拔节孕穗期小麦干旱胁迫下生长代谢变化规律

采用盆栽试验模拟干旱胁迫(土壤相对含水量40%-45%)在小麦(Triticum aestivum)拔节孕穗期胁迫12天, 测定其生长速率、光合特征及关键代谢产物含量, 以探讨干旱胁迫对拔节孕穗期小麦叶片初生及次生代谢产物的影响及其涉及的代谢途径, 讨论小麦生长代谢变化规律及应答机制。研究表明: 干旱胁迫使小麦叶片气孔受限制导致光合速率下降; 使叶绿素含量下降直接影响光系统II活性, 最终导致生长率降低。检测出的初级代谢产物组包括有机酸、氨基酸、碳水化合物、嘧啶和嘌呤等64个代谢产物, 其中29个代谢产物在干旱胁迫下发生明显的变化。主成分分析(PCA)结果显示全部样本均分布在95%的置信区间内, 两个主成分得分为64%。单因素方差分析结果表明, 干旱胁迫导致苹果酸、柠檬酸、乌头酸等参与三羧酸(TCA)循环的代谢产物消耗明显, 且引起大部分氨基酸(如脯氨酸、丝氨酸、缬氨酸)和碳水化合物(肌醇、果糖、葡萄糖)大量积累的同时转氨基代谢(天冬酰胺、谷氨酰胺和γ氨基丁酸)产物消耗, 研究证明干旱胁迫明显地促进小麦叶片的糖酵解和氨基酸合成途径, 但抑制了TCA循环和转氨基反应, 加速氨基酸代谢网络向脯氨酸合成转变过程。这些结果表明干旱胁迫引起了转氨基反应、TCA循环、糖酵解/糖异生、谷氨酸介导的脯氨酸合成, 以及嘧啶和嘌呤等代谢网络系统广泛的变化, 说明小麦在合成大量的氨基酸和碳水化合物类物质的同时也消耗了大量的能量, 暗示了糖异生到脯氨酸合成的转变。     

亚麻响应盐、碱胁迫的生理特征

利用中性盐NaCl、Na₂SO₄和碱性盐NaHCO₃、Na₂CO₃混合模拟不同强度的盐、碱胁迫条件, 对亚麻(Linum usitatissimum)进行14天胁迫处理, 测定其地上部分和根生长速率、光合特征、离子平衡及有机渗透调节物质积累, 以探讨亚麻对盐、碱两种胁迫的生理响应特点。研究表明: 亚麻生长对盐、碱胁迫的响应存在差异, 在相同盐浓度下, 碱胁迫对亚麻的伤害大于盐胁迫。碱胁迫使地上部分中Na⁺浓度急剧增高, 造成叶绿体破坏、光合色素含量下降, 光合能力及碳同化能力也急剧下降。亚麻中Na⁺含量随着胁迫强度的增加而升高, 而K⁺含量呈下降趋势, 碱胁迫下的变化明显大于盐胁迫。因此, 碱胁迫导致Na⁺过度积累可能是碱胁迫对植物伤害大于盐胁迫的最主要原因。碱胁迫下Ca²⁺和Mg²⁺在根中下降明显, 可见高pH值阻碍根对Ca²⁺和Mg²⁺的吸收。Fe²⁺和Zn²⁺对渗透调节的影响不大, 因为它们的离子含量较低。盐胁迫促进阴离子(Cl^-、H₂PO₄^-和SO₄^2-)的积累来平衡大量涌入的Na⁺, 但是碱胁迫明显减少无机阴离子含量, 可能造成严重营养胁迫(如P和S不足)。亚麻在盐胁迫下积累大量可溶性糖来平衡大量的Na⁺, 但碱胁迫下积累大量有机酸来维持细胞内离子平衡和pH值稳定, 碱胁迫大量积累的有机酸也可能被分泌到根外调节根外的pH值, 这说明亚麻对两种不同胁迫的响应方式不同。研究证明高pH值会直接影响植物根系的生长发育, 影响植物矿质元素的吸收, 阻碍离子稳态重建, 有机酸代谢是亚麻碱胁迫下的关键适应机制。     

