低温胁迫对玉米苗期根系特征及电导率的影响

苗期低温是限制黑龙江省玉米高产稳产主要因素之一。为了探讨苗期低温对玉米幼苗根系的影响,选取耐低温型(郑单958)、中间型(先玉335)、低温敏感型(丰禾1)3个品种,分别设置昼/夜温度为20℃/11℃(CK)、18℃/9℃、16℃/7℃和14℃/5℃温度处理,处理时间为2、4、6、8、10 d,处理后分析根系特征及其电导率的变化。结果表明:随温度胁迫程度加强,各品种的根系干重(RDW)、根长(RL)、根表面积(SA)、根长密度(RLD)、根重密度(DRWD)增长率均降低,电导率均升高,5℃时根系几乎停止生长;低温对根系的抑制作用表现为丰禾1先玉335郑单958,低温下根系细胞膜的透性表现为丰禾1先玉335郑单958;低温抑制根系生长,增加根系细胞膜的透性;耐冷性品种表现出较好的根系生长状态、较稳定的根系质膜系统和较低的渗透率。     

干旱胁迫下亚精胺对玉米幼苗抗旱性影响的生理生化机制

为探究外源亚精胺(Spd)在增强玉米干旱胁迫耐受性中的作用,以‘先玉335’(干旱不敏感型)和‘丰禾1’(干旱敏感型)为试验材料,采用营养液水培法,研究了15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下,外源Spd (0.1 mmol·L^-1)对玉米幼苗生长、光合特性、叶绿素含量、渗透调节物质、活性氧生成、膜质过氧化及根系活力的影响.结果表明:干旱胁迫下,外源Spd处理可显著促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长;提高叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE),减缓‘丰禾1’叶片中胞间CO₂浓度(C_i)的升高,有效减轻干旱胁迫对玉米幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;增加脯氨酸和可溶性糖的含量;降低O₂^-·生成速率、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性,有效缓解了胁迫对膜的伤害;增强幼苗根系活力;其中干旱敏感品种‘丰禾1’变化幅度大于耐旱品种‘先玉335’.表明在干旱胁迫下,外源Spd能促进玉米幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进幼苗的生长,并能够通过减少玉米幼苗体内活性氧的产生,增加渗透调节物质的积累以稳定细胞膜系统,提高根系活力,从而增强幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感品种‘丰禾1’的效果更显著.     

低温胁迫下玉米幼苗根系受外源海藻糖调控的生理表现

为了探究海藻糖对增强玉米幼苗抗低温能力的生理表现,以玉米"先玉335"为试验材料,采用盆栽试验,分析12 mmol·L-1外源海藻糖对低温胁迫不同时间(0、2、4、6和8d)下玉米幼苗根系生物量、抗氧化酶活性及渗透调节物质的影响。结果表明:低温胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长及干物质累积,诱导抗氧化酶活性增加,破坏细胞渗透调节水平;低温胁迫后应用外源海藻糖,玉米幼苗根系根表面积、根长及鲜干重显著增加,根系内SOD、POD和CAT活性呈现先升高后降低趋势,MDA含量及相对电导率在玉米幼苗根系内显著降低,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量也呈现先升高后降低趋势;在低温胁迫第6天时,T+L处理的根系根表面积、根长及鲜干重分别较CK+L增加了18.25%、4.73%、2.48%和21.43%;T+L处理后根系内SOD、POD和CAT活性分别较CK+L处理提升17.26%、23.79%和30.78%;T+L处理后根系内MDA含量和相对电导率值分别较CK+L处理降低45.13%和63.25%;T+L处理后的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在低温胁迫第6天时最高,与CK+L处理相比差异显著,且分别较CK+L高出2.93、0.51和2.58倍。可见,海藻糖能够调控低温胁迫下玉米幼苗根系生理水平,提高玉米幼苗抗逆能力,促进玉米根系生长及生物量增加,海藻糖对作物生长的生理调控能力与低温存在协同作用,在低温环境下,海藻糖对作物体内抗氧化系统酶活表达及渗透物质的积累有显著提升效果。     

