盐胁迫下柚和橘幼苗体内矿质元素变化的比较研究

采用沙培法,对盐胁迫下坪山柚和福橘幼苗体内矿质元素的变化进行了研究。结果表明,随着NaCl浓度的增加,坪山柚和福橘幼苗根部及地上部Na^＋、Cl-含量增加,且相同浓度下,福橘比坪山柚高。40mmol／L NaCI胁迫下,坪山柚和福橘幼苗地上部的K^＋、Fe含量,根部的Ca^2＋、Mg^2＋、Zn含量显著下降,而根部Fe含量及地上部Zn含量显著增加。随NaCl浓度增大,坪山柚根部K^＋含量,地上部Ca^2＋、Mg^2＋含量变化不明显,而福橘根部、地上部上述离子含量在NaCl浓度≥160mmol／L时均显著下降。因此,根部K^＋含量,地上部Ca^2＋、Mg^2＋含量存在品种问差异,或许可作为耐盐性鉴定指标。NaCl胁迫降低坪山柚和福橘幼苗根部及地上部P、Mn含量,而Cu含量在较高浓度NaCl胁迫下显著增加。NaCl胁迫明显降低坪山柚和福橘幼苗地上部K^＋／Na^＋、Ca^2＋／Na^＋和Mg^2＋／Na^＋值,其中K^＋／Na^＋值的变化可考虑作为柑橘耐盐性鉴定的指标。     

外源亚精胺对不同盐浓度下黄瓜幼苗可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培的方法,以黄瓜品种‘津春2号’为试材,研究了叶片喷施外源亚精胺(Spd)对不同浓度NaCl(0、50、75、100 mmo.lL-1)胁迫下幼苗植株可溶性蛋白表达的影响。结果表明,50 mmol.L-1NaCl胁迫下植株叶片和根系中可溶性蛋白含量提高;75 mmol.L-1和100 mmol.L-1NaCl胁迫明显降低了幼苗植株叶片和根系中可溶性蛋白的含量。不同浓度NaCl胁迫下喷施Spd后可溶性蛋白含量在根系中没有明显变化规律,而叶片可溶性蛋白含量提高。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对黄瓜幼苗根系可溶性蛋白分析表明,至少有3种分子量约为61.5、50、47 kD蛋白在50 mmo.lL-1和75 mmol.L-1NaCl胁迫下表达量增强,但100 mmo.lL-1NaCl胁迫下变化不明显;50 mmol.L-1和75 mmol.L-1NaCl胁迫下喷施Spd后61.5 kD和47 kD蛋白表达量明显减弱,50 kD蛋白甚至消失,100 mmol.L-1NaCl胁迫下61.5 kD和47 kD蛋白无明显变化,50 kD蛋白反而增强。     

NaCl胁迫对坪山柚、福橘实生苗矿质营养吸收特性的影响

通过沙培和水培实验,采用原子吸收分光光度计法和离子吸收动力学方法,对NaCl胁迫下坪山柚(Citrus grandis Osbeck 'Pingshanyou')和福橘(C. reticulata Blanco 'Fuju')实生苗矿质营养吸收特性进行研究. 结果表明, 随NaCl浓度增加, 坪山柚和福橘幼苗地上部及根部Na 、 Cl-含量明显增加, K 、 Ca2 含量降低. 相同浓度NaCl胁迫下, 坪山柚地上部及根部Na 、 Cl-含量分别低于福橘, 而根部K 、 Ca2 含量及地上部K 含量、 K /Na 值、 Ca2 /Na 值均高于福橘.NaCl胁迫下,坪山柚、福橘幼苗Na 吸收量高于Cl-吸收量,Na 及 Cl-的吸收速率均随NaCl浓度的增大而增加.相同浓度NaCl胁迫下,坪山柚对Na 、Cl-的吸收速率低于福橘,这与坪山柚对Na 、Cl-的吸收具有较大的Km值及较小的Vmax值一致,表明坪山柚幼苗比福橘幼苗耐盐性强.     