基于核磁共振波谱的盐芥盐胁迫代谢组学分析

以甲醇/水(1∶1)作为溶剂,利用高分辨核磁共振氢谱分析了盐生模式植物盐芥(Thellungiella salsuginea)代谢组对盐胁迫的响应。根据1H核磁共振(NMR)波谱,在盐芥莲座叶中准确鉴定出23种代谢产物,包括11种氨基酸、4种糖类、6种有机酸和2种其他代谢产物。主成分分析表明,150、300 mmol/L NaCl处理盐芥的代谢组与对照均有显著差异(P<0.05),两种浓度的NaCl处理对盐芥代谢组的影响也不相同。盐胁迫处理以后,盐芥23种代谢产物含量均发生显著变化,除天冬氨酸、延胡索酸受盐胁迫诱导含量下降以外,其余代谢物含量均不同程度升高。这些代谢物主要参与了糖类代谢途径、氨基酸合成途径、三羧酸循环和甜菜碱合成途径,这些代谢途径在盐芥响应盐胁迫过程中有重要作用。     

镉胁迫对丹参生理特性和代谢特征的影响

采用盆栽实验以及液相色谱-质谱联用技术,对镉(Cd)胁迫下丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)的生理和代谢特征进行研究。结果显示：Cd胁迫下丹参根中的Cd、脯氨酸和可溶性蛋白含量均显著增加;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量显著下降;还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性变化不显著;过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性显著下降,但过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性显著增加。同时也发现丹参代谢物含量发生了变化,共筛选出51个差异标志代谢物(主要是有机酸和氨基酸);L-脯氨酸和L-组氨酸的差异倍数(Fold change, FC)均大于2.5,是上调较多的氨基酸;3,4,5-三甲氧基苯甲酸和迷迭香酸FC值均大于5,是上调较多的有机酸;Cd与差异标志代谢物(尤其是氨基酸和有机酸)呈显著正相关。研究结果说明丹参可积累一定量的Cd,高浓度的Cd胁迫可引起丹参膜脂过氧化,限制其抗氧化酶的活性,影响其代谢过程。丹参主要通过调节氨基酸和有机酸代谢,上调L-脯氨酸、L-组氨酸、3,4,5-三甲氧基苯甲酸和迷迭香酸抵御Cd胁迫。     

NaHCO3胁迫下马铃薯根系代谢组差异分析

【目的】分析马铃薯根系对NaHCO3胁迫的代谢组学差异,揭示不同马铃薯品种响应NaHCO3胁迫的代谢分子机制,为优化马铃薯育种、栽培技术措施以及生产应用提供理论依据。【方法】以马铃薯‘V7’和‘康尼贝克’2个品种幼苗根系为研究对象,选用不同浓度梯度（CK、10 mmol/L、20 mmol/L、30 mmol/L、40 mmol/L、50 mmol/L）NaHCO3溶液模拟碱胁迫,胁迫7 d后,结合非靶向代谢组学检测方法,利用高效液相色谱（LC-MS）技术及多维统计学对2个马铃薯品种根系代谢产物进行检测分析。【结果】（1）NaHCO3胁迫下,‘V7’根系中检测到160种代谢物上调、91种代谢物下调,‘康尼贝克’根系中125种代谢物上调、52种代谢物下调。（2）KEGG通路富集分析表明,2个品种各筛选出10条差异代谢通路,其中植物次生代谢产物的生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、由组氨酸和嘌呤衍生的生物碱合成以及嘧啶代谢这4条差异代谢通路是马铃薯根系响应碱胁迫的关键代谢途径。（3）糖类、酰胺类化合物、胺类、含氧有机化合物、生物碱、酚酸类、菑体-皂苷元等差异代谢物均参与到了马铃薯响应NaHCO3胁迫的复杂的调控网络中。【结论】研究筛选出马铃薯根系响应NaHCO3胁迫的关键代谢产物以及代谢途径,耐碱性品种V7与碱敏感性品种‘康尼贝克’二者根系代谢组学存在差异性;同时,同一个品种不同胁迫程度下其根系代谢与CK也存在差异性。氨基酸及其衍生物、有机酸、尿囊素这3类差异代谢物含量的积累是‘V7’根系代谢过程活跃、耐碱性能力强于‘康尼贝克’的重要特征分子。     

