外源Ca~(2+)对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种"阿兰"一代为试验材料,研究了外源Ca2+处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温强光胁迫下,5～20mmol·L-1Ca2+处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均较高,而胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)较低,其中以10mmol·L-1Ca2+处理效果最好.说明5～20mmol·L-1Ca2+处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca2+处理浓度超过40mmol·L-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

外源Ca2+对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应

以10 mmol/L CaCl2溶液处理滨梅幼苗叶片后,置于培养箱于(40±2)℃高温、光照强度(1 200±50)μmol·m-2·s-1下培养,定期测定有关生理生化指标,以探讨外源Ca2+对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应.结果显示:(1)与蒸馏水处理组相比,Ca2+处理使高温强光胁迫下滨梅幼苗叶片的脯氨酸含量显著升高,可溶性糖含量变化不明显,根系活力小幅降低;Ca2+处理有效抑制了高温强光下膜透性的加大,提高和保护了Ca2+-ATPase的活性.(2)采用Ca2+螯合剂EGTA或钙调素拮抗剂TFP对滨梅幼苗叶片同法处理并同条件胁迫时,与Ca2+处理相比,滨梅幼苗的脯氨酸、可溶性糖含量、Ca2+-ATPase活性和根系活力均明显下降,膜透性加大.研究表明,Ca2+处理能提高滨梅幼苗对高温强光的耐受性;Ca2+信号系统参与了胁迫过程中的渗透物质和Ca2+-ATPase活性等的调节.     

外源Ca2＋对高温强光胁迫下灌浆期小麦叶片光合机构运转的影响

灌浆期叶面喷施10mmol·L-1 CaCl2对高温强光胁迫下小麦叶片光合电子传递、放氧速率、叶绿素荧光参数和D1蛋白的影响结果表明,Ca2＋预处理可保护D1蛋白,削弱其降解,提高光系统I（PSI）和光系统Ⅱ（PSⅡ）子传递速率、全链电子传递速率、净光合速率（Pn）、PSII最大光化学效率（Fv/Fm）、PSII实际光化学效率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭（qp）,维持较低的Fo,最终导致小麦适应高温强光的能力提高。     

高温强光胁迫下外源钙对甜椒(Capsicum fructescens L.)幼苗光合生理特性的影响

为探讨钙(Ca2+)对甜椒幼苗生长的影响,以甜椒品系156为试材,分别喷施清水(对照)、5 mmol·L-1(T5)和10 mmol·L-1Ca Cl2(T10),研究了高温(37℃)强光(1 200μmol·m-2·s-1)胁迫下甜椒幼苗叶片光合作用及叶片中活性氧(ROS)清除酶活性的变化。结果表明,高温强光胁迫条件下,与对照植株相比,外源施钙可维持较高的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)及较低的胞间CO2浓度(Ci)。甜椒幼苗功能叶在高温强光胁迫处理后,T5和T10叶片的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)活性及叶片PSII最大光化学效率(Fv/Fm)较高,表明Ca2+有利于减轻胁迫条件下甜椒幼苗叶片的光抑制现象。另外,高温强光胁迫条件下,植株叶片活性氧清除酶活性和可溶性蛋白含量明显增加,且Ca2+处理(T5和T10)的植株高于对照植株,丙二醛(MDA)含量和相对电导率则明显低于对照,这些结果均表明胁迫条件下外源施钙可以通过提高幼苗叶片ROS清除酶活性和渗透调节物质含量来保护光系统反应中心,从而减轻外界胁迫对植物的伤害。     

骨骼肌内质网Ca2+泵转运Ca2+的结构基础

Ca²⁺泵(Ca²⁺-ATPase)是调节细胞内Ca²⁺浓度的重要蛋白质之一. Ca²⁺泵在转运Ca²⁺的过程中经历一系列构象变化. 其中,E1状态为外向的Ca²⁺高亲和状态,E2状态则为内向的Ca²⁺低亲和状态. 目前,骨骼肌内质网Ca²⁺泵转运Ca²⁺过程中的几个中间状态,包括E1-2Ca²⁺,E1-ATP,E1-P-ADP,E2-Pi和E2状态的三维晶体结构已经解析. 介绍这几种状态的晶体结构,并分析Ca²⁺泵在执行功能过程中结构与功能的关系.     

高温胁迫对新疆榛光合参数和叶绿素荧光特性的影响

在5个温度梯度处理下,研究高温胁迫对4种新疆榛光合参数和叶绿素荧光特性的影响.结果表明:随着温度从25℃持续升高至45℃,新疆榛叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、水分利用效率和光能利用效率逐渐降低,且在35～ 45℃之间降幅最大;光系统Ⅱ的实际光化学效率、电子传递速率和光化学猝灭系数随温度的升高缓慢上升,至35℃后急速下降;蒸腾耗水和热耗散随温度的升高而增大.4种新疆榛品种中,新榛3号的光合作用对高温的耐受力较高,属耐热性品种.     

