外源水杨酸对镉胁迫甜瓜幼苗生长与光合气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以甜瓜品种‘哈密绿’为试验材料,采用基质栽培方式,研究了10~200μmol·L-1外源水杨酸(SA)对镉胁迫(100mg·L-1 Cd2+)下甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨外源SA调控Cd2+胁迫伤害的可行性。结果显示:Cd2+胁迫能显著影响甜瓜幼苗的生长和相关光合指标。适宜浓度外源SA能不同程度缓解甜瓜幼苗所受Cd2+胁迫伤害,并以100μmol·L-1 SA处理效果最好,其显著促进了幼苗生长,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),以及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ天线转化效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学反应能量(P);显著降低了初始荧光(F0)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、天线热耗散能量(D)和非光化学反应耗散能量(E)。研究表明,外源SA缓解甜瓜幼苗Cd2+胁迫伤害具有剂量效应,以100μmol·L-1 SA的效果最好,有利于甜瓜幼苗在Cd2+胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率和对光能的捕获与转换,降低Cd2+胁迫对植物的损伤,从而促进生长。     

外源Spd对低温胁迫下甜瓜幼苗光合与抗氧化特性及其相关基因表达的影响

为探讨外源亚精胺(Spd)诱导甜瓜耐低温胁迫的生理与分子机制,该研究以甜瓜耐低温品种‘世纪蜜’和低温敏感品种‘GL-1’为试验材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,对其叶面喷施外源Spd,对低温胁迫及恢复后甜瓜幼苗生长、光合作用、抗氧化酶活性等生理指标进行测定,并利用定量PCR技术分析4种抗氧化酶基因在低温胁迫条件下的表达特性,分析外源Spd缓解低温胁迫的效应。结果表明:(1)低温胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长及其光合作用,降低幼苗叶绿素含量,显著增强抗氧化酶活性及相关基因表达水平,且对品种‘GL-1’影响大于‘世纪蜜’。(2)外源Spd处理可以有效促进甜瓜幼苗的生长,提高叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)、水分利用效率(WUE),以及最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ光能捕获效率(Fv′/Fm′)和表观光合电子传递速率(ETR),降低胞间CO2浓度(Ci)和初始荧光(Fo)。(3)外源Spd可诱导低温胁迫下甜瓜抗氧化酶活性和基因表达量发生改变,并提高了低温胁迫下甜瓜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化酶(APX)基因的表达,从而增强这些抗氧化酶活性,有效缓解低温胁迫造成的氧化胁迫伤害。(4)与对照相比,外源Spd对低温胁迫下品种‘GL-1’各指标降低或升高的幅度大于品种‘世纪蜜’。研究发现,Spd有利于甜瓜幼苗在低温胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率、光能的捕获与转换,并提高抗氧化酶活性和相关基因表达水平,促进甜瓜幼苗的生长,有效缓解低温胁迫对甜瓜幼苗生长的抑制作用,且Spd对低温敏感品种‘GL-1’缓解效果优于耐低温品种‘世纪蜜’。     

铝胁迫对豇豆幼苗根尖抗氧化系统的影响

选用豇豆铝敏感品种‘S3’和耐铝品种‘T6’为试验材料,研究不同耐铝性豇豆根系伸长和根尖活性氧代谢变化的差异,探讨铝胁迫下不同耐铝性豇豆在活性氧代谢上的差异及其与豇豆耐铝性的关系。结果表明:(1)随着铝处理浓度的增加,2个品种根系伸长均受到抑制,且‘S3’受到的抑制程度大于‘T6’。(2)随着处理铝浓度的升高,2个豇豆品种的根尖O2.-产生速率、H2O2含量、MDA含量及质膜透性都显著增加,且‘S3’的增加幅度大于‘T6’。(3)铝胁迫处理下,2个豇豆品种幼苗根尖超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性都有所上升,其中铝敏感品种‘S3’的SOD活性上升幅度比耐铝品种‘T6’高,而POD、CAT、APX的上升幅度比耐铝品种‘T6’低。研究认为,铝胁迫下铝敏感品种‘S3’内活性氧物质过量积累而导致氧化胁迫,使细胞的脂质过氧化程度加剧,最终严重影响根系的生长。     