紫薇响应盐胁迫和碱胁迫的代谢组分析

为探究‘红叶’紫薇(Lagerstroemia indica ‘Pink Velour’)对盐胁迫和碱胁迫的代谢响应机制,对‘红叶’紫薇1年生无性扦插苗分别进行盐胁迫(NaCl,pH=7.02)和碱胁迫(NaHCO₃和Na₂CO₃的Na⁺摩尔比为2:1,pH=9.52)处理,采用液相色谱质谱(LC-MS)分析叶片代谢组学变化,并比较2个处理组与对照(CK)之间的代谢差异。结果表明：与CK相比,盐处理组共筛选出156个差异代谢物,碱处理组共筛选出176个差异代谢物,2个对比组共有23个差异代谢物,其余均为特有差异代谢物。KEGG富集分析表明,次生代谢产物生物合成、氨基酸代谢、糖类代谢、脂肪酸代谢和植物激素合成是响应盐胁迫和碱胁迫的主要代谢通路;甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸合成代谢、ABC转运蛋白和维生素B₆合成代谢是盐胁迫组的特有代谢通路;缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸和脯氨酸生物合成代谢、叶酸合成代谢,以及戊糖和葡萄糖醛酸相互转化和抗坏血酸合成代谢是碱胁迫组的特有代谢通路。这些差异...     

混合碱(NaHCO_3和Na_2CO_3)胁迫对高粱幼苗渗透调节和离子平衡的影响

以高粱耐碱品种(四杂25号)和碱敏感品种(龙杂9号)为研究材料,采用人工气候箱内营养液培养,研究不同浓度混合碱(Na HCO3和Na2CO3摩尔比为9∶1)胁迫对高粱幼苗叶片和根系渗透调节物质和离子平衡的影响。结果表明:随着混合碱浓度和p H值的增加,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖以及游离氨基酸等渗透调节物质含量在叶片和根系中均有显著增加;四杂25号叶片和根系中渗透调节物质含量的增幅大于龙杂9号,叶片中的渗透调节物质含量高于根系;随碱胁迫浓度的增加,两个高粱品种叶片和根系中Na+的浓度显著增加,而K+和Ca2+浓度显著减少,四杂25号K+和Ca2+浓度减小程度小于龙杂9号;叶片离子中以K+的含量最大,而根系中以Na+的含量最大,说明高粱幼苗叶片和根系所需平衡渗透势的阳离子种类和数量有所差异;根系受碱胁迫的破坏程度较叶大,其渗透调节和离子平衡能力弱于叶片,说明高粱根系对碱胁迫更加敏感。     

一氧化氮对裸燕麦耐盐性的增强效应

采用营养液培养方法,以‘定莜6号’裸燕麦为材料,研究外源一氧化氮供体硝普钠(SNP)对100 mmol·L-1Na Cl胁迫下裸燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明:5μmol·L-1SNP能明显缓解Na Cl胁迫对幼苗生长的抑制作用,显著提高Na Cl胁迫下裸燕麦叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性及谷胱甘肽和抗坏血酸含量,降低丙二醛、过氧化氢、超氧阴离子和游离氨基酸含量及过氧化氢酶活性,提高可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及K+/Na+比。分析表明,外源一氧化氮通过提高抗氧化能力和渗透溶质积累以及维持K+、Na+平衡,缓解盐胁迫诱导的氧化伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦的耐盐性。     

