春玉米叶片衰老中激素变化,Ca^2＋跨膜运输和膜脂过氧化三者之间的关系

通过离体玉米（ZeamaysL．）叶片培养和叶肉质膜微囊45Ca2 吸收等实验,探索春玉米叶片衰老过程中激素变化、Ca2 跨膜运输及膜脂过氧化三者之间的联系。结果认为,玉米叶片衰老的可能过程首先是内源激素含量变化,继而影响到Ca2 跨膜运输,进而导致膜脂过氧化,由此引起叶绿素和蛋白质降解。     

干旱和复水对膜下滴灌棉花根系及叶片内源激素含量的影响

新疆气候生态条件下,采用膜下滴灌技术,在棉花不同生育时期设置不同程度干旱处理,研究干旱和复水对棉花根系及叶片内源激素含量和叶片气孔导度的影响.结果表明:在不同生育阶段,随土壤含水率的降低,根系及叶片脱落酸(ABA)含量显著增加,玉米素(ZRs)含量减少,叶片气孔导度(gs)和光合速率(Pn)显著降低,以初花-盛花期土壤相对含水率为40％ ～ 45％处理降幅较大.土壤干旱处理结束后复水,根系及叶片ABA含量并未随土壤水分条件的改善而降低,根系ZRs含量在复水后1～3d均可恢复或超过对照,与叶片gs呈正相关,其中以盛蕾-初花期土壤相对含水率为50％～55％处理棉株叶片ZRs含量和gs恢复速度快、强度大.说明干旱后复水根系较高的ZRs含量是导致其叶片gs和Pn较高的主要原因.     

苗期玉米叶片碳氮平衡与干旱诱导的叶片衰老之关系

为了探究干旱诱导的碳氮平衡破坏与干旱诱导的叶片衰老之间的关系,该实验以8个在干旱胁迫下叶片衰老进程有明显差异的玉米品种为实验材料,采用PEG模拟干旱处理,通过测定光合速率、叶绿素含量和叶绿素荧光参数等叶片衰老指标以及非结构性碳水化合物(可溶性糖、淀粉)和全氮含量等变化,分析玉米中干旱诱导的叶片衰老与叶片中碳氮平衡(碳氮比)之间的关系。结果显示:(1)干旱胁迫下,8个玉米品种叶片净光合速率受到严重抑制,Fv/Fm大幅下降,叶绿素含量显著降低,说明干旱诱导了玉米叶片的衰老;(2)干旱诱导玉米叶片衰老的同时,8个玉米品种的叶片中可溶性糖含量显著升高,淀粉含量小幅上升,全氮含量大幅降低,碳氮比显著升高,碳氮平衡遭到了破坏;(3)8个玉米品种叶片的叶绿素含量与非结构性碳水化合物含量以及碳氮比呈极显著负相关关系,与全氮含量呈极显著正相关关系。因此,碳氮代谢与干旱诱导的叶片衰老紧密联系,碳氮平衡可能参与了干旱诱导的叶片衰老调控。     

NO对小麦叶片干旱诱导膜脂过氧化的调节效应

分析了一氧化氮(NO)对小麦(Triticum aestivum L．)叶片干旱诱导膜脂过氧化的影响。结果表明：不同浓度NO均能使干旱胁迫下小麦叶片的相对含水量先降后升,而：MDA含量先升后降,O2-释放速率下降,SOD活性升高,POD活性降低;同时,NO可以提高脯氨酸含量。这些结果表明NO提高了小麦叶片的抗氧化能力,降低了干旱胁迫诱导的膜脂过氧化损伤。     

干旱对玉米叶片细胞透性及膜脂的影响

叶片相对含水量随聚乙二醇(PEG)处理浓度的增加而依次降低,复水后它能恢复到对照水平;叶片质膜透性随PEG处理浓度的增加而依次增大,复水后它能不同程度地恢复;PEG处理时叶片膜脂的饱和脂肪酸含量增加,不饱和脂肪酸含量降低。复水后膜脂脂肪酸配比与复水前相似。干旱条件下叶片细胞的各类细胞器膜脂脂肪酸配比的变化与叶片总膜脂的变化相似;在轻度干旱条件下的叶绿体Mg~(++)-ATP酶活力低于对照,复水后能迅速恢复到对照水平,中度干旱条件下Mg~(++)-ATP酶活力明显高于对照,但复水后均有不周程度的恢复。     