低氧胁迫对不同耐性黄瓜品种根系抗氧化系统的影响

低氧胁迫下,两品种黄瓜幼苗根中活性氧、丙二醛(MDA)和抗氧化剂含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性均显著提高,耐低氧性较强的‘绿霸春4号’根中活性氧和丙二醛含量上升幅度小于耐低氧性较弱的‘中农8号’,而保护酶活性和还原型抗氧化剂含量提高幅度大于‘中农8号’。     

Cd胁迫对紫花苜蓿种子发芽及幼苗生理生化特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.‘Gannong 3’)品种为试验材料,研究不同浓度Cd胁迫对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理生化特性的影响。结果显示:(1)Cd胁迫显著抑制紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,种子发芽势、发芽率及幼苗的胚芽长、胚根长和干重均随着Cd处理浓度提高显著降低,且对发芽势的抑制作用大于发芽率,对胚根生长的抑制作用大于胚芽。(2)Cd胁迫第4d时,萌发种子中蛋白水解酶的活性受到显著抑制,可溶性蛋白和可溶性糖含量显著降低。(3)Cd胁迫第10d时,随着Cd胁迫浓度的增加,苜蓿幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)活性均先升高后降低,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降,超氧阴离子自由基产生速率、H2O2含量和丙二醛(MDA)含量均显著增加。研究表明,低浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统清除活性氧的能力上升,高浓度Cd胁迫下,苜蓿幼苗抗氧化系统活性下降,膜脂过氧化程度加剧,活性氧的过量积累是Cd伤害苜蓿幼苗和其生物量下降的主要原因。     

外源水杨酸预处理对低温胁迫下甜瓜幼苗生长及其抗逆生理特性的影响

以甜瓜品种‘红优’幼苗为试验材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,对其叶面喷施不同浓度(0.1、0.5、1.0、2.0 mmol·L^-1)水杨酸(SA),研究SA预处理对低温(昼12 ℃/夜6 ℃)胁迫7 d及恢复7 d后甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、渗透调节物质含量以及抗氧化系统的影响。结果表明：(1)低温胁迫能明显抑制甜瓜幼苗的生长,外源施用不同浓度SA预处理均能缓解低温对甜瓜幼苗的伤害,并以1.0 mmol·L^-1 SA作用最明显,且显著提高了低温胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、地上鲜重和叶绿素含量。(2)适宜浓度的外源SA预处理可明显提高低温胁迫下甜瓜幼苗叶片的渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量,增强其渗透调节作用。(3)低温胁迫下外源SA预处理能够诱导提高甜瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,增加甜瓜幼苗叶片中抗坏血酸(ASA)、谷胱甘肽(GSH)含量、ASA/DHA及GSH/GSSG,从而有效降低叶片电解质渗透率、丙二醛(MDA)和活性氧(ROS)含量。研究发现,适宜浓度的外源SA预处理,能够在低温胁迫条件下通过增加渗透调节物质的含量,诱导增强抗氧化酶活性,以及激活ASA GSH循环系统,促进甜瓜幼苗的生长,从而提高甜瓜幼苗的耐低温性能。     

外源SNP对盐胁迫下甜瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响北大核心CSCD

为明确外源一氧化氮(NO)对甜瓜幼苗耐盐性的影响,该研究以甜瓜品种‘农大甜10号’为试验材料,在300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫条件下,叶面喷施不同浓度(50、100、150、200、250μmol·L^(-1))外源NO供体硝普钠(SNP),分析甜瓜幼苗生长、光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的变化。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长,同时显著降低叶片光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量。(2)叶面喷施150μmol·L^(-1)SNP能够显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重、壮苗指数,并显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量,从而提高甜瓜的光合作用。(3)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)及脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,显著降低盐胁迫下甜瓜幼苗的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量及超氧阴离子(O^(-)·_(2))产生速率。(4)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白的含量。研究认为,在盐胁迫环境下,适宜浓度的外源SNP(150μmol·L^(-1))可通过提高甜瓜幼苗的抗氧化酶活性以及光合色素和小分子可溶性有机化合物含量来增强活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化作用,有效减轻盐胁迫对幼苗的伤害,从而增强其耐盐性,促进幼苗生长。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下棉花幼苗生长生理特性的影响

