外源GSH对盐胁迫下水稻叶绿体活性氧清除系统的影响

研究了外源GSH对盐胁迫下耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐)和Peta(盐敏感)叶绿体中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响.结果表明:盐胁迫下,外源GSH可以提高水稻叶绿体中活性氧清除系统中SOD、APX、GR的活性以及AsA、GSH的含量,降低叶绿体中H2O2和MDA的含量,从而降低了叶绿体膜脂过氧化的水平,缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.外源GSH对盐胁迫下盐敏感品种Peta叶绿体中上述指标增加或减少的幅度大于耐盐品种Pokkali.     

外源硅对盐胁迫下黄瓜幼苗叶绿体活性氧清除系统的影响

以黄瓜为材料,研究了外源硅（K2SiO3 1．0mmol／L）对NaCl（50mmol/L）胁迫下黄瓜幼苗叶绿体中Na^＋、K^＋向叶绿体分配及活性氧清除系统的影响。结果表明：盐胁迫下硅处理使叶绿体在K^＋与Na^＋之间选择性吸收K^＋,从而降低了叶绿体内Na^＋的含量;同时Si处理可以显著降低盐胁迫下叶绿体中过氧化氢（H2O2）和丙二醛（MDA）含量,提高超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）的活性及抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量。说明Si不仅能降低叶绿体对Na^＋的选择吸收,还能增强叶绿体活性氧清除系统清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害。     

水稻幼苗叶绿体保护系统对干旱的反应

干旱条件下水稻耐旱品种湘中籼２号比不耐旱品种湘早籼１２号具有较低的质膜相对透性、叶绿素含量降低较少,表明耐旱品种受伤害较轻,两个品种的抗坏血酸。过氧化物酶（ＡｓＡ－ＰＯＤ）均降低,但耐旱品种降低较少。耐旱品种的谷胱甘肽还原酶（ＧＲ）活性在干旱初期提高,不耐旱品种的则变化不大。０．０１ｍｍｏｌ／Ｌ的百草枯和０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ｈ２Ｏ２亦能诱导耐旱品种的ＧＲ活性,但对不耐旱品种的ＧＲ活性不受影响,说明可能是干旱诱导的氧化胁迫诱导了ＧＲ活性。干旱条件下两品种的抗坏血酸（ＡｓＡ）和还原型谷胱甘肽（ＧＳＨ）含量均是先升后降,但耐旱品种提高幅度较大。结果表明,耐旱品种的叶绿体保护系统的活性比不耐旱品种的高。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体活性氧清除系统和结合态多胺含量的影响

采用营养液水培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下抗盐能力不同的两个黄瓜品种幼苗生长、叶绿体中活性氧清除系统、转谷酰胺酶(TGase)活性、结合态多胺含量及植株光合速率的影响.结果表明,外源Spd能提高NaCl胁迫下叶绿体中TGase活性、叶绿体结合态腐胺(Put)、Spd、精胺(Spm)及总多胺含量;提高超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/ GSSG)比值,降低脱氢抗坏血酸/抗坏血酸(DAsA/AsA)比值;同时显著降低叶绿体过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,提高植株净光合速率,缓解NaCl胁迫对幼苗生长的抑制.表明Spd对黄瓜盐害的缓解作用之一可能是通过提高叶绿体结合态多胺含量和叶绿体活性氧清除能力,从而缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.     

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。     

盐胁迫下镧对水稻幼苗生长的保护效应

通过液培实验,研究水稻幼苗在盐胁迫下,镧对水稻幼苗的保护作用。结果表明：水稻幼苗植株在≤1．5％的盐浓度的盐胁迫下,10mg·L^-1镧能提高幼苗植株超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性;降低幼苗植株脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量和脯氨酸（Pro）的含量;减小质膜透性;提高叶片叶绿素含量和叶绿素a／b的比值;增强根系的活力,进而促进水稻幼苗的生长。10mg·L^-1镧对盐胁迫的缓解作用与盐浓度有关,随着盐浓度增大,镧的缓解作用将逐渐消失。分析表明,在≤1．0％和≥0．5％的盐浓度胁迫下,镧对水稻幼苗的生长存在更有效的防御机制,能够促进水稻幼苗的生长代谢。     

活性氧清除系统对干旱胁迫的响应机制

干旱胁迫是影响植物生长发育的主要因子,干旱引起活性氧自由基增加,使植物细胞遭受氧化胁迫．植物体通过酶促和非酶促两大保护系统清除活性氧,活性氧自由基的变化也会引起抗氧化防御系统的不同变化．同时干旱胁迫下活性氧的产生也与ABA的积累、脯氨酸的积累以及叶绿素荧光猝灭密切相关,因此了解活性氧清除系统对干旱胁迫的响应机制以及活性氧在植物生理生化过程中的作用是非常必要的。     

