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。     

外源油菜素内酯对镉胁迫下菊芋幼苗光合作用及镉富集的调控效应

以两种菊芋(Helianthus tuberosus L.)品系南芋2号(NY2)和南芋5号(NY5)为材料,研究了外源24-表油菜素内酯(24-EBL)对镉胁迫下菊芋幼苗干重、根冠比(R/S)、光合色素含量、叶片气体交换参数和水分利用效率(WUE)的调节效应,还测定了其不同器官的镉(Cd)含量.结果表明:在镉胁迫下,2种菊芋幼苗的干重、R/S、光合色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、WUE均呈下降趋势,而胞间二氧化碳浓度(Ci)升高.(2)与镉胁迫相比,胁迫下外源喷施10-10、10-9、10-8、10-7mol/L 24-EBL作用下,两品系植株干重和R/S值均不同程度的上升,NY2、NY5的植株干重分别在10-9 mol/L 24-EBL(EBL2)和10-8mol/L 24-EBL(EBL3)处理下达到最大值,分别增加50％和64％.镉胁迫下,外源24-EBL处理均提高菊芋的叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量,Pn、Gs、Tr也由此得到不同程度的上升,而Ci均下降,NY5的Ci下降更显著.镉胁迫下,外源EBL2和EBL3作用下均不同程度地提高其WUE,NY5的WUE增幅远大于NY2.镉胁迫下NY5的新完全展开叶Cd含量的积累明显高于NY2;而EBL2处理下可降低NY2的新完全展开叶Cd含量,但EBL3却显著增加NY5的叶片Cd含量.镉胁迫下,喷施EBL2的NY2的不同器官、NY5根的Cd含量均显著下降,而NY5其他器官的Cd含量变化不显著.NY5不同器官的Cd含量均明显高于NY2.上述表明,24-EBL可明显提高菊芋的耐镉水平,主要是因为外源喷施24-EBL能显著促进其光合和提高水分利用效率,从而改善Cd胁迫下菊芋幼苗的生长;而24-EBL对菊芋NY5非气孔限制的更显著改善是其促进其光合、水分利用的重要原因,也是其对NY5的生长调控效果优于NY2的重要原因之一.结果还显示,菊芋NY5植株生物量大,从环境中提取Cd的能力较好,因此可作为重金属污染土壤的植物修复的材料来利用.     

外源褪黑素对砷胁迫下水稻幼苗生长的影响

采用溶液培养法研究外源褪黑素对砷(As)胁迫下水稻幼苗生长、生理指标和As积累的影响。结果表明,添加褪黑素可缓解水稻幼苗的As毒害,提高水稻株高、根长和生物量;同时,添加褪黑素也可以显著提高As胁迫下水稻幼苗中叶片和根系中的POD、SOD和CAT活性,降低MDA含量和O_2~■产生速率。与单独As处理相比,添加0.1~100μmol·L~(-1)褪黑素使水稻叶片和根系中POD活性分别提高38.6%~62.9%(除0.1μmol·L~(-1)褪黑素外)和37.4%~142.6%,SOD活性分别提高7.9%~27.3%和63.1%~96.0%,CAT活性分别提高16.7%~66.7%和41.6%~151.1%,MDA含量分别降低24.2%~40.7%和14.1%~51.9%,O_2~■产生速率分别降低12.4%~21.7%和28.3%~68.6%。说明添加适宜浓度的褪黑素可提高水稻抗氧化系统酶活性,降低膜脂过氧化,提高水稻抵抗As胁迫的能力。     