外源亚精胺对盐胁迫下白刺幼苗叶片抗氧化酶系统的影响

为进一步阐明盐生植物白刺耐盐性与多胺的关系,通过水培试验研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对不同浓度NaCl胁迫下西伯利亚白刺幼苗叶片丙二醛(MDA)和超氧阴离子(O2)产生速率,以及抗氧化物酶系统和根系活力的影响.结果表明:叶面喷施0.1 mmol·L1 Spd 5 d后,可显著提高100和200 mmol·L1 NaCl胁迫下白刺幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及根系活力,降低了叶片MDA含量和O2的产生速率;而在0、50、300 mmol·L-1 NaC1处理下,外施Spd对白刺幼苗叶片上述指标无显著影响.研究结果证实,在100～200 mmol·L-1 NaCl胁迫范围内,外施亚精胺可能通过增强体内保护酶活性来显著降低活性氧水平,有效减轻盐胁迫对盐生植物白刺幼苗造成的过氧化伤害,从而增强白刺对盐环境的适应性.     

NaCl胁迫对白刺幼苗体内游离态亚精胺和精胺含量的影响

以西伯利亚白刺试管苗为材料,研究其在0、50和200 mmol·L-1NaCl胁迫及外源环己胺调控下,生物量和体内多胺含量的改变,以探讨多胺对盐生植物白刺在盐胁迫下的生理调节功能.结果显示:50 mmol·L-1NaCl更有利于西伯利亚白刺的生长,处理后30 d白刺根系和地上部干重分别比对照增加75%和95%,处理15 d生根率比对照提高44.42%.而0(对照)和200 mmol·L-1NaCl都显著抑制白刺试管苗的生根与生长;200 mmol·L-1NaCl处理45 d时地上部干重比对照显著降低11.71%.白刺叶片中的多胺(精胺和亚精胺)含量随着盐浓度的增加呈降低趋势,茎和根中的多胺含量在200 mmol·L-1NaCl处理后才显著受到抑制;同时施环己胺和200 mmol·L-1NaCl处理使白刺叶片中的亚精胺含量显著低于200 mmol·L-1NaCl处理组,且叶绿素合成减少,细胞质膜透性增高.研究表明,西伯利亚白刺叶片内保持合适的多胺含量可能是其适应盐渍环境的重要机制之一.     

NaCl胁迫对西瓜幼苗生长和光合气体交换参数的影响

以早春红玉品种为材料,采用营养液水培法,研究了不同浓度NaCl胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合气体交换参数、质膜透性和脯氨酸含量的影响.结果表明:25 mmol·L-1NaCl处理9 d后对西瓜幼苗生长有促进作用,>75 mmol·L-1NaCl处理则显著抑制幼苗生长;NaCl处理显著提高了叶片光合色素含量,并在100 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随NaCl浓度提高而显著降低;胞间CO2浓度随NaCl浓度提高呈先降低后升高的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下降到最小;气孔限制值随NaCl浓度提高而增加,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大值后趋于稳定;水分利用率随NaCl浓度提高呈先增加后降低的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片质膜透性和脯氨酸含量均随NaCl浓度提高而显著增加.结果说明:NaCl胁迫显著抑制了西瓜叶片光合作用,且低浓度处理下光合速率降低的主要原因是气孔因素限制,高浓度胁迫下则转变为非气孔因素限制.     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养方法,以耐盐性较弱的‘津春2号’黄瓜品种为试材,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长、根系电解质渗透率、根系活力、Na+和K+含量及渗透调节物质含量的影响。结果显示:(1)在84mmol.L-1 NaCl和56mmol.L-1 Ca(NO3)2等渗胁迫下,黄瓜幼苗鲜重和干重均显著下降,且NaCl处理下降的幅度大于等渗Ca(NO3)2处理。(2)NaCl主要通过对黄瓜根系的伤害来抑制植株生长,表现为根系活力下降、根系质膜透性增大、Na+大量积累、K+含量显著下降、Na+/K+明显上升,最终导致根冠比下降;而Ca(NO3)2处理对根系质膜透性、K+含量、Na+/K+的影响均小于NaCl胁迫,且根系活力和根冠比上升,但Ca(NO3)2胁迫后叶片含水量和渗透调节能力均小于NaCl胁迫。(3)NaCl胁迫条件下,黄瓜幼苗内渗透调节物质以可溶性糖为主,而Ca(NO3)2胁迫以可溶性蛋白为主。研究表明,NaCl胁迫对黄瓜幼苗的伤害大于等渗Ca(NO3)2,NaCl主要通过破坏根系质膜结构影响植株生长,而Ca(NO3)2主要通过引起地上部生理干旱来影响植株生长。     