沼液施用对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响*

为了探明干旱胁迫下沼液对玉米幼苗抗旱、光合生理、形态的缓解效应,以中度抗旱玉米杂交种‘先玉335’和较强抗旱杂交种‘中单2号’为材料,采用10%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,研究50%沼液根部浇灌处理对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,沼液根部施用可以显著提高两品种玉米的抗旱性,有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系和地上部生长的抑制作用,促进两品种玉米幼苗生长和提高根系活力,降低根冠比,且‘先玉335’的变幅更大;同时显著提高两品种叶片SOD、POD和CAT活性以及可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量(‘中单2号’的CAT除外),降低MAD含量,且对‘中单2号’的影响更显著;沼液根施还可以显著提高干旱胁迫下两品种叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),降低气孔导度(Gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci),但‘中单2号’的Tr和Gs除外,同时使两品种叶片叶绿素含量和水分利用效率(WUE)均显著增加。可见,沼液根施处理可以有效改善干旱胁迫下玉米幼苗的光合能力,显著提高幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,减轻膜脂过氧化程度,有效缓解干旱胁迫对2种不同抗旱性玉米幼苗的生长抑制,从而增强玉米耐受干旱胁迫的能力,且对‘中单2号’的缓解效果更明显。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系生长和水分利用的影响

采用营养液水培法,研究了NaCl胁迫对两个耐盐性不同的黄瓜品种幼苗根系生长、活力、质膜透性和叶片生长、蒸腾速率（T_r）、相对含水量（RWC）及水分利用率（WUE）的影响.结果表明,盐胁迫下黄瓜植株根系吸收面积下降,质膜透性升高,叶片数减少,叶片T_r和RWC在盐胁迫2 d后明显下降,根系活力和叶片WUE均先升后降,50、75和100 mmol·L^-1NaCl胁迫9 d时,耐盐性较弱的津春2号根系活力降低幅度分别比耐盐性较强的长春密刺高18.01%、12.17%和10.95%,胁迫8 d时WUE下降幅度分别比长春密刺高2.74%、5.27%和0.23%.短期盐胁迫下,黄瓜植株通过提高根系吸收能力来补偿根系吸收面积的下降,通过降低叶片T_r和提高WUE来减少水分散失,在一定程度上有利于缓解水分失衡,提高植株耐盐性;盐胁迫5 d后,根系活力和WUE的下降导致水分失衡加剧,表明根系吸收能力的下降是导致水分失衡的重要原因,叶片WUE的下降是水分失衡的反应,两者均与品种的耐盐性关系密切.     

盐胁迫对平欧杂种榛幼苗生长、光合荧光特性及根系构型的影响

以平欧杂种榛3个品种(新榛1号、新榛2号、新榛3号)幼苗为材料,研究不同盐胁迫程度(对照、轻度、中度、重度)对幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型的影响.结果表明: 3个品种幼苗的新稍长度、基径、叶面积,以及根、茎、叶、总生物量随着盐胁迫的增强而降低,根冠比则增加.中度、重度盐胁迫下3个品种幼苗的净光合速率较对照分别显著降低20.5%和43.2%.轻度、中度、重度盐胁迫下的蒸腾速率和气孔导度较对照分别降低2.0%、16.3%、32.0%和10.2%、35.7%、60.1%.随着盐胁迫的增强,胞间CO₂浓度缓慢上升,水分利用效率呈先上升后下降的趋势,并在轻度盐胁迫下达到最大值.3个品种幼苗的初始荧光随着盐胁迫的增强而升高.最大荧光、最大光化学效率、潜在光化学活性、实际光化学效率、电子传递速率、光化学淬灭系数随着盐胁迫的增强而下降,非光化学淬灭系数则随着盐胁迫的增强先升高后降低.根系构型分析表明,盐胁迫导致3个品种幼苗的根系生物量、长度、表面积和体积下降.同一盐胁迫下,新榛2号各径级根系构型参数的下降幅度低于其他2个品种.平欧杂种榛幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型参数受品种和盐胁迫程度的双重影响.盐胁迫下新榛2号表现出较强的生长与光合生理适应性,其耐盐性优于其他2个品种.     

外源ABA对楸树幼苗NaCl胁迫的缓解效应及其生长生理响应特征

以2年生楸树(苏楸1号和008-1)扦插苗为材料,采用盆栽试验法,分析盐胁迫(0.5%NaCl)处理下楸树幼苗生长、生理的变化,并分析不同浓度外源ABA(15、25、35 mg/L)对盐胁迫(30 d)楸树幼苗的缓解效应及其生理生化特性,以探索重度盐胁迫下适合楸树幼苗生长的适宜外源ABA浓度,为增强盐碱地楸树的耐盐性、提高盐碱地的利用提供理论依据。结果显示:(1)0.5%NaCl胁迫下,两品种楸树幼苗叶片表现出不同程度的盐害症状,且‘苏楸1号’叶片盐害症状较‘008-1’严重;随胁迫时间延长,两品种楸树幼苗的相对电导率(REC)均呈先上升后下降的变化趋势,叶绿素(Chl)、相对含水量(RWC)均呈降低趋势,可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降趋势,但‘008-1’的REC显著低于‘苏楸1号’,Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD均显著高于苏楸1号,表明‘008-1’的耐盐性较‘苏楸1号’更强。(2)喷施外源ABA使得盐胁迫下‘008-1’楸树的苗高显著增加、新叶提前萌发,表明外源ABA在一定程度上能够缓解盐胁迫对楸树生长的影响;喷施外源ABA降低了盐胁迫下‘008-1’楸树幼苗叶片的REC,提高了Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,促进了内源激素生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)以及玉米素核苷(ZR)的积累。研究表明,楸树品种‘008-1’的耐盐性更强;外源喷施适宜浓度ABA能够缓解盐胁迫对楸树幼苗生长的影响,降低幼苗叶片细胞膜透性,促进幼苗渗透调节物质的积累,增强渗透调节能力,并提高盐胁迫下幼苗的抗氧化酶活性,促进植物对内源激素含量的调节,从而提高楸树的耐盐性,且以25 mg/L ABA处理的效果最好。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系生长及叶片光合的影响

