Na2CO3胁迫对星星草叶肉细胞超微结构的影响

利用透射电镜技术对Na2CO3胁迫下星星草叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明：未胁迫的叶肉细胞排列疏松,各种细胞器结构完整,叶绿体含少量淀粉粒和脂质球。轻度盐胁迫（2g/L,4g／LNa2CO3）对叶肉细胞超微结构影响较小。中度盐胁迫（6g／L,8g／L Na2CO3）引起叶肉细胞超微结构的变化,叶绿体类囊体肿胀,基粒紊乱,不含淀粉粒,脂质球数量增加,叶绿体由原来的梭形或椭球形变成圆球状;部分线粒体嵴消失,出现晶体结构;中央大液泡破裂;核逐渐降解。高度盐胁迫（10g／L,12g／LNa2CO3）下,叶绿体片层结构消失,脂质球数量增加,体积变大,被大量的膜片层所包围,叶绿体内、外膜消失,叶肉细胞中看不到叶绿体的存在;膜片层包围线粒体;叶肉细胞中可见大量的泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡。上述结果表明,细胞器特别是叶绿体膜结构的破坏与盐胁迫叶肉细胞最终死亡密切相关。     

Na2CO3胁迫对星星草叶肉细胞超微结构的影响

利用透射电镜技术对Na₂CO₃胁迫下星星草叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明：未胁迫的叶肉细胞排列疏松,各种细胞器结构完整,叶绿体含少量淀粉粒和脂质球。轻度盐胁迫（2g/L,4g/L Na₂CO₃）对叶肉细胞超微结构影响较小。中度盐胁迫（6g/L,8g/L Na₂CO₃）引起叶肉细胞超微结构的变化,叶绿体类囊体肿胀,基粒紊乱,不含淀粉粒,脂质球数量增加,叶绿体由原来的梭形或椭球形变成圆球状;部分线粒体嵴消失,出现晶体结构;中央大液泡破裂;核逐渐降解。高度盐胁迫（10g/L,12g/L Na₂CO₃）下,叶绿体片层结构消失,脂质球数量增加,体积变大,被大量的膜片层所包围,叶绿体内、外膜消失,叶肉细胞中看不到叶绿体的存在;膜片层包围线粒体;叶肉细胞中可见大量的泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡。上述结果表明,细胞器特别是叶绿体膜结构的破坏与盐胁迫叶肉细胞最终死亡密切相关     

NaCl胁迫对宁夏枸杞叶和幼根显微及超微结构的影响

以宁夏枸杞为材料,采用超薄切片技术制备样品,应用光学显微镜和透射电镜分析了不同浓度NaCl胁迫条件下宁夏枸杞叶和幼根显微及超微结构的变化。结果表明：随着NaCl胁迫的加重,(1)叶片上表皮细胞增厚,栅栏组织细胞出现缩短现象,排列疏松且紊乱;幼根的初生结构无明显变化。(2)叶片栅栏组织中叶绿体不再紧靠在细胞膜上,叶绿体双层膜破坏,基粒片层松散排列,杂乱无章,出现膨胀和空泡现象,淀粉粒和嗜锇颗粒增多,叶肉细胞中线粒体发生轻微变化;幼根中皮层薄壁细胞线粒体形状发生改变,结构破坏,内膜和外膜模糊甚至破裂,大多数嵴模糊,出现空泡现象;细胞核解体,基质外溢。研究表明, 不同浓度的NaCl胁迫对宁夏枸杞叶片和幼根细胞的显微及超微结构影响不同,NaCl浓度大于200 mmol/L时,宁夏枸杞叶片和幼根细胞的显微及超微结构发生了明显变化,且叶肉细胞中线粒体的变化没有叶绿体的变化显著,推测叶肉细胞中线粒体的耐盐性比叶绿体强。     

环境胁迫对库拉索芦荟叶片超微结构影响研究

对1年生库拉索芦荟分别用盐(1.8%的NaCl)、低温(10℃)、干旱[25%(w/v)的聚乙二醇-6000]3种胁迫条件处理7d后,对其叶肉细胞超微结构进行观察.结果发现:3种胁迫处理均可使库拉索芦荟细胞膜系统、叶绿体、线粒体、细胞核等结构受到不同程度的破坏,叶绿体周围出现许多小泡,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低;盐胁迫下高尔基体在细胞质中解体;盐和低温胁迫下均可见线粒体膜与叶绿体膜发生融合、线粒体嵌在叶绿体当中的现象.另外,本研究发现,盐胁迫、低温胁迫比干旱胁迫对库拉索芦荟细胞膜的损伤更严重,而水分胁迫对其的伤害程度较小,表明库拉索芦荟的抗旱性较其抗盐性更强.     

