外源NO提高小麦幼苗抗旱性的生理机制

以小麦(Triticum aestivum L.)品种'豫麦49'为材料,采用50μmol·L-1SNP(NO供体)处理自然干旱和PEG模拟干旱下的小麦幼苗,分析外源NO对水分胁迫下小麦幼苗相对含水量、光合速率、细胞膜透性以及茎叶中关键性离子含量的影响.结果显示:自然干旱10 d后,对照组幼苗几乎全部枯死,而50μmol·L-1SNP处理幼苗并未发生枯死,其幼苗在旱后复水2 d后能完全恢复正常生长;在25%PEG-6000模拟干旱条件下,50μmol·L-1SNP处理也能明显改善受胁迫小麦幼苗长势.50μmol·L-1SNP处理使模拟干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量显著提高15.98%,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)分别显著提高47.11%和42.86%,而胞间CO2浓度(GI)显著降低了8.19%;也使小麦组织浸出液电导率显著降低30%,茎叶的K 含量显著增加24.55%(P<0.01).研究发现,外源NO既可通过降低小麦幼苗叶片蒸腾来维持较高的叶片相对含水量,缓解因干旱缺水对植株的伤害;又可增加K 在茎叶中积累,减轻干旱胁迫对小麦幼苗细胞膜伤害,维持干旱胁迫下小麦幼苗较高的光合速率,以确保植株正常生长和有机物质积累.     

短期菲胁迫对大豆幼苗超氧化物歧化酶活性及丙二醛含量的影响

研究了不同浓度(0-200μg.g^-1)菲胁迫和恢复培养后大豆幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量的变化．结果表明,200μg.g^-1菲处理5d后大豆幼苗生长受到抑制,但幼苗恢复培养后经短暂停滞期后仍可恢复生长．菲污染对大豆幼苗SOD活性变化的剂量—效应关系的作用形式比较复杂,胁迫2d时为线性关系,胁迫5d和8d时为抛物线型．在菲处理前期(2d),幼苗SOD活性被100和200μg.g^-1菲显著诱导[分别为对照的1．15倍(P＜0．05)和1．26倍(P＜0．01)]．菲暴露8d时,SOD活性显著降低,200μg.g^-1菲处理组SOD活性为对照的88％(P＜0．05)．菲处理5d后恢复培养2d和4d,50和100μg.g^-1菲处理组幼苗SOD活性得到恢复,而200μg.g^-1菲处理组幼苗SOD活性仍明显高于对照(P＜0．05)．试验亦反映出,100和200μg.g^-1菲处理5d和8d,幼苗MDA含量均比对照显著增加(P＜0．05和P＜0．01)．可以认为,SOD活性可作为大豆幼苗遭受短期菲胁迫的生物标记物．     

外源NO调控小麦幼苗生长与生理的浓度效应

在室内人工控制条件下,研究100-2000 μmol·L-1 5个浓度梯度的SNP(外源NO供体)处理后小麦幼苗的生长、水分生理和光合能力的动态变化,探讨外源NO优化调控小麦幼苗生长生理的最适浓度.结果表明,不同的SNP浓度对小麦幼苗地上部和根系的生长具有不同的促进或抑制作用,低浓度(100～200 μmol·L-1)SNP明显增加了根系的可溶性糖、游离氨基酸等渗透调节物质含量,但对根系的干物质积累影响不大.浓度超过200 μmol·L-1的SNP处理后,根系的干物质积累降于对照以下,渗透调节物质含量也开始降低.低浓度SNP处理(100 μmol·L-1)明显改善了小麦叶片的光合性能从而促进地上部干物质与渗透调节物质的积累,且增加了叶片的水势和渗透势.另外,叶片的气体交换参数(Pn、Gs)和叶绿素荧光参数(qP、NPQ)对SNP的反应也表现出明显的浓度效应.因此,外源NO对小麦幼苗生长生理的调控具有一定的剂量效应,100 μmol·L-1SNP对小麦幼苗生长生理的调控作用最明显.     

