超富集植物短毛蓼对锰的富集特征

通过野外调查和营养液培养试验,研究了锰在短毛蓼体内的富集特征和对其生长的影响.在锰含量高达2.5×105mg/kg的锰矿废弃地上短毛蓼生长良好,叶锰含量高达1.66×104mg/kg.营养液培养条件下,随着生长介质中Mn浓度的升高,短毛蓼根、茎、叶中的Mn含量逐渐增加,当锰供应水平为1.000mmol/L时,叶锰含量超过10000mg/kg;当锰供应水平为20 000mmol/L时,短毛蓼仍能生长,根、茎和叶3部分的锰含量均达到最大值,分别为9923,18112mg/kg和55750mg/kg.在所有锰供应水平下,短毛蓼茎和叶中的锰含量都比根部的高.结果表明,短毛蓼是一种锰超富集植物,这一发现为锰污染土壤的植物修复和探讨锰在植物体内的超富集机理提供了一种新的种质资源.     

锰对葡萄根中离子吸收及抗氧化酶系统的影响

以2个葡萄品种(金手指、康拜尔)为材料,采用温室沙培实验,研究不同浓度Mn处理对葡萄根中离子吸收及抗氧化酶活性的影响.结果表明,随着Mn2+浓度的增大,葡萄根中元素含量呈现不同的变化,总体上看Ca和Mg的含量降低,Mn、Cu和Zn的含量增加,Fe含量则随锰处理浓度增加呈先下降后略有升高的趋势.在抗氧化系统中POD活性随 Mn浓度的升高而逐渐降低,而CAT和APX酶活性呈先升高后降低的趋势,SOD活性变化不大,说明保护酶系统形成了一定的适应高锰胁迫的机制,这些抗氧化酶活性的增强能够提高葡萄适应和抵抗重金属胁迫的能力.     

铜和模拟酸雨复合胁迫对酸模铜富集、生长及抗氧化酶系统的影响

采用盆栽方法,研究了Cu(0～1500 mg·kg^-1)和酸雨(pH 2.5～5.6)复合胁迫对酸模Cu富集、生长和抗氧化酶系统的影响.结果表明：酸模根和地上部Cu的积累量随土壤Cu浓度增大而增加,且根>茎叶,酸雨能促进酸模对Cu的吸收;随着土壤中Cu浓度和酸雨强度的增加,酸模的生物量逐渐下降,根和叶中MDA含量增加,且与Cu处理浓度显著正相关,根和叶中SOD和POD活性则均呈先上升后下降的趋势.酸模对Cu和酸雨有很强的耐受能力,在酸雨地区Cu污染土壤修复中具有很好的应用潜力.     

锰对植物毒害及植物耐锰机理研究进展

含锰矿渣的排放造成了严重的土壤锰污染。揭示锰毒害和植物的耐锰机制对于污染土壤治理具有重要意义。研究表明,高浓度的Mn2＋能够抑制根系Ca2＋、Fe2＋和Mg2＋等元素的吸收及活性,引起氧化性胁迫导致氧化损伤,使叶绿素和Rubisco含量下降、叶绿体超微结构破坏和光合速率降低。而锰超累积植物则具有多种解毒或耐性机制,如区域化、有机酸螯合、外排作用、抗氧化作用和离子交互作用等。根系主要通过有机酸的螯合作用促进植物对Mn^2＋的转运解毒,同时能够将过量的Mn^2＋区域化在根细胞壁中;叶片可通过酚类物质或有机酸螯合Mn^2＋,并将其区域化在叶片表皮细胞和叶肉细胞的液泡中（或通过表皮毛将Mn^2＋排出体外）。其中,金属转运蛋白在植物对Mn^2＋的吸收、转运、累积和解毒过程中发挥着重要作用。     

