铝胁迫对柳杉组培苗生长及生理特性的影响

用添加了不同浓度的Al Cl3的培养基培养柳杉组培苗,研究铝胁迫对柳杉生长及生理特性的影响。结果表明,与对照相比,0.5¹.0 mmol·L^-1 AlCl₃处理能显著提高柳杉组培苗的根长、株高及生物量,叶中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量升高;当铝浓度处理为1.5 mmol·L^-1时,柳杉的生长受到一定程度抑制,但叶片内抗氧化酶活性以及可溶蛋白含量等指标仍高于对照,说明此浓度对柳杉有轻微的胁迫但柳杉能通过自身抗逆境能力缓解伤害;而在铝浓度达到2.0 mmol·L^-1时,柳杉生长受到严重抑制,叶片内丙二醛（MDA）含量显著上升。由此推测,低浓度铝(<1.0 mmol·L^-1)对该柳杉组培苗生长有一定的促进作用,1.5 mmol·L^-1 AlCl₃浓度会影响该柳杉组培苗的正常生长,其耐铝阈值应在1.5².0 mmol·L^-1之间。     

LmAPX基因在大肠杆菌和酵母菌中的表达研究

目的：研究枸杞抗坏血酸过氧化物酶基因（ascorbate peroxidase,LmAPX）在原核中的表达和酶学特性以及在酵母菌中的抗氧化能力,为进一步研究逆境诱导的抗氧化胁迫的作用机理奠定理论基础。方法：将LmAPX转入大肠杆菌BL21中进行异源表达,采用 Ni²⁺亲和层析,纯化重组蛋白,并对不同温度和pH值下的酶活进行研究,Lineweaver-Burk双倒数作图法测定该酶的Km和Vmax值。将LmAPX转入酵母菌株W303中进行H₂O₂和NaCl氧化胁迫处理。结果：该酶的最适温度和最适pH值分别为40℃和6.5。当抗坏血酸（Ascorbic acid,AsA）浓度过量时,对H₂O₂的Km和Vmax分别是0.17±0.02 mmol/L和11.78±1.88 mmol/min·mg;当H₂O₂浓度过量时,对AsA的Km和Vmax分别是2.19±0.40 mmol/L和58.82±3.51 mmol/min·mg。含有LmAPX基因的酵母菌株,在半乳糖的诱导下在8 mmol/L H₂O₂和100 mmol/L NaCl的培养基上的生长都明显优于对照组。结论：LmAPX蛋白具有很好的抗氧化性和耐盐性。     

格木幼苗对硝普钠-酸铝互作的生理响应

以格木（Erythrophleum fordii Oliv.）幼苗为材料,采用双因素完全随机设计实验方法,测定不同处理幼苗的光合色素和可溶性糖等生理指标,研究格木幼苗对硝普钠（SNP）-氯化铝（AlCl₃）互作的生理响应。结果显示,格木幼苗叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均在处理4（0.2 mmol/L AlCl₃、0.1 mmol/L SNP）时最高,在处理9（0.8 mmol/L AlCl₃、0 mmol/L SNP）时含量最低,而叶片中丙二醛（MDA）、游离脯氨酸含量则相反;叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量在处理4时最高,在处理9时最低;处理10（0.8 mmol/L AlCl₃、0.1 mmol/L SNP）的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性最高。施加SNP后,格木幼苗叶片中的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD、POD、CAT活性均显著高于未施加SNP处理。相关性分析表明,叶绿素a、类胡萝卜素、总叶绿素和可溶性蛋白含量等指标间均呈极显著正相关（P < 0.01）。本研究结果得出,低浓度AlCl₃（0.2 mmol/L）胁迫可促进格木幼苗的生长,添加外源SNP对高浓度AlCl₃（0.8 mmol/L）胁迫格木幼苗产生的毒害具有一定的缓解作用,可在格木幼苗的培育及抗性研究中推广应用。     

水杨酸对小白菜抗铅胁迫的诱导

0.3 mmol/L铅胁迫下小白菜（Brassica rapa var. chinensis）生长受到显著抑制,0.1 mmol/L水杨酸（salicylic acid）诱导处理能显著缓解0.3 mmol/L铅胁迫对小白菜幼苗生长的抑制;并且水杨酸对铅胁迫下小白菜的生长存在“低促高抑”效应,当水杨酸处理浓度达到1.5 mmol/L时,不但不能缓解铅对小白菜的毒害,反而加重毒害,这可能与高浓度水杨酸与铅形成的复合伤害有关。     