水稻幼苗根对羧基化多壁碳纳米管复合镉胁迫的生长生理响应

为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)复合镉(Cd)胁迫对植物生长生理的影响,采用液体培养方法,以水稻(Oryza sativa L.)为受试作物,测定了0～12.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH、10μmol·L~(-1)Cd单一和复合处理水稻幼苗21天后根生长、氧化损伤、抗氧化酶活性及根中Cd含量的变化。结果表明:(1)MWCNTs-COOH单一处理,根长、根鲜重均低于对照,并表现出先升高后降低的趋势,当其浓度达到12.0 mg·L~(-1)时,较对照分别下降了9.3%和15.2%,且低于10μmol·L~(-1)Cd单一处理;而复合处理组水稻幼苗根长、根鲜重、干重皆低于对应的单一处理;(2)MWCNTs-COOH单一胁迫下,水稻根的超氧自由基(O_2~(-·))明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性升高,3.0和6.0mg·L~(-1)MWCNTs-COOH处理下,SOD、POD活性最高;(3)MWCNTs-COOH复合Cd胁迫下,水稻根的SOD、POD活性大均低于单一处理组,而丙二醛(MDA)及羰基化蛋白含量均显著高于单一处理;(4)MWCNTs-COOH复合Cd后,水稻幼苗根尖细胞死亡加剧,其中,10μmol·L~(-1)Cd与12.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH复合处理的根尖根冠区细胞伊文斯蓝染色最深;(5)1.5～6.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH复合Cd处理水稻幼苗后,其根中Cd含量呈上升趋势,且在6.0 mg·L~(-1)浓度处理时达到最大值303.30μg·g~(-1);高浓度MWCNTs-COOH及其与Cd的复合均对水稻根产生毒性效应。     

外源MeJA对镉胁迫下波斯菊生长及抗氧化系统的影响

以波斯菊种子和幼苗为试验材料,采用滤纸上发芽和叶面喷施盆栽幼苗的方法,探讨不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0和25.0μmol·L~(-1))茉莉酸甲酯(MeJA)对镉(100μmol·L~(-1) Cd~(2+))胁迫下波斯菊种子萌发、幼苗生长以及抗氧化系统的影响。结果表明,镉胁迫条件下,波斯菊的生长受到严重抑制,施加低浓度MeJA(1.0～5.0μmol·L~(-1))可以促进波斯菊种子萌发,增加波斯菊幼苗叶绿素含量,促进叶片干物质含量的积累和叶片相对含水量增加,提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量和氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值,降低游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量;而高浓度的MeJA(大于10μmol·L~(-1))则表现出相反的抑制作用,影响镉胁迫下波斯菊种子萌发和幼苗的相关代谢。研究发现,适宜浓度的外源MeJA,在镉胁迫条件下可通过降低渗透调节物质的含量,诱导增强抗氧化酶活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量,调整GSH/GSSG比例等途径促进波斯菊种子萌发和幼苗的生长,有效缓解镉胁迫对波斯菊的伤害,从而提高波斯菊幼苗的耐镉性能。     

过氧化氢对镉胁迫下水稻种子萌发的缓解效应

为了探讨外源H_2O_2对镉胁迫下水稻种子萌发受抑的缓解作用,以水稻品种‘中优169’为材料,通过培养皿滤纸发芽法,研究不同浓度H_2O_2对200μmol·L~(-1)镉胁迫下水稻种子萌发、幼苗生长及相关生理指标的影响。结果表明,在200μmol·L~(-1)镉胁迫下,水稻种子的萌发和幼苗生长表现出明显的抑制现象,发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗的根长、芽长和可溶性蛋白含量均显著降低,MDA含量显著增加,POD活性上升,SOD、APX及CAT的活性显著受到抑制。较低浓度(≤10μmol·L~(-1))H_2O_2处理能不同程度地增加幼苗的根长、芽长、根鲜重和芽鲜重,提高镉胁迫下水稻种子的发芽指数和活力指数,增强SOD、POD和APX活性并降低MDA含量,从而缓解镉的毒害效应。其中5μmol·L~(-1) H_2O_2浸种处理对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的缓解作用最好。高H_2O_2浓度对镉胁迫的缓解作用逐渐减弱,当H_2O_2浓度达到50μmol·L~(-1)时,会加重镉胁迫的毒性。表明适宜浓度的H_2O_2可以提高水稻幼苗抗氧化能力,缓解镉胁迫伤害。     