4种藤本植物对锰污染土壤的耐受性及其生理响应

为筛选对Mn污染土壤具有较高耐受性的藤本植物并探讨其抗Mn生理机制,以薜荔、忍冬、五叶地锦和络石扦插苗为材料,采用模拟Mn污染土壤培养法,配置Mn含量分别为3 000mg/kg(T1)、6 000mg/kg(T2)、9 000mg/kg(T3)和12 000mg/kg(T4)的Mn污染土壤,以不加Mn的土壤为空白对照(CK),研究不同浓度Mn胁迫对4种藤本植物生物量、生长量、不同部位Mn含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,并对其耐性指数(Ti)、转移系数(TF)、生物富集系数(BCF)进行了比较分析。结果表明:(1)随着Mn处理浓度的升高,薜荔、五叶地锦、忍冬、络石的生物量、生长量总体呈现下降的趋势,平均耐性指数依次分别为82.48%、84.86%、89.21%和95.41%。(2)地上部分、根系的Mn含量随着Mn处理浓度的增加总体呈现升高的趋势,且根系的Mn含量都高于地上部分,TF值均小于1,地上部分和根系的BCF平均值均依次为:络石忍冬五叶地锦薜荔。(3)随土壤Mn处理浓度的升高植物叶绿素含量总体呈现下降的趋势,MDA含量持续上升,而SOD活性、POD活性、CAT活性呈先升后降的趋势,在T4处理时络石的叶绿素含量和三种抗氧化酶活性下降幅度、MDA上升幅度均低于其他3种植物。研究表明,络石较其他3种植物具有更高的Mn耐受性以及Mn转移能力和富集能力,可作为Mn尾矿污染土壤修复的潜力植物。     

锰对锰超积累植物美洲商陆抗氧化系统的影响

采用水培法,研究了美洲商陆在不同锰浓度下的生长、锰积累、H₂O₂含量、脂质过氧化以及抗氧化系统的响应.结果表明：植株锰含量随锰浓度增大而显著增加,依次为叶＞茎＞根.低浓度锰（5 mmol·L^-1）显著促进植株生长,叶片中H₂O₂含量明显降低,丙二醛（MDA）含量与对照相当;高浓度锰（≥10 mmol·L^-1）抑制植株生长,叶片中H₂O₂和MDA水平显著增加,表明叶片中发生了明显的氧化损伤.抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶的活性和还原型抗坏血酸水平随锰处理浓度上升;超氧化物歧化酶活性在低浓度锰时显著降低,高浓度锰时则显著上升;过氧化氢酶和过氧化物酶活性、还原型谷胱甘肽含量在锰浓度为5～10 mmol·L^-1时显著上升,而在20 mmol·L^-1时明显回落.说明氧化损伤及锰积累可能是高浓度锰下美洲商陆生长受抑的生理原因.锰处理下,抗氧化系统效率提高可以部分解释美洲商陆耐锰和超积累锰的特性,不同抗氧化剂活性或含量随介质锰浓度变化的模式不同,反映了其在美洲商陆耐受不同浓度范围锰时的作用不同.     

青葙对土壤锰的耐性和富集特征

通过盆栽试验,研究了青葙(Celosia argentea Linn.)对不同浓度(0、50、100、200、300、500 mg/kg)锰(Mn)污染土壤的吸收和积累特性。结果表明,青葙的锰含量、生物富集系数和生物量均随着土壤锰浓度的增加而增加。当土壤锰含量为300 mg/kg时,青葙生长良好。在锰浓度500 mg/kg时,青葙叶片边缘出现轻微褪绿现象,但是植株的生长未受到抑制,并且叶片生物量显著增加(P0.05)。此时,叶片中锰含量达到最大值42927 mg/kg,生物富集系数为69.20。青葙吸收的锰有95%—97%被转移到地上部分,表明该植物对锰具有很强转运能力。本研究的结果为利用青葙修复锰污染土壤提供了有力证据。     

超积累植物水蓼吸收锰的生理与分子机制

水蓼(Polygonum hydropiper)是一种新近发现的锰超积累植物.本文通过营养液模拟试验,研究了锰在水蓼细胞中的分布与化学形态特征,以及锰胁迫下水蓼的生理生化响应机制.结果表明:锰在水蓼叶片非活性代谢部分(细胞壁和液泡)的积累是其解毒耐锰的主要机制之一;水蓼叶片中的锰大部分以水溶性有机盐或草酸锰的形态存在;在锰浓度处理为8 000 μmol/L时,叶绿素a含量显著降低,而在其它处理条件下,叶绿素a无明显变化;在锰处理≤5000 μmol/L时水蓼叶片的细胞膜还没有受到明显伤害;水蓼叶片的可溶性蛋白含最随锰处理浓度小同而变化,说明植物在代谢和结构上发生了调整;随锰处理浓度的增加,水蓼叶片SOD和POD活性提高,保护酶活性的提高义可清除活性氧自由基,这是水蓼耐高锰和累积锰的一种生理响应机制.     