本试验采用营养液水培法,以玉米品种"郑单958"(镉不敏感型)和"东农253"(镉敏感型)为试验材料,研究在80 mg·L~(-1)Cd~(2+)胁迫下100 mg·L~(-1)壳聚糖对玉米幼苗干鲜重、根系特征(根长、根表面积、根体积、平均直径、总根尖数)、根系细胞膜透性、根系抗氧化酶(SOD、POD)活性、叶片叶绿素含量、光合参数(P_n、G_s、T_r、C_i)及最大光能转化效率(F_v/F_m)的影响,探究壳聚糖提高玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制。结果表明:80mg·L~(-1)Cd~(2+)抑制了玉米幼苗的生长,破坏了根系细胞膜的稳定性和抗氧化酶活性,抑制了叶片光合作用;壳聚糖缓解了镉胁迫对玉米根系生长的抑制,增加了幼苗的根长、根表面积、根体积;增强了根系的渗透调节能力,降低了根系的MDA含量和相对电导率;抑制了根系活性氧的产生,增加了SOD和POD活性;提高了叶片的光合作用,增加了叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量、净光合速率(P_n)和F_v/F_m,从而缓解了镉胁迫对幼苗生长的抑制作用,且对"东农253"(镉敏感型)的缓解效果更好,为壳聚糖应用到玉米抗镉胁迫生产上提供了依据。     

NaCl胁迫对盐芥质膜和液泡膜ATPase活性的影响

以盐生植物盐芥和中生植物拟南芥幼苗为材料,研究了盐胁迫对它们叶片和根质膜、液泡膜H+-ATPase、Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性以及H+-ATPase、Na+/H+ 逆向转运蛋白表达的影响.结果显示:在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根质膜的H+-ATPase活性分别比对照显著升高41%～212%和35%～53%,液泡膜的H+-ATPase分别显著升高281%～373%和4%～38%,而拟南芥却比相应对照都显著降低;相同盐浓度胁迫下,盐芥叶片的H+-ATPase活性比根部高4～8倍,盐芥根也远高于拟南芥.在NaCl胁迫下,盐芥叶片和根的液泡膜H+-ATPase蛋白质β亚基含量变化与其酶活性变化趋势一致,质膜Na+/H+ 逆向转运蛋白的表达量与Na+含量变化趋势一致.盐胁迫下盐芥根中Ca2+-ATPases和K+-ATPase活性的增加与根中Ca2+和K+含量呈显著正相关.研究发现,在盐胁迫条件下,盐芥能有效增强H+-ATPase蛋白和Na+/H+逆向转运蛋白表达,显著提高其根系与叶片质膜和液泡膜的H+-ATPase、Ca2+-ATPase和K+-ATPase活性,维持细胞质中较高的Ca2+和K+水平,从而缓解盐胁迫的伤害,增强耐盐性.     

La(NO3)3浸种对NaCl胁迫下红小豆幼苗生长的影响

采用向1/2Hoagland营养液中按一定比例添加中性盐(NaCl)模拟盐胁迫的方式,研究了La(NO3)3浸种对盐胁迫下红小豆(Phaseolus angularis)幼苗生长的影响.结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫不同程度地降低了红小豆幼苗的株高、叶面积、地上部分鲜重、总根数及根系活力、根苗SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根苗MDA含量水平.(2)使用适当浓度的La(NO3)3浸种可以提高对照组和盐处理组红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力及SOD、POD和CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,且大多表现出在盐胁迫下变化幅度高于正常处理.La(NO3)3浸种有利于缓解盐胁迫带来的不良影响.(3)低浓度的La(NO3)3浸种处理能够提高红小豆幼苗的耐盐性,缓解盐胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了盐胁迫伤害.30 mg/L La(NO3)3浸种对提高红小豆幼苗耐盐性的效果最好.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.