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料,研究了干旱（－０．６ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（０．１５ｍｌ／Ｌ ＮａＣｌ）和低温（６℃）胁迫下,不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明,干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸,且随着胁迫时间的处长而加剧。在同一胁迫条件下,耐性强的品种脯氨酸积累较少,而敏感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。     

生物炭调控盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能

土壤盐渍化降低土壤生产力.探索生物炭对盐胁迫下水稻幼苗耐盐性能的影响,对调控盐渍区水稻生产潜力具有重要意义.本研究通过生物炭介入盐胁迫稻田土壤的盆栽试验,调查了生物炭对盐胁迫下土壤环境和水稻幼苗耐盐性能的影响.盐胁迫设置4个水平,分别为0 g NaCl·kg-1土(S0),1 g NaCl·kg-1土(S1),2 g ...     

盐胁迫对红树植物红榄李幼苗叶绿体超微结构及光合荧光特性的影响

探讨红榄李幼苗对盐胁迫的响应机制,为濒危红榄李保护提供理论依据。以红榄李幼苗为材料,研究了不同浓度NaCl(50、150、450、750 mmol·L^-1)对红榄李植株叶片光合、荧光参数、光合色素变化、抗氧化酶活性、叶绿体超微结构及气孔特征的影响。150 mmol·L^-1 NaCl处理下红榄李幼苗叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、潜在最大光能转换效率(F_v/F_m)、实际光能转换效率(Φ_PSII)、总叶绿素(Chl)含量、类胡萝卜素(Car)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及过氧化物酶(POD)活性等均显著高于其他处理。当NaCl浓度超过450 mmol·L^-1时,上述指标值均显著下降,而胞间CO₂浓度(C_i)、过氧化氢(H₂O₂)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(■)产生速率等显著上升,其中,750 mmol·...     

干旱胁迫及复水对喀斯特地区柏木幼苗活性氧清除系统的影响

为了解喀斯特地区适生物种柏木对“干旱-复水”环境的适应机制,以柏木实生苗为材料,研究干旱条件下其活性氧清除系统及复水后的修复能力.结果表明:随干旱处理时间的延长,柏木幼苗相对含水量下降,可溶性蛋白含量先增加后降低,丙二醛(MDA)含量升高;胁迫初期(2周)复水后,MDA含量下降到对照水平,而胁迫中期(4周)和末期(6周)的严重干旱复水后不能降至对照水平;干旱胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)均持续上升,复水后,SOD活性有所下降,但仍高于对照,POD和CAT在轻度干旱下复水降至对照水平,而重度干旱后复水则下降幅度较小.轻度胁迫能够提高柏木幼苗可溶性蛋白含量,抑制膜脂过氧化,抵抗水分胁迫,且具有很强的自我修复能力,但严重干旱会使其膜结构严重受损,无法完成自我修复.     

Expression of a calcineurin gene improves salt stress tolerance in transgenic rice

Calcineurin is a Ca²⁺- and calmodulin-dependent serine/threonine phosphatase and has multiple functions in animal cells including regulating ionic homeostasis. We generated transgenic rice plants that not only expressed a truncated form of the catalytic subunit of mouse calcineurin, but also were able to grow and fertilize normally in the field. Notably, the expression of the mouse calcineurin gene in rice resulted in its higher salt stress tolerance than the non-transgenic rice. Physiological studies have indicated that the root growth of transgenic plants was less inhibited than the shoot growth, and that less Na⁺ was accumulated in the roots of transgenic plants after a prolonged period of salt stress. These findings imply that the heterologous calcineurin plays a significant role in maintaining ionic homeostasis and the integrity of plant roots when exposed to salt. In addition, the calcineurin gene expression in the stems of transgenic plants correlated with the increased expression of the Rab16A gene that encodes a group 2-type late-embryogenesis-abundant (LEA) protein. Altogether our findings provide the first genetic and physiological evidence that expression of the mouse calcineurin protein functionally improves the salt stress tolerance of rice partly by limiting Na⁺ accumulation in the roots.     