壳聚糖对黄瓜幼苗抗盐的协同生理作用研究

在200 mm o l.L-1N aC l胁迫条件下,采用根部注射结合叶面喷施的方法,研究了不同浓度(0、50、100、150、200、250 m g.L-1)壳聚糖(Ch itosan,CTS)对黄瓜(Cucum is sa tivus L.)幼苗抗盐的生理作用。结果表明:CTS能够显著促进黄瓜幼苗的生长,降低植株盐害指数,最高幅度达36.2%(P<0.01);显著提高幼苗叶片游离脯氨酸(P ro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性(P<0.01);有效降低叶片细胞脂质过氧化产物丙二醛(M DA)含量和电解质渗透率(P<0.01);筛选出CTS最佳处理浓度为150 m g.L-1,持效期8 d以上。研究表明适宜浓度的CTS具有增强活性氧清除能力、保护生物膜功能、提高黄瓜幼苗抗盐的协同生理作用。     

NaCl胁迫及钙调节对青钱柳根部组织离子分布的影响

运用X-射线微区分析法研究了NaCl胁迫及钙调节下,青钱柳〔Cyclocarya paliurus(Batal.)Iljinskaja〕幼苗根部组织中离子的浓度和分布情况。结果表明,3.0和5.0 g.L-1NaCl胁迫下,青钱柳幼苗根部各层组织中Na 和Cl-的相对含量增加,K 、Ca2 和Mg2 的相对含量降低;5.0 g.L-1NaCl胁迫下加入3.0 g.L-1Ca(NO3)2后,Na 的相对含量降低,K 的相对含量增加,Cl-的相对含量变化较小。随NaCl浓度的升高,中柱和皮层中Cl-的相对含量增高;Na 大部分沉积在皮层及表皮上;K 由皮层进入中柱的比率增大;Ca2 由表皮进入皮层的比率减少,由皮层进入中柱的比率增大。5.0 g.L-1NaCl胁迫下加入高浓度Ca(NO3)2后,Cl-的分布比率变化不明显;Na 由表皮进入皮层的比率增加,从皮层进入中柱的比率下降;K 和Ca2 的分布比率变化不明显。高浓度NaCl胁迫破坏了青钱柳幼苗根部的离子平衡,加入外源Ca(NO3)2(1.0~3.0 g.L-1)后,缓解作用不明显。     

山核桃外果皮黄酮提取液对小麦和绿豆幼苗的化感效应

以盆栽小麦和绿豆幼苗为材料,研究了7个浓度山核桃外果皮黄酮提取液(0.02～0.14 mg·L-1)处理对小麦和绿豆幼苗生长及其叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、氧自由基(O2)、丙二醛(MDA)含量、相对电导率的影响.结果显示:在试验浓度范围内,各处理对小麦和绿豆生长具有促进作用;0.06～0.08 mg·L-1黄酮提取液对小麦苗高和根长的影响极显著(P<0.01),0.06 mg·L-1时根长和苗高的化感效应指数(RI)分别为0.136和0.120;0.12 mg·L-1黄酮提取液对绿豆胚根和胚轴具有极显著促进作用,对下胚轴和胚根的化感效应指数分别为0.147和0.123;适宜浓度黄酮提取液能显著提高小麦和绿豆幼苗叶片SOD、POD的活性,同时显著降低其O2产生速率、MDA含量和相对电导率.研究表明,适宜浓度的山核桃外果皮黄酮提取液具有促使小麦和绿豆幼苗生长、提高其叶片保护酶活性和增强细胞膜结构稳定性的作用.     

