫,为重金属污染农田...     

外源H2S对盐碱胁迫下裸燕麦幼苗叶片渗透胁迫的调节作用

硫化氢(H₂S)作为气体信号在植物抵抗盐碱胁迫中扮演着重要角色。为探讨H₂S对盐碱胁迫下植物渗透胁迫的调节作用,以裸燕麦幼苗为材料,采用根部浇灌盐碱混合溶液(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=12∶8∶9∶1)的同时叶面喷施H₂S供体NaHS的方法,研究了H₂S对盐碱混合胁迫下幼苗叶片细胞膜透性和渗透调节物质的影响。结果表明:在25、50和75 mmol·L^-1盐碱混合胁迫下,随着胁迫时间延长,裸燕麦幼苗叶片中膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量和细胞膜相对透性增大;喷施10、25和50μmol·L^-1NaHS均可使50 mmol·L^-1盐碱混合胁迫引起的裸燕麦叶片MDA含量和细胞膜相对透性增幅显著下降,其中25μmol·L^-1NaHS的作用最明显;用25μmol·L^-1     

水杨酸和油菜素内酯对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

为了探明外源水杨酸(SA)和2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理,以‘优博1-5’黄瓜为试材,用1 mmol·L^-1SA和0.1 μmol·L^-1EBR喷施预处理幼苗,每天喷1次,连喷2 d后置于低温下[10 ℃/5 ℃,光强(PFD)80 μmol·m^-2·s^-1]处理.结果表明: 低温胁迫下黄瓜幼苗生长量及净光合速率(P_n)下降;喷施SA和BER显著提高了P_n、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P),减缓了非光化学猝灭系数(NPQ)增加的幅度,同时核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、转酮醇酶(TK)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性明显升高.说明SA和EBR可以通过调节光合关键酶的活性,缓解低温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对低温的适应性.     

纯化腐植酸对低氮胁迫下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响

以黄瓜‘新泰密刺’、‘津优1号’为供试品种,研究沙培条件下不同浓度(0、50、100、150、200 mg·L^-1)纯化腐植酸(PHA)浇灌对低氮胁迫(1 mmol·L^-1 NO₃^-)下黄瓜幼苗生长及养分吸收的影响.结果表明: 在较低N供应条件下,沙培浇灌PHA可显著增加黄瓜幼苗的根总长、根表面积及根尖数,增大根体积,促进黄瓜幼苗株高和茎粗生长,增大叶面积;显著提高黄瓜幼苗叶片中脯氨酸及可溶性糖含量;促进N素以及P、K、Ca、Mg、Fe元素的吸收.由参试两黄瓜品种对低氮胁迫下PHA处理响应效果来看,不同品种的某些性状对PHA处理浓度的敏感程度稍有差异,综合结果显示,施用100～150 mg·L^-1PHA可显著促进两品种幼苗生长及养分吸收.     

设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和生理指标的影响

为了明确设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和物质积累的影响,本试验在日光温室内加设地膜小棚进行调温,形成中低温(L)区和中高温(H)区,采用0(L0和H0)、5(L5和H5)、10(L10和H10)、15 mmol-L-l(L15和H15)的NaCl 对2子叶1 心期的黄瓜幼苗进行连续21 d的叶面喷洒处理...     

褪黑素对水稻镉积累及其化学结合形态的影响

研究了添加外源褪黑素对水稻幼苗中Cd积累以及水稻体内Cd化学形态分布的影响.结果表明: Cd胁迫显著降低水稻幼苗地上部和根部的生物量,并且显著降低水稻叶片的叶绿素含量.适宜的外源褪黑素添加能明显提高Cd胁迫下水稻的地上部和根部生物量,降低水稻地上部和根部Cd含量.当Cd胁迫浓度为5 μmol·L^-1时,添加20 μmol·L^-1褪黑素使水稻地上部和根部Cd含量分别比对照处理降低48.4%和16.9%,添加100 μmol·L^-1褪黑素水稻地上部和根部Cd含量分别降低67.5%和47.9%.添加外源褪黑素也显著降低了水稻体内Cd的转运效率.当Cd胁迫浓度为20 μmol·L^-1时,添加20 和100 μmol·L^-1褪黑素使水稻Cd的转运效率分别比对照降低24.4%和46.8%.通过逐步提取法对水稻幼苗Cd的化学结合形态进行分析发现,添加外源褪黑素使水稻体内氯化钠提取态Cd的比例提高,而水溶态Cd、乙醇提取态Cd的比例明显降低,说明添加褪黑素可促进水稻体内移动性较强的Cd形态向移动性较弱的Cd形态转移,从而降低水稻对Cd的吸收和转运.     

