高温强光对小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的影响及水杨酸的调节作用

以小麦品种矮抗58为材料,采用0.3 mmol/L水杨酸(SA)溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,进行3种不同的光温处理:适宜温度中等光强(25℃,600 μmol m-2 s-1)2h、高温强光(38℃,1600μmol m-2 s-1)2h、高温强光2h后置于适宜温度中等光强下恢复3h.测定不同光温条件下,小麦叶绿体的Deg1蛋白酶、D1蛋白和PSⅡ功能的变化及SA的调节效应.结果表明,高温强光胁迫导致Deg1蛋白酶和D1蛋白降解,PSⅡ功能发生可逆损伤.与对照相比,水杨酸预处理不仅能够抑制高温强光下小麦叶绿体Deg1蛋白酶和D1蛋白的降解,维持较高的PSⅡ原初光化学效率(Fv/ Fm)、实际光化学效率(φPSⅡ)、电子传递速率和净光合速率(Pn),而且加快回到非逆境下PSⅡ功能的恢复.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达的调节

以0.1、0.3和0.5mmol.L^-1的水杨酸预处理灌浆期的小麦叶片,测定在高温强光胁迫下小麦叶绿体基因psbA表达、D1蛋白含量和PSII功能。结果表明,叶面喷施SA不仅可减缓高温强光对psbA表达的抑制,而且可促进胁迫后在适宜光温条件下恢复表达的水平。     

高温强光对温州蜜柑叶绿素荧光、D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响及SA效应

以3年生温州蜜柑（Citrus unishiu Marc.）植株为试材,用叶绿素荧光分析、Western-blotting蛋白质印记技术及DAB（3,3'-二氨基联苯胺）显色法,研究了高温强光（38℃和1600 μmol?m-2?s-1）对叶片叶绿素荧光参数、PS（光系统）II反应中心D1蛋白和Deg1蛋白酶的影响和SA（水杨酸）的效应。结果表明,高温强光交互作用4 h后,叶片的初始荧光Fo升高,最大光能转化效率Fv/Fm、表观光合电子传递速率ETR及PSII的量子产额ΦPSII显著降低,在D1蛋白降解的同时,Deg1蛋白酶含量也下降,并伴有H2O2的积累。在高温强光下,外源的H2O2使叶绿素荧光动力学快相参数(Fi-Fo)/(Fp-Fo)值（反映PSII中QB非还原中心的数量）升高和I-P的斜率（反映PSII 活化中心还原态QA积累的值）下降,Fv/Fm、ETR、ΦPSII及D1蛋白和Deg1蛋白酶下降幅度增大;而外源的SA使这些参数下降幅度减小。这些结果说明,高温强光诱导H2O2的积累造成Deg1蛋白酶和光系统反应中心D1蛋白的降解,Deg1蛋白酶的减少也进一步限制了D1蛋白的周转,进而使温州蜜柑PSII反应中心遭到破坏,SA对光合机构光破坏有保护作用。     

高温强光下水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光和叶黄素循环的影响

在高温强光条件下,研究了外源水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光参数和叶黄素循环的影响.结果表明,在高温强光胁迫前2 d用50～400 μmol·L^-1水杨酸处理叶片,抑制了高温强光下原初光能转换效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、最大荧光(F_m)和光化学猝灭系数(qP)的下降,分别比对照提高了16.1%～30.2%、11.9%～33.0%、7.2%～41.0%和27.2%～160.8%,促进了非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,比对照提高了13.1%～62.9%,而对初始荧光(F_o)影响不大.水杨酸处理可减小高温强光下叶黄素循环库的下降幅度,使(A+Z)/(V+A+Z)升高,分别比对照高29.5%和24.6%.这些结果说明,水杨酸可通过提高非辐射能量耗散,对高温强光引起的黄瓜叶片光合机构的破坏具有保护作用.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

水杨酸对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

为了研究水杨酸（SA）对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响,用0.5 mmol·L^-1 SA溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1 600 μmol·m^-2·s^-1）处理,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化.结果表明：SA预处理有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平、全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学淬灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源SA通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤,有利于PSⅡ的正常运转.     