多效唑浸种对NaCl胁迫麻疯树幼苗的生长调节效应

以'南油1号'麻风树幼苗为材料,通过盆栽试验研究了200 mmol·L-1 NaCl胁迫处理对不同浓度(0～1 000 mg·L-1)多效唑(PP333)浸种麻疯树幼苗生长和光合作用的影响.结果显示:在盐胁迫下,不同浓度的PP333浸种处理均显著降低麻疯树植株株高,但是均显著提高了盐胁迫下株高相对生长速率,同时提高了其干物质积累速率、根含水量、根冠比、叶绿素含量和净光合速率;并提高了幼苗根、叶的K+含量,降低根、叶的Na+和Cl-含量,从而提高根、叶的K+/Na+比率.研究表明,PP333浸种能缓解盐胁迫下麻疯树幼苗的失水程度和光合色素的下降幅度,有效改善其光合作用效率,同时维持体内的离子平衡,从而减轻盐胁迫伤害,促进植株生长,并以600 mg·L-1 PP333浸种效果最好.     

水杨酸对锌胁迫下小麦幼苗生长抑制的缓解效应

以小麦品种‘新麦18’为材料,采用室内水培实验研究了不同浓度水杨酸(SA)处理对300 mg.L-1锌胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在Zn2+胁迫下,小麦种子的发芽势和发芽率、幼苗根长、芽长以及幼苗叶片的可溶性蛋白含量、根系活力显著降低,而脯氨酸和丙二醛(MDA)含量显著增加(P<0.05);外施SA显著提高了Zn2+胁迫下小麦种子的发芽势和发芽率,同时也使Zn2+胁迫7 d后的小麦幼苗的根长、芽长,幼苗叶片的脯氨酸和可溶性蛋白含量以及根系活力显著升高,膜脂过氧化产物MDA含量却显著降低(P<0.05)。由此可见,外施SA可通过提高小麦幼苗根长和芽长来增加幼苗根系活力,通过提高小麦幼苗可溶性蛋白含量、脯氨酸含量来维持细胞膜的稳定性,降低膜脂过氧化伤害程度,从而缓解了Zn2+胁迫对幼苗生长的抑制,并以14 mg.L-1外源水杨酸缓解效果最好。     

外源CO和NO对水稻种子萌发过程中干旱胁迫损伤的缓解效应

选用水稻品种‘Ⅱ优128’种子为材料,以1.0μmol.L-1高铁血红素(Hematin,H)和200μmol.L-1硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)分别作为CO和NO供体,采用PEG-6000模拟干旱胁迫,研究外源CO和NO对干旱胁迫下水稻种子萌发和萌发过程中抗氧化能力的影响。结果表明:高铁血红素和硝普钠处理可以显著提高干旱胁迫下水稻种子的发芽率、芽长和根长;同时显著提高种子淀粉酶活性,显著增加其可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量;还不同程度地诱导增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,同时降低质膜相对透性和丙二醛(MDA)含量。研究证实,外源CO和NO可通过调节渗透调节物质含量和保护酶活性来有效缓解干旱胁迫对萌发水稻种子造成的氧化伤害,促进种子萌发生长。     

外源硒对低温胁迫下铁皮石斛幼苗的缓解效应及其抗氧化生理特征变化

以3个不同品系的铁皮石斛幼苗为材料,分别于叶面喷施不同浓度的亚硒酸钠溶液处理,并结合人工控温生长条件下的低温胁迫试验,探讨外源硒对铁皮石斛幼苗耐冷性和恢复生长能力的影响作用及其与有关抗氧化生理指标间的关系。结果表明:(1)耐冷性表现较强的品系其幼苗在低温胁迫下的叶绿素、MDA及脯氨酸含量变化幅度相对小于耐冷性较弱的品系。(2)适量浓度(0.05～0.10mg.L-1)外源硒处理对低温胁迫下铁皮石斛幼苗叶绿素降解具有缓解效应,可降低MDA含量,增加脯氨酸含量,同时显著提高GSH-AsA循环活性,从而提高铁皮石斛幼苗的耐冷性,但过高浓度的外源硒处理(>0.20mg.L-1)则效果相反。(3)低温胁迫解除后,0.10mg.L-1的外源硒处理能引起铁皮石斛‘ZD-1’幼苗中AsA含量显著下降并促进其GSH合成积累,有效提升铁皮石斛幼苗在恢复生长期的综合抗氧化防御能力。     

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