以‘中棉所41号’(耐盐品种)和‘中棉所49号’(中等耐盐品种)为试验材料,采用水杨酸(SA)浸种+叶面喷施复合处理,通过温室盆栽试验探究了0.60%NaCl胁迫下外源SA对棉花幼苗生长、渗透调节能力和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)NaCl胁迫显著抑制了棉花幼苗的生长,外源SA处理下棉花幼苗的株高、叶面积、干物质质量、根系活力、根冠比均有升高,叶片中丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和脯氨酸(Pro)含量增加,叶片和根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,且棉花幼苗根系的SOD、POD和CAT活性小于叶片,SA处理对棉花幼苗根系酶活力的提高幅度大于叶片。(2)SA浸种+叶面喷施复合处理对0.60%NaCl胁迫的缓解作用优于单独SA浸种处理,尤以0.05mmol·L~(-1)浸种+0.2mmol·L~(-1)叶面喷施处理最好。(3)两品种比较,SA对‘中棉所49号’的盐胁迫缓解作用大于‘中棉所41号’,且以棉花幼苗根系生长发育的表现最为显著;外源SA使‘中棉所41号’的根系活力提高10.58%~57.56%,‘中棉所49号’提高15.08%~80.48%。研究发现,外源SA能通过调控棉花幼苗的渗透调节和抗氧化能力来减轻细胞膜损伤,提高其耐盐性,但缓解效应在不同耐性品种和处理方式间存在明显差异。     

外源硅对甘蓝镉毒害的缓解机制研究

通过水培实验,以耐镉(Cd)性不同的甘蓝品种‘绿丰’(Cd敏感性)和‘牛心’(Cd耐性)为材料,研究外源硅(Si)对Cd胁迫下甘蓝生长、Cd含量、养分吸收、光合特性和抗氧化酶活性的影响,以揭示外源硅对甘蓝镉毒害的缓解作用机制。结果表明:(1)与对照相比,Cd胁迫显著抑制了甘蓝植株的生长,降低了植株体内营养元素(Mg、Fe、Mn、Cu)的含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)]的活性和叶片的光合效率;并且显著增加了甘蓝植株内丙二醛(MDA)的含量。(2)与单独Cd处理相比,外源Si显著提高了甘蓝植株的生物量、地上部营养元素的含量以及光合参数[净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(Tr)]、荧光参数值[原初光能转化效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)]、光合色素含量和抗氧化酶活性;同时显著降低了甘蓝植株内MDA含量及Cd由根系向地上部的转运。研究发现,在镉胁迫环境下,外源Si可以通过降低Cd在甘蓝地上部的含量,提高抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,促进养分的吸收和转运,增强光合作用效率,从而缓解Cd对甘蓝生长的毒害。     

外源γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

以甜瓜品种‘西域一号’幼苗为材料,采用营养液水培方法,设置正常通气(对照)、正常通气+GABA(5mmol.L-1)、低氧胁迫、低氧胁迫+GABA(5mmol.L-1)4个处理,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响。结果表明:与正常通气处理相比,低氧胁迫处理导致甜瓜幼苗体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量显著增加,同时SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和抗氧化物质AsA、GSH含量显著提高。低氧胁迫下外源GABA能显著提高甜瓜幼苗叶片SOD、CAT、APX、GR等酶活性和AsA、GSH含量,降低了植株体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量;而正常通气条件下添加外源GABA处理对甜瓜幼苗活性氧代谢的影响较小,仅CAT、GR活性和AsA、GSH含量显著提高,而H2O2、MDA含量显著降低。结果证明,添加外源GABA可以通过显著提高低氧胁迫下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量来降低甜瓜幼苗活性氧积累,维持其细胞膜结构稳定性,从而有效减轻低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