外源Ca2＋对高温强光胁迫下灌浆期小麦叶片光合机构运转的影响

灌浆期叶面喷施10mmol·L-1 CaCl2对高温强光胁迫下小麦叶片光合电子传递、放氧速率、叶绿素荧光参数和D1蛋白的影响结果表明,Ca2＋预处理可保护D1蛋白,削弱其降解,提高光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）子传递速率、全链电子传递速率、净光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭（qp）,维持较低的Fo,最终导致小麦适应高温强光的能力提高。     

高温胁迫下黄瓜幼苗的某些光合特性和PSⅡ光化学活性的变化

以三叶一心期的黄瓜品种‘津春4号’(耐热)为试材,研究其在高温(处理I35℃/20℃、II42℃/27℃,光照强度350μmol·m~(-2)·s~(-1))胁迫1、3、5 d及恢复2d后的某些光合特性和PSⅡ光化学活性。变化的结果表明:高温胁迫下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)显著下降;叶绿素荧光参数,F_v/F_m、Φ_(psⅡ)与q_p均下降,而NPQ上升;恢复2d后35℃/ 20℃下的各项指标均有所恢复,但仍不能恢复到未作高温处理的水平,而42℃/27℃下的各项指标比恢复前更严重。     

水杨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响

以津春3号黄瓜为试材,对其喷施0.05、0.1和0.5 mmol/L的水杨酸(SA)溶液,并进行了昼(40±1)℃/夜(30±1)℃高温胁迫处理,研究了黄瓜幼苗四叶期叶片叶绿素荧光参数变化.结果表明,高温胁迫下幼苗叶绿素荧光参数Fo、NPQ等显著升高,Fv/Fm、Fv′/Fm′等明显降低,嫁接苗的变化趋势弱于自根苗;不同浓度的SA溶液可缓解高温胁迫对黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响,且以0.1 mmol/L的SA处理效果最优.     

高温对仁用杏光合特性及PSⅡ光化学活性的影响

为探讨高温胁迫下仁用杏叶片的光合适应机制,以科尔沁沙地生长的4年生'超仁'仁用杏为试材,设置环境温度为25℃、30℃、40℃和50℃处理,利用气体交换技术和快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术(JIP-test),研究了仁用杏叶片光合特性和PSⅡ光化学活性.结果表明:在一定温度范围内,随着温度升高,仁用杏通过提高光合色素含量和比例来维持光能的吸收、传递和转换能力,从而保证光合机构正常运转;当高温超过叶片自身生理调节限度后,叶绿素发生分解、净光合速率(Pn)明显下降、胞间CO2浓度(Ci)上升,说明光合作用的下降是由叶肉因素造成的.温度40℃导致单位面积有活性反应中心数量(RC/CSo)显著下降;而50℃高温下荧光诱导曲线中K点(Wk)和J点(Vj)明显增加,高温对仁用杏叶片放氧复合体(OEC)、受体侧和PsⅡ反应中心造成了伤害.此外,50℃高温还导致初始荧光(Fo)显著升高,为对照的2.26倍,PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光化学性能指数(PI/ABS)分别下降为对照的37.9%和10.3%.高温损害了PSⅡ供体侧和受体侧的功能,造成光合效率下降,这是高温胁迫对仁用杏叶片光合机构伤害的主要机制之一.     

低温下强光胁迫对小麦叶片光系统I结构与功能的影响

探讨了低下强光胁迫对小麦（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ Ｌ．）扬麦５号苗期叶片（第三叶）类囊本膜上ＰＳⅠ－２００颗粒光化学特性和组分的影响。光胁迫条件下,ＰＳⅠ－２００颗粒的电子传递活性受到抑制,４℃条件下光胁迫的抑制程度低于２５℃下的抑制,２５℃条件下,光胁迫导致ＰＳⅠ－２００颗粒还原侧１９ｋＤ及ＬＨＣⅠ等多肽降解;而４℃条件下,１９ｋＤ保持稳定,但ＬＨＣⅠ等多肽在光胁迫处理过程中却发生降     