叶面喷施褪黑素对低温胁迫下南瓜幼苗生长和生理特性的影响

以南瓜品种‘永安2号’幼苗为试验材料,采用室内盆栽实验,在叶面喷施不同浓度(0、50、100、150、200和300μmol·L^(-1))褪黑素(MT)后进行低温(10℃/7℃)胁迫处理,考察幼苗生长指标以及相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量等抗逆生理指标的变化,初步探讨外源褪黑素缓解南瓜幼苗低温冷害的生理机制。结果表明:(1)在低温胁迫条件下,南瓜幼苗出现叶片萎蔫失水、边缘失绿褪色、向内卷曲等冷害症状;幼苗株高、茎粗、鲜重、干重和壮苗指数等生长指标及叶片相对叶绿素含量均显著降低;叶片相对电导率、MDA含量和O^(-)·_(2)产生速率显著升高50%以上,超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶活性以及可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量也大多显著升高。(2)与低温胁迫处理相比,叶面喷施不同浓度褪黑素后,南瓜幼苗叶片冷害症状均得到不同程度恢复,并以100μmol·L^(-1) MT处理生长状态最好,植株形态表型与对照已没有明显差异;幼苗生长指标以及叶片相对叶绿素含量、6种抗氧化酶活性、3种渗透调节物质含量均不同程度提高,并随着MT浓度升高均先升后降,且均在100μmol·L^(-1) MT处理最高。研究发现,外源褪黑素能通过提高叶片叶绿素含量、增强抗氧化酶活性、增加渗透调节物质积累,显著降低低温冷害造成的膜质过氧化程度,有效减轻低温胁迫对南瓜幼苗的伤害,增强其抵抗低温能力,恢复幼苗的正常生长,且喷施浓度为100μmol·L^(-1)时效果最佳。     

外源褪黑素对不同价态砷胁迫下水稻种子萌发和生理指标的影响

研究了外源褪黑素对不同价态砷胁迫下水稻种子萌发的影响,结果表明,外源褪黑素能缓解As~(3+)和As~(5+)胁迫下水稻种子萌发的不利影响。添加50和100μmol·L~(-1)褪黑素后,砷胁迫下水稻种子的发芽率、发芽势、根芽长及根芽鲜重均得到提高。同时,添加褪黑素也可以显著提高As~(3+)和As~(5+)胁迫下水稻幼芽中CAT、POD和SOD活性,降低MDA含量和O_2~(-·)产生速率。当As~(3+)浓度为50μmol·L~(-1)时,添加100μmol·L~(-1)褪黑素导致水稻幼芽中CAT、POD和SOD活性分别比对照处理提高54.2%、100.1%和43.1%,MDA含量和O_2~(-·)产生速率分别降低44.1%和55.6%;而在相同浓度的As~(5+)胁迫时,100μmol·L~(-1)褪黑素处理使CAT、POD和SOD活性分别提高62.1%、49.6%和47.3%,MDA含量和O_2~(-·)产生速率分别降低33.1%和34.8%。证实褪黑素可提高水稻总代谢水平和抗氧化系统酶活性,提高水稻对As~(3+)和As~(5+)毒害的耐受性。     