干旱及活性氧引起小麦膜脂过氧化与脱酯化

水分胁迫下随小麦叶片含水量下降,膜透性增大,两者高度负相关;同时叶片H₂O₂含量和叶片微粒体膜脂过氧化水平都上升,无论在干旱时或在外源O₂^-和·OH作用时,微粒体膜流动性均下降,外源O₂^-和·OH处理微粒体膜后,膜脂过氧化水平明显增高,脂肪酸不饱和度明显下降;同时磷脂减少,游离脂肪酸增加。结果表明干旱可能使植物体内活性氧增多,从而导致膜损伤,这种由活性氧引起的膜损伤是膜脂过氧化和脱酯化共同作用的结果     

干旱对大豆线粒体膜脂的磷脂和脂肪酸组分的影响

干旱胁迫致使大豆叶片线粒体膜脂的PG摩尔百分含量降低,而LPC,PC,PI,PE,PA则明显提高。抗旱品种和敏感品种之间棕榈酸及亚麻酸含量有明显差异,且抗旱品种叶片线粒体膜脂的总脂肪酸不饱和指数低于敏感品种。     

土壤干旱对冬小麦旗叶乙烯释放、多胺积累和细胞质膜的影响

土壤水分亏缺时,小麦旗叶的乙烯释放量增加,三种多胺（精胺、亚精胺、腐胺）的含量在小麦灌浆初期显著增加,而在小麦灌浆末期除腐胺外均降低。外施５００ｍｇ／Ｌ的亚精胺溶液能减弱小麦叶片的膜脂质过氧化程度。土壤水分亏缺时膜透性增大,膜脂过氧化物丙二醇含量升高,导致不饱和脂肪酸指数下降,亚麻酸含量下降。严重土壤水分胁迫下,过氧化物酶的活性升高。这些结果表明土壤干旱损害小麦旗叶质膜,促其衰老。研究表明,随着受旱程度的提高,小麦旗叶遭受的损伤逐渐加重,植株对土壤干旱的适应性亦逐渐降低。     

干旱胁迫下小麦叶片微粒体活性氧自由基的产生及其对膜的伤害

从不同干旱胁迫时间下的小麦(Triticum aestivum L.)叶片中提取微粒体膜,测定活性氧自由基变化和膜伤害程度。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长发生以下变化:(1)O_2~-和H_2O_2的产生速率在一定时间内逐渐加快然后下降;(2)膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量逐渐增加;(3)微粒体膜上的SOD活性逐渐下降;(4)—SH基的含量在一定时间内逐渐增多以后下降;(5)与膜伤害程度有关的生理指标如根系电导率、叶片水势及其含水量等均有变化。     

玉米光合生理参数对全生育期干旱与拔节后干旱过程的响应

作物对干旱的响应已有大量研究,但对不同强度干旱及其持续时间响应过程的研究甚少。通过开展全生育期干旱和拔节后干旱过程的影响模拟实验,试图揭示夏玉米叶片光合生理特性对不同干旱强度及其持续时间的响应机理,为我国北方地区玉米育种和节水灌溉提供科学的理论依据。研究结果表明:1)干旱显著降低了玉米叶片的叶绿素相对含量(SPAD),但两种干旱处理下的SPAD随干旱持续时间的延长而出现响应差异并逐渐扩大;2)不同强度、不同持续时间的干旱处理均明显抑制了玉米叶片的最大净固碳速率(A_(sat)),拔节后的轻度干旱过程对玉米叶片A_(sat)的影响最大;3)拔节期后重度干旱过程处理下玉米叶片虽保持较高的光合速率,但叶片数量急剧减少,而且一直保持在营养生长阶段,没有产量;4)在两种干旱处理方式下,玉米叶片PSII的光化学效率(F_v′/F_m′)均到灌浆中期才开始出现显著降低现象,表现出了较强的干旱适应能力;5)SPAD与叶片光合及叶绿素荧光参数均存在较强的相关关系,可作为评价玉米叶片光合性能对干旱胁迫敏感性的指示性指标;6)不仅干旱强度影响玉米叶片的生理生态过程,干旱发生的时间也具有重要的影响。     

