水分胁迫对春播玉米苗期生长及其生理生化特性的影响

采用盆栽试验,以‘蠡玉18'玉米单交种为供试材料,设置充分供水(CK)、轻度水分胁迫(LS)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)4个水分处理水平,研究了水分胁迫对春播玉米苗期保护酶活性和生长的影响,以探讨土壤水分胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制.结果表明:(1)随着水分胁迫程度的加剧,玉米幼苗的生物量显著下降,根冠比、根系活力和脯氨酸含量增加,且水分胁迫对玉米幼苗地上部生物量的抑制作用更大;可溶性蛋白含量差异不明显,MDA含量波动变化.(2)随着水分胁迫时间的延长,根冠比、根系活力和植株脯氨酸含量先升高后降低,可溶性蛋白含量呈先下降后升高的趋势;玉米幼苗叶片和根系MDA积累波动变化,而叶片MDA含量始终高于根系.(3)在水分胁迫初期,玉米叶片中CAT活性较SOD、POD响应更敏感;玉米苗期根系在中度水分胁迫下主要依赖CAT来降低氧化危害,而在重度水分胁迫下前期主要依赖CAT、后期通过CAT和POD的共同作用来降低氧化伤害;水分胁迫条件下,叶片和根系POD同步降低氧化伤害,而SOD和CAT在叶片和根系间存在互补作用.研究表明,在不同程度的水分胁迫条件下,玉米幼苗的生长受到一定程度的抑制,但其能够通过调节自身的保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植株的正常生理代谢功能.     

干旱胁迫及复水对不同黍稷品种根系生理特性的影响

以2种抗旱性不同的黍稷品种(‘陇糜4号’和‘晋黍7号’)为试验材料,采用盆栽试验研究了苗期中度和重度干旱胁迫后拔节期复水对其根系生理特性的影响。结果显示:(1)干旱胁迫引起2个黍稷品种根系活力明显下降,根系SOD、POD活性以及MDA、脯氨酸含量明显升高,而且重度干旱胁迫处理变化幅度显著大于中度干旱胁迫。(2)复水后,2个黍稷品种根系的各项生理指标均有不同程度的恢复,且中度胁迫处理较易恢复,重度胁迫下恢复能力很弱。(3)2个黍稷品种根系各项生理指标在干旱胁迫及复水条件下变化幅度不同,干旱胁迫下抗旱性强的‘陇糜4号’根系活力下降幅度明显低于抗旱性弱的‘晋黍7号’,根系SOD活性、POD活性、MDA含量和脯氨酸含量的上升幅度明显高于‘晋黍7号’,而复水后‘陇糜4号’根系的各项生理指标的恢复能力明显强于‘晋黍7号’。研究表明,干旱胁迫及复水条件下‘陇糜4号’均表现出较高的根系活力、保护酶活性和脯氨酸含量,且MDA含量较低,从而表现出较强的抗旱性。     

甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠超微弱发光及抗氧化能力的影响

以盆栽4年生的苹果砧木湖北海棠（Malus hupehensis）为试材,叶面喷施100 mmol·L^-1的甜菜碱,研究外源甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠叶片超微弱发光（UWL）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）及甜菜碱（GB）含量的影响.结果表明,轻度干旱胁迫下,叶片UWL强度提高,但随着干旱胁迫程度的加重而下降,至严重干旱胁迫时UWL明显低于正常供水处理;H₂O₂、MDA含量随干旱胁迫加重而升高;SOD和POD活性随胁迫加重而升高,但至重度干旱时下降.与单独干旱处理相比,叶片喷施甜菜碱显著提高了轻度和中度干旱胁迫叶片的UWL（分别提高35.27%和43.95%）、SOD和POD活性,降低了H₂O₂和MDA含量;促进了Pro和GB的积累.表明甜菜碱及通过甜菜碱诱导的脯氨酸积累,能够提高干旱胁迫下叶片的抗氧化能力,减轻过氧化损伤,对叶片细胞起到保护作用.     