盐胁迫下芦苇叶肉细胞超微结构的研究

对青藏高原柴达木盆地柯柯盐湖边盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的超微结构进行了研究,并以西宁地区非盐碱地上生长的芦苇作对照。结果表明：西宁地区的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈椭圆形,其膜系统完整,基粒片层和基质片层发育良好。在盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈圆形,叶绿体内出现较大的淀粉粒,并发现有线粒体嵌入叶绿体的现象。叶绿体的类囊体膨大,线粒体的嵴也有膨大的现象。在盐湖水中生长的芦苇叶肉细胞,叶绿体的类囊体排列紊乱、扭曲、松散。类囊体膜局部被破坏,部分类囊体膜解体,空泡化,甚至消失,一些溶解了的类囊体流进细胞质中。综上所述,芦苇叶肉细胞超微结构的变化是该植物适应柯柯盐湖地区盐渍、低温、低气压、强辐射等环境因子的结果。     

锰胁迫对垂序商陆叶片形态结构及叶绿体超微结构的影响

以超富集植物垂序商陆为实验材料,通过温室实验,研究不同锰处理条件下垂序商陆叶片受害症状、叶片形态结构和叶绿体超微结构的变化。当生长介质中锰供应水平为1 000 μmol?L-1时,垂序商陆生长良好,叶片未表现出受害症状,其形态结构和超微结构也没有明显的变化;当锰供应水平为5 000 μmol?L-1时,叶片开始出现褪绿现象,叶肉细胞排列疏松,栅栏组织细胞膨胀, 叶绿体数量减少,外膜部分解体,类囊体膨胀, 基质片层扭曲, 淀粉粒颗粒变小;当锰供应水平为12 000μmol?L-1时,叶片发生大量的褪绿现象,伤害率高达87.33%,并且伤害率随着锰胁迫时间的延长明显升高,叶肉细胞发生扭曲变形,叶绿体皱缩,外膜解体,类囊体空泡化加剧,基质片层严重扭曲,基粒排列紊乱甚至模糊成絮状,嗜锇颗粒增多。 尽管在高锰浓度胁迫条件下植物叶肉细胞及叶绿体超微结构出现一定程度的毒害特征,但垂序商陆仍能完成部分功能,维持其个体的生长,这进一步表明超富集植物垂序商陆具有极强的锰耐性。     

盐胁迫对玉米叶片叶肉细胞生物膜超微结构的影响

研究了NaCl胁迫对玉米叶肉细胞生物膜超微结构的影响. 结果表明：NaCl胁迫破坏了玉米叶片叶肉细胞生物膜的正常结构,50 mmol·L^-1 NaCl处理胁迫下,玉米叶肉细胞核膜,线粒体膜,细胞膜,叶绿体膜,液泡膜都受到不同程度的破坏,叶绿体基粒类囊体膨胀,间质片层空间增大,片层紊乱。100 mmol·L^-1 NaCl处理胁迫下,质膜,液泡膜,线粒体,叶绿体都受到严重的破坏。细胞质膜破坏,破损的叶绿体充斥在细胞间隙中;叶绿体外膜破坏,甚至解体消失,叶肉细胞中充满膜结构,基粒排列方向改变,垛叠层数减少,基粒和基质片层界限模糊不清,有的基粒解体消失,甚至叶绿体完全解体;核膜破坏、解体,核中的染色质高度凝缩;线粒体的数量增多,线粒体膜破坏,脊的数量减少,甚至整个线粒体破损解体;液泡膜破坏;由于各种生物膜的破坏,使细胞内充满许多囊状小泡、多泡体或斑层小体;叶肉细胞发生严重的质壁分离,严重时发生细胞壁断裂;甚至整个细胞溶解。     

盐胁迫下水稻叶绿体中Na~ 、Cl~-积累导致叶片净光合速率下降

研究了 0～ 2 0 0mmol/L的NaCl胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐 )和Peta(盐敏感 )根系、叶片和叶绿体中Na 、K 和Cl-含量的变化及其与叶片光合作用的关系。结果表明 :随着NaCl胁迫时间和浓度的增加 ,供试 2个品种在根、叶片和叶绿体中Na 、Cl-含量增加 ,K 含量下降。耐盐品种体内Na 、Cl-含量增加或K 含量减少的幅度小于盐敏感品种。在 2 0 0mmol/L的NaCl胁迫下盐敏感品种根、叶片和叶绿体中的Na /K 分别是耐盐品种的 2 0 8%、30 8%和 2 97%。与Na 相比 ,耐盐品种根系对K 的吸收和向叶片运输的选择性 (SK ,Na)较强。但在经过0、10 0和 2 0 0mmol/L的NaCl处理后 2个品种叶绿体中的Na /K 均高于叶片 (SK ,Na均小于 1)。盐胁迫下水稻叶绿体中Na 、Cl-含量和Na /K 与叶片净光合速率呈极显著负相关。     