活性铝对小麦根生长及酶活性的影响

利用铝形态分布与环境pH的相关性,通过改变染毒液pH条件,研究了不同浓度活性铝对小麦根生长、蛋白质含量及酸性磷酸酶活性的影响,并探讨了不同形态活性铝植物毒性的差异.本实验染毒液中总铝浓度设置为0(CK)、25(T₁)和75μmol·L^-1(T₂)3组,各组pH分别调至4.0、4.5、5.0和5.5.结果表明,微量Al_a与Al_b对小麦根生长均具有抑制作用.但随染毒液中活性铝组分的改变,小麦根蛋白质含量和酸性磷酸酶活性显现相反变化趋势:T₁和T₂组在pH4.0,活性铝主要成分为Al_a时(Al_a浓度高于活性铝浓度的90%),小麦根细胞蛋白质含量显著下降,酸性磷酸酶活性显著上升;T₁和T₂组在pH5.0,Al_a浓度降低至与Al_b浓度接近,且Al_a和Al_b浓度均低于10μmol·L^-1时,根细胞蛋白质含量显著上升,酸性磷酸酶活性显著下降.     

利用平板反应器大量培养高产油绿藻——尖状栅藻的生长和油脂积累规律

以新近分离的淡水绿藻--尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)为研究对象,将改良的BG-11培养基中的初始NaNO₃浓度降低为6.0mmol/L和3.6mmol/L,利用新设计的内置拉筋平板式光生物反应器对尖状栅藻(S. acuminatus)进行大量培养。测定不同时相的生物量、总脂含量、脂组分含量及脂肪酸组成和含量,分析尖状栅藻(S. acuminatus)大量培养时的生长和油脂积累规律。当初始NaNO₃浓度为6mmol/L时其最高生物量(6.27g/L)明显高于初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时的生物量(5.30g/L);而最高的总脂含量在初始NaNO₃浓度为3.6mmol/L时获得为干重的56.6%,高于初始NaNO₃浓度为6mmol/L时的总脂含量(51.6%)。总脂经硅胶柱层析分级后得到三种类型的脂组分:中性脂、糖脂和磷脂,随着培养时间的延长中性脂含量逐渐增加,培养至18d后,中性脂的含量分别达到总脂的 90.9%(6 mmol/L NaNO₃)和 92.0%(3.6 mmol/L NaNO₃)及干重的 47.5%(6.0 mmol/L NaNO₃)和 51.4%(3.6 mmol/L NaNO₃)。主要脂肪酸组成为棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚麻油酸和亚麻酸,这六种脂肪酸在不同时相的含量变化范围分别为89.92%~96.18%(占总脂肪酸)和12.5%~50.7%(占细胞干重)。总脂、中性脂及总脂肪酸单位体积产率分别为:0.18 g/L/d,0.16 g/L/d和0.15 g/L/d(6.0 mmol/L NaNO₃)及0.16 g/L/d,0.15 g/L/d和0.15 g/L/d(3.6 mmol/L NaNO₃)。研究结果表明,尖状栅藻(S. acuminatus)是一株易于规模化培养、脂肪酸组成适合于生物柴油生产的高产油微藻。     

介质pH缓冲系统选择及其对龙须菜生长的影响

该文选择红藻门大型植物龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)作为研究对象,通过黑白瓶法筛选出有机试剂POPSO(哌嗪-N,N-双(2-羟基乙烷磺酸)),能较好地缓冲室内龙须菜培养中介质pH的波动。在此基础上,探讨了POPSO对龙须菜生长的影响,结果表明:15 mmol·L ^-1及以上浓度的POPSO能较好地稳定介质pH值,减少系统中DIC浓度的急剧变化,但POPSO对CO₂浓度波动不起作用;试验结果还表明,介质中的CO₂浓度与龙须菜的生长速率间存在着类似酶动力学方程的关系,当介质中的CO₂浓度下降到5.25 μmol·L ^-1以下时,龙须菜生长出现抑制现象。相对稳定pH的培养环境,更有利于介质DIC中的HCO^-₃、CO^2-₃向CO₂的转换,缓解龙须菜生长的C抑制。     