梭鱼草叶片抗氧化酶、抗坏血酸-谷胱甘肽循环与乙二醛酶系统对铅胁迫的响应

本研究以液培法考察了不同浓度Pb2+胁迫下梭鱼草叶片丙二醛（MDA）与叶绿素含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量及乙二醛酶系统的变化规律。结果表明：经5.0 mg L-1 Pb2+胁迫14 d和21 d时,梭鱼草叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性[过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）]、抗氧化剂含量[抗坏血酸（AsA）、脱氢抗坏血酸（DHA）、谷胱甘肽（GSH）、非蛋白巯基总肽（NPT）和植物螯合肽（PCs）]没有明显变化;同时,21 d时叶片细胞中甲基乙二醛（MG）含量显著增加,而MDA含量无明显增加。经10.0 mg L-1 Pb2+处理21 d时,梭鱼草叶片MDA、MG、GSH及NPT含量及过氧化物酶（POD）活性明显增加,而脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、甲基乙二醛酶Ⅱ（GlyⅡ）活性呈相反变化趋势。在15.0 mg L-1 Pb2+处理期间,叶片MDA含量显著增加,此时GSH、NPT、PCs被诱导合成以螯合细胞中过量积累的Pb2+;同时,叶片POD、SOD、APX活性和AsA含量显著增加。经15.0 mg L-1 Pb2+处理21 d时,虽然梭鱼草叶片甲基乙二醛酶I（GlyI）活性明显增加,但是MG含量仍然增加,且GlyⅡ活性明显下降,此时乙二醛酶系统已经不能缓解高浓度Pb2+胁迫诱发的羰基胁迫。梭鱼草叶片对5.0 mg L-1 Pb2+具有良好的耐受性。在较高浓度（≧10.0 mg L-1）Pb2+胁迫下,梭鱼草叶片细胞膜脂过氧化作用加剧,此时其主要通过合成非蛋白巯基化合物、增加抗氧化酶活性及AsA含量以减缓氧化损伤。在试验期间,梭鱼草叶片乙二醛酶系统没有表现出明显的解毒作用。     

铝胁迫对蓼科植物生长和光合、蒸腾特性的影响

采用水培试验,设置5种铝处理浓度,研究了铝对3种蓼科植物酸模叶蓼、杠板归和辣蓼叶片光合、蒸腾和叶绿素荧光参数的影响。结果表明,高铝处理(400μmol.L-1)显著抑制3种蓼科植物地上部和根系生长,并且导致3种蓼科植物叶片叶绿素含量、Chla/Chlb、净光合速率(Pn)、水分利用效率(WUE)、PSII光合电子传递量子效率(φPSII)和光化学猝灭系数(qP)显著下降。中低铝处理(25~100μmol.L-1)时,与对照相比,酸模叶蓼生物量显著增加,杠板归显著减少,辣蓼先增加后减少。其中,酸模叶蓼和辣蓼叶绿素含量、Chla/Chlb、Pn、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、qP均未发生显著变化,但辣蓼WUE、φPSII和非光化学猝灭系数(NPQ)显著下降,酸模叶蓼无显著变化;而杠板归除Ci、Fv/Fm外,其余叶片光合、蒸腾及叶绿素荧光参数均出现显著下降。上述结果表明,酸模叶蓼在中低铝处理条件下可通过保持较高的叶绿素含量、Chla/Chlb、WUE、Pn、PSII反应中心光化学反应效率以及提高非辐射能量耗散来增强其对铝的耐性。     

过氧化氢缓解裸燕麦幼苗低温胁迫的主成分和隶属函数分析

为探明信号分子过氧化氢（H₂O₂）提高裸燕麦幼苗耐冷性的作用,以‘定莜6号’沙培幼苗为材料,在3叶期喷施10 μmol·L^-1 H₂O₂ 12 h后于8℃/5℃（昼/夜）条件下低温胁迫,以喷蒸馏水（H₂O）为对照,分别在低温处理的0、1、2、3、4、5 d取幼苗叶片测定超氧阴离子（O₂^-·）、H₂O₂、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质（SP）和热稳定性蛋白质（HSP）13项与耐冷性有关的生理指标及低温处理5 d后植株株高和生物量增量,采用主成分和隶属函数分析综合评价H₂O₂对裸燕麦幼苗耐冷性的影响。结果表明,与对照相比,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫下裸燕麦幼苗株高和生物量增量,降低了裸燕麦幼苗叶片O₂^-·和MDA及低温胁迫2~5 d的H₂O₂含量,促进低温胁迫期间裸燕麦幼苗叶片SOD、CAT、POD和APX活性提高及AsA、GSH、SS、Pro、SP和HSP积累。主成分分析13项生理指标离差标准化数据,提取的前4个主成分累积方差贡献率达85.6%;隶属函数综合评价4个主成分得分值显示,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫0~5 d的综合评价值。表明喷施H₂O₂能够通过调控生理生化代谢提高裸燕麦幼苗的耐冷性。     

