小麦的高温伤害与高温适应

小麦叶片经受30分钟高温胁迫后,其电解质伤害性渗漏量（IL）随胁迫温度而增加,两者关系符合指数曲线性质,但超过某一临界温度时,曲线突然变陡,IL的温度系数（Q10）比临界温度之前增加数十倍至数百倍,该临界温度大致相当于或略高于致死温度,麦株经适当高温锻炼后,致死温度及IL达50％时的温度（IT50）均显著增高,但恢复常温后,锻炼效果逐渐解除。     

植物低氧胁迫伤害与适应机理的研究进展

不良的通气条件导致了正常生长发育的植物生理性缺氧,低氧胁迫是高等植物主要的非生物胁迫因素之一。本文综述了低氧胁迫对植物生长、植株形态的影响,低氧胁迫对植物内部水分、养分吸收的变化,呼吸代谢途径的变化、激素代谢的变化,氧化系统的变化的影响,以及低氧胁迫过程中植物体内信号的传导、基因的表达、蛋白质的合成等,在不同层面分析了低氧胁迫对植物的伤害及植物对低氧逆境适应机理的最新研究成果。     

高温胁迫对枇杷果皮热伤害的抗氧化特性影响

为探讨枇杷[Eriobotrya japonica(Thunb.)Lindl.]对高温胁迫的响应,对‘红种’枇杷果皮热伤害的抗氧化特性进行研究。结果表明,在自然光下,枇杷果皮热伤害的阈值为40℃(1.5 h),且果皮热伤害与温度和持续时间关系密切,光照可促进热伤害的发生。枇杷果皮受热伤害程度与果实本身的营养状态有关,果肉维生素C(Vc)、钙(Ca)含量越低,果皮热伤害级数越高。与25℃相比,40℃高温处理增加了果皮的超氧阴离子和丙二醛(MDA)含量,而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性呈下降趋势。这揭示了高温胁迫下枇杷果皮对热伤害的抗氧化响应机制。     

不同CO2浓度下渗透胁迫对小麦膜伤害的影响

研究了常规CO     

钙素和水分亏缺对黄瓜叶片细胞质膜透性的影响

用控制溶液的钙量[加或不加Ca(NO_3)_2]和渗透势(加聚乙二醇6000,202 g/L)的方法,研究了钙素和水分亏缺对黄瓜叶片细胞质膜透性的影响。结果表明:在渗透胁迫下,正常供钙的黄瓜叶片相对含水量(RWC)和膜透性变化较小、MDA增加不显著、SOD活性无明显改变;缺钙植株叶片的RWC随渗透胁迫处理线性下降,膜透性显著增大、MDA含量迅速提高、SOD活性也升高。在正常水分供应下,与供钙植株相比,缺钙植株SOD活性和MDA含量均较高,但RWC和膜透性无差异。在水分胁迫下,缺钙植株MDA和质膜透性与ΔRWC以及MDA与质膜透性之间均呈正相关。这些结果表明在水分胁迫下,缺钙处理叶片保水能力降低,使受害加重;同时,细胞质膜的稳定性降低。膜透性改变可能与在水分胁迫下体内的膜脂过氧化反应密切相关,即缺钙加速了膜脂过氧化反应,从而损害了质膜结构。     

水分胁迫对小麦根细胞质膜氧化还原系统的影响

水分胁迫使小麦根质膜ＮＡＤＨ和ＮＡＤＰＨ的氧化速率及Ｆｅ（ＣＮ）６＾３－和ＥＤＴＡ－Ｆｅ＾３＋的还原速率明显降低。对照与胁迫处理的质膜氧化还原系统活性均不受鱼藤酮、抗霉素Ａ和ＤＣＮ等呼吸链抑制剂的影响。在不加Ｆｅ（ＣＮ）６＾－３作为电子受体时,水杨基羟肟酸（ＳＨＡＭ）可明显刺激质膜ＮＡＤＨ的氧化和Ｏ２吸收速率。水分胁迫促使ＳＨＡＭ刺激的ＮＡＤＨ氧化明显降低,但却使Ｏ２吸收略有上升。     

钙对臭氧伤害小麦的防护作用

春小麦分别用0、1‰、3‰、5‰浓度的CaCl_2溶液浸种及培养,9天后,用0.3—0.7ppm浓度的臭氧(O_3)对幼苗熏气0、4、8、12h,观测到来经Ca~(2+)处理材料的叶片,其外渗液紫外吸收值和电导率随O_3处理时间延长都有不同程度的升高,而叶内可溶性糖和叶绿素含量都明显降低,经过3‰Ca~(2+)处理O_3熏气4—12h的材料,其外渗液紫外吸值、电导率、外渗糖、蒸腾强度都低于对照,其叶内可溶性糖及叶绿素含量均高于对照,证收明在一定O_3浓度范围内,3‰CaCl_2对O_3侵害小麦有明显的防护作用。     