外源蔗糖和Ca2+对荞麦幼苗耐盐性的影响

以盐敏感荞麦品种‘TQ-0808’为实验材料,在100mmol·L-1NaCl胁迫下研究添加不同浓度蔗糖和Ca2+处理对荞麦幼苗耐盐性的影响。不同浓度的外源蔗糖和Ca2+处理均能明显降低盐胁迫下荞麦叶片的质膜透性和丙二醛(MDA)含量,明显增加荞麦叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及净光合速率,且外源Ca2+处理的增加效果明显好于外源蔗糖处理。说明外源蔗糖和Ca2+处理能明显改善盐胁迫下荞麦幼苗的耐盐性,对盐胁迫具有较好的缓解作用,外源蔗糖和Ca2+处理的最适浓度分别为6mmol·L-1和20mmol·L-1。     

强光及外源活性氧对莴苣叶绿素荧光的影响

莴苣叶绿体在强光处理下发生光抑制,主要表现为叶绿素荧光参数Ｆｖ／Ｆｍ和ΦＰＳⅡ降低;外源活性氧Ｈ３Ｏ２,Ｏ＾－２,ＯＨ和＾１Ｏ２均能引起叶绿体ＰＳⅡ光化学效率Ｆｖ／Ｆｍ不同程度的下降,其中以＾１Ｏ２影响最明显：Ｈ２Ｏ２在诱导叶绿体荧光猝灭过程中,引起荧光产量降低,而使ｑｐ,ｑＮ,ΦＰＳⅡ,ＫＤ上升;     

强光及外源活性氧对莴苣叶绿素荧光的影响

莴苣叶绿体在强光处理下发生先抑制,主要表现为叶绿素荧光参数Fv／Fm和ΦPSⅡ降低;外源活性氧H2O2、O2·OH和1O2均能引起叶绿体PSⅡ光化学效率Fv／Fm不同程度的下降,其中以1O2影响最明显;H2O2在诱导叶绿体荧光猝灭过程中,引起荧光产量降低,而使qp、qN、ΦPSⅡ、KD上升;在H2O2诱导的叶绿体荧光猝灭过程中,Fe2 能使qN和KD低于对照;由于1O2的产生对PSⅡ反应中心造成了损伤,引起qp和ΦPSⅡ下降。     

高温强光下水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光和叶黄素循环的影响

在高温强光条件下,研究了外源水杨酸对黄瓜叶片叶绿素荧光参数和叶黄素循环的影响.结果表明,在高温强光胁迫前2 d用50～400 μmol·L^-1水杨酸处理叶片,抑制了高温强光下原初光能转换效率(F_v/F_m)、光合电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、最大荧光(F_m)和光化学猝灭系数(qP)的下降,分别比对照提高了16.1%～30.2%、11.9%～33.0%、7.2%～41.0%和27.2%～160.8%,促进了非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,比对照提高了13.1%～62.9%,而对初始荧光(F_o)影响不大.水杨酸处理可减小高温强光下叶黄素循环库的下降幅度,使(A+Z)/(V+A+Z)升高,分别比对照高29.5%和24.6%.这些结果说明,水杨酸可通过提高非辐射能量耗散,对高温强光引起的黄瓜叶片光合机构的破坏具有保护作用.     

盐胁迫下外源褪黑素和Ca2+对甜瓜幼苗的缓解效应

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’为试材,利用人工气候室控制环境条件(昼/夜25/18 ℃),研究盐胁迫条件下外源褪黑素(MT)和Ca²⁺对甜瓜幼苗根系和叶片中Cl^-、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺离子含量,Na⁺/K⁺、 Na⁺/Ca²⁺、Na⁺/Mg²⁺值,以及H⁺-ATP酶活性、渗透调节物质积累和细胞膜质过氧化的影响.结果表明: 与对照相比,盐胁迫处理显著抑制甜瓜幼苗生长,增加根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,降低K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量.盐胁迫下,喷施外源MT或Ca²⁺处理均可以显著降低甜瓜根系和叶片中Cl^-、Na⁺含量,提高K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺含量,植株体内Na⁺/K⁺、Na⁺/Ca²⁺和 Na⁺/Mg²⁺值下降;同时也提高了根系和叶片H⁺-ATP酶活性及叶片渗透调节物质的含量,降低盐胁迫对细胞膜的伤害,表现在甜瓜叶片相对电导率和丙二醛含量降低.总之,在盐胁迫条件下,外源MT、Ca²⁺单独和复配处理均可通过提高H⁺-ATP酶活性来降低盐害离子的含量,改善甜瓜幼苗中的离子平衡,同时增加渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,从而增强其对盐胁迫的适应性,其中MT和Ca²⁺复配处理时的效果更好.复配外施 MT 和Ca²⁺在诱导甜瓜幼苗提高耐盐方面具有协同增效作用.     