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.     

甘蓝型油菜苗期生长阶段对NaCl胁迫的生理响应

以甘蓝型油菜自交系2205(强耐盐型)、487(中耐盐型)和1423(敏盐型)为材料,采用土培+水培方法于五叶期研究了0(无盐胁迫,CK)、60 mmol·L-1(低盐)、120 mmol·L-1(中低盐)、180 mmol·L-1(中盐)、240mmol·L-1(高盐)NaCl胁迫后的叶片MDA、可溶性糖、甜菜碱和叶绿素含量的变化特征,为油菜耐盐性评价提供理论依据。结果显示:(1)叶片MDA含量在低盐和中低盐胁迫下降低且显著低于CK,在中盐和高盐胁迫下显著升高,并以品系2205含量最低且升幅最小,品系1423最高且升幅最大。(2)叶片可溶性糖含量在低盐和中低盐胁迫下减少(但2205在中低盐胁迫下显著高于CK),在中盐和高盐胁迫下升高且显著高于CK,并以品系2205含量最高增幅最大且显著高于品系487和1423,品系1423含量最低且增幅最小。(3)叶片甜菜碱含量随NaCl浓度升高增加,品系2205和487在中低以上盐浓度胁迫下显著升高,品系1423仅在高盐胁迫下显著升高,并以品系2205含量最高且增幅最大,1423含量最低且增幅最小。(4)叶片叶绿素含量在低盐和中低盐胁迫下显著增加,且以2205叶片叶绿素含量最高且增幅最大,但在中盐和高盐胁迫下显著减少,并以品系1423含量最低且降幅最高。研究表明,120mmol·L-1以下NaCl胁迫对油菜苗期生长可能有促进作用,180mmol·L-1以上NaCl胁迫则有明显抑制作用,且NaCl浓度越高油菜受伤害越重;油菜苗期生长阶段,NaCl胁迫浓度在120~180mmol·L-1时各生理指标发生显著变化,可能是鉴定耐盐性强弱的适宜浓度;综合分析认为,品系2205具有强的耐盐性,品系1423耐盐性最差,这与之前萌芽期和幼苗期鉴定结果一致。     

NaCl胁迫对茄子嫁接苗根系多胺代谢的影响

采用高压液相色谱法对80 mmol.L-1NaCl胁迫下营养液栽培茄子嫁接苗和自根苗根系多胺代谢的差异进行了研究。结果表明,胁迫2 d时,嫁接苗根系游离态亚精胺和结合态多胺含量显著高于自根苗,游离态腐胺和束缚态多胺显著低于自根苗,游离态精胺含量两者无显著差异。胁迫10 d时,自根苗3种形态的多胺含量均下降,显著低于对照植株,而嫁接苗根系游离态精胺、结合态腐胺和束缚态多胺含量显著高于对照植株。研究结果表明,NaCl胁迫显著提高了茄子嫁接苗和自根苗根系多胺氧化酶的活性,且自根苗增加幅度显著高于嫁接苗;嫁接苗胁迫初期根系结合态多胺的迅速积累及胁迫后期保持较高的精胺含量有利于其耐盐性的提高。     

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