盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响

以NaCl浓度分别为0、50、100、150、200和250 mmol·L^-1的1/2 Hoagland营养液处理长春花幼苗,7 d后测定其鲜质量、干质量、丙二醛(MDA)和叶绿素含量、色氨酸脱羧酶（TDC）和过氧化物酶（POD）活性等生理指标及文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱等生物碱含量.结果表明：NaCl显著地降低长春花幼苗的鲜质量和干质量,提高MDA含量;叶绿素含量在低盐浓度(50 mmol·L^-1)下与对照相比差异不显著,在高于50 mmol·L^-1时随NaCl浓度的增加而逐渐降低;在NaCl处理下,POD活性与对照相比显著上升;TDC活性在50 mmol·L^-1 NaCl处理下活性最高,而后随盐浓度的增加逐渐降低;文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱含量都是在50 mmol·L^-1NaCl处理下最高,分别为4.61、3.56、1.19和2.95 mg·g^-1,并显著高于对照及其他处理.盐胁迫虽然在一定程度上抑制了长春花幼苗生长,但促进了其生物碱的代谢,提高了生物碱含量;50 mmol·L^-1NaCl处理对长春花吲哚生物碱代谢的促进作用最大.     

色氨酸对海水处理下长春花生物碱含量的影响

以长春花为(Catharanthus roseus(L.)G.Don)材料进行温室实验,研究了不同浓度色氨酸对20%海水处理下长春花幼苗生物碱含量的影响,发现20%海水中加入色氨酸,长春花中色氨酸脱羧酶(TDC)活性提高,吲哚生物总碱以及长春碱、长春质碱、文多灵、长春新碱含量显著增加.其中加入500 mg/L的色氨酸最有利于生物碱含量的增加.     

NaCl处理对盐地碱蓬开花及Na~+、K~+含量的影响

为探讨盐地碱蓬(Suaeda salsa)开花与盐的关系,研究了1(对照)、200和400 mmol·L-1 NaCl处理对盐地碱蓬不同分枝和单株开花数目、叶片和茎及花器官中的Na+、K+含量及Na+/K+比的影响。结果表明:与对照相比,200 mmol·L-1 NaCl处理下盐地碱蓬分枝及单株开花数目增加最显著,单株开花数目增加了69.90%,花器官中的Na+含量、Na+/K+比分别增加了1.41倍和1.77倍,而一级叶片的Na+含量、Na+/K+比分别增加了3.96倍和4.96倍,茎中Na+含量、Na+/K+比分别增加了7.00倍和12.39倍。400 mmol·L-1 NaCl处理下,单株开花数目增加了19.00%,花器官中的Na+含量、Na+/K+比分别增加了2.09倍和3.21倍,而一级叶片的Na+含量、Na+/K+比分别增加了4.28倍和6.50倍,茎中Na+含量、Na+/K+比分别增加了7.65和15.40倍。这些结果表明,NaCl处理下真盐生植物盐地碱蓬可能通过把Na+区域化到茎叶而动员其中的K+到花器官中维持花器官中合适的Na+/K+比而促进开花。     

长春花萜类吲哚生物碱含量测定及相关基因的表达分析

采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)对23个长春花品种中的重要萜类吲哚生物碱文多灵、长春质碱和长春碱含量进行了测定,发现这3种生物碱的含量在不同品种中存在较大差异。相关性分析表明,文多灵、长春质碱和长春碱这3种生物碱中,文多灵含量和长春碱含量有极显著的相关性(P0.01)。利用RT-PCR分析了香叶醇10-脱羧酶基因(g10h)和异胡豆苷合成酶基因(str)在萜类吲哚生物碱含量有显著差异的品种之间的表达水平差异,并结合生物碱含量数据结果,发现g10h和str的表达水平和文多灵和长春质碱的总含量有显著的正相关性(P0.05),说明g10h和str基因可以作为长春花中文多灵和长春质碱含量的参考基因标记。该研究对为选育高萜类吲哚生物碱含量长春花品种及长春花萜类吲哚生物碱代谢工程具有重要意义。     