乙烯对旱后复水玉米某些生理特性的影响

研究了在不同水分条件下盆栽的玉米(Zea mays L)品种'郑单958'幼苗,经乙烯利和AgNO3处理后,其复水前后某些生理特征的变化.结果表明:复水前,在不同程度干旱胁迫下施用乙烯利有利于增加玉米的生物量、叶片相对含水量、总叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、叶片硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性;而AgNO3处理明显降低生物量、叶片相对含水量、可溶性蛋白质含量、NR活性和GS活性.复水后,乙烯利处理的玉米生物量、总叶绿素含量、可溶性蛋白质含量明显高于对照,叶片相对含水量、NR和GS活性与对照相近;经轻度与重度干旱后复水,AeNO3处理明显降低玉米生物量和可溶性蛋白含量,对叶片相对含水量、NR、GS活性影响不明显.因此,施用乙烯利有利于提高干旱后复水条件下苗期玉米对干旱的抗性.     

干旱胁迫对玉米苗期叶片光系统Ⅱ性能的影响

以陕单609为材料,采用盆栽试验,设置中度、重度干旱胁迫2个处理,研究干旱胁迫对苗期玉米叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)性能、干物质积累、保护酶活性及脯氨酸含量的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,玉米于物质积累量、叶面积、株高下降显著;PSⅡ复合体的不稳定性加重(L-band ＞0),供体侧放氧复合体受到伤害(K-band ＞0),受体侧电子传递链受到抑制(Ψ0显著下降),进而导致光系统Ⅱ整体性能下降(PIABS显著下降).在中度和重度干旱胁迫下,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,以及脯氨酸含量均显著增加,分别为对照的1.3、1.1、1.2、5.8倍和1.1、3.3、1.5、15.0倍.这表明干旱胁迫引起的玉米叶片光系统Ⅱ供受体侧的损伤是光系统Ⅱ性能下降的原因,导致玉米干物质生产下降,而保护酶和脯氨酸对玉米抵御干旱胁迫起到了积极的作用.     

叶面喷施褪黑素对干旱及复水下玉米光合特性和抗氧化系统的影响

为揭示叶面喷施外源褪黑素(MT)在干旱胁迫及复水下调控玉米的生理机制,该研究以玉米‘陕科9号’为试验材料,叶面喷施100 μmol·L^-1褪黑素,在重度干旱胁迫和复水后测定叶片相对含水量(RWC)、叶面积、地上部生物量、光合机构活性以及抗氧化酶活性等指标。结果表明：(1)外源喷施褪黑素能有效缓解干旱胁迫诱导的玉米生长发育抑制,同时显著提高干旱胁迫下玉米叶片光系统(PSⅡ和PSⅠ)有效量子产量［Y(Ⅱ)和Y(Ⅰ)］,并降低干旱胁迫下叶片PSⅠ 受体侧和供体侧限制引起的非光化学能量耗散的量子产量Y(ND)和Y(NA)。(2)喷施外源褪黑素显著增强了干旱胁迫玉米植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著降低了其丙二醛(MDA)和过氧化氢(H₂O₂)含量;同时外源褪黑激素也显著上调了其相应抗氧化酶活性相关基因的表达量。(3)复水后,干旱胁迫下经褪黑素处理的玉米植株叶片上述各参数恢复速度较单独干旱胁迫处理植株更快。研究认为,叶面喷施褪黑素有效缓解了干旱胁迫对玉米叶片的光合机构的损伤,增强了叶片抗氧化酶活性及相关基因的表达,显著降低了膜脂过氧化伤害程度,且复水后显著促进叶片生理功能的恢复,表明外源褪黑素可通过改善干旱及复水下玉米叶片光合效率和抗氧化能力,从而促进植株生长以适应干旱多变的环境。     

