浓度升高对油松针叶抗氧化系统的影响

利用开顶箱模拟大气O₃与CO₂浓度升高,对油松进行了连续4个月的熏蒸实验,探讨了油松针叶抗氧化系统化系统的响应。结果表明：1）高浓度O₃显著增加了油松针叶过氧化氢的积累,到处理后期过量的过氧化氢显著地抑制了抗氧化酶活性,如SOD和APX,并且抗坏血酸被耗竭,加剧了膜质过氧化,最终导致了严重氧化伤害;2）高浓度CO₂处理中油松针叶抗氧化酶活性普遍低于对照,ASA含量显著高于对照,可能是高CO₂浓度促进ASA合成,或者是ASA的消耗减少,到处理后期使H₂O₂含量比对照降低了15.5%,从而减轻了膜质过氧化产物丙二醛含量,减轻了氧化伤害;3）与O₃单因素相比,在协同处理中油松针叶具有较高的抗氧化酶活性和ASA含量,说明高CO₂浓度减轻了高O₃对抗氧化酶活性的抑制作用,并且提高了针叶内ASA含量,增强了针叶的抗氧化能力,有效地控制了ROS的产生与清除平衡,缓解了高O₃带来的氧化伤害。     

高浓度CO2和O3对四季竹叶片膜脂过氧化及抗氧化系统的影响

以2年生四季竹为试材,利用开顶式气室(OTCs)熏蒸法模拟大气CO2和O3浓度升高情景,研究了高浓度CO2(700 μmol·mol-1)和高浓度O3(100 nmol·mol-1)及其复合作用对四季竹叶片膜脂过氧化、抗氧化酶及渗透调节物质的影响.结果表明:高浓度O3处理30 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量提高,清除活性氧能力增强,并未出现明显的膜脂过氧化,四季竹能耐受短期的O3胁迫.高浓度O3处理90 d,四季竹叶片抗氧化酶活性显著降低,膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化损伤;高浓度CO2处理30 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量提高,能维持活性氧平衡,存在一定的生理适应期.而高浓度CO2处理90 d,四季竹叶片抗氧化酶活性和活性氧含量降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量升高,有利于四季竹生长;高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单因素高浓度O3处理,四季竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除的平衡,膜脂过氧化不明显,说明高浓度CO2一定程度上可缓解高浓度O3对四季竹所造成的生理伤害.     

黄条金刚竹对高浓度CO2和O3及其复合作用的生理响应

以黄条金刚竹为试材,环境背景大气为对照,应用开顶式气室(OTCs)熏蒸法模拟大气高浓度CO2(700μmol.mol-1)、O3(100nmol.mol-1)及其复合作用情景,分析叶片光合色素、膜脂过氧化及抗氧化酶等的变化规律。结果显示:(1)与对照相比,高浓度O3处理103d的黄条金刚竹叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和叶绿素a/b、叶绿素/类胡萝卜素及SOD、POD、CAT活性均显著下降,而超氧阴离子和丙二醛含量、相对电导率、APX活性均显著升高,类胡萝卜素含量变化不明显。(2)与对照相比,同期高浓度CO2处理的叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和叶绿素/类胡萝卜素均显著升高,而叶绿素a/b和超氧阴离子、丙二醛含量及SOD、POD、CAT、APX活性显著降低,相对电导率和类胡萝卜素含量变化不明显。(3)高浓度O3和CO2复合作用下,除叶绿素a/b和CAT活性显著下降外,其余测定指标均与对照无明显变化。研究表明:高浓度O3使黄条金刚竹叶片活性氧产生速率提高,抗氧化酶活性和光合色素含量降低,膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,表现出严重的伤害效应;而高浓度CO2能降低叶片活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,提高光合色素含量,表现出保护效应;高浓度O3和CO2复合处理能使叶片维持比高浓度O3处理更高的光合色素含量和抗氧化酶活性,即高浓度CO2能在一定程度上有效地缓解高浓度O3对黄条金刚竹所造成的生理伤害。     