落羽杉根系有机酸与NSC代谢对三峡消落带水位变化的响应

为探究三峡库区消落带水位变化下落羽杉根系有机酸和非结构性碳水化合物(NSC)的响应特征,以适生木本植物落羽杉为对象,在消落带原位环境中设置对照-SS(海拔175 m,试验期间无水淹)、MS(海拔170 m,中度水淹胁迫)和DS(海拔165 m,深度水淹胁迫)3个处理,分别于海拔170 m和165 m退水时采集样品,测定并分析根系有机酸和NSC的变化。结果表明:(1)库区水淹对落羽杉基径无显著影响,仅有DS组明显抑制了高生长,落羽杉生长能较积极地响应库区水淹。(2)库区水淹对落羽杉侧根和总根有机酸的影响一致,侧根有机酸代谢作用优于主根。与SS组相比,MS组根系有机酸含量增高,DS组根系有机酸含量降低,除部分根系酒石酸、苹果酸、柠檬酸变化达到显著水平外,其余有机酸均无显著变化。(3)库区不同强度水淹对落羽杉根系NSC有不同程度的影响。与SS组相比,MS组可溶性糖无显著变化,淀粉、NSC含量显著增加,但总根NSC在水淹前与水淹后无明显差异;形成鲜明对比的是,DS组显著降低了可溶性糖、NSC含量,对淀粉无显著影响,且水淹后总根NSC显著低于水淹前。(4)相关分析表明,主根、总根草酸、苹果酸、柠檬酸及侧根、总根莽草酸分别与淀粉、NSC间表现出显著相关性(P0.05)。研究结果表明,在三峡库区消落带水淹胁迫下,落羽杉根系有机酸与NSC代谢联系紧密。通过维持一定的根系淀粉含量,保持植株正常的有机酸代谢水平,较好地适应三峡库区消落带生境。     

嫁接对盐胁迫下西瓜幼苗体内离子和内源激素含量与分布的影响

以小型西瓜‘秀丽’为接穗、耐盐砧木瓠瓜‘超丰抗生王’为砧木,以自根嫁接苗为参照,分析了砧木嫁接对NaCl胁迫下西瓜幼苗根、茎、叶中离子和内源激素含量的影响。结果表明:(1)盐胁迫下,自根嫁接苗Na+主要积累在地上部,K+含量和K+/Na+比下降幅度大;砧木嫁接苗大部分Na+积累在根系中,K+含量和K+/Na+比下降幅度小且在不同部位皆高于自根嫁接苗。(2)盐胁迫下,自根嫁接苗吲哚-3-乙酸(IAA)以及玉米素和玉米核苷的总量(Z+ZR)在根系和接穗茎中显著增加,在叶片中明显下降,赤霉素(GA3)含量在不同部位保持不变或明显增加;而砧木嫁接苗不同部位IAA和(Z+ZR)的含量均显著增加,GA3含量在不同部位保持不变或明显下降。(3)盐胁迫下,两种嫁接组合根系和茎中脱落酸(ABA)含量均明显下降,叶片中ABA含量则显著增加。(4)盐胁迫下,自根嫁接苗和砧木嫁接苗根系和接穗茎中IAA/(Z+ZR)的比值均明显上升,叶片中明显下降,但砧木嫁接苗上升和下降幅度均远大于自根嫁接苗。研究表明,瓠瓜根系对进入根系的Na+具有截留作用;采用瓠瓜砧木嫁接可有效防止Na+在西瓜接穗地上部尤其是在叶片中的大量累积,从而防止离子毒害的发生;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的K+含量和K+/Na+比,可有效维持盐胁迫下西瓜嫁接植株体内的离子稳态;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的IAA和(Z+ZR)含量,IAA/(Z+ZR)比值较高,对提高西瓜嫁接植株盐胁迫耐性起到了积极的作用。     

根施甜菜碱对镍胁迫下小麦幼苗生长生理的影响

以普通小麦品种‘轮选988’为材料,采用溶液培养法,研究了根施不同浓度甜菜碱(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0、15.0、20.0mmol·L~(-1))对镍(100μmol·L~(-1) NiSO_4)胁迫下小麦根系生长的影响,以及4.0mmol·L~(-1)甜菜碱处理镍胁迫幼苗根系相关抗逆生理生化指标的变化。结果表明:(1)与不施加镍对照相比,镍胁迫下小麦幼苗的根长、株高、鲜重和干重分别显著降低了14.7%、11.7%、15.0%和16.7%。(2)与单独镍胁迫处理相比,小麦幼苗的根长、株高、鲜重和干重均随着根施甜菜碱的浓度逐渐增加且呈先升后降的趋势,并以4.0mmol·L~(-1)外源甜菜碱处理效果较佳。(3)与单独镍胁迫处理相比较,在4.0mmol·L~(-1)外源甜菜碱处理下,小麦幼苗根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别升高了284.7%、40.3%、82.9%和20.4%,超氧阴离子自由基(O-·2)含量、过氧化氢(H_2O_2)含量和丙二醛(MDA)含量分别显著降低了50.6%、38.4%和40.6%,可溶性糖含量及游离脯氨酸(Pro)含量分别显著降低了19.2%、45.4%,而根系活力大幅上升了358.0%。研究认为,根施适宜浓度外源甜菜碱可显著增强小麦幼苗根系的抗氧化能力,恢复根系活力,从而有效减弱镍胁迫对小麦幼苗生长的伤害。     