不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H2S产生和活性氧代谢的影响

为了解气体信号硫化氢（H₂S）对盐碱胁迫下裸燕麦（Avena nuda）活性氧（ROS）代谢的调节效应,筛选和确定H₂S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期（幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期）喷施0、25、50、100、200、400 μmol·L^-1 H₂S供体硫氢化钠（NaHS）对3.0 g·kg^-1盐碱混合 （NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃摩尔比为12∶8∶9∶1）胁迫下裸燕麦叶片H₂S含量、H₂S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶（LCD）活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明：喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H₂S、超氧阴离子（）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及LCD、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性存在显著影响。与喷施0 μmol?L^-1 NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H₂S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少、H₂O₂和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS的综合评价值（D）最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗叶片AsA-GSH循环的调控效应

以玉米（Zea mays L.）品种‘郑单958’为实验材料,分析外施壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗生物量、叶片镉含量、叶片超氧阴离子（O₂^·-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量,以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化酶的活性及抗氧化物含量的影响。结果显示,随着镉胁迫时间的延长,玉米幼苗发生氧化胁迫,叶片抗氧化酶（APX、GR、DHAR、MDHAR）活性和抗氧化物（AsA、GSH）的含量降低,镉积累过量会抑制玉米幼苗的生长。施加壳聚糖可以降低镉胁迫下玉米幼苗叶片O₂^·-的产生速率和H₂O₂含量,提高上述抗氧化酶活性和抗氧化物的含量,促进AsA和GSH的再生,维持细胞的氧化还原状态,促进玉米幼苗的生长。研究结果表明壳聚糖处理后玉米幼苗保持了较高的AsA-GSH循环运作效率,提高了抗氧化能力,可有效缓解镉胁迫对玉米幼苗生长的抑制。     

硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的调控效应

盐碱胁迫是植物遭受的常见非生物胁迫之一,气体信号硫化氢(H₂S)在植物响应盐碱胁迫中发挥着重要作用。为探讨H₂S对盐碱胁迫下裸燕麦抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环的调控效应,以品种‘定莜9号’为材料,研究了喷施H₂S供体硫氢化钠(NaHS)或H₂S合成抑制剂羟胺(HA)对盐碱混合胁迫下植株生长、叶片活性氧、膜脂过氧化和AsA-GSH循环中抗氧化物质和关键酶的影响。结果表明: 喷施50 μmol·L^-1 NaHS可缓解50 mmol·L^-1盐碱混合胁迫对裸燕麦生长的抑制,降低超氧阴离子、H₂O₂、丙二醛、氧化型抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高AsA/DHA和GSH/GSSG,而对还原型抗坏血酸(AsA)含量无显著影响。喷施NaHS还提高了盐碱混合胁迫下裸燕麦叶片AsA合成关键酶L-半乳糖脱氢酶(GalDH)和L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)及AsA-GSH循环中单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)活性,降低了抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性,而对抗坏血酸氧化酶(AO)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性的影响不大。增添HA后部分或完全解除了喷施NaHS的上述作用。这说明H₂S可通过促进AsA合成和增强MDHAR活性提高AsA-GSH循环效率,降低盐碱胁迫对裸燕麦的氧化伤害。     

外源γ-氨基丁酸调控甜瓜叶绿体活性氧代谢应对短期盐碱胁迫

以甜瓜品种‘金辉1号’为试材,采用深液流水培法,研究外源γ 氨基丁酸(GABA)对短期盐碱胁迫下甜瓜幼苗叶绿体活性氧代谢的调控作用.结果表明: 盐碱胁迫显著提高了甜瓜叶绿体内光合色素、丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量及超氧阴离子(O^-_·2)产生速率;增加抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)等抗氧化物质含量;明显抑制H⁺-ATP酶(H⁺-ATPase)和H⁺ 焦磷酸酶(H⁺-PPiase)活性.外源叶面喷施GABA有效抑制了盐碱胁迫引起的叶绿体内O^-_·2、H₂O₂和MDA的积累,缓解了光合色素增加的趋势;显著提高SOD和AsA GSH循环各个酶的活性,增加了AsA和GSH库,降低了AsA/DHA和GSH/GSSH比值,增强了H⁺-ATPase和H⁺-PPiase 活性.表明外源GABA能加快叶绿体内活性氧代谢,促进AsA-GSH循环的运转,维持细胞膜的渗透性,进而缓解了盐碱胁迫引起的氧化伤害.     