ABA对盐胁迫下侧柏活性氧代谢及其相关基因表达的研究

以侧柏幼苗为试验材料,采用水培方式,研究不同浓度NaCl(0、100、200、300和400mmol·L~(-1))以及ABA(0、0.5、1、10、100和200μmol·L~(-1)处理对盐胁迫下侧柏幼苗活性氧代谢的影响。结果显示:(1)随着NaCl处理浓度增加,侧柏幼苗叶片过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)和脯氨酸含量,以及抗氧化物酶(SOD、POD和CAT)活性呈上升趋势,而可溶性蛋白含量降低。(2)于300mmol·L~(-1)NaCl胁迫处理48h后进行ABA(1和10μmol·L~(-1))处理,分析发现侧柏幼苗叶片的SOD、POD和CAT活性提高,GSH、脯氨酸和可溶性蛋白含量增加,H_2O_2和MDA的积累减少。(3)NaCl胁迫后,侧柏幼苗叶片活性氧代谢相关基因(Cu/Zn-SOD、CAT、GR、APX、MDAR和GST)的表达水平随ABA浓度增加呈先升后降的趋势,并于10μmol·L~(-1) ABA处理48h时达到峰值。研究表明,适宜浓度ABA通过促进盐胁迫下侧柏幼苗叶片的抗氧化物酶活性,提高渗透调节能力,增加GSH含量,降低H_2O_2和MDA积累,从而有效降低活性氧对侧柏叶片的伤害,保护细胞膜结构的完整,增强其抗盐性。     

油菜素内酯对盐渍下油菜幼苗生长的调控效应及其生理机制

为了探讨油菜素内酯对植物耐盐性的调控,以甘蓝型油菜"南盐油1号"为试验材料,研究了外源24-表油菜素内酯(24-EBL)对100、200 mmol/L Na Cl胁迫下油菜幼苗干重(DW)、相对含水量(RWC)、渗透调节能力(OAA)、叶片气体交换参数、气孔限制值(Ls)等的调节效应,还测定了不同器官的Na+、K+、Cl-含量,并计算各器官的K+/Na+和SK,Na。结果表明:(1)在不同浓度的盐胁迫下,油菜幼苗DW显著下降,胁迫下外源喷施10-12、10-10、10-8、10-6mol/L 24-EBL作用下,油菜植株干重均不同程度的上升,且植株干重都在10-10mol/L 24-EBL(EBL2)处理下达到最大值,分别比100、200 mmol/L Na Cl胁迫下增加29%和20%。与对照相比,非盐胁迫下外源喷施10-12、10-10、10-8、10-6mol/L 24-EBL,油菜幼苗植株干重与对照相比均无显著变化。(2)不同Na Cl浓度胁迫下,油菜叶片的RWC显著下降,外施EBL2可显著提高油菜叶片的RWC和OAA。(3)不同浓度Na Cl胁迫下,油菜幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)均不同程度下降,而Ls显著上升,而外喷EBL2可不同程度的提高Pn、Gs、Ci、Tr,降低Ls。(4)与对照相比,Na Cl胁迫下油菜幼苗叶片、叶柄和根的Na+和Cl-含量均显著上升,Na Cl浓度愈高,Na+和Cl-含量上升愈显著。而K+含量均下降,外源EBL2可显著降低幼苗各器官的Na+和Cl-含量,对幼苗叶片K+含量没有影响,但提高了叶柄和根中的K+含量。上述表明,合适浓度的24-EBL外喷可明显提高油菜的耐盐水平,且不同浓度Na Cl胁迫下,最适24-EBL浓度均为10-10mol/L。主要是因为外源喷施24-EBL能显著改善离子稳态和渗透调节能力,从而改善盐胁迫下油菜幼苗的光合作用、水分状况,提高其耐盐性。而24-EBL对盐处理下油菜植株气孔限制的显著改善是其促进其光合、水分利用的重要原因,也是其对100 mmol/L Na Cl处理的油菜生长调控效果优于200 mmol/L Na Cl处理的重要原因之一。结果还显示,在叶片中,24-EBL外施可通过排Na+和Cl-来维持植株离子稳态,而对K+影响不大;在根、茎中可通过排Na+、排Cl-、吸K+维持稳态。     