外源钙离子对盐胁迫玉米气孔特征、光合作用和生物量的影响

探讨盐胁迫下玉米气孔特征、光合作用和生物量对外源钙离子的响应,有助于深入理解添加外源钙离子(Ca²⁺)缓解玉米盐胁迫的作用机理.以‘京科665’品种为试材,研究了NaCl胁迫下(100 mmol·L^-1)添加不同浓度外源Ca²⁺(0、5、10、20、40、80 mmol·L^-1)对玉米幼苗气孔特征、光合作用和生物量的影响.结果表明: 不同Ca²⁺浓度对盐胁迫下玉米的气孔密度影响不大,但显著减小了气孔形状指数、气孔面积、气孔长度、气孔宽度和气孔周长.同时,随着外源Ca²⁺浓度的逐渐提高,玉米叶片的净光合速率(P_n)呈先升高后降低的趋势,且气孔导度(g_s)和胞间CO₂浓度(C_i)均显著降低,表明不同浓度Ca²⁺通过改变玉米气孔结构特征进一步限制光合作用过程,最终导致P_n降低.另外,外源Ca²⁺促进盐胁迫下玉米幼苗生物量增加,但根冠比显著降低,表明盐胁迫下添加外源Ca²⁺对地上部分的缓解作用大于地下部分.     

高温胁迫下苋菜的叶绿素荧光特性

为了探明高温胁迫对苋菜(Amaranthus tricolor L.)光合过程的影响,用不同温度(25、30、35、40、45℃)处理苋菜植株1h后,随即测定了其叶绿素荧光动力学参数和快速光响应曲线特征参数的变化.结果表明:40℃以上高温胁迫下,苋菜叶片的光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在光化学效率(Fv/Fo)、最大光化学效率(Fv/Fm)下降;最大荧光(Fm)、光合电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率(Yield)、光化学淬灭系数(qP)也均有所下降;而初始荧光(F.)和非光化学淬灭系数(NPQ)在40℃以上高温胁迫下显著上升.叶绿素荧光快速光响应曲线测定结果表明,初始斜率α、最大相对电子传递速率ETRmax和半饱和光强Ik在40℃以上高温胁迫下有所下降.研究表明,40℃以上高温胁迫对苋菜的光能的吸收、转换、光合电子传递和强光耐受能力等均有一定的影响.     

外源褪黑素对高温胁迫下菊花光合和生理特性的影响

以切花菊品种‘神马'为试材,研究外源褪黑素(MT)对菊花抗高温胁迫的影响。将供试菊花叶面喷施200 μmol·L^-1的MT后,进行40 ℃(昼)/35 ℃(夜)高温胁迫,观察菊花叶片叶绿体和内囊体超微结构,测定光合和生理指标。结果表明:与常温对照(CK)相比,高温胁迫下菊花叶片叶绿体和类囊体受损,叶绿素含量和最大荧光(F_m)显著降低,OJIP曲线发生变化,K点和J点荧光升高,净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)均显著降低,胞间CO₂浓度(C_i)均显著增加;相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性显著增加。外源喷施MT可维持高温胁迫下植株叶绿体和类囊体结构的完整性,明显降低OJIP曲线中K点和J点上升的幅度,F_m、P_n、g_s、T_r和光合色素含量显著提高,C_i显著下降,缓解了高温胁迫对菊花光合和荧光作用的抑制。同时,外源喷施MT处理显著降低了高温胁迫下菊花REC、MDA和ROS含量,增强了菊花叶片中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。可见,外源MT可通过保护菊花叶片叶绿体结构的完整性,增强光合作用,抑制高温胁迫下菊花植株体内ROS的过度产生,提高抗氧化酶系统的活性,降低膜质过氧化水平和保护脂膜的完整性,从而提高菊花植株抗高温胁迫能力。     