甲基紫精对丹参培养细胞抗氧化防护系统的影响

为了探讨甲基紫精(MV)对丹参(Salvia miltiorrhiza)体内抗氧化防护系统的影响及其生理机制。以MV为诱导剂, 以敌草隆(DCMU)为抑制剂, 考察了MV与DCMU处理后丹参悬浮培养细胞中H₂O₂、丙二醛、还原型谷胱甘肽的含量以及抗氧化防护酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))活性变化和同工酶的表达差异。结果表明, MV处理显著提高了丹参培养细胞内H₂O₂、丙二醛以及还原型谷胱甘肽含量; MV处理使CAT、POD活性增强, 谱带颜色更亮, 条带增加。DCMU处理显著抑制了MV诱导的H₂O₂、丙二醛、还原型谷胱甘肽含量的增加, 抗氧化酶活性的升高和同工酶的表达。以上结果说明, MV可诱导丹参培养细胞叶绿体产生H₂O₂, H₂O₂激活了丹参培养细胞抗氧化防护系统以维持细胞正常的生理活动。     

高浓度镉、锌及其复合作用对烟草抗氧化系统的影响

采用水培方法,研究高浓度镉(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺)、锌(0.15 mmol·L^-1 Zn²⁺)及其复合作用(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺+0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)对烟草种子的萌发率、幼苗叶片活性氧(ROS)水平、抗氧化物浓度、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度的影响.结果表明: 单因子条件下,与对照相比,高浓度镉、锌处理烟草种子萌发率降低;叶片超氧自由基(O₂^-· )产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量升高;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗化血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;谷胱甘肽(GSH)含量及其与氧化型谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)下降;丙二醛(MDA)含量升高.与镉、锌单因子处理相比,镉、锌复合处理的烟草种子萌发率显著升高;O₂^-· 产生速率、H₂O₂和MDA含量降低;CAT、APX、MDAR活性在处理末期升高.镉、锌胁迫对烟草可造成生理水平上的损伤,且毒性效应随着处理时间的延长而增强.镉、锌复合作用可缓解镉、锌单因子胁迫对烟草幼苗的毒害.     

NaCl胁迫对大果白刺幼苗生长和抗逆生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同浓度(0、50、100、200和400 mmol·L^-1)NaCl处理对1年生大果白刺生长状况及叶片过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、水势、可溶性糖和脯氨酸含量的影响.结果表明: 与对照相比,低浓度NaCl处理(≤50 mmol·L^-1)对大果白刺生长没有显著的抑制作用,叶片的SOD、POD、CAT和APX活性均有所提高;高浓度(＞50 mmol·L^-1)NaCl处理抑制了大果白刺的冠幅面积、分枝数和叶、枝、侧根干质量,叶片的SOD、CAT、POD活性和可溶性糖、脯氨酸含量显著下降. 随NaCl处理浓度升高,H₂O₂和MDA含量增加,叶片水势降低.
     

外源甲基乙二醛对干旱胁迫下板栗幼苗的影响

甲基乙二醛(MG)是一种在植物中具有多种功能的新型信号分子.为探究MG对板栗幼苗干旱胁迫的影响,以两年生'黄棚'板栗幼苗为试材,通过聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫并进行MG及其清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)处理,分析板栗幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(...     

Effects of exogenous spermidine on antioxidant system of tomato seedlings exposed to high temperature stress

The effects of foliar spraying with spermidine (Spd) on antioxidant system in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) seedlings were investigated under high temperature stress. The high temperature stress significantly inhibited plant growth and reduced chlorophyll (Chl) content. Application of exogenous 1 mM Spd alleviated the inhibition of growth induced by the high temperature stress. Malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H₂O₂) content and superoxide anion (O₂) generation rate were significantly increased by the high temperature stress, but Spd significantly reduced the accumulation of reactive oxygen species (ROS) and MDA content under the stress. The high temperature stress significantly decreased glutathione (GSH) content and activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), monodehydroascorbate reductase (MDHAR) and dehydroascorbate reductase (DHAR), but increased contents of dehydroascorbic acid (DHA), ascorbic acid (AsA), and oxidized glutathione (GSSG) in tomato leaves. However, Spd significantly increased the activities of antioxidant enzymes, levels of antioxidants and endogenous polyamines in tomato leaves under the high temperature stress. In addition, to varying degrees, Spd regulated expression of MnSOD, POD, APX2, APX6, GR, MDHAR, DHAR1, and DHAR2 genes in tomato leaves exposed to the high temperature stress. These results suggest that Spd could change endogenous polyamine levels and alleviate the damage by oxidative stress enhancing the non-enzymatic and enzymatic antioxidant system and the related gene expression.