高、低温胁迫对牡丹叶片PSⅡ功能和生理特性的影响

以牡丹‘肉芙蓉’离体叶片为试材,以25 ℃为对照,研究了强光(1400 μmol·m-2·s-1)下高温(40℃)和低温(15℃)处理对牡丹叶片PSⅡ光化学活性和生理特性的影响.结果表明:随处理时间的延长,各处理叶片的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光量子效率(φPsⅡ)和光下开放的PSⅡ反应中心激发能捕获效率(Fv’/Fm’)均持续降低.暗恢复4h后,对照和15℃处理叶片的Fv/Fm基本上完全恢复,而40℃处理叶片仅恢复到处理前的75.5％,即使15 h后也不能完全恢复;强光下40℃处理使PSⅠ和PSⅡ间的激发能分配严重偏离平衡状态.强光下40 ℃处理抑制了超氧化物歧化酶活性,加剧了O2、H2O2、丙二醛的产生,导致叶绿素和可溶性蛋白含量不断下降.说明强光下40℃高温胁迫对牡丹叶片光合机构造成了不可逆的破坏,而15℃低温处理对其光合机构的影响相对较弱.     

外源Ca2+对高温强光胁迫下小麦叶绿体D1蛋白磷酸化及光系统Ⅱ功能的影响

用10 mmol·L^-1 CaCl₂溶液预处理灌浆期小麦叶片,以水预处理为对照,然后将预处理植株进行高温强光（35 ℃,1600 μmol·m^-2·s^-1）胁迫,测定胁迫处理过程中小麦旗叶光合电子传递速率、净光合速率、叶绿素荧光参数及D₁蛋白的变化,以研究外源Ca²⁺对高温强光胁迫下小麦叶片类囊体膜D₁蛋白磷酸化和PSⅡ功能的影响.结果表明：CaCl₂溶液预处理使小麦叶片在高温强光逆境下PSⅡ反应中心发生可逆失活,有效抑制了高温强光下D₁蛋白的净降解,保持了较高的D₁蛋白磷酸化水平,暗恢复后PSⅡ反应中心活性迅速恢复,全链电子传递速率和PSⅡ电子传递速率恢复至对照水平,维持了较高的PSⅡ原初光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率(Ф_PSⅡ)、光化学猝灭系数（q_P）和净光合速率（P_n）.表明外源Ca²⁺通过调节小麦叶绿体D₁蛋白的周转,促进了PSⅡ的正常运转,减轻了高温强光胁迫对叶片光合机构的损伤.     

外源多氨基芳香族化合物对高温强光下芦苇离体叶绿体叶绿素降解的缓解作用

以甘肃省河西走廊临泽县境内荒漠地区2种生态型芦苇为主要研究材料,研究了在添加多氨基芳香族化合物(Mr856,PAAC)条件下,不同温度、光照强度处理及处理时间对沙芦和水芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响,以探究PAAC对高温强光条件下离体叶绿体可能的保护机理。结果表明:(1)外源PAAC对水芦和沙芦离体叶绿体叶绿素相对含量的影响因环境光照强度、温度和处理时间的不同而异;(2)光照强度对离体叶绿体叶绿素相对含量的影响与温度有关,且随着处理时间的延长而增强,在光照水平为1 000μmol.m-2.s-1下,沙芦叶绿素相对含量在不同温度下均高于水芦;(3)外源PAAC可明显减缓高温强光胁迫下水芦叶绿素相对含量的降低趋势,尤其对强光胁迫下叶绿素相对含量降低的效应更明显。研究结果说明,PAAC可能作为沙芦叶片中具独特分子结构特征的相容性溶质,可减缓高温强光下离体叶绿体叶绿素的降解,对离体叶绿体有一定的保护作用。     

水杨酸和阿斯匹林对小麦盐害的缓解作用

盐胁迫条件下水杨酸和阿斯匹林能提高小麦种子发芽率、发芽指数和活力指数,降低幼苗叶片质膜透性和盐胁迫对细胞膜的伤害,提高幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,减少膜脂过氧化作用产物丙二醛的积累,降低根系Ｎａ＾＋和提高根系Ｋ＾＋的向上运输选择性。所有这些变化都有利于缓解盐胁迫对小麦的伤害,提高其对盐胁迫的适应性。     