高浓度镉、锌及其复合作用对烟草抗氧化系统的影响

采用水培方法,研究高浓度镉(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺)、锌(0.15 mmol·L^-1 Zn²⁺)及其复合作用(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺+0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)对烟草种子的萌发率、幼苗叶片活性氧(ROS)水平、抗氧化物浓度、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度的影响.结果表明: 单因子条件下,与对照相比,高浓度镉、锌处理烟草种子萌发率降低;叶片超氧自由基(O₂^-· )产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量升高;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗化血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;谷胱甘肽(GSH)含量及其与氧化型谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)下降;丙二醛(MDA)含量升高.与镉、锌单因子处理相比,镉、锌复合处理的烟草种子萌发率显著升高;O₂^-· 产生速率、H₂O₂和MDA含量降低;CAT、APX、MDAR活性在处理末期升高.镉、锌胁迫对烟草可造成生理水平上的损伤,且毒性效应随着处理时间的延长而增强.镉、锌复合作用可缓解镉、锌单因子胁迫对烟草幼苗的毒害.     

乙烯与NO互作对镉胁迫下荷花的抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以荷花‘微山湖红莲’实生苗为试验材料,研究镉(Cd,50 μmol·L^-1)胁迫下,外源乙烯前体1-氨基环丙烷羧酸(ACC,100 μmol·L^-1)、ACC与一氧化氮合酶(NOS)抑制剂N-硝基-L-精氨酸(L-NNA,200 μmol·L^-1)、ACC与硝酸还原酶(NR)抑制剂钨酸钠(Tu,1 mmol·L^-1),ACC与一氧化氮(NO)清除剂2-苯基-4,4,5,5-四甲基咪唑啉-3-氧代-1-氧(PTIO,200 μmol·L^-1),外源NO供体硝普钠(SNP,500 μmol·L^-1)、SNP与乙烯信号转导抑制剂硫代硫酸银(STS,100 μmol·L^-1)处理下荷花幼苗叶片的受害程度及抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环的变化情况.结果表明: Cd胁迫下,荷花叶片受害症状明显,其相对电导率、丙二醛(MDA)、AsA和GSH含量显著上升,抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性明显降低;ACC的添加进一步增加了Cd对荷花叶片的毒害症状,并加剧了4种抗氧化酶活性的降低,但增加了抗氧化剂的含量;SNP的添加对荷花叶片的伤害起到加重作用,并导致GR和MDHAR活性降低以及AsA和GSH含量的升高;PTIO可显著提高Cd和ACC复合处理下荷花叶片APX、GR、MDHAR和DHAR的活性并降低AsA和GSH的含量,而L-NNA和Tu效果不如PTIO明显;STS可显著缓解Cd和SNP复合处理下荷花叶片的毒害症状,并提高4种抗氧化酶的活性、降低AsA和GSH的含量.由此说明,乙烯和NO在AsA-GSH循环中存在互作,二者相互促进,共同调控AsA-GSH循环,进而参与调控荷花对Cd胁迫的响应.     

稀土镧对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响

采用培养基中添加30~150 μmol·L^-1 La（NO₃）₃的方式，研究La³⁺对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响。结果表明：70~90 μmol·L^-1的La³⁺对茎段不定芽诱导和促生效果最好；130 μmol·L^-1的La³⁺能显著提高叶绿素含量，植株在含110 μmol·L^-1 La³⁺培养基上生长最好，鲜重增加了15.22倍，显著高于对照，干鲜比为12.05∶100，比对照提高了64.39%；一定浓度的La³⁺显著提高干品中4种成分含量，110 μmol·L^-1 La³⁺处理下其多糖含量最高，为98.84 mg·g^-1，添加90 μmol·L^-1时，总黄酮、总酚和联苄含量最高，为4.31，7.56和21.01 mg·g^-1。联苄和总黄酮含量与其他5个指标相关性较大，而总酚和叶绿素含量与其他5个指标相关性小。本研究为进一步探究稀土对铁皮石斛促生及改善品质的作用机制奠定基础，为植物组培中如何科学合理使用稀土元素提供理论依据。