一株耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的差异代谢物分析

【目的】探究耐盐碱乳酪短杆菌G20响应盐碱胁迫的代谢物组成以及代谢物合成潜力,为潜在功能分子和盐碱诱导的快速稳定响应逻辑门基因线路的挖掘提供参考。【方法】利用液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)检测乳酪短杆菌G20盐碱环境与正常环境下4个生长时期的代谢产物。着重对富含高差异变化倍数代谢物的适应期与指数期进行分析。【结果】乳酪短杆菌G20可以在pH 10.0、9%NaCl环境中正常生长,同时环境pH值会随菌株生长逐步下降。综合正负离子2种模式,乳酪短杆菌G20在盐碱环境下各生长时期间差异代谢物数量分别为正常环境的0.69、0.75和0.81倍。盐碱胁迫诱导下适应期与指数期差异代谢物主要为苯环型化合物、有机酸及其衍生物与有机杂环类化合物。其中上调的有机酸化合物吲哚-3-乙酸、犬尿酸和葡萄糖酸指数期质谱信号强度低于适应期。菌株中可能存在的渗透保护剂有L-瓜氨酸、L-脯氨酸、N-乙酰鸟氨酸和左旋肉碱等。适应期变化倍数较大或质谱信号强度较高的差异化合物有毛果芸香碱、植物鞘氨醇和柠檬酸等,指数期有组胺、L-脯氨酸和硫胺素等。菌株差异代谢通路集中在氨基酸代谢与碳水化合物代谢。菌株代谢物中存在甜菜碱和...     

NaCl胁迫对滨梅扦插苗生物量和水分积累的影响

以1年生滨梅(Prunus maritima Marshall)扦插苗为实验材料,在盆栽条件下用质量浓度为0.15%、0.29%、0.58%、0.88%、1.17%、1.46%的NaCl溶液进行盐胁迫处理,测定胁迫后根、茎、叶Na+、K+含量以及全叶、一年生茎、二年生茎和根系生物量、含水率、根系活力变化,探讨滨梅的抗盐胁迫机制。结果显示:(1)盐胁迫80d后,随着盐胁迫强度提高,滨梅植株根、茎、叶Na+含量显著提高,而其根、茎K+含量显著降低,根、茎、叶K+/Na+值显著降低;根Na+含量在低于0.58%NaCl胁迫下显著高于茎、叶,而在高于0.58%NaCl胁迫下却表现为叶Na+含量显著高于根、茎。(2)滨梅根、茎、叶生物量均随盐胁迫强度的提高呈先增加后减少的趋势;随着盐胁迫时间的延长,茎、叶生物量在低于0.58%NaCl胁迫下均呈积累趋势,且茎生物量在0.58%NaCl胁迫下显著提高,而根、一年生茎、叶生物量在高于0.58%NaCl胁迫下均显著下降。(3)滨梅茎、叶含水率均随盐胁迫强度的增加呈先增加后减少的趋势,而随着胁迫时间的延长呈逐渐减少趋势;根系活力及根含水率均随盐胁迫强度的提高而增加,但根含水率随着胁迫时间的延长变化不明显。由此可见,滨梅能通过根系稀释并蓄积Na+,保护地上部分正常生长,当进入根系的Na+量超过吸收阈值时,Na+迅速在叶中积累储存,且叶中较高含量的K+对Na+形成了有效的缓冲。     