NaCl胁迫下交替呼吸途径对烟草悬浮细胞死亡调节作用的研究

盐分胁迫是植物在自然环境中经常遭遇的环境胁迫因素之一,会引起植物代谢紊乱乃至细胞死亡,这严重限制了植物的生长、繁育和生存。交替呼吸途径是植物较之动物独特的线粒体呼吸途径。该研究在烟草悬浮细胞中调查了交替呼吸途径对Na Cl胁迫引起的植物细胞死亡过程的调节作用及相应的内在机制,以及在200 mmol·L~(-1)Na Cl处理的烟草悬浮细胞中研究了交替呼吸途径和细胞死亡发生及H_2O_2之间的关系。结果表明:(1)随着Na Cl处理浓度的增加,烟草悬浮细胞死亡水平逐渐增加,而交替呼吸途径的容量也逐渐上升。(2)与Na Cl处理相似,外源H_2O_2的处理也能导致烟草悬浮细胞死亡水平的增加。200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫导致明显的细胞死亡发生和H_2O_2产量的显著性增加;而较之200 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下的细胞,用水杨基氧肟酸(交替呼吸途径的抑制剂)预处理后的细胞再置于200 mmol·L~(-1)Na Cl的胁迫下导致更高水平的细胞死亡和H_2O_2的产生。综上表明,高盐胁迫诱导了烟草悬浮细胞的交替呼吸途径的增加,而交替呼吸途径则可能通过抑制活性氧的产生而起到缓解细胞死亡发生的作用。     

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。     

Effects of drought and waterlogging on ultrastructure of Scots pine and Norway spruce needles

Effects of water stress on needle ultrastructure of 2-year-old Scots pine (Pinus sylvestris L.) and 5-year-old Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.] seedlings were studied in greenhouse experiments. Drought stress was induced by leaving seedlings without watering, and waterlogging stress was produced by submerging the seedling containers in water. Needle samples for ultrastructural analyses were collected several times during the experiments, and samples for nutrient analyses at the end of the experiments. In drought stress, plasmolysis of mesophyll and transfusion parenchyma tissues, aggregation of chloroplast stroma and its separation from thylakoids and decreased size and abundance of starch grains in needles of both species were observed. The concentration of lipid bodies around the chloroplasts were detected in pine needles. Calcium and water concentrations in spruce needles were lower by the end of the experiments compared to controls. In waterlogging treatment, swelling of phloem cells in pine needles and large starch grains, slight swelling of thylakoids and increased translucency of plastoglobuli in chloroplasts of both species studied were observed. The phosphorus concentration in pine needles was higher while phosphorus, calcium and magnesium concentrations in spruce needles were lower in the waterlogging treatments compared to controls. Typical symptoms induced by drought stress, e. g. aggregation of chloroplast stroma and its separation from thylakoids, were detected, but, in waterlogging stress, ultrastructural symptoms appeared to be related to the developing nutrient imbalance of needles.     

荒漠齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)非结构性碳水化合物含量对植株脱水的响应

苔藓结皮作为生物土壤结皮演替的最高阶段和生物量的最主要贡献者,具有很强的环境适应性,对维持荒漠地表稳定和改善微环境具有重要作用。非结构性碳水化合物是植物重要的组成部分,能够抵御环境胁迫对植物造成的损伤。目前,荒漠藓类植物非结构碳水化合物对干旱的响应机制尚不清楚。选取古尔班通古特沙漠南缘和腹地苔藓结皮中优势藓类植物齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,对其在复水后脱水过程中非结构性碳水化合物含量变化特征进行了分析。结果表明:植株含水量在脱水24 h内下降趋势显著,此后趋于稳定。可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量在脱水1h内显著下降。可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量在脱水2—16 h没有显著的变化。但16—24 h可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量出现显著增加,脱水24—48 h,腹地齿肋赤藓可溶性总糖、蔗糖、果糖、淀粉含量缓慢下降到复水前水平,而南缘可溶性总糖、蔗糖、果糖含量低于复水前水平。复水前不同地区齿肋赤藓非结构性碳水化合物含量存在显著性差异,脱水结束后两个地区齿肋赤藓非结构碳水化合物含量无显著差异。结果说明齿肋赤藓在不同地区其非结构性碳水化合物含量不同,在同一脱复水过程中不同地区齿肋赤藓非结构性碳水化合物含量表现出不同的变化趋势,主要原因是可溶性糖含量对脱水过程中水分胁迫的响应不同。齿肋赤藓脱水过程中非结构性碳水化合物的研究,有助于抗旱非维管植物在干旱环境中从降雨湿润进入干旱过程的适应策略研究。     