不同抗旱性玉米幼苗根系抗氧化系统对水分胁迫的反应

以抗旱性不同的2个玉米品种为材料,研究不同程度水分胁迫下玉米根系活性氧清除系统的变化及膜脂过氧化水平。明确了轻度水分胁迫下玉米根系POD、CAT、APX等保护酶活性明显提高;中、重度胁迫下其活性急剧下降,但几种酶对水分胁迫的敏感程度不同。SOD对水分胁迫表现最不敏感,在中度水分胁迫下仍保持上升趋势;抗氧化剂GSH含量变化趋势与保护酶相似;而AsA含量在不同程度水分胁迫下持续下降;MDA含量随水分胁迫程度加剧而增加。其中抗旱性强的鲁玉14与抗旱性弱的掖单13相比具有较高的保护酶活性和抗氧化剂含量,膜脂过氧化程度较轻,除POD外,品种间抗氧化酶活性（抗氧化剂含量）呈极显著差异,说明抗氧化能力强是抗旱性品种具有较强抗旱性的重要原因之一。     

干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种产量和根系生理特性的影响

通过盆栽人工模拟干旱试验,研究了全生育期中度干旱胁迫对不同耐旱性玉米杂交种（耐旱：京科628;不耐旱：农大95）产量及根系生理特性的影响.结果表明：干旱胁迫下,耐旱玉米产量比对照减少33.7%,不耐旱玉米则比对照减少62.3%.干旱胁迫下,玉米根系生物量降低且最大值出现时间提前,与对照相比,不耐旱玉米根冠比升高,耐旱玉米根冠比前期升高后期降低;根系活力降低,不耐旱玉米根系活力降低幅度大于耐旱玉米;根系超氧化物歧化酶（SOD）活性前期高于对照后期低于对照,耐旱玉米根系SOD活性开始低于对照的时间比不耐旱玉米晚;根系丙二醛（MDA）含量升高,随干旱胁迫处理时间的延长,不耐旱玉米MDA含量比对照升高的幅度大于耐旱玉米;根系可溶性蛋白含量降低,不耐旱玉米的降低幅度大于耐旱玉米.干旱胁迫下耐旱玉米杂交种根系活力﹑根系SOD活性及可溶性蛋白含量较高,减缓了根系的衰老进程,延长了根系功能期,这可能是耐旱玉米杂交种在干旱胁迫下仍能获得较高产量的重要原因之一.     

外源芦丁预处理对水分胁迫下玉米幼苗的生理效应

以玉米(Zeamays L.)品种'郏单958'为材料.采用营养液水培法,研究了外源芦丁(Rutin)对聚乙二醇(PEG)胁迫下幼苗叶片质膜相对透性、脯氨酸、可溶性糖含量及保护酶活性的影响.结果显示:(1)在15%PEG-6000胁迫下,玉米叶片的MDA含量、质膜相对透性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均显著增加,保护酶SOD、CAT、POD活性显著升高.(2)一定浓度芦丁(>0.40 g/L)预处理可显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性提高.降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量.说明外源芦丁能够提高玉米幼苗的抗氧化作用,缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤·达到提高植物抗旱性的目的.     

干旱胁迫下荒漠植物红砂叶片抗氧化特性

以荒漠半荒漠地区优势种超旱生灌木红砂两年生植株为研究对象,测定了不同程度干旱胁迫下叶片膜脂过氧化和抗氧化特征参数,以探讨荒漠植物抗氧化系统对荒漠极端环境的适应机制.结果显示:红砂叶片过氧化氢(H2O2)含量随干旱胁迫加剧而显著增加,丙二醛(MDA)含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度的增加,可溶性蛋白含量随干旱胁迫的增加而显著降低;类胡萝卜素和脯氨酸含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;超氧化物歧化酶(SOD)活性随干旱胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;过氧化物酶(POD)活性在中度干旱胁迫下显著增加而在重度干旱胁迫下显著降低.研究表明,荒漠植物红砂叶片中胡萝卜素、脯氨酸、SOD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用, 而POD在重度干旱胁迫下没有起到积极保护作用.     