强光胁迫对濒危植物金花茶幼苗生长和叶绿素荧光参数的影响

以当年生盆栽金花茶实生苗为材料,研究不同程度的强光胁迫（25％、50％和100％自然光强,以8%自然光强为对照）对其生长、生物量、叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在不同程度的强光胁迫下,金花茶幼苗的生长均受到抑制,随着胁迫程度的增强,金花茶叶片颜色由深绿变为浅绿、黄绿色,叶片灼伤愈来愈严重;植株抽稍时间推迟,抽稍后长出的新叶长势较差;幼苗死亡率越来越高。幼苗根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量均随胁迫程度的升高而显著降低,强光胁迫对叶生物量的影响最大,根生物量次之,对茎生物量的影响最小。随着胁迫程度的增强,叶片叶绿素总量（Chl）、叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）含量均显著降低,Chla/Chlb和Car/Chl显著升高。叶绿素荧光参数F_o、F_m、F_v、F_v/F_m、F_v/F_o均随胁迫程度的升高降低,强光胁迫使PSⅡ受到了伤害,光合作用原初反应过程受抑制,光合电子传递受到影响,从而抑制植株的正常生长。     

水杨酸对高温胁迫下铁皮石斛幼苗耐热性的影响

为研究不同浓度水杨酸对铁皮石斛幼苗耐热性的诱导效应,以移栽半年的铁皮石斛幼苗为实验材料,对不同浓度水杨酸诱导高温胁迫下铁皮石斛幼苗的耐热性进行外观评价及叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的动态测定,观察其动态变化趋势并筛选最佳施用浓度.结果显示:在高温胁迫环境下,随着胁迫时间的延长,不同浓度SA处理均能有效缓解高温对铁皮石斛植株伤害;1.5～2.0 mmol·L1SA处理使铁皮石斛叶片中SOD、POD活性显著提高,0.5～1.5 mmol·L-1 SA处理叶片中CAT、APX活性显著提高;1.5～2.0 mmol·L-1SA处理可显著促进叶片Pro、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,有效抑制MDA含量的增加,且不同浓度处理之间差异显著.研究表明,适宜浓度水杨酸处理能提高铁皮石斛幼苗的耐热性,并以1.5 mmol·L-1浓度处理效果最好.     

外源水杨酸对光抑制条件下小麦叶片光合作用的影响

以浓度为50、100、200 mg·kg-1的水杨酸(SA)预先处理灌浆期的小麦叶片,可有效防护强光所致的氧化损伤,维持较高的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,减轻丙二醛(MDA)积累.叶片在光抑制条件下,可维持较高的通过PSⅡ电子传递速率(Fm/Fo)、PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、净光合速率(Pn)和较低的非光化学猝灭系数(qNP).其中,以较低浓度SA(50 mg·kg-1)的效果较好.     

外源Ca~(2+)对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种"阿兰"一代为试验材料,研究了外源Ca2+处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温强光胁迫下,5～20mmol·L-1Ca2+处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均较高,而胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)较低,其中以10mmol·L-1Ca2+处理效果最好.说明5～20mmol·L-1Ca2+处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca2+处理浓度超过40mmol·L-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

高温强光胁迫对苹果果皮PPO活性的影响

苹果果实日烧是一种普遍发生的生理病害,最常见的特征之一就是在果实表面出现褐变。通常认为PPO与植物的酶促褐变密切相关。研究了自然和控制条件下,高温强光胁迫对果实PPO活性的影响,以便揭示高温强光胁迫下苹果果实褐变与PPO活性之间的联系。结果表明：高温和强光胁迫与果皮PPO活性变化密切相关。就树冠不同方位而言,西南方位是高温和强光胁迫最严重的区域,其外围裸露果实的PPO活性也最强。在一定范围内,随着处理温度和光照强度的升高,果皮PPO活性也逐渐增强。短时间剧烈升温能够引起PPO活性骤然上升。在同样程度的高温胁迫下,提高环境湿度有利于抑制果皮PPO活性,从而减轻褐变症状的发生。室内外试验一致证实：果实日烧褐变现象与高温强光胁迫下果皮组织PPO活性大幅度提高有直接关系。