外源NO和SA对盐胁迫下番茄幼苗叶片膜脂过氧化及AsA-GSH循环的影响

以番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下研究单独和复配施用一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)、水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗的生长、叶片光合作用、膜脂过氧化及抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响。结果显示,盐胁迫能显著影响番茄幼苗的生长、光合作用和活性氧代谢系统的相关指标。单独或复配施用SNP、SA均能有效缓解番茄幼苗的盐渍伤害,并以SNP和SA复配处理效果最好。处理3~7 d时,叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)、APX、GR、DHAR的活性、AsA和GSH含量分别较胁迫处理有不同程度的提高;而H2O2、MDA、DHA、GSSG的含量和电解质渗漏率分别较胁迫处理有不同程度的降低。研究结果表明盐胁迫下外源NO、SA单独或复配处理均能通过维持或协调作用促进番茄相关抗氧化酶活性的提高和抑制抗氧化剂含量的降低,起到维持AsA-GSH循环高效运转、减轻膜脂过氧化、促进光合作用、改善植株生长发育和提高幼苗盐渍抗性的作用,且NO和SA复配处理时具有协同增效的作用。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以2个不同耐盐强度的甜瓜品种‘玉皇’（耐盐性强）和‘雪美’（耐盐性弱）为材料,采用营养液栽培方法,研究外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响。结果显示：（1）盐胁迫下,2个甜瓜品种根系内的还原型抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量降低,氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量升高,且‘雪美’变化幅度大于‘玉皇’;（2）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系中ASA和GSH的含量,降低了GSSG含量,同时也提高了GSH/GSSG的比值,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’;（3）盐胁迫处理3 d时,2个甜瓜品种根系的抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性均下降,且‘雪美’下降的幅度较大;随着胁迫时间的延长（5 d时）,‘玉皇’幼苗根系内APX、DHAR、GR活性有所上升,‘雪美’根系中这3种酶活性则进一步降低;（4）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系内的APX、DHAR和GR的酶活性,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’。本研究结果表明,外源脯氨酸可以通过增加非酶促抗氧化物质ASA、GSH的含量和抗氧化酶活性,提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除活性氧的能力,从而缓解盐胁迫对甜瓜植株的伤害。     

2,4-表油菜素内酯对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响

以耐热甜瓜品种红绿早脆和热敏感品种白玉香为材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,研究了2,4-表油菜素内酯(EBR)处理对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响.结果显示:EBR能有效促进高温胁迫下甜瓜幼苗的生长,增加保护酶活性,增强植株抗氧化能力,使脯氨酸和可溶性蛋白含量升高,丙二醛(MDA)含量下降,能有效缓解高温胁迫引起的膜脂过氧化伤害;同时,光合指标净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)升高,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)下降;叶绿素荧光参数初始荧光(F0)下降,最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ光能捕获效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ФPSⅡ)升高,且热敏感品种白玉香变化幅度大于耐热品种红绿早脆.研究结果说明,EBR有利于甜瓜幼苗在高温胁迫下抗氧化酶活性的提高和对光能的捕获与转换,促进了甜瓜幼苗的生长,降低高温胁迫对甜瓜幼苗的抑制作用,且对热敏感品种白玉香效果大于耐热品种红绿早脆.     

叶面喷施褪黑素对小白菜幼苗镉耐性的影响

以小白菜‘矮脚黄’为试验材料,探究叶面喷施褪黑素(100μmol·L~(-1))对小白菜幼苗Cd胁迫(20μmol·L~(-1))耐性的影响。试验测定小白菜幼苗生物量和生理指标变化,以及Cd吸收和转运相关基因转录水平。结果表明,叶面喷施褪黑素能有效缓解Cd胁迫对小白菜幼苗生长造成的抑制,并伴随着叶绿素含量以及光合参数的提高,显著降低活性氧(O_2ˉ·、H_2O_2)和MDA的含量,提高抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)的活性和抗氧化物质(AsA、GSH)的含量,并且显著降低小白菜幼苗中Cd的含量。进一步研究发现,叶面喷施褪黑素能够显著降低IRT1、IRT2、Nramp1、Nramp3、HMA2、HMA4的转录水平。综上所述,叶面喷施褪黑素能够清除Cd胁迫下小白菜幼苗中过量积累的活性氧,缓解氧化胁迫,并通过影响小白菜Cd吸收和转运相关基因的转录来降低小白菜幼苗对Cd的积累,提高Cd耐性。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系生长及叶片光合的影响