NaCl和Na2CO3对盐地碱蓬胁迫效应的比较

在相同的Na 浓度(如100 mmol/L)下,NaCl处理促进碱蓬植株干重增加,提高根系活力,而Na2CO3处理导致植株干重减少,根系活力降低;与NaCl胁迫相比,Na2CO3胁迫下叶片内Na 含量上升和K 含量下降幅度更大,叶肉细胞质Na 含量和叶内脯氨酸含量增加幅度更大,而V-H -ATPase(液泡膜H -ATPase)和V-H -PPase (液泡膜H -PPase)增加幅度较少;与NaCl胁迫不同,Na2CO3胁迫下SOD(超氧化物歧化酶)活性不是增加,而是降低,与此相一致,MDA(丙二醛)含量大幅度增加.上述结果表明,碱蓬对Na2CO3胁迫的抗性低于对NaCl的抗性,这可能与Na2CO3胁迫引起的Na 、K 离子严重失衡、活性氧清除能力降低有关.     

根施丙酸对冬小麦幼苗叶片脯氨酸代谢酶及抗旱性的影响

以冬小麦品种‘豫农211’为材料,通过设置持续12 d控水和干旱后复水2 d盆栽实验,研究根施15 mmol·L~(-1)丙酸溶液处理下小麦植株形态、叶片相对含水量、电导率、丙二醛含量对干旱胁迫的响应,以及控水和复水过程中叶片脯氨酸含量及其关键代谢酶活性的动态变化,以探明外源丙酸提高小麦抗旱性的脯氨酸代谢机制。结果表明:(1)在干旱胁迫条件下(土壤相对含水量降至20%),根施丙酸处理可显著提高小麦叶片相对含水量,并显著降低叶片相对电导率和丙二醛含量(P0.05);丙酸处理组小麦幼苗萎蔫程度明显低于同期对照,地上部生物量积累量比对照增加了13.3%。(2)根施丙酸处理的小麦叶片脯氨酸积累量在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量降至45%～55%)显著高于对照,且随着干旱胁迫程度的加剧(土壤相对含水量降至20%以下)脯氨酸含量仍能稳定维持在正常水平(300μg·g~(-1)左右),而对照叶片脯氨酸含量则呈急剧上升的趋势;复水处理后,丙酸处理的小麦植株中叶片脯氨酸含量能迅速恢复至正常水平。(3)在整个控水至复水过程中,小麦叶片脯氨酸合成关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸σ-氨基转移酶(σ-OAT)活性均呈现先升后降的变化趋势,吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性呈现先降后升的变化趋势,而脯氨酸降解关键酶脯氨酸脱氢酶(PDH)活性呈增加趋势。研究认为,在干旱胁迫条件下,根施丙酸能够通过调控脯氨酸代谢过程中的合成和降解途径关键酶活性来维持叶片细胞内脯氨酸水平稳定,有效减轻叶片水分散失和过氧化伤害程度,从而提高冬小麦幼苗的抗旱性。     

燕麦幼苗对盐胁迫的响应及过氧化氢对响应的调节

为了探讨‘定莜6号’燕麦对盐胁迫的生理生化响应及H2O2的调节作用,采用水培方法,研究外源H2O2对盐胁迫下燕麦活性氧代谢、渗透溶质积累和Na+、K+平衡的影响。结果表明:小于100 mmol·L-1Na Cl未对‘定莜6号’幼苗的生长造成明显影响,150 mmol·L-1及以上浓度Na Cl使幼苗干重和叶片K+/Na+显著降低,O2-·产生速率、H2O2、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、质膜H+-ATP酶活性明显提高,但抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量变化不大;外施5μmol·L-1H2O2可显著缓解150 mmol·L-1Na Cl胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,使燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和CAT活性及H2O2、GSH含量明显提高,O2-·产生速率和MDA含量显著降低;5μmol·L-1H2O2还提高了150 mmol·L-1Na Cl胁迫下燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、有机酸和脯氨酸含量及质膜H+-ATP酶活性和K+/Na+,降低了游离氨基酸含量;表明外源H2O2可调控燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累,维持K+、Na+平衡,从而增强耐盐性。     