转Bt基因玉米叶片次生代谢物DIMBOA和酚酸类物质含量的变化

异羟肟酸和酚酸类物质是玉米植株中重要的次生代谢物,可以帮助抵御多种病原菌、害虫、线虫和其它植物的危害。采用HPL C法研究了Bt玉米34B2 4、G30、农大6 1(Nongda6 1)和14 2 6×14 82以及部分相应的非转基因玉米叶片DIMBOA和酚酸类物质含量的变化。试验结果表明,不同玉米品种之间DIMBOA含量的差异很大;各Bt玉米品种叶片的DIMBOA含量普遍低于相对应的非转基因近等基因系。从不同部位的叶片看,玉米幼嫩叶片中的DIMBOA含量普遍较高;不同品种叶片DIMBOA含量的差异主要表现在幼叶之间,而老叶间的差异普遍较小。无论是Bt玉米还是非转基因玉米,随着生长时间的增加,各品种玉米幼苗全株叶片的DIMBOA含量急剧减少;各品种倒1叶的DIMBOA含量也都随着生长期的增加而减少,倒3叶却没有这样的规律。Bt玉米叶片的DIMBOA含量在单一的干旱胁迫或缺氮胁迫下的变化规律与非转基因玉米相似,即单一的干旱胁迫或缺氮胁迫下玉米各部位叶片的DIMBOA含量均显著升高;然而,在干旱和缺氮双重胁迫下,Bt玉米14 2 6×14 82在生长的中后期各部位叶片的DIMBOA含量却低于正常生长条件,明显不同于非转基因玉米的变化规律。与相应的非转基因近等基因系相比,虽然Bt玉米中香草酸和丁香酸的含量没有显著减少,但阿魏酸的含量显著降低。这一结果表     

沼液施用对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响*

为了探明干旱胁迫下沼液对玉米幼苗抗旱、光合生理、形态的缓解效应,以中度抗旱玉米杂交种‘先玉335’和较强抗旱杂交种‘中单2号’为材料,采用10%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,研究50%沼液根部浇灌处理对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,沼液根部施用可以显著提高两品种玉米的抗旱性,有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系和地上部生长的抑制作用,促进两品种玉米幼苗生长和提高根系活力,降低根冠比,且‘先玉335’的变幅更大;同时显著提高两品种叶片SOD、POD和CAT活性以及可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量(‘中单2号’的CAT除外),降低MAD含量,且对‘中单2号’的影响更显著;沼液根施还可以显著提高干旱胁迫下两品种叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),降低气孔导度(Gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci),但‘中单2号’的Tr和Gs除外,同时使两品种叶片叶绿素含量和水分利用效率(WUE)均显著增加。可见,沼液根施处理可以有效改善干旱胁迫下玉米幼苗的光合能力,显著提高幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,减轻膜脂过氧化程度,有效缓解干旱胁迫对2种不同抗旱性玉米幼苗的生长抑制,从而增强玉米耐受干旱胁迫的能力,且对‘中单2号’的缓解效果更明显。     

干旱胁迫对菜苔叶片保护酶活性和膜脂过氧化的影响

以3个不同耐旱性的菜苔（Brassica parachinensis L.H.Bailey）品种为试材,研究了干旱胁迫对叶片保护酶活性和膜脂过氧化的影响及其与抗旱性的关系。干旱胁迫条件下,菜苔叶片的电解质外渗率和MDA含量呈上升趋势,叶绿素含量、抗坏血酸含量和SOD活性呈下降趋势,CAT活性表现为先上升后下降。耐旱品种比不耐旱品种具有较高的叶绿素含量和抗坏血酸含量,具有较低的电解质外渗率和MDA含量;耐旱品种的SOD活性比不耐旱品种下降幅度小。轻度干旱胁迫下,耐旱品种的CAT活性上升幅度比不耐旱品种高;重度干旱胁迫下耐旱品种的CAT活性下降程度比不耐旱品种低。耐旱品种的POD活性在干旱条件下先上升而后降低,不耐品种的POD活性处于下降趋势。干旱6d后,耐旱品种的SOD、CAT和POD活性显著高于不耐旱品种。     