无土栽培下酸铝耦合对银杏含水率的影响

采用双因素七水平的均匀设计方案,分析无土栽培下酸铝胁迫对银杏幼树植株含水率的影响。结果表明,银杏植株的含水率随pH降低而降低,随着铝处理浓度增加而下降,表明酸、铝胁迫越强,越能抑制银杏植株水分的正常吸收,导致植株缺水。对植物含水率受影响程度进行分析,pH为影响其生长第一因素,当pH低于3.5时植株干枯不能生长;pH大于5.0,铝对植株含水率无显著影响。因此,银杏植株含水率可作为受酸、铝胁迫的重要指标。     

不同钙离子浓度对低温下降香黄檀幼苗生长及生理特性的影响

以降香黄檀（Dalbergia odorifera T.Chen）为材料,通过人工控制温度的方法,探讨在不同温度条件下施加不同浓度Ca²⁺对降香黄檀幼苗生长及生理特性的影响。结果显示：常温条件下,施加不同浓度的Ca²⁺对降香黄檀的茎高、叶长、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）和光合色素含量均有显著影响;而对叶片相对含水量、露点水势、相对电导率、丙二醛（MDA）和可溶性蛋白含量影响较小;促进生长发育的最适Ca²⁺浓度为5 mmol/L。低温对降香黄檀上述生理指标以及水分利用效率（WUE）均有显著影响;低温条件下施加不同浓度的Ca²⁺能使上述指标得到不同程度的缓解,提高降香黄檀低温胁迫耐受性的最适浓度为5 mmol/L。隶属函数分析结果表明,常温和低温条件下,外源Ca²⁺浓度对降香黄檀的调控影响依次为5、10、15、2.5 mmol/L。     

二氧化硫衍生物对蚕豆幼苗生长和细胞周期的影响

研究SO₂体内衍生物NaHSO₃与Na₂SO₃(1:3,mmol/L)对蚕豆幼苗生长和细胞分裂的影响。结果表明:SO₂衍生物(浓度在0~30mmol/L)对幼苗生长的抑制作用具有剂量效应和时间效应关系,短时间处理效应不明显,处理48h后蚕豆幼根生长抑制,168h后幼苗根上部分长度(芽长)表现生长抑制,根长和芽长与处理浓度间呈负线性相关。SO₂衍生物处理12~36h,导致根尖细胞分裂指数下降,根尖中前期细胞减少,间期、后期和末期细胞增多,表明SO₂衍生物能够阻止细胞进入分裂态,延长分裂过程,这可能是SO₂衍生物处理组根尖细胞分裂指数降低,幼苗生长抑制的主要原因。     

铝对秋茄幼苗生理特性的影响

为探讨铝对秋茄幼苗生理特性的影响,实验研究了不同浓度铝盐(0-100 mmol/L AlCl3)处理后秋茄的各种生理反应,对幼苗的生长、净光合效率、膜脂过氧化作用、游离脯氨酸含量等生理指标与胁迫程度及时间的关系作了对比研究,特别分析了高浓度(25-100 mmol/L Al3+)胁迫下,秋茄叶片和根部活性氧清除系统保护酶活性的变化趋势。研究发现,在10 mmol/L浓度以下,秋茄在生理特性上表现出对铝胁迫的最大适应性,能维持正常生命生长过程。当浓度增加至25-100 mmol/L,秋茄的生理反应较为敏感,膜脂过氧化加重,MDA含量及保护酶活性随铝浓度增加的变化趋势与其在海莲中的表现基本相似。高浓度铝胁迫的极端环境使植物体内产生过量的活性氧自由基,诱导了细胞膜系统的氧化损伤,最终导致秋茄植株衰老甚至死亡。抗氧化保护酶系统SOD、CAT、POD的协同作用,在一定时间内可以维持细胞内活性氧代谢平衡;特别是POD被激活的程度最大,且持续时间最长,可以考虑作为秋茄幼苗抗铝胁迫的生理标志。秋茄叶片和根部的游离脯氨酸含量在25和100 mmol/L Al3+胁迫下均显著增加。       