NaCl、Na_2SO_4和Na_2CO_3胁迫对小麦叶片自由基含量及质膜透性的比较研究

分别用浓度为２５ｍｍｏｌ／Ｌ、５０ｍｍｏｌ／Ｌ、１００ｍｍｏｌ／Ｌ和２００ｍｍｏｌ／Ｌ的ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４和Ｎａ２ＣＯ３的营养液培养小麦４ｄ,较之不含盐的营养液,其自由基含量上升,产生速率增加,叶片质膜透性增加。不同盐的影响也不同,在低浓度时,ＮａＣｌ的影响大于Ｎａ２ＳＯ４,高浓度时,ＮａＣｌ影响小于Ｎａ２ＳＯ４,Ｎａ２ＣＯ３的影响最为显著。实验结果也表现出小麦叶片自由基含量和质膜透性呈现较好的相关性。因此可认为,盐胁迫促使自由基含量增加,自由基通过过氧化作用影响质膜透性,从而影响植物的生长。     

NaCl、Na2 SO4 和Na2GO3 胁迫对小麦叶片自由基含量及质膜透性的比较研究

 分别用浓度为25mmol／L、50mmol／L、100 mmol／L和200 MMOL／l的Nacl、Na2SO4和Na2CO3的营养液培养小麦4d,较之不含盐的营养液,其自由基含量上升,产生速率增加,叶片质膜透性增加。不同盐的影响也不同,在低浓度时,NaCl的影响大于Na2SO4,高浓度时,NaCl影响小于Na2CO3,Na2CO3的影响最为显著。实验结果也表现出小麦叶片自由基含量和质膜透性呈现较好的相关性。因此可认为,盐胁迫促使自由基含量增加,自由基通过过氧化作用影响质膜透性,从而影响植物的生长。     

盐胁迫下大麦和小麦叶片脂质过氧化伤害与超微结构变化的关系

研究了耐盐的大麦和不耐盐的小麦幼苗在 NaCl 胁迫下叶片脂质过氧化作用、膜系统伤害、叶肉细胞超微结构变化三者之间的关系。在盐胁迫初期,叶肉细胞能维持较高的 SOD 活性,脂质过氧化作用较弱,膜系统基本完整;随着胁迫强度加大,SOD 活性下降,脂质过氧化作用加强,膜透性增加,细胞内的电解质和紫外吸收物质大量外渗,细胞器破坏,甚至整个叶肉细胞结构崩溃。试验结果表明盐胁迫下超微结构的变化反映了细胞内膜系统的紊乱和伤害,而膜系统的伤害可能是脂质过氧化作用增强的结果。     

氮肥基追比与灌浆中期高温胁迫对小麦产量和品质的影响

以优质强筋小麦品种‘济麦20’为供试材料,研究了不同氮肥基追比（基肥：追肥为1：1、1：2、1：5）和灌浆中期高温胁迫对小麦籽粒产量和品质的影响.结果显示,灌浆中期高温胁迫处理能显著降低小麦千粒重、籽粒产量以及籽粒的淀粉含量、支链淀粉含量、支链淀粉/直链淀粉比例,峰值粘度、稀懈值、最终粘度也相应降低,而籽粒蛋白质含量相应提高,导致淀粉品质变劣而面团的流变学特性得以改善;在基追比例1：1的基础上增大拔节期氮素追施比例,能显著提高小麦常温和高温胁迫下籽粒产量,缓解高温胁迫对小麦千粒重和籽粒产量的不良影响,而对小麦籽粒面团流变学特性及面粉的粘度指标影响甚微.研究表明,适当提高拔节期氮肥追施比例可有效减缓灌浆中期高温胁迫对小麦产量的负面影响,但对小麦籽粒品质影响较小.     

NaCl对小麦根质膜NADPH氧化酶活性的影响

以小麦‘陇春20’为实验材料,用两相法分离根质膜微囊,研究NaCl处理对质膜NADPH氧化酶活性的影响。结果显示:(1)温和胶中酶活性条带的出现依赖于NADPH和Ca2 ,DPI(NADPH氧化酶抑制剂)完全抑制酶活性条带的出现;与0.2%的浓度相比,0.5%和1%的去垢剂TritonX-100或Chapso增溶质膜微囊明显减弱酶活性条带,表明高浓度的去垢剂抑制小麦根质膜NADPH氧化酶活性;(2)与对照相比,NaCl处理明显增强NADPH氧化酶活性温和胶染色出现的酶带;进一步研究发现,未处理质膜微囊超氧阴离子(O2.-)的产生只有7.55 nmol.mg-1protein.min-1,而100 mmol/L NaCl处理的质膜微囊O2.-的产生为13.63 nmol.mg-1protein.min-1。结果表明:质膜蛋白温和胶活性染色出现的酶带可能是小麦根质膜NADPH氧化酶,NaCl处理增强小麦根质膜NADPH氧化酶的活性。     