碱胁迫对黑麦草幼苗根系活性氧代谢和渗透溶质积累的影响

为了探讨牧草对碱胁迫的耐受程度,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO3（0、50、100、150和200 mmol·L^-1）胁迫对黑麦草幼苗根系生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明：NaHCO3胁迫显著抑制黑麦草幼苗根系的生长,其抑制程度随胁迫浓度提高而增强,黑麦草可耐受的最高NaHCO₃浓度约为150 mmol·L^-1。随着NaHCO₃胁迫浓度的增加,黑麦草根中超氧阴离子(O^-·₂)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量明显上升,超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量显著下降,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(ASA)含量先升后降。黑麦草根中Na⁺含量随NaHCO₃浓度增大而增加,K⁺含量和K⁺/Na⁺比降低,可溶性糖含量先升后降,脯氨酸含量则先降后升,游离氨基酸含量呈先升后降再升高变化。表明碱胁迫导致的活性氧代谢失调和Na⁺、K⁺失衡及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是黑麦草根系生长受抑的重要因素。     

不同耐性水稻幼苗根系对镉胁迫的形态及生理响应

采用水培试验,以两个耐镉性不同的水稻品种为材料,研究了不同浓度镉胁迫对水稻幼苗根系形态、根系活力、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:低于5 μmol/L Cd胁迫对2个水稻品种总根长、根表面积、根体积、根干重、根系活力无明显影响,在1 μmol/L Cd时,甚至起促进作用。随Cd浓度增加表现出一定的抑制效应,秀水63在10 μmol/L Cd胁迫下根系形态、根系活力明显受到抑制,而秀水09在25 μmol/L Cd胁迫下明显受抑。随Cd胁迫浓度的增加,游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,两品种相比,秀水09的游离脯氨酸含量、SOD和POD增幅大于秀水63,而MDA含量增幅小于秀水63;过氧化氢酶(CAT)活性变化表现为先上升后下降,10-100 μmol/L Cd胁迫下秀水63根系中CAT活性明显低于秀水09。总之,水稻对Cd毒害响应存在明显的品种差异,且Cd胁迫下根系生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一。     

盐、碱胁迫下小冰麦体内的pH及离子平衡

通过混合两种中性盐（NaCl和Na₂SO₄）和两种碱性盐（NaHCO₃和Na₂CO₃）分别模拟出不同强度的盐、碱胁迫条件,对小冰麦苗进行12 d胁迫处理,测定茎叶组织液的pH值及Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、H₂PO₄-和有机酸等溶质的浓度,以探讨盐、碱两种胁迫下小冰麦体内的pH及离子平衡特点.结果表明：盐、碱胁迫下小冰麦茎叶内的pH值均稳定不变;随胁迫强度的增加,盐胁迫下小冰麦茎叶内有机酸浓度没有明显变化,Cl^-浓度大幅度增加,而碱胁迫下有机酸浓度大幅度增加,Cl^-浓度没有明显变化.盐、碱胁迫下小冰麦茎叶中的阳离子均以Na⁺和K⁺为主,但阴离子的来源明显不同.盐胁迫下无机阴离子对负电荷的贡献起主导作用,其贡献率达61.3%～66.7%;而碱胁迫下,随胁迫强度的增大,有机酸对负离子的贡献率从38.35%上升到61.60%,逐渐成为主导成分.实验结果表明,有机酸积累是小冰麦在碱胁迫下保持体内离子平衡和pH稳定的关键生理响应.     

蓝光胁迫对金线莲游离氨基酸组分的影响

以金线莲(Anoectochilus roxburghii)为试材,在光密度30 μmol·m–2s–1的白光基础上补充60 μmol·m–2·s–1、120 μmol·m–2·s–1和180 μmol·m–2·s–1三个强度蓝光胁迫56 d,采用氨基喹啉-N-羟基丁二酰氨基甲酸酯(AQC)柱前衍生结合超高效液相色谱-串联质谱法测定游离氨基酸组分含量变化,分析金线莲游离氨基酸组分对蓝光胁迫的响应特征。共稳定检测出22种氨基酸,苏氨酸、丙氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、肌氨酸、组氨酸、天冬酰胺和酪氨酸是金线莲的特征氨基酸,游离氨基酸总量随着胁迫时间延长呈先增加后减少的趋势,在14 d 时含量最高。综合结果表明,蓝光胁迫14?d对金线莲中多种游离氨基酸的合成有促进作用,在补充180 μmol·m–2·s–1强度蓝光时效果最好。