Hydrogen Sulfide Alleviates Aluminum Toxicity in Germinating Wheat Seedlings

Protective role of hydrogen sulfide (H2S) on seed germination and seedling growth was studied in wheat (Triticum) seeds subjected to aluminum (Al3+) stress. We show that germination and seedling growth of wheat is inhibited by high concentrations of AICI3. At 30 mmol/L AICI3 germination is reduced by about 50% and seedling growth is more dramatically inhibited by this treatment. Pre-incubation of wheat seeds in the H2S donor NaHS alleviates AICI3-induced stress in a dose-dependant manner at an optimal concentration of 0.3 mmol/L. We verified that the role of NaHS in alleviating Al3+ stress could be attributed to H2S/HS- by showing that the level of endogenous H2S increased following NaHS treatment. Furthermore, other sodium salts containing sulfur were ineffective in alleviating Al3+ stress. NaHS pretreatment significantly increased the activities of amylases and esterases and sustained much lower levels of MDA and H2O2 in germinating seeds under Al3+ stress. Moreover, NaHS pretreatment increased the activities of guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, superoxide dismutase and catalase and decreased that of lipoxygenase. NaHS pretreatment also decreased the uptake of Al3+ in AICI3-treated seed. Taken together these results suggest that H2S could increase antioxidant capability in wheat seeds leading to the alleviation of Al3+ stress.     

重金属Cr6+胁迫下小麦幼苗DNA 5-MeC含量的改变

运用高效液相色谱法(HPLC)研究了3d龄和10 d龄小麦幼苗在5～100mg/L Cr6+胁迫下根系和地上部分DNA 5-甲基胞嘧啶(5-MeC)含量的变化.方法:色谱柱为Hypersil BDS-C18键合柱(5μm,150×4.6 mm I.D.);流动相由5％甲醇,4.75 mmol/L己烷磺酸钠,0.2％三乙醇胺组成,三蒸水配制,pH值为5.5;流速为0.7 mL/min;检测波长为273 nm.结果发现:除100 mg/L Cr6+降低了3d龄小麦幼苗根系DNA 5-MeC的百分含量外,所试不同浓度Cr6+均引起两苗龄幼苗叶片和根系DNA甲基化水平的上升;3d龄幼苗对Cr6+胁迫比10 d龄幼苗敏感,根系比地上部分敏感.结论:Cr6+胁迫引起的DNA甲基化水平改变可能影响到小麦幼苗的正常生长发育.     

γ-氨基丁酸对烟草MAPK和ACS1基因表达的分叉调节

为探讨γ-氨基丁酸(GABA)在植物生长发育中的调控机理,以含有3种不同浓度的GABA的1/2MS培养基培养烟草(Nicotiana tabacum)品种‘SR1’种子,结果表明:低浓度GABA(1mmol/L)促进了烟草幼苗的生长,主根的长度比对照高30%,同时该浓度处理提高了MAPK基因的表达水平;较高浓度(10~100mmol/L)GABA抑制了主根的伸长,表现出乙烯反应的效应。在叶和根中,ACS1基因表达水平的提高受不同浓度GABA的调节。MAPK和ACS1基因对GABA信号的不同表达模式可能与不同的信号途径有关。     

Soil Solution Chemistry Controlling the Field Distribution of Melica ciliata L.

Germination, establishment and growth of Melica ciliata L.,an 'acidifuge' species of rocky habitats in Europe, were studiedexperimentally and related to chemical properties of the soilsolution, including pH, base cation composition, Al concentrationand speciation, and Mn concentration. M. ciliata failed to establishin acid leptite soil. However, it was able to grow in solutionat pH 3·6 and exhibited vigorous growth at pH 3·9,a typical soil solution pH of leptite sites, which Melica isunable to colonize. Higher concentrations of Mn than those measuredin any leptite soil solutions did not influence growth. Exposureto 0·037 mmol l^-1 (1 mg l^-1) of Al³⁺, a concentrationusually exceeded in the soil solution of leptite sites, severelyretarded root growth. Speciation technique applied to Al insoil solutions obtained by centrifugation demonstrated a closerelationship between H⁺ and Al concentrations and, in particular,between H⁺ and free ionic (quickly reacting) Al species. Soilsolution concentrations of free ionic Al proved to be < 0·002mmol l^-1 in sites lacking Melica , but often > 0·10mmol l^-1 in site lacking Metalica . It is concluded that theinability of M. ciliata to establish in acid soils is not primarilydue to the high H⁺ concentration but to the high soil solutionconcentrations of Al, especially free Al ionic species at lowsoil pH.Copyright 1993, 1999 Academic Press Melica ciliata, distribution, soil solution, pH, aluminium speciation, manganese, base cations, iron     