水分胁迫对小麦根质膜H^＋—ATPase活性与H^＋分泌的影响

在渗透势为－０．５和－１．０ＭＰａ ＰＥＧ处理下,不抗旱的郑引一号小麦根ＰＭＨ＾＋－－ＡＴＰａｓｅ活性分别为下降４５％和６５％,抗旱品种陕合六号则增加了１１％和１２％。小麦根组织Ｈ＾＋分泌与ＰＭＨ＾＋－ＡＴＰａｓｅ活性的变化趋势基本一致,即随着胁强增加,郑引一号Ｈ＾＋分泌下降,陕合六号Ｈ＾＋分泌是先升高后略降。Ｎａ３ＶＯ４和ＤＣＣＤ对Ｈ＾＋分泌有不同程度的抑制,品种之间没有明显的差异。外源电子受体     

NaCl胁迫及外源自由基对离体小麦叶片O2^—和膜脂质过氧化的影响…

在ＮａＣｌ胁迫初期,离体小麦叶片内Ｏ２＾－含量较低,随着胁迫时间的延长,自由基产生速率逐渐增加,第４天达最高峰,以后又迅速下降,随着ＮａＣｌ办迫强度增加,叶片内Ｏ２＾－浓度升高,膜脂过氧化作用增强,膜透性增加、ＳＯＤ活性下降,外源自由基处理的叶片中自由基量增加,Ｏ２＾－产生高峰提前,膜脂过氧化作用和膜透性增加。     

亚硫酸盐引起小麦幼苗细胞膜透性等改变的机制研究

研究亚硫酸盐胁迫后,小麦幼苗叶内超氧化物歧化菌(SOD)和过氧化物菌(POD)活性、游离脯氨酸含量和质膜透性变化等各项指标之间的关系。结果显示：从指标的敏感性来看,亚硫酸盐引起小麦幼苗的抗氧化酶活性、游离脯氨酸含量变化、质膜透性改变的反应敏感性依次降低;从时间进程来看,亚硫酸盐首先引起抗氧化酶活性改变,然后引起游离脯氨酸的积累,最后导致细胞质膜透性增加,并存在一定的时间一效应和剂量一效应的相关性。     

不同CO2浓度下渗透胁迫对小麦膜伤害的影响

研究了常规CO₂(350μl·L^-1)和CO₂倍增(700μl·L^-1)环境中生长的春小麦幼苗,渗透胁迫时叶片中活性氧含量的变化和质膜透性的变化.结果表明,生长在CO₂倍增环境中的春小麦幼苗,渗透胁迫时O₂^·-及H₂O₂的增长幅度均小于常规CO₂浓度下生长的春小麦幼苗.质膜透性的增长幅度也是前者小于后者.据此认为,CO₂浓度倍增可以减轻渗透胁迫对质膜的氧化伤害,提高植物的抗旱力.     

玉米根、叶质膜透性和叶片水分对土壤干旱胁迫的反应

利用大型活动式防雨旱棚 ,人工控制不同土壤含水量 ,全生育期系统研究了轻度及严重土壤干旱胁迫对夏玉米根系活力、叶片相对含水量、离体叶片保水力和根、叶质膜透性的影响 .结果表明 :土壤干旱胁迫下 ,玉米叶片相对含水量下降、离体叶片保水力降低 ;叶片及根系质膜透性上升 ,并且根的质膜透性比叶片上升快 ,根系活力下降 ;在干旱胁迫下 ,根系、叶片质膜透性与叶片相对含水量呈负相关 ,而根系、叶片质膜透性与离体叶片保水力呈显著正相关 ,根系膜透性与叶片膜透性也呈显著正相关 ,维持根系活力与保持较高的叶片含水量有密切关系 .另外 ,由于严重水分胁迫处理的上述特性和充分供水处理差异显著 ,而轻度胁迫和充分供水不显著 ,因此可以认为轻度水分胁迫 ,即土壤含水量为田间持水量的 6 0± 5 %为夏玉米正常生长发育的下限指标 ,可作为制定节水栽培措施的理论依据 .     

微RNA Cre-miR914参与调控衣藻对高温胁迫的适应过程

高温胁迫是生物所面临的常见环境胁迫,因此在长期进化中生物逐渐进化出了对高温胁迫的高效适应能力.目前,有关藻类对高温胁迫的适应机制研究主要集中在生理调控及其相关的编码基因调控方面,而有关非编码基因对高温适应的调控尚无报道.在前期研究中,我们通过对衣藻细胞的定量PCR筛选和生物信息学分析发现,在多种胁迫处理后Cre-miR914表达下调且其靶基因有可能是RPL18,但对它们的作用却不清楚.本研究中利用生物信息学结合降解组测序确定了Cre-miR914的靶基因是RPL18,接着利用定量PCR验证Cre-miR914及其靶基因的表达情况,发现Cre-miR914表达在高温处理后明显下调,而RPL18表达明显上调,同时通过构建Cre-miR914过表达株和靶基因RPL18过表达株,结合高温胁迫处理和抗性表型研究,发现Cre-miR914过表达明显降低衣藻对抗高温胁迫能力,而靶基因RPL18过表达提高了衣藻对抗高温胁迫能力.本研究发现了一个microRNA参与调控藻类高温适应过程的分子机制,即衣藻通过调控Cre-miR914及其靶基因RPL18表达参与了的高温胁迫适应过程.