大气CO2与O3浓度升高对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

以盆栽一年生毛竹为材料,利用开顶式气室模拟大气O3和CO2浓度升高情景,分析毛竹叶片细胞膜脂过氧化、抗氧化酶(SOD、CAT、POD和APX)活性和渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)含量的响应规律,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论支撑.结果表明:(1)短期(30 d)高浓度O3(92～106 nL-L-1)胁迫能刺激毛竹叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量显著提高,清除活性氧能力增强,并未出现细胞膜脂过氧化现象,即毛竹对短期高浓度O3具有较强的适应性;但长期(90 d)O3胁迫条件下,毛竹叶片抗氧化酶活性显著降低,叶片细胞膜脂过氧化程度加剧,膜结构破坏,发生严重的氧化伤害.(2)短期高浓度CO2(685～730 μmol·mol-1)处理总体上对毛竹叶片细胞膜脂过氧化和抗氧化酶系统活性影响并不明显;而长期高浓度CO2处理能一定程度上增强毛竹的抗氧化能力和渗透调节功能,减轻氧化损伤,体现了对毛竹的保护效应.(3)高浓度O3和CO2复合作用下,相对于单一高浓度O3胁迫,毛竹叶片能够维持较高的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,有效地调节活性氧产生与清除间的平衡,细胞膜脂过氧化程度变化不明显,说明高浓度CO2可在一定程度上缓解高浓度O3对毛竹所造成的生理伤害.     

CO2和O3浓度升高及其复合作用对玉米（Zea mays L.）活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

为了揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理,以玉米(Zea mays L.)为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)研究了CO2和O3浓度升高及其复合作用下,玉米叶片活性氧产生速率、含量,膜脂过氧化程度,抗氧化酶活性,净光合速率及玉米籽粒产量的变化.结果表明,在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2((550±20)μmol · mol-1)处理下,玉米叶片净光合速率升高,O- ·2 产生速率、H2O2含量下降, MDA含量、相对电导率减小,SOD、CAT、POD活性增强,玉米百粒重和穗粒数增加;而在O3浓度为(80±10)nmol · mol-1的条件下,玉米叶片净光合速率下降,O- ·2 产生速率、H2O2含量升高,MDA含量、相对电导率增大,SOD、CAT、POD活性减弱,玉米百粒重和穗粒数降低;CO2和O3浓度升高复合((550±20)μmol · mol-1 (80±10)nmol · mol-1)处理下,玉米叶片的净光合速率、H2O2含量、SOD活性先升高后降低, MDA含量、相对电导率、CAT活性增加,POD活性减弱,而O- ·2 产生速率几乎不变化,且玉米的百粒重和穗粒数略低于对照.以上结果说明,CO2浓度升高抑制了玉米叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,从而增强了光合作用,使玉米籽粒产量增加,对玉米表现为保护效应,而O3浓度升高促进了玉米叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,抑制了光合作用,使玉米籽粒产量下降,对玉米表现为伤害效应.在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对玉米的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对玉米的保护效应.     

CO2浓度倍增对城市油松抗氧化酶活性的影响

利用OTC(开顶箱)法模拟未来CO2浓度,于CO2倍增浓度(700 μmol*mol-1)和正常空气CO2浓度(≈350 μmol*mol-1)条件下,测定了沈阳市区油松(Pinus tabulaeformis)针叶超氧自由基(O(-)/(·)2)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)与抗坏血酸-谷胱甘肽循环(ASA-GSH cycle)主要酶活性动态变化,探讨高浓度CO2对油松抗氧化酶活性的影响.结果表明:在短期(60 d)内CO2浓度倍增使油松超氧自由基(O2(-)/(·))产生速率与过氧化氢(H2O2)含量减少,而SOD、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;植株抗氧化能力增强,对活性氧清除能力提高;但长期(70 d以上)CO2浓度倍增处理则可能使试验结果发生逆转.     