梯度水分对鱼腥草生长及生理特征的影响

以不同的施水量,模拟自然生境中林下鱼腥草不同水分条件,设置了8个水分梯度,研究梯度水分对鱼腥草生长和生理特征的影响,以建立鱼腥草生态栽培模式。结果表明:水分的减少或增加均显著减少生物量,中度、重度干旱和水淹明显降低株高和叶面积指数。重度干旱显著提高根冠比。除轻度湿润组外,水分的减少或增加,均显著提高MDA含量;与对照组相比,各干旱处理组SOD和CAT活性和MDA含量明显增强;除脯氨酸含量以外,湿润各处理组CAT、POD、SOD活性和MDA含量均明显低于干旱各处理组;水淹时,CAT、POD、SOD活性、MDA和脯氨酸含量均较低。说明中度干旱或中度湿润已对鱼腥草形成逆境胁迫。栽培鱼腥草的水分条件可以控制在轻度干旱和轻度湿润之间。     

樟子松和油松根叶对春季干旱胁迫的响应

以成年樟子松和油松为对象,分析春季干旱胁迫对叶片和根系形态和生理特性的影响,比较2个树种在干旱胁迫下的响应程度和受伤害大小。结果表明:樟子松叶片含水量、脯氨酸含量、POD和CAT活性均显著高于油松(P0.05),根系活力、含水量、可溶性蛋白和脯氨酸含量及CAT活性、比根长和比表面积均显著高于油松(P0.05)。樟子松叶片丙二醛含量显著低于油松(P0.05),而根系丙二醛含量显著高于油松(P0.05)。可溶性糖和脯氨酸含量及SOD活性在叶片中显著大于根系(P0.05),可溶性蛋白含量及CAT活性在樟子松叶片中显著小于根系(P0.05),POD活性在油松叶片中显著低于根系(P0.05)。上述结果表明,春季干旱胁迫下,樟子松比油松做出了更积极的响应,叶片和根系的响应关系不对应,干旱胁迫对油松叶片伤害更大,而对樟子松根系伤害更大。     

冠菌素对玉米幼苗耐干旱胁迫的诱导效应

以玉米幼苗为材料,在20%PEG模拟干旱条件下,研究了植物生长物质冠菌素0.001~1.0μmol?L-1处理时叶片水分状况及其脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及抗氧化酶活性.实验表明,在干旱胁迫条件下,低浓度(0.01μmol?L-1)的冠菌素处理能显著降低干旱胁迫下叶片水势,并显著提高玉米幼苗叶片相对含水量、可溶性糖和游离脯氨酸的含量;同时能显著提高玉米叶片中POD、CAT和APX的活性(分别比对照高32.1%、13.8%和29.5%),而对SOD和GR的活性无显著影响;此时叶片中MDA的含量显著比对照降低11.6%,能够在一定程度上维持细胞膜的完整性.高浓度冠菌素处理(1.0μmol?L-1)下各指标的变化趋势则相反.结果证明,低浓度冠菌素(0.01μmol?L-1)能增强玉米幼苗耐干旱胁迫的能力.     

五种西北旱区植物对干旱胁迫的生理响应

以黑果枸杞、金露梅、蒙古莸、柠条和花棒5种西北旱区植物为材料,采用盆栽试验研究了干旱胁迫对植物叶片光合、水分和生理生化的影响.结果表明: 随干旱胁迫时间的延长,5种植物叶片的保水力均升高,叶片相对含水量先升后降,叶绿素含量和叶绿素荧光参数均不同程度地降低,花棒和黑果枸杞的光合系统受到的影响最小,金露梅的光合系统受损最严重.干旱胁迫后金露梅叶片的电导率和丙二醛含量先降低后急剧上升,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先升高后急剧降低.其余4种植物随土壤含水量的降低电导率先升后降,丙二醛含量先升后降或先降后升,SOD和POD活性总体呈上升趋势,其中蒙古莸SOD活性和花棒POD活性在所有植物中升幅最大,干旱28 d后分别升至为胁迫前的2.1、14.1倍.随胁迫时间的延长,5种植物各有机溶质的积累量存在较大差异,金露梅积累最多的可溶性糖和游离脯氨酸,28 d后分别增至为原来的2.1、23.4倍,花棒积累最多的可溶性蛋白,28 d后增至为原来的2.0倍.隶属函数法表明,植物耐旱能力为花棒>黑果枸杞>柠条>蒙古莸>金露梅.5种旱区植物可通过提高抗氧化酶活性和积累有机溶质对干旱胁迫进行积极的反馈,以减轻细胞受到的伤害.金露梅对水分亏缺的敏感性最高,试验期间其干旱程度已经超出了自身调节能力的阈值.     