不同耐盐品种棉花根系主要指标对盐分胁迫的响应

以盐敏感品种‘中棉所45’(CCRI45)、弱耐盐品种‘新陆早17号’(XLZ17)、中等耐盐品种‘新陆早13号’(XLZ13)和耐盐品种‘中棉所35’(CCRI35)为试验材料,利用根系分析系统研究盐分胁迫下棉花根系形态特征及其与棉株耐盐性的关系.结果表明:盐分胁迫显著降低棉花根和叶的干质量以及K^+/Na^+,其中耐盐品种CCRI35和中等耐盐品种XLZ13的根干质量、叶干质量以及根中K^+/Na^+分别比盐敏感品种CCRI45提高了69.3%~104.4%、24.8%~45.3%和25.0%~45.8%;盐分胁迫显著抑制棉花根系生长发育,其中CCRI 35和XLZ13的总根长、根系总表面积、根系总体积以及0~10 cm土层中直径为0~1.2 mm内的根长、根表面积和根体积均显著高于CCRI45,分别增加了15.2%~85.8%、12.0%~68.5%、31.7%~217.8%、27.2%~73.9%、39.6%~74.3%和99.0%~309.7%.主成分分析表明,比根长、浅层根长比例和细根比例受基因型差异的影响较为明显,是区分不同耐盐品种棉花根系形态差异的主要指标.逐步回归分析显示,比根长、0~10 cm土层的粗根根长、细根根表面积、粗根根表面积、粗根体积、中根比例,以及10~20 cm粗根根长、粗根表面积、粗根体积等根系参数对盐分响应敏感.耐盐棉花品种可通过维持表层根长比例、细根比例和比根长的增加来适应盐分胁迫.     

缺磷条件下不同磷效率水稻品种光合特性和细胞保护酶活性

以6个不同磷吸收效率粳稻品种为材料,研究了缺磷条件下各种磷效率类型水稻品种的光合特性和细胞保护酶活性.结果表明:缺磷条件下,随着植株生长进程,不同磷效率水稻品种的光合速率(Pn)和可溶性蛋白质含量(pro)均不断下降;与丰磷处理相比,缺磷处理各测定时期的Pn和pro均有所降低.不同磷效率水稻品种中,磷高效品种的Pn(10.06～10.83μmolCO2.m-2.s-1)、叶绿素含量(3.32～3.56mg.g-1FM)和pro(33.08～33.95mg.g-1FM)最高,磷中效品种次之,磷低效品种最低;不同品种的气孔导度(Gs)差异不明显.随着磷胁迫时间的延长,各品种的超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,表现为磷高效品种>中效品种>低效品种;各品种丙二醛含量的变化趋势与SOD活性相反;而过氧化物酶(POD)活性的变化规律不明显.因此,缺磷条件下,较高的SOD活性和较低的细胞膜脂过氧化程度在改善磷高效品种的光合生理功能中具有重要作用.     

根环境供氧状况对盐胁迫下棉花幼苗光合及离子吸收的影响

以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum L.)幼苗为材料,测定了不同盐胁迫程度和不同根环境供氧状况条件下棉花幼苗的叶片气体交换参数、叶绿素荧光参数和植株的Na~+、K~+离子含量等的变化,以探索根环境供氧状况对盐胁迫下棉花光合作用和离子吸收的影响。结果表明,盐胁迫和根环境供氧不足均导致净光合速率下降。在处理后的前期,盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响大于供氧不足(不通气)的影响,而后期根环境供氧不足的不利影响快速增大,并逐渐超过盐胁迫的影响。在低浓度盐胁迫和根环境不通气处理的初期,棉花叶片光合速率下降的主要原因是气孔因素(气孔关闭或部分关闭引起的CO_2供应不足);随着盐胁迫程度的增大和胁迫持续时间的延长,光合速率下降的原因逐渐转变为非气孔因素(光合系统损伤引起的光合能力下降)。相同程度盐胁迫下,根环境通气处理的棉花叶片的净光合速率和PSⅡ最大光化学效率等均显著高于根环境不通气处理的,说明根环境供氧不足加重了盐胁迫对光合作用的不利影响。对棉花植株各器官离子积累量的测定、分析发现,盐胁迫导致了棉花根系拒Na~+、吸K~+的能力和选择性运输K~+的能力降低,使棉花根系和叶片的Na~+含量增多、K~+含量减少、[Na~+]/[K~+]比值升高;而根环境通气则可显著提高盐胁迫下根系的拒Na~+、吸K~+能力和根系向叶片选择性运输K~+的能力,降低根系和叶片的[Na~+]/[K~+]比值。试验还发现,根系K~+、Na~+含量受盐胁迫的影响较大,而叶片K~+、Na~+含量受根环境通气状况的影响更大一些。综合分析可见,盐胁迫和根环境供氧不足均可导致棉花叶片光合速率下降、光合机构损伤以及离子平衡失调,而根环境通气可以缓解盐胁迫对棉花叶片光合作用的不利影响、增加根系和叶片对K~+的选择吸收和积累、降低[Na~+]/[K~+]比值,从而增强棉花植株对盐胁迫的适应性和抵抗力。