CO2浓度倍增对城市银杏(Ginkgo biloba)叶片膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响

以生长在沈阳市区内的银杏为试材,使用开顶箱模拟法对倍增CO2浓度（700μmolmol-1）和正常空气CO2浓度（≈350μmolmol-1）条件下银杏生长参数,超氧阴离子自由基（O2^-.）产生速率,丙二醛（MDA）含量,抗坏血酸（ASA）含量,超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）及谷胱甘肽还原酶（GR）活性动态变化进行分析,探讨高浓度CO2对银杏膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响。结果表明,在短期（60d）内CO2浓度倍增使银杏细胞内O2^-.产生速率与H2O2含量减少,而ASA含量与SOD、APX、GR活性升高。与对照相比,大多数测定显示出显著差别。但较长期（70d以上）CO2浓度倍增处理则使试验结果发生逆转,活性氧O2-.产生速率略有升高,SOD、APX、GR活性略有下降,ASA含量仍略高于对照（但与对照相比差异并不显著）,长期CO2浓度倍增处理可能使试验结果发生逆转。     

臭氧浓度升高对油松抗氧化系统活性的影响

以生长在开顶箱内的油松为试材,对高浓度臭氧(80 nmol·mol^-1)条件下油松(Pinus tabulaeformis)针叶中超氧阴离子自由基(O₂^·)产生速率、过氧化氢(H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶活性与抗坏血酸(ASA)含量进行测定.结果表明:高浓度臭氧使O₂^·产生速率提高,H₂O₂ 和MDA含量增加.ASA含量与SOD、抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶活性在高浓度臭氧熏蒸的前期升高,随后下降并低于对照.说明生长季前期,油松抗氧化系统对高浓度臭氧存在适应性反应,但不能抵抗长期臭氧胁迫带来的氧化伤害.     

外源NO对UV-B胁迫下红豆杉抗氧化系统的影响

为探讨一氧化氮(nitric oxide,NO)对紫外线-B( UV-B)辐射胁迫下植物抗氧化系统的影响,以盆栽5年生南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)幼苗为材料,硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)为外源NO供体,设置CK(对照)、SNP(+0.1 mmol·L-1SNP)、UV-B(+4.22 kJ·m-2·d-1 UV-B)及UV-B+ SNP(+0.1 mmol·L-1 SNP+4.22 kJ·m-2·d-1UV-B)4个处理,研究外源NO对UV-B胁迫下南方红豆杉幼苗针叶过氧化氢(H2O2)含量、脂质过氧化程度及抗氧化物质含量的影响.结果表明:UV-B胁迫显著提高了南方红豆杉针叶H2O2及MDA含量(P＜0.05),施加外源NO降低UV-B胁迫下针叶H2O2及MDA含量,提高紫杉醇、类黄酮及类胡萝卜素等抗氧化物质含量(P＜0.05);各处理对抗氧化酶活性影响不同,SNP处理显著提高针叶中CAT和POD活性(P＜0.05),UV-B和SNP+UV-B处理均提高针叶中POD活性,降低CAT活性和APX活性(P＜0.05).本研究证实,外源NO可提高UV-B胁迫下植物抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,降低其H2O2含量及脂质过氧化程度,从而在一定程度上缓解UV-B胁迫对植物的伤害.     

NaCl胁迫对唐古特白刺愈伤组织的生理效应

以唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)愈伤组织为材料,研究低(75 mmol/L)、中(150 mmol/L)、高(300 mmol/L)浓度NaCl处理下其膜脂过氧化、抗氧化酶活性及渗透性调节物含量的变化,试图从细胞水平揭示唐古特白刺适应盐环境的生理机制。结果显示:(1)唐古特白刺愈伤组织中MDA含量在低浓度NaCl处理下与对照无显著性差异,而在中高浓度下显著升高。(2)白刺愈伤组织超氧化物歧化酶(SOD)活性在各浓度NaCl胁迫下均比对照显著升高,且此效应无浓度依赖性;其过氧化氢酶(CAT)活性随胁迫浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势,在中低浓度下比对照显著增加,高浓度下显著降低为对照的64%;其过氧化物酶(POD)活性在低浓度下无显著性变化,在中高浓度显著下降为对照的55%和29%。(3)随NaCl胁迫浓度的增加,白刺愈伤组织中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈先升高后降低的变化趋势,且除高浓度下可溶性蛋白含量约降为对照的87%外,其余NaCl胁迫处理的3种渗透调节物含量均高于对照。研究发现,白刺愈伤组织在低浓度的盐胁迫下具有较强的抗氧化酶活性和渗透性调节作用,因而表现出较强的抗氧化作用,但高浓度NaCl胁迫对白刺愈伤组织造成了显著的氧化损害。