披针叶黄华试管苗适应盐胁迫的渗透调节机制

以披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)试管苗为材料,通过组培方法研究其在0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%NaCl和Na2SO4胁迫30d后的生长、有机渗透调节物质和无机渗透调节物质(Na+、K+和Ca2+)含量的变化,以探讨其耐盐性机制。结果显示:(1)随NaCl和Na2SO4胁迫浓度的增加,披针叶黄华试管苗叶片脯氨酸和可溶性糖含量均显著持续增加,且NaCl胁迫下脯氨酸上升的幅度均大于相同浓度Na2SO4胁迫下的增幅,而可溶性糖上升的幅度却小于相同浓度Na2SO4胁迫下的幅度;可溶性蛋白含量随NaCl浓度的增大呈先升高后降低的趋势,但随Na2SO4浓度的增加呈持续上升的趋势。(2)随NaCl和Na2SO4浓度的增加,披针叶黄华试管苗Na+含量呈增加趋势且各处理均显著高于对照,Ca2+含量和叶片K+含量却呈逐渐减少趋势且各处理均显著低于对照,而根系K+含量呈先降后升的趋势;Na2SO4胁迫下披针叶黄华试管苗叶片Na+含量上升幅度以及K+和Ca2+含量下降幅度均明显低于相同浓度NaCl胁迫组;而Na+/K+和Na+/Ca2+比值随NaCl和Na2SO4浓度增加而升高;NaCl胁迫下,叶片Na+/K+和Na+/Ca2+高于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值,而根系Na+/K+和Na+/Ca2+却低于相同浓度Na2SO4胁迫下的比值。研究表明,盐胁迫下,披针叶黄华试管苗通过抑制叶片中Na+积累并增加可溶性糖和可溶性蛋白含量,在根系中维持较高K+和Ca2+含量以及较低水平Na+/K+和Na+/Ca2+比,以降低披针叶黄华细胞渗透势来适应盐渍环境;披针叶黄华对NaCl胁迫的调节能力弱于Na2SO4。     

NaCl胁迫对白刺试管苗渗透调节物质及离子含量的影响

以西伯利亚白刺试管苗为材料,通过组织培养法研究了其在0、25、50、100和200 mmol·L-1 NaCl 胁迫40 d后的生长指标、有机渗透调节物质含量和Na+、K+、Ca2+、Mg2+离子含量的变化,以探讨其耐盐性.结果表明:(1)白刺试管苗地上部干重和根干重在50 mmol·L-1 NaCl胁迫下显著高于对照,而在100和200 mmol·L-1 NaCl胁迫下均显著低于对照.(2)随NaCl胁迫浓度增加,白刺试管苗叶片可溶性糖、脯氨酸含量和细胞质膜透性均呈持续上升趋势,叶片叶绿素含量和丙二醛含量分别呈先升后降、先降后升的趋势,并在50 mmol·L-1 NaCl处理时分别达到最高值和最低值.(3)随着NaCl处理浓度增加,白刺试管苗Na+含量和根系K+含量呈增加趋势且各处理均显著高于对照,幼苗Ca2+含量和地上部K+含量却呈减少趋势,而Mg2+含量较稳定;同时其Na+/K+ 、Na+/Ca2+和Na+/Mg2+随NaCl处理浓度增加而升高.研究发现,在低盐浓度(≤50 mmol·L-1NaCl)胁迫下,白刺试管苗能积累Na+离子和有机渗透调节物质,在根系中维持较高水平的K+和Ca2+含量以及较低水平的Na+/K+和Na+/Ca2+比,以降低白刺细胞渗透势来适应盐渍环境,从而保持其较高的生长水平.     

盐胁迫下水稻苗期Na+和K+吸收与分配规律的初步研究

选择苗期耐盐性较强的水稻(Oryza sativa)品种(株系)'AB52'、'02402'和'02435'及敏感品种'日本晴',在网室周转箱内,设置5 000和8 000 mg·L-1NaCl两种盐处理,以清水为对照,研究盐胁迫下苗期水稻植株不同部位Na+和K+的吸收和分配与品种耐盐性的关系.结果表明,盐胁迫下,株高、绿叶干重和绿叶面积下降,绿叶中的水分含量降低,但茎鞘中的水分含量有所上升.5 000 mg·L-1NaCl胁迫处理10 d,耐盐品种所受的生长影响和叶片伤害程度低于敏感品种,但8 000 mg·L-1NaCl胁迫处理下品种间差异变小.盐胁迫下,水稻植株吸收Na+和置换出K+,但不同器官部位中Na+和K+的区域化分布特征明显,各部位的Na+含量由低到高依次为绿叶、根、茎鞘和枯叶.下部老叶能优先积累较多Na+而枯黄;绿叶吸收Na+相对较少,维持较低的Na+水平,同时保持较高且稳定的K+含量;植株茎鞘通过选择性吸收大量Na+和置换出一部分K+到叶片中,保持绿叶较稳定的K+含量和相对较低的Na+含量,维持较高的K+/Na+比,从而使植株少受盐害.敏感品种'日本晴'在盐胁迫下绿叶中的Na+含量相对较高,且5 000 mg·L-1NaCl胁迫下绿叶Na+含量已接近高值,与在8 000 mg·L-1NaCl胁迫下差异不大,而耐盐品种绿叶吸收较少的Na+.另一方面,耐盐品种茎鞘的含K+相对较高,在盐胁迫下能吸收容纳较多的Na+,而绿叶中K+/Na+比较高.可以认为,绿叶的K+/Na+比可作为一个衡量耐盐性的相对指标.     