植物生长调节剂对薄壳山核桃品种‘波尼’枝条生长和叶片碳氮代谢物积累的影响

以5年生薄壳山核桃品种‘波尼’(Carya illinoinensis‘Pawnee’)幼树为实验材料,根据L_9(3~3)正交试验设计进行3因子(包括植物生长调节剂的种类、质量浓度和喷施次数)3水平(植物生长调节剂分别为GA_3、PP_(333)和6-BA,植物生长调节剂质量浓度分别为100、200和300 mg·L~(-1),植物生长调节剂喷施次数分别为1、2和3)叶面喷施实验,研究不同处理对薄壳山核桃品种‘波尼’枝条生长和叶片碳氮代谢物积累的影响。结果表明:GA_3处理组薄壳山核桃品种‘波尼’枝条长度较CK(对照,蒸馏水喷施3次)组显著增加,其中,T2(200 mg·L~(-1)GA_3喷施2次)处理组的枝条长度最大,较CK组增加了35.7%;PP_(333)处理组的枝条粗度总体上较CK组显著增加,其中,T5(200mg·L~(-1)PP_(333)喷施1次)处理组的枝条粗度最大,较CK组增加了23.8%。处理后30~90 d,所有处理组薄壳山核桃品种‘波尼’枝条叶片中可溶性糖含量均呈逐渐升高的变化趋势,而叶片中淀粉和可溶性蛋白质含量以及C/N比总体上呈先升高后降低的变化趋势。PP_(333)和6-BA处理组叶片中可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白质含量以及C/N比总体上显著高于CK组,其中,T5和T6(300 mg·L~(-1)PP_(333)喷施2次)处理组对叶片中可溶性糖和淀粉含量以及C/N比的促进效果较佳,而T4(100 mg·L~(-1)PP_(333)喷施3次)和T8(200 mg·L~(-1)6-BA喷施3次)处理组对叶片中可溶性蛋白质含量的促进效果较佳。极差分析结果表明:植物生长调节剂种类对薄壳山核桃品种‘波尼’枝条长度、叶片中可溶性糖和淀粉含量以及叶片C/N比的影响最大,植物生长调节剂喷施次数对枝条粗度和叶片中可溶性蛋白质含量的影响最大。研究结果显示:叶面喷施200 mg·L~(-1)GA_3对薄壳山核桃品种‘波尼’枝条伸长的促进效果最佳,喷施200 mg·L~(-1)PP_(333)对枝条增粗及叶片碳氮代谢物积累的促进效果最佳。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性的影响北大核心CSCD

以黄瓜品种’新春4号’为试验材料,研究了在中度盐胁迫(50 mmol/L NaCl)条件下,外源喷施0.01 mg/L 2,4-表油菜素内酯(EBL)和24μmol/L油菜素内酯抑制剂(BZR)处理对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及相关荧光参数的影响,探讨EBL缓解黄瓜幼苗中度盐胁迫伤害的光合生理机制。结果表明:(1)盐胁迫导致黄瓜幼苗叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、蒸腾速率(T_(r))下降,胞间CO_(2)浓度(C_(i))增加,初始荧光(F_(o))、最大荧光(F_(m))下降,OJIP曲线中J点、I点显著增加,降低了黄瓜幼苗叶片光合性能,且对PSⅡ受体侧的伤害大于供体侧,表现为PSⅡ反应中心损伤,光合电子从Q_(A)向Q_(B)的传递效率降低,电子传递受阻。(2)在50 mmol/L NaCl处理下,外源喷施0.01 mg/L EBL可显著提升NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片P_(n)、G_(s)、T_(r)、光合性能(PI_(ABS)),降低C_(i),显著增加单位面积内吸收(ABS/CS_(m))、捕获(TR_(o)/CS_(m))、用于电子传递(ET_(o)/CS_(m))的光能以及有活性反应中心的数目(RC/CS_(m))。(3)与NaCl+EBL处理相比,NaCl+EBL+BZR处理后黄瓜幼苗叶片光合性能进一步降低,证明EBL对黄瓜幼苗盐胁迫引起的PSⅡ伤害有缓解作用。研究发现,外源喷施适量2,4-表油菜素内酯能有效缓解黄瓜幼苗叶片在盐胁迫条件下受到的光合电子传递链中(PSⅡ)受体侧的伤害,增加电子从Q_(A)向Q_(B)传递的效率,从而显著改善盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光合性能。     

外源铜胁迫对长春花幼苗生物碱的影响

以药用植物长春花为实验材料,采用珍珠岩为培养基质的营养方式培养,初步研究了长春花幼苗对铜胁迫的生长响应、吸收积累、基因表达及生物碱合成的特性。研究结果表明,在外源铜胁迫下,药用植物长春花幼苗根和叶干重表现为低浓度的上升和高浓度的降低,并在300μmol·L~(-1)Cu时达到峰值,与对照差异显著(P0.05)。而幼苗的根系耐性指数先上升后下降,在200μmol·L~(-1)Cu时达到峰值。Cu金属进入长春花幼苗体内绝大部分积累在根部。长春花叶片中含有的长春碱在外源铜胁迫条件下其含量有一定程度上的增加,并且随着处理浓度的增加使之呈现出规律性变化,在300μmol·L~(-1)Cu时达到峰值,甚至到达CK的2.7倍。结果可为进一步验证长春花是否可以作为一种新的Cu超富集植物提供参考依据。     

镉对超富集植物滇苦菜抗氧化系统的影响

采用水培实验,研究镉(Cd)对一种新发现的Cd超富集植物——滇苦菜抗氧化系统的影响。结果表明,中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)处理下滇苦菜生物量与对照无显著差异,而高浓度Cd(50-100μmol.L-1)抑制了滇苦菜的生长,整株生物量比对照降低了72%和86%。10μmol.L-1Cd处理下地上部Cd浓度达到270mg·kg-1(干重),转运系数为1.41,符合超富集植物的特征。滇苦菜地上部Cd富集浓度最高达3919mg·kg-1,且64%-87%的Cd分布在地上部。中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)胁迫下,滇苦菜的丙二醛(MDA)和H2O2含量、超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率及各抗氧化酶活性与对照没有显著差异。但高浓度Cd(50-100μmol.L-1)胁迫下,地上部MDA、H2O2含量和O2.-产生速率比对照分别提高了5-17、1.6-6倍和2.9-7.2倍,地下部分别提高了1-5、1.4倍和9.5-11倍。同时,高浓度Cd处理下地上部和地下部超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及地上部谷胱甘肽(GSH)含量显著上升,但谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性变化不明显。研究表明,滇苦菜对Cd有较强的富集和转运能力。中、低浓度Cd处理未对滇苦菜造成明显的氧化胁迫,高浓度Cd处理时滇苦菜地上部与地下部均受到氧化胁迫,但对抗氧化胁迫的响应方式不同。     

α-亚麻酸对干旱胁迫下水稻种子萌发的影响

亚麻酸属ω-3系统的多不饱和脂肪酸,是细胞膜的重要组成部分。在干旱胁迫下,植物通过释放α-亚麻酸重塑细胞膜的流动性,但外源添加α-亚麻酸能否提高植物对干旱的抗性尚未可知。该研究采用PEG6000模拟干旱胁迫,探讨了种子萌发过程中α-亚麻酸对水稻萌发和幼苗生长过程中抗旱性的影响。结果表明:在14%和16%PEG干旱胁迫下,水稻种子推迟萌发,幼苗的生长受到抑制。25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸可缓解干旱对水稻幼根和幼苗生长的抑制,且随着干旱程度的增加,缓解作用增强。16%PEG胁迫下,25μmol·L~(-1)、250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高幼苗的根长34.3%和29.1%、苗长67.8%和52.0%、根重43.9%和35.2%、苗重59.1%和43.6%。α-淀粉酶活力测定发现,25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高干旱胁迫下水稻种子α-淀粉酶活力为56.7%~70.7%和36.8%~43.8%。水稻幼根活力测定显示,25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高干旱胁迫下幼根活力为11.4%~28.4%和5.4%~22.2%。此外,还对不同干旱胁迫下水稻种子α-淀粉酶活性和幼根活力的变化进行了讨论,认为α-亚麻酸主要通过提高种子萌发过程中α-淀粉酶的活性来缓解所遭遇的干旱胁迫,而对水稻幼根活力的影响则相对有限。     

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.     