The Effect of Salt and Water Stress on Membrane Lipid Peroxidation in leaf Cells of Halophyte and Non-halophyte

Different concentrations of NaC1 and isoosmotic polyethylene glycol(PEG)were used to treat the seedlings of halophyte Suaede salsa and non-halophyte Prosopis chilensis. Membrane lipid peroxidation malondialdehyde(MDA)content,SOD activity and plasmalemma permeability were determined at different time of treatment. The seedlings of Suaeda salsa showed no or a little response to 0--1. 488 MPa NaCl,but marked response to 1. 984 MPa NaC1. However,there was a greater response to isoosmotic PEG in plasmalemma permeability, SOD activity and MDA content. Prosopis chilensis showed an contrary trend to Suaeda salsa. The MDA content decreased unanimously as three kinds of free-radical scavengers were sprayed on the seedlings of the above plants before NaCl or PEG treatment, but increased with pretreatment of SOD inhibitor. Obviously, the decrease of SOD activity and the increase of MDA content were related to plasma injury, and free-radical did participate the course of salt and/or water stress injury. Their effects of both salt and water stress shared common features in response to the integrity of the cell membrane.     

玉米幼苗萎蔫过程中某些理化性质变化的研究

玉米幼苗在暂时性萎蔫期间失水速率相对较慢,可溶性糖,脯氨酸等渗透调度物质的积累较多,ＳＯＤ活性增加,而在永久性萎缩期间失水速率较快,渗透调节物质减少,ＳＯＤ活性下降,在玉米幼苗萎蔫的全过程中,叶绿素,蛋白质含量及ＣＡＴ,ＰＯＤ活性等迅速下降,质膜透性增大,膜脂过氧化加剧。     

不同瑞典能源柳无性系对干旱胁迫的生理响应

以瑞典能源柳无性系2、4、C、E的一年生盆栽扦插苗为材料,采用土壤持续强化干旱胁迫实验,系统测定不同胁迫阶段叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量和株高净生长量,并采用隶属函数模型综合评定了不同能源柳无性系的耐旱性。结果表明:(1)各能源柳无性系叶片的保护酶活性随干旱胁迫的加剧均呈现先增后降趋势:土壤水分含量>11.4%时,SOD、POD和CAT活性均呈增长趋势,三者协同作用;土壤水分含量<11.4%,能源柳无性系2、4的CAT和POD活性显著降低,细胞膜受损。(2)各无性系MDA含量随干旱胁迫的加剧呈增长趋势,土壤含水量降至11.4%时,MDA含量增长显著,其中能源柳无性系4变化最为剧烈。(3)各无性系可溶性蛋白含量随干旱胁迫的持续而增加,但当土壤含水量低于8.1%时有所下降。(4)各能源柳无性系胁迫阶段株高净生长量随干旱胁迫的加剧而降低。(5)隶属函数综合分析发现,4个无性系耐旱潜力表现为能源柳C>能源柳E>能源柳2>能源柳4。     

Identification of trehalose as a compatible solute in different species of acidophilic bacteria