本试验采用营养液水培法,以玉米品种"郑单958"(镉不敏感型)和"东农253"(镉敏感型)为试验材料,研究在80 mg·L~(-1)Cd~(2+)胁迫下100 mg·L~(-1)壳聚糖对玉米幼苗干鲜重、根系特征(根长、根表面积、根体积、平均直径、总根尖数)、根系细胞膜透性、根系抗氧化酶(SOD、POD)活性、叶片叶绿素含量、光合参数(P_n、G_s、T_r、C_i)及最大光能转化效率(F_v/F_m)的影响,探究壳聚糖提高玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制。结果表明:80mg·L~(-1)Cd~(2+)抑制了玉米幼苗的生长,破坏了根系细胞膜的稳定性和抗氧化酶活性,抑制了叶片光合作用;壳聚糖缓解了镉胁迫对玉米根系生长的抑制,增加了幼苗的根长、根表面积、根体积;增强了根系的渗透调节能力,降低了根系的MDA含量和相对电导率;抑制了根系活性氧的产生,增加了SOD和POD活性;提高了叶片的光合作用,增加了叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量、净光合速率(P_n)和F_v/F_m,从而缓解了镉胁迫对幼苗生长的抑制作用,且对"东农253"(镉敏感型)的缓解效果更好,为壳聚糖应用到玉米抗镉胁迫生产上提供了依据。     

镉胁迫对不同甘蓝基因型光合特性和养分吸收的影响

以2个耐镉(Cd)性不同的甘蓝品种为材料,研究了不同Cd浓度(0、20、50、100μmol.L-1)对甘蓝植株生长、叶片光合特性和养分吸收的影响.结果表明:Cd敏感品种在低浓度Cd(20μmol.L-1)处理下生长受到明显抑制,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)及地上部、根系干质量显著降低;Cd耐性品种在高浓度Cd(50和100μmol.L-1)处理下生长和光合特性受到显著影响;Cd胁迫降低了甘蓝叶片叶绿素a和b含量,尤其对叶绿素a的影响较大,进而抑制了叶片光合能力.Cd胁迫显著降低了植株对Mn的吸收,抑制了Mg和Fe从根部向地上部的转运,且Cd敏感品种受抑制幅度更大;Cd胁迫促进了Cd耐性品种对P和S的吸收,而Cd敏感品种相反.因此,Cd胁迫下甘蓝敏感品种叶片Mn、Fe、Mg、S和P含量的降低是影响其叶片光合作用,进而抑制植株生长的重要生理原因.     

外源褪黑素对低温胁迫下茄子幼苗生长及其光合作用和抗氧化系统的影响

以‘沪茄08-1’茄子幼苗为试验材料,采用基质栽培方式,研究了叶面喷施50~200μmol·L-1外源褪黑素(melatonin,MT)对低温胁迫[(10±1)℃(昼)/(5±1)℃(夜)]下茄子幼苗生长、光合作用和抗氧化系统等生理指标的影响,以明确外源MT在茄子幼苗抵御低温逆境方面的生理机制。结果显示:(1)低温胁迫处理后,茄子幼苗株高、茎粗、地上部鲜重和根系鲜重、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著降低,丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子产生速率(O-·2)和过氧化氢(H2O2)含量均显著增加。(2)幼苗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)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量均显著升高,而其脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白质含量均显著增加;外源MT处理可有效增强低温胁迫条件下茄子幼苗叶片中SOD、POD、CAT、APX、GR、DHAR活性,提高AsA和GSH含量,增加Pro和可溶性蛋白含量,显著抑制其叶片MDA、O-·2及H2O2的积累。研究表明,外源MT主要通过增强低温胁迫下茄子幼苗的光合作用以及清除活性氧的能力,减缓低温胁迫的危害,提高茄子幼苗对低温胁迫的耐性。     

甜瓜幼苗叶片内源一氧化氮和蔗糖代谢对低温胁迫的响应

以低温敏感型甜瓜品种‘XL-1’和耐低温型品种‘红优’为试材,采用6℃低温处理0、1、3、6、12、24h及3d、5d和7d,研究低温胁迫下甜瓜幼苗叶片中NO合成和蔗糖代谢的变化特征。结果表明:(1)低温胁迫能提高甜瓜幼苗叶片中硝酸还原酶(NR)活性,诱导促进NO生成,其中耐低温型甜瓜‘红优’中NO对低温的响应时间更早,变化幅度更大。(2)与对照相比,低温胁迫处理提高了2种甜瓜幼苗叶片中蔗糖、果糖和葡萄糖含量,增加了蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(NI)活性,降低了淀粉含量。(3)低温胁迫处理使2种甜瓜叶片中渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量上升。研究发现,低温胁迫通过增加甜瓜体内NO合成酶的活性刺激体内NO合成,通过促进蔗糖代谢相关酶的活性,提高蔗糖、果糖和葡萄糖的含量,从而响应低温胁迫,且低温胁迫诱导的糖分物质积累时间晚于NO的产生时间。     