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。     

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.     

稀土元素铈对斑马鱼肝脏的遗传毒性

以稀土元素中丰度最大的铈(Ce)为代表污染物,以斑马鱼(Danio rerio)为受试生物,采用RAPD-PCR和MSAP-PCR技术研究Ce对斑马鱼基因组DNA损伤及DNA甲基化的影响。结果表明,不同浓度Ce~(3+)(0、5、10和20μmol·L~(-1))胁迫斑马鱼28天后,Ce~(3+)主要在斑马鱼肝脏中富集(BCF:5.49~9.33),其次为腮(BCF:3.58~4.49)和肌肉(BCF:0.13~0.25);RAPD-PCR分析显示,Ce~(3+)(10μmol·L~(-1))胁迫能够诱导斑马鱼肝脏DNA的损伤;MSAP-PCR分析显示,Ce~(3+)胁迫引起的斑马鱼肝脏基因组DNA甲基化总变化率分别为8.93%(CK)、9.12%(5μmol·L~(-1))、15.56%(10μmol·L~(-1))和28.83%(20μmol·L~(-1)),其中低浓度胁迫下,斑马鱼肝脏基因组DNA去甲基化(D)型显著增加,高浓度下,甲基化(M)型显著增加,DNA甲基化多态性亦随胁迫浓度的增大而变大;测序分析结果显示,这些特异性甲基化条带与zinc finger protein STZ/ZAT10、ABC transporter 1、cell cycle control phosphatase superfamily protein等基因具有较高的同源性;与RAPD标记相比,DNA甲基化标记对Ce~(3+)的胁迫响应具有高敏感性。研究结果深化了对稀土元素生物学效应的认识。     

海水胁迫下CoCl2对油菜生长和抗氧化生理指标的影响

以 '高油605'油菜品种为材料,通过室内水培实验考察了不同浓度CoCl2处理对海水胁迫下油菜种子的萌发、幼苗生长及相关生理指标的影响.结果表明:(1)Hoagland+30%海水(CK3)处理的油菜种子萌发和生长受到显著抑制,但添加50~100 μmol·L-1 CoCl2处理的油菜种子发芽率比CK3显著提高31.98%～32.91%,发芽势极显著增加54.17%～59.03%(P＜0.01),鲜重显著增加25.49%～50.98%;而添加150~1 000 μmol·L-1 CoCl2则对油菜遭受海水胁迫的缓解作用减弱,抑制了油菜幼苗的根系生长.(2)CK3幼苗的抗坏血酸和叶绿素含量显著降低;但添加10~100 μmol·L-1 CoCl2处理的抗坏血酸含量比CK3极显著提高1.26～1.87倍,添加30、50和100 μmol·L-1 CoCl2处理的叶绿素含量比CK3显著提高;但200~1 000 μmol·L-1 CoCl2使油菜幼苗抗坏血酸含量显著降低,1 000 μmol·L-1 CoCl2使幼苗叶绿素含量显著下降.(3)10 μmol·L-1 CoCl2处理幼苗的POD和SOD活性分别比对照显著增加60.2%和18.19%,APX活性却降低6.20%;10~70 μmol·L-1 CoCl2使油菜幼苗POD活性降低,SOD和APX活性增加,MDA含量降低,显著缓解了海水胁迫压力;而100~1 000 μmol·L-1 CoCl2使POD先升后降,SOD和APX活性降低,MDA含量增加.研究发现,适宜浓度CoCl2能够显著提高海水胁迫下油菜幼苗的抗氧化酶活性,增强其清除活性氧能力,降低膜质过氧化作用,从而有效缓解海水胁迫伤害,诱导增强其耐盐性,促进幼苗生长;10~100 μmol·L-1 CoCl2对30%海水胁迫的缓解效果最好,更高浓度的CoCl2反而对油菜幼苗产生毒害作用.