信号分子水杨酸减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的副效应

为研究信号分子水杨酸(SA)对干旱胁迫下紫御谷光合和膜脂过氧化的影响,为SA应用于紫御谷抗旱育苗提供理论依据,测定分析了SA处理对干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片光合和膜脂过氧化相关指标的变化。结果表明:(1)干旱胁迫破坏了紫御谷叶绿体的膜结构,使基粒数量明显减少,垛叠不明显,排列比较松散,而SA处理能在一定程度上保护叶绿体的膜结构。(2)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的叶绿素b和总叶绿素含量,而SA处理能提高干旱胁迫下紫御谷幼苗叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和胡萝卜素含量。(3)干旱胁迫降低了叶片的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光饱和点和暗呼吸速率,增加了叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率,而SA处理则增加了紫御谷幼苗叶片的净光合速率、气孔导度、光饱和点和暗呼吸速率,降低了紫御谷幼苗叶片的光补偿点、CO₂饱和点、CO₂补偿点和光呼吸速率。(4)干旱胁迫降低了紫御谷幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,显著增加了叶片的相对电导率和丙二醛含量,而SA处理则增加了幼苗叶片的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,降低了叶片的相对电导率和丙二醛含量。表明:信号分子水杨酸能够有效减缓干旱胁迫对紫御谷光合和膜脂过氧化的影响。     

水分逆境对吊兰叶片膜质组成的影响

测定了吊兰(Chlorophytum comosum)在干旱、正常浇水和渍水三种供水条件下叶片的磷脂组成、膜脂和总磷脂的脂肪酸组成,以及磷脂中4种主要组分PG、PE、PC和PI的脂肪酸组成,观察到干旱使磷脂中PE的相对含量增加,PE脂肪酸中16:0明显减少,而膜脂,总磷脂和PC、PI中饱和脂肪酸增加,但PG脂肪酸组成变化很小。     

干旱胁迫下亚精胺对玉米幼苗抗旱性影响的生理生化机制

为探究外源亚精胺(Spd)在增强玉米干旱胁迫耐受性中的作用,以‘先玉335’(干旱不敏感型)和‘丰禾1’(干旱敏感型)为试验材料,采用营养液水培法,研究了15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下,外源Spd (0.1 mmol·L^-1)对玉米幼苗生长、光合特性、叶绿素含量、渗透调节物质、活性氧生成、膜质过氧化及根系活力的影响.结果表明:干旱胁迫下,外源Spd处理可显著促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长;提高叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE),减缓‘丰禾1’叶片中胞间CO₂浓度(C_i)的升高,有效减轻干旱胁迫对玉米幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;增加脯氨酸和可溶性糖的含量;降低O₂^-·生成速率、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性,有效缓解了胁迫对膜的伤害;增强幼苗根系活力;其中干旱敏感品种‘丰禾1’变化幅度大于耐旱品种‘先玉335’.表明在干旱胁迫下,外源Spd能促进玉米幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进幼苗的生长,并能够通过减少玉米幼苗体内活性氧的产生,增加渗透调节物质的积累以稳定细胞膜系统,提高根系活力,从而增强幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感品种‘丰禾1’的效果更显著.     

萝卜离体子叶衰老与膜脂过氧化的关系

萝卜离体子叶在光下或暗中衰老及激素调节衰老过程中,作为叶片衰老指标的叶绿素和蛋白质含量的降低,发生在MDA含量增高之前,更早于SOD活性的下降。表明由SOD活性降低所导致的膜脂过氧化的增强,并非衰老的原初反应,而是叶片衰老到一定程度的生理变化。因此,至少在萝卜离体子叶上,不能将其衰老的启动归因于受SOD控制的膜脂过氧化作用导致的膜累积性质变。