亚精胺浸种对番茄幼苗抗盐碱的生理特性研究

以番茄耐盐碱品种‘金鹏一号’和盐碱敏感品种‘中杂9号’为试验材料,采用营养液水培的方法,设置正常营养液栽培(对照CK)、100mmol/L盐碱溶液胁迫、100mmol/L盐碱溶液胁迫+0.1mmol/L亚精胺(Spd)浸种、100mmol/L盐碱溶液胁迫+0.25mmol/L Spd浸种4种处理,研究外源Spd对番茄幼苗株高和茎粗的相对生长率、叶片和根系含水量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素含量的影响。结果显示:(1)单独盐碱胁迫下,两品种番茄幼苗叶绿素含量、株高和茎粗的相对生长率、叶片和根系相对含水量较对照均降低,而其MDA、Pro含量、SOD和POD活性显著增加。(2)外源Spd浸种处理较盐碱胁迫下能够增加番茄幼苗的株高和茎粗的相对生长率、叶片和根系的相对含水量、Pro及叶绿素含量,进一步提高SOD和POD的活性,降低其MDA含量,能有效缓解盐碱胁迫对番茄幼苗的伤害。(3)在100mmol/L盐碱胁迫条件下,0.25mmol/L Spd浸种处理对番茄幼苗受到的盐碱胁迫伤害的缓解效果更佳,并且这种缓解作用对盐碱敏感品种‘中杂9号’幼苗的效果更加明显。研究表明,在盐碱胁迫下,番茄幼苗的生长受到一定程度的抑制,但外源Spd浸种能够通过调节渗透调节物质含量、增强抗氧化酶活性来减轻盐碱胁迫的伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而提高番茄幼苗抵抗盐碱胁迫能力,有效缓解盐碱胁迫的伤害,并以0.25mmol/L Spd浸种处理缓解效果更佳,且这种缓解作用对盐碱敏感品种‘中杂9号’幼苗效果更明显。     

不同耐盐性花生品种对NaCl胁迫的光合和抗逆生理响应特征

以较耐盐花生品种‘花育25’、‘鲁花12’和盐敏感品种‘海花1’、‘花育20’为材料,采用盆栽试验,设置0、1.0、2.0、3.0 g/kg土壤NaCl胁迫浓度梯度,测定其净光合速率、表观量子效率、气孔导度等光合特性,以及抗氧化酶活性和渗透调节物质含量等指标,明确NaCl胁迫条件下不同耐盐性花生品种光合和生理生化特性的适应特征。结果表明：(1)NaCl胁迫明显抑制各品种花生叶片光合作用,净光合速率随盐胁迫浓度的升高呈明显降低的趋势。(2)各品种花生叶片净光合速率均先随光照强度的增强而升高,当光强达到一定数值时趋于平稳;光补偿点和光饱点因品种和盐胁迫浓度差异较大,较高的盐胁迫浓度使叶片光补偿点升高,盐敏感品种的光饱和点降低。(3)盐胁迫条件下,各品种叶片表观量子效率和最大净光合速率均随盐胁迫强度的增加呈显著降低趋势,盐敏感品种利用弱光的能力在低盐胁迫下强于耐盐品种,其最大净光合速率在较高盐胁迫浓度(3.0 g/kg)下明显低于耐盐品种,但两类品种的叶片表观量子效率降幅相近(78.65%~88.00%)。(4)在NaCl胁迫下,耐盐品种叶片自由水含量显著高于盐敏感品种;在2.0～3.0 g/kg NaCl胁迫下,耐盐品种叶片SOD、CAT、POD活性和MDA含量的升降幅度均低于盐敏感品种;耐盐品种在NaCl浓度低于2.0 g/kg时的抗氧化能力明显高于盐敏感品种。研究发现,盐胁迫下花生品种抗盐耐逆的主要生理响应特征是提高光补偿点和最大净光合速率,增强叶片持水能力和物质代谢能力,以及提升抗氧化和渗透调节能力。