Effects of leaf hair points of a desert moss on water retention and dew formation: implications for desiccation tolerance

Leaf hair points (LHPs) are important morphological structures in many desiccation-tolerant mosses, but study of their functions has been limited. A desert moss, Syntrichia caninervis, was chosen for examination of the ecological effects of LHPs on water retention and dew formation at individual and population (patch) levels. Although LHPs were only 4.77% of shoot weight, they were able to increase absolute water content (AWC) by 24.87%. The AWC of samples with LHPs was always greater than for those without LHPs during dehydration. The accumulative evaporation ratio (AER) showed an opposite trend. AWC, evaporation ratio and AER of shoots with LHPs took 20 min longer to reach a completely dehydrated state than shoots without LHPs. At the population level, dew formation on moss crusts with LHPs was faster than on crusts without LHPs, and the former had higher daily and total dew amounts. LHPs were able to improve dew amounts on crusts by 10.26%. Following three simulated rainfall events (1, 3 and 6 mm), AERs from crusts with LHPs were always lower than from crusts without LHPs. LHPs can therefore significantly delay and reduce evaporation. We confirm that LHPs are important desiccation-tolerant features of S. caninervis at both individual and population levels. LHPs greatly aid moss crusts in adapting to arid conditions.     

NaCl胁迫对5个引自北美的树种叶肉细胞超微结构的影响

为明确美国白蜡(Fraxinus americana L.)、茶条槭(Aceginnala Maxim.)、红桤木(Alnus rubra Bong.)、水紫树(Nyssa aquatica L.)和美国皂荚(Gleditsia triacanthos L.)5个引自北美的树种的耐盐性,采用水培方法、利用透射电镜技术对0(对照)、4和8 g·L-1 NaCl胁迫处理后5个树种1年生苗叶肉细胞超微结构的变化进行了观察和比较.观察结果表明:正常条件(0g·L-1NaCl)下,5个树种叶肉细胞在叶绿体形态、嗜锇颗粒数量等方面略有差异,但均未发生质壁分离现象.经NaCl胁迫处理后,5个树种叶肉细胞中的叶绿体和细胞核受到不同程度的损伤,表现为叶绿体膜消失,类囊体片层结构肿胀,叶绿体降解,嗜锇颗粒增大或增多,细胞核的核膜消失、核染色质凝聚;且随NaCl质量浓度的提高,损伤程度均逐渐加剧.4和8g·L-1NaC1胁迫条件下,美国皂荚、茶条槭和水紫树的叶肉细胞发生质壁分离现象,而红桤木、美国白蜡和水紫树的叶肉细胞内出现环状片层.根据观察结果,推测红桤木和美国白蜡对NaCl胁迫的耐性较强,美国皂荚和茶条槭也有一定的耐性,而水紫树的耐性最弱.     

荒漠藓类植物齿肋赤藓对4年积雪深度变化的生理生化响应

冬季降雪作为古尔班通古特沙漠最主要的降水形式,在荒漠生物土壤结皮的稳定和发育发挥重要作用。全球的持续变暖和极端气候事件的频繁发生导致荒漠冬季的积雪格局发生重大变化。荒漠藓类植物作为荒漠重要地被类型生物土壤结皮的重要组成成分,在生理生化层面将如何响应长期的积雪深度变化还不清楚。因此,通过野外设置去除积雪(-S)、自然积雪(S)、2倍积雪(2S)和3倍积雪(3S) 4个积雪梯度,探讨经历4年积雪深度变化下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)的生理生化特征。结果表明,积雪深度变化显著影响了齿肋赤藓的植株含水量、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学效率(Y(II))、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。与去除积雪处理相比,随着积雪深度的增加,齿肋赤藓的植株含水量、F_v/F_m和Y(II)呈现增加趋势,而植株内的游离脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性呈现降低趋势。相关性分析显示,齿肋赤藓的F_...     