耐铵型产琥珀酸放线杆菌的选育及铵离子对其生长代谢的影响

经硫酸二乙酯(DES)诱变,在含61～242mmol/LNH4+梯度平板中,筛选到一株耐铵型突变株YZ25,该菌株在含121mmol/LNH4+发酵培养基中,琥珀酸产量达32.68g/L,转化率为65.4%,比出发菌提高了180.5%。进一步考察了不同形态铵盐对YZ25生长的影响,结果表明添加少量铵盐能够提高突变菌的生长速率,但当超过一定量后菌株生长受到抑制,不同铵盐对菌株的抑制程度不同,硫酸铵、碳酸氢铵、氯化铵和硝酸铵对突变株YZ25的半抑制浓度分别为:215mmol/L、265mmol/L、235mmol/L、210mmol/L。为了考察铵离子对YZ25发酵产琥珀酸的影响过程,在3.0L发酵罐以氨水作为pH的调控剂发酵,结果表明在稳定期前菌株生长基本不受铵离子抑制,生物量能够达到正常水平,但是进入稳定期后铵离子抑制作用越来越明显,导致菌株生长提前结束,耗糖不完全,产酸受阻。最后结合产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes代谢途径分析了铵离子对菌株抑制作用的机理。     

低氮胁迫诱导木薯幼苗花青素积累及其基因表达

为明确氮素浓度和形态与木薯花青素产生和积累的关系,基于氮素胁迫能够在拟南芥等植物中促进花青素产生的研究结果,以木薯品种Arg7为研究对象,研究木薯无菌幼苗在添加了(1)40 mmol/L NO₃^-+ 20 mmol/L NH₄⁺,(2)40 mmol/L NO₃^-,(3)20 mmol/L NH₄⁺,(4)0.4 mmol/L NO₃^-+ 0.2 mmol/L NH₄⁺,(5)0.4 mmol/L NO₃^-,(6)0.2 mmol/L NH₄⁺,(7)1 mmol/L(N),(8)5 mmol/L(N),(9)9 mmol/L(N),(10)13 mmol/L(N)10种氮素浓度和形态的MS培养基中生长40 d的农艺性状,以及对花青素合成相...     

pH影响Ca~(2 )和EGTA对水霉(Saprolegnia ferax)菌丝顶端生长的作用效应

水霉(Saprolegia ferax)菌丝在pH6.0-8.0的OM液体培养基中生长良好,在pH5.0时生长速率有所下降,在pH3.0—4.0时停止生长。短时间(30min)作用研究表明,低浓度的CaCl_2促进pH5.0(1—5mmol/L)和pH6.0(1mmol/L)条件下的菌丝顶端生长,抑制pH7.0—8.0条件下的菌丝生长。1mmol/L以上的EGTA则抑制pH5.0条件下菌丝顶端生长,促进pH6.0—8.0条件下的菌丝顶端生长。但CaCl_2和EGTA都不能使pH3.0—4.0条件下的菌丝恢复生长。长时间(8h)作用跟踪观察表明,2mmol/L EGTA(pH6.8)短时间作用可促进菌丝生长,但随着培养时间延长,则产生抑制作用,并诱导原生质从菌丝最顶端喷出。说明细胞壁Ca~(2 )起着提供胞外Ca~(2 )源和细胞壁修饰成分的双重作用。Ca~(2 )通道阻断剂verapamil对菌丝顶端生长的抑制作用也说明顶端生长所需的Ca~(2 )来自胞外。     

镧对镉胁迫下大蒜幼苗生长及镉积累的影响

采用土培实验研究了镧(La²⁺)对镉(Cd)胁迫下大蒜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明：低浓度Cd（＜5 mg·kg^-1）对大蒜生长有微弱的促进作用而高浓度Cd对其有明显抑制作用。外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长具有明显的缓解效应,单株鲜重、干重、根长及地上部分高度均具有明显或不同程度的增加。测定结果表明,Cd主要积累在大蒜根部而向地上部分转运的较少,外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗根系对Cd积累具有显著的抑制效应,同时也抑制Cd向地上部分转运。从外施La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长及大蒜对Cd积累情况来看,La²⁺的适宜缓解效应浓度是在Cd浓度为20 mg·kg^-1时,La²⁺浓度为10～15 mg·kg^-1;在Cd浓度为40 mg·kg^-1,La²⁺浓度为5 mg·kg^-1。