The major industrial heap bioleaching processes are located in desert regions (mainly Chile and Australia) where fresh water is scarce and the use of resources with low water activity becomes an attractive alternative. However, in spite of the importance of the microbial populations involved in these processes, little is known about their response or adaptation to osmotic stress. In order to investigate the response to osmotic stress in these microorganisms, six species of acidophilic bacteria were grown at elevated osmotic strength in liquid media, and the compatible solutes synthesised were identified using ion chromatography and MALDI-TOF mass spectrometry. Trehalose was identified as one of, or the sole, compatible solute in all species and strains, apart from Acidithiobacillus thiooxidans where glucose and proline levels increased at elevated osmotic potentials. Several other potential compatible solutes were tentatively identified by MALDITOF analysis. The same compatible solutes were produced by these bacteria regardless of the salt used to produce the osmotic stress. The results correlate with data from sequenced genomes which confirm that many chemolithotrophic and heterotrophic acidophiles possess genes for trehalose synthesis. This is the first report to identify and quantify compatible solutes in acidophilic bacteria that have important roles in biomining technologies.     

不同水分条件下控释尿素对夏玉米产量和叶片衰老特性的影响

采用旱棚土柱试验,以郑单958为材料,研究不同水分处理(重度干旱胁迫W₁、轻度干旱胁迫W₂、正常水分条件W₃)和不同控释尿素施氮处理(N₀:不施氮肥;低氮N₁:施纯氮150 kg·hm^-2;中氮N₂:施纯氮225 kg·hm^-2;高氮N₃:施纯氮300 kg·hm^-2)对夏玉米产量及叶片衰老特性的影响.结果表明: 控释尿素与水分耦合对延缓叶片衰老、提高功能叶作用时间和效率以及提高产量方面存在显著互作效应.相同氮素条件下,随着土壤水分含量的增加,夏玉米叶面积指数(LAI)、穗位叶叶绿素含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性均显著提高,可溶性蛋白含量增加,而丙二醛(MDA)含量显著降低,产量增加;相同水分条件下,随着施氮量的增加,夏玉米LAI、穗位叶叶绿素含量及各种保护酶活性均显著提高,可溶性蛋白含量增加,而MDA含量显著降低,产量也呈增加趋势.但处理W₃N₃、W₃N₂和W₂N₃之间差异不显著,且相对于其他处理,各项指标(MDA除外)均保持较高水平,MDA含量较低,表明控释尿素与水分的耦合效应有利于维持穗位叶功能,延缓叶片衰老,促进光合产物的生产,进而提高夏玉米产量.综合产量、叶面积指数、叶绿素含量和各种保护酶活性及MDA、可溶性蛋白含量,在土壤含水量为(75±5)%的田间持水量条件下(正常水分),控释尿素施氮量超过225 kg N·hm^-2后,继续增施氮肥不能持续提高花后叶片的保护酶活性,且导致保护酶活性下降加快,MDA含量显著升高,加速植株衰老,不利于氮素的高效利用;在土壤含水量为(55±5)%的田间持水量条件下,控释尿素施氮量在300 kg N·hm^-2条件下水氮耦合效应最佳.     

Enhanced salt tolerance of transgenic poplar plants expressing a manganese superoxide dismutase from <Emphasis Type="Italic">Tamarix androssowii</Emphasis>

Superoxide dismutases (SODs) play important role in stress tolerance of plants. In this study, an MnSOD gene (TaMnSOD) from Tamarix androssowii, under the control of the CaMV35S promoter, was introduced into poplar (Populus davidiana × P. bolleana). The physiological parameters, including SOD activity, malondialdehyde (MDA) content, relative electrical conductivity (REC) and relative weight gain, of transgenic lines and wild type (WT) plants, were measured and compared. The results showed that SOD activity was enhanced in transgenic plants, and the MDA content and REC were significantly decreased compared to WT plants when exposed to NaCl stress. In addition, the relative weight gains of the transgenic plants were 8- to 23-fold of those observed for WT plants after NaCl stress for 30 days. The data showed that the SOD activities that increased in transgenic lines are 1.3–4-folds of that increased in the WT plant when exposed to NaCl stress. Our analysis showed that increases in SOD activities as low as 0.15-fold can also significantly enhance salt tolerance in transgenic plants, suggesting an important role of increased SOD activity in plant salt tolerance.