不同微生境下齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理生化特性对不同季节的响应

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)作为典型的耐旱藓类,在古尔班通古特沙漠的藓类结皮中占优势地位。该沙漠的季节气候差异较大,冬季低温湿润,春季干旱,夏季高温且干旱。荒漠藓类植物叶片仅具单层细胞,对外界环境的变化十分敏感。而有关荒漠藓类植物在生理上如何适应这种剧烈环境变化还不得而知。研究测定了生长于两种不同微生境下的齿肋赤藓,经由低温湿润的冬季到干旱的春季再到高温干旱的夏季过程中生理生化变化特征,以探究不同微生境下齿肋赤藓在水热变化剧烈的不同季节的适应机制。研究发现:季节、微生境及二者的交互作用能够显著影响齿肋赤藓的游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白及丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性。夏季的高温干旱使齿肋赤藓的脯氨酸、可溶性糖、MDA含量及3种抗氧化酶活性均显著高于冬季及春季,而可溶性蛋白含量却呈相反趋势。干旱的春季齿肋赤藓脯氨酸及可溶性糖显著高于冬季。而在低温湿润的冬季,齿肋赤藓丙二醛含量及过氧化氢酶活性均显著高于春季。表明夏季齿肋赤藓所受胁迫最大,脯氨酸、可溶性糖含量及抗氧化酶活性大幅度提高。同时,在具有积雪覆盖的冬季,两种微生境下的齿肋赤藓生理生化特性无显著差异;而在无积雪覆盖的春夏季节,灌丛的遮阴作用为齿肋赤藓提供了水含量相对较高的良好生活环境,其下齿肋赤藓的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性均显著低于裸露地。表明生长在裸露地的齿肋赤藓较活灌丛拥有更强的胁迫耐受性。     

Changes in Tomato Leaves Induced by NaCl Stress: Leaf Organization and Cell Ultrastructure

The alterations of organization of leaf tissues and cell ultrastructure as a consequence of salt stress (75 and 150 mM NaCl) were studied in two tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) cultivars showing different salinity tolerance. The salinity brought changes in cell shape, volume of intercellular spaces and chloroplast number, shape and size. These characteristics were specific in each cultivar. The ultrastructural changes were also different in the two tomato cultivars studied and the most important ones were in the number and size of starch granules in chloroplasts, the number of electron-dense corpuscules in the cytoplasm, the structure of mitochondria, and number of plastoglobuli. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Salt impact on photosynthesis and leaf ultrastructure of <Emphasis Type="Italic">Aeluropus littoralis</Emphasis>

The effects of salinity (400 mM NaCl) on growth, biomass partitioning, photosynthesis, and leaf ultrastructure were studied in hydroponically grown plants of Aeluropus littoralis (Willd) Parl. NaCl produced a significant inhibition of the main growth parameters and a reduction in leaf gas exchange (e.g. decreased rates of photosynthesis and stomatal conductance). However, NaCl salinity affected neither the composition of photosynthesis pigments nor leaf water content. The reduction in leaf gas exchange seemed to correlate with a decrease in mesophyll thickness as well as a severe disorganisation of chloroplast structure, with misshapen chloroplasts and dilated thylakoid membranes. Conspicuously, mesophyll chloroplasts were more sensitive to salt treatment than those of bundle sheath cells. The effects of NaCl toxicity on leaf structure and ultrastructure and the associated physiological implications are discussed in relation to the degree of salt resistance of A. littoralis.     

荒漠结皮层藓类植物死亡对表层土壤水分蒸发和入渗的影响

水分是荒漠植物生长最主要的限制因子,藓类结皮作为荒漠土壤表层重要覆被物,对土壤水分蒸发入渗具有重要影响。研究表明,在全球气候变化背景下,不确定的降水格局变化导致结皮层藓类植物出现集群死亡现象,但这一过程对荒漠地表土壤水分蒸发与入渗过程的影响及其机理尚不清楚。以古尔班通古特沙漠齿肋赤藓结皮为研究对象,利用便携式渗透计和蒸发仪,研究了结皮层藓类植物死亡对土壤水分蒸发与入渗的影响。结果表明,与裸沙相比,藓类结皮的存在显著抑制了水分入渗,而藓类植物死亡的结皮层抑制作用最大,其初渗速率、稳渗速率和累积入渗量分别是活藓类结皮的39.89%、85.91%及64.48%,仅为裸沙的5.96%、13.13%及20.42%。在水分蒸发初期,裸沙的水分蒸发速率明显高于活藓类结皮和藓类植物死亡的结皮层,但藓类植物死亡的结皮层维持相对稳定的蒸发速率的时间长于裸沙和活藓类结皮,这也导致最终累计蒸发量以藓类植物死亡的结皮层最高、裸沙最低。可见,荒漠生物土壤结皮中藓类植物死亡会明显减少土壤水分入渗、增大水分蒸发,进一步影响荒漠表层土壤水分格局,从而影响生物土壤结皮与维管植物的水分利用关系。