外源Ca2+和IBA对NaCl胁迫下能源植物杂交狼尾草幼苗生长的影响

以能源植物杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P.purpureum)为实验材料,在NaCl胁迫条件下用外源IBA(100 mg/L),CaCl_2(浓度分别为0、1、2、5 mmol/L)处理杂交狼尾草幼苗,处理3周后测定植物的存活率、鲜重、干重、株高、生根数和地上部分、地下部分的离子含量。结果表明,经过IBA溶液预处理的杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数明显高于未处理的幼苗;在NaCl胁迫下,随着外源Ca~(2+)浓度的升高,杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数以及Ca~(2+)含量都明显升高并在CaCl_2浓度为2 mmol/L时达到最大值;随着外源Ca~(2+)浓度的升高,Na~+含量、Na~+/K~+降低,当CaCl_2的浓度为2mmol/L时,Na~+含量、Na~+/K~+最低。以上结果表明外源Ca~(2+)和IBA对NaCl胁迫下杂交狼尾草幼苗生长有促进作用,可以缓解NaCl胁迫对杂交狼尾草幼苗生长的抑制作用,提高杂交狼尾草幼苗在NaCl胁迫下的成活率;缓解盐害的最适的Ca~(2+)浓度为2mmol/L。     

盐胁迫下外源Ca2+对花生生长发育、生理及产量的影响

以‘花育22’为试验材料,使用外源钙[0、6、12 mmol·L^-1的Ca(NO₃)₂]处理盐胁迫(100 mmol·L^-1 NaCl)及正常条件下生长的花生,以盆栽方式研究了不同Ca²⁺浓度处理对盐胁迫条件下花生整个生育期的相关生理与产量指标的影响.结果表明: 在100 mmol·L^-1 NaCl条件下,施加不同浓度外源钙均可提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量,降低丙二醛(MDA)含量和电解质外渗,增加根系活力,改善植株的农艺性状,增加生物积累量,最终提高花生产量,并且12 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的效果最显著.通过增强活性氧的清除能力、维持细胞膜的稳定性以及完整性,是外源钙有效缓解花生植株的盐胁迫伤害并最终提高荚果产量的重要原因.     

根际高温胁迫对5种瓜类作物生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的影响

采用营养液栽培法,比较分析了根际高温(35℃)处理0、3和5 d以及恢复5 d后黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia Bouché)、‘春秋王2号’黄瓜(Cucumis sativus‘Chunqiuwang No.2’)、‘兴蔬’丝瓜(Luffa cylindrica‘Xingshu’)、‘五叶香’丝瓜(Luffa cylindrica‘Wuyexiang’)和‘傲美’苦瓜(Momordica charantia‘Aomei’)幼苗的生长及叶片光合和叶绿素荧光参数的变化。结果表明:与对照(25℃)相比,在高温处理期间及恢复期间,黑籽南瓜、‘春秋王2号’黄瓜和‘傲美’苦瓜的株高、茎粗、叶面积、叶绿素相对含量(SPAD)以及叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的光能捕获效率(Fv’/Fm’)、PSⅡ的实际光化学效率(ΦPSⅡ)、实际光化学量子产量(Yield)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)及PSⅡ用于光化学反应的能量比例(P)总体上均显著低于对照;而‘五叶香’丝瓜的上述指标大多无明显变化,但其非光化学猝灭系数(qN)及PSⅡ用于天线色素热耗散的能量比例(D)均低于对照;‘兴蔬’丝瓜的各项指标在高温处理期间均有不同程度的降低或升高,但在恢复5 d后各项指标均接近或高于对照。研究结果表明:5种瓜类作物对根际高温的耐受性有明显差异。其中,黑籽南瓜和‘春秋王2号’黄瓜对根际高温的耐性最差;2个丝瓜品种特别是‘五叶香’丝瓜的耐性较强,可作为耐高温瓜类作物的砧木。     

5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

为探讨5-氨基乙酰丙酸（ALA）对NaCl胁迫下番茄光合特性的调控作用,以‘金鹏一号’番茄幼苗为试材,研究叶面喷施50 mg·L^-1或根施10 mg·L^-1 ALA对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄幼苗光合及叶绿素荧光参数的影响.结果表明： NaCl胁迫下,番茄幼苗光合气体交换参数（净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO₂浓度C_i、蒸腾速率T_r）及叶绿素荧光参数（实际光化学量子产量F_v′/F_m′、F_m′、PSⅡ反应中心实际光化学效率Φ_PSⅡ、表观光合电子传递效率ETR、光化学淬灭q_P、光化学反应Pc）均显著降低,根施或叶施ALA均可以提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力,但两种处理方式之间存在一定差异.叶面喷施50 mg·L^-1ALA或根施10 mg·L^-1ALA处理均显著提高了番茄叶片P_n、T_r、g_s和C_i,提高了水分利用效率（WUE）,显著增加了NaCl胁迫下叶片的最大净光合速率,减轻了光抑制.根施ALA对叶绿素含量的作用效果较好,而叶施ALA对光合参数的作用效果较好,两处理叶绿素荧光参数差异不显著.叶面喷施或根施ALA可以提高番茄幼苗的耐盐性,其调控作用与促进叶绿素合成与稳定、维持正常气孔开闭、降低气孔限制,进而提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力和PSⅡ光化学效率有关.