NaCl胁迫对阿月浑子各器官Na+、K+吸收的影响

在温室盆栽条件下,用NaCl处理新疆长果阿月浑子与美国品种Kerman,处理浓度为50、150、250和500 mmol·L-1,盐处理后5、10、20 d分别取叶、茎和根,测定各器官中Na+、K+含量及Na+/K+变化规律.研究结果表明,随着土壤盐浓度的增加,长果阿月浑子和Kerman的叶、茎和根中Na+离子含量在盐处理5、10、20 d后每个处理都表现出升高趋势;而两个品种的叶、根和茎中的K+含量在盐处理后其变化规律都不稳定.长果阿月浑子叶片、茎和根系中Na+/K+的比值在盐处理5 d和10 d都升高.Kerman的叶和根系中Na+/K+比值在处理5、10、20 d后升高;茎中Na+/K+处理10 d后升高,但20 d后没有明显变化.实验结果表明NaCl胁迫后,长果阿月浑子的叶片中Na+含量增加幅度均大于Kerman,Kerman根和茎中的Na+含量增加幅度大于长果阿月浑子;NaCl胁迫5 d和10 d后,长果阿月浑子叶片中的Na+/K+的比值高于Kerman,Kerman茎和根部中的Na+/K+的比值高于长果阿月浑子,表明了长果阿月浑子和Kerman都具有一定的耐盐性,但Kerman的耐盐性强于长果阿月浑子.由于叶片和根中Na+和Na+/K+比值的变化很稳定,可以确定为阿月浑子主要抗盐指标,茎中Na+/K+的变化规律较稳定,可以作为抗盐性参考指标.     

不同耐盐性小麦根Na~+和K~+的吸收特性

以耐盐小麦品种‘德抗961’和盐敏感小麦品种‘鲁麦15’为材料,研究小麦根Na+、K+吸收特性及其与耐盐性关系。结果表明,2个小麦品种根K+吸收动力学曲线均符合Michaelis-Menten方程,即V=Vmax×[S]/([S]+Km)+k×[S]。低浓度(低于25mmol·L-1)NaCl处理对根高亲和K+吸收系统转运K+具有促进作用,对耐盐品种‘德抗961’的促进作用更大。小麦根高亲和K+吸收系统是通过K+/H+同向转运,而不是K+/Na+同向转运。NaCl处理对根低亲和K+吸收系统有抑制作用,对盐敏感品种‘鲁麦15’的抑制作用更大。NaCl处理导致2个小麦品种根和叶片中的K+含量显著下降,Na+含量显著升高,但‘德抗961’根和叶片中的K+含量均显著高于‘鲁麦15’,‘德抗961’根中Na+含量显著高于‘鲁麦15’,而其叶片中Na+含量显著低于‘鲁麦15’,从而保证NaCl胁迫下其叶片较高的K+/Na+比。非选择性阳离子通道是小麦根Na+吸收的主要途径,K+通道是Na+吸收的一条重要途径。这些结果表明小麦部分通过调节根系K+吸收系统而维持叶片较高的K+/Na+比,从而提高其耐盐性。     

NaCl胁迫对4种豆科树种幼苗生长和K~+、Na~+含量的影响

以合欢、刺槐、国槐和皂荚4种豆科树种盆栽实生幼苗为试验材料,研究了NaCl胁迫下4个树种幼苗的生长、耐盐临界浓度和Na+、K+含量的变化,并对其耐盐性进行了比较.结果表明:NaCl胁迫抑制了4个树种幼苗的生长,苗木的干物质积累量减小、根冠比增大,尤其对合欢和皂荚的影响较大;以相对干质量降至对照组50%时的NaCl浓度作为生长临界NaCl浓度(C50)指标,4个树种的耐盐强弱顺序为:刺槐(5.0‰)>国槐(4.5‰)>皂荚(3.9‰)>合欢(3.0‰);随NaCl浓度的增加,各树种幼苗根、茎、叶中Na+含量逐渐增加,K+含量先增加后减小(合欢根除外),而K+/Na+差异较大.相同浓度NaCl胁迫下,幼苗器官的Na+分布为根>茎>叶,K+因树种和NaCl浓度不同而各异,以叶片中较多,K+/Na+为叶>茎>根.NaCl胁迫下,刺槐的K+含量和K+/Na+较高,地上部分Na+含量较低,幼苗干物质量大,耐盐性较强;而合欢的K+/Na+较小,高浓度NaCl胁迫下地上部分的Na+含量较高,幼苗干物质量小,耐盐性较差.苗木地上部分对K+的积累和根部对Na+的滞留是影响豆科树种耐盐性能的主要因素.     

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.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism