自然条件下不同高产稻生育后期剑叶叶绿素荧光和膜脂过氧化的表现

以籼型 (OryzasativaL .)杂交组合汕优 6 3为对照 ,以中粳 95 16、两系亚种间杂交组合培矮 6 4S/E32、培矮6 4S/ 9311、亚种间三系杂交稻冈优 881和两系杂交组合X0 7S/紫恢 10 0为材料 ,研究其在生育后期 (抽穗 -成熟 )自然条件下剑叶的叶绿素衰减、CO2 交换、叶绿素荧光参数和膜脂过氧化表现。结果表明 :水稻在生育后期伴随叶绿素衰减 ,其叶内的原初光化学效率Fv/Fm、PSⅡ非环式电子传递效率ΦPSⅡ 、电子流传递速率ETR都有相应地下降 ,这种光能转化的障碍使多余的光能传递给PSⅡ的还原侧 ,产生O-·2 累积 ,发生膜脂过氧化和MDA的积累 ,引起光合色素及光合膜的破坏 ,发生光氧化早衰。这种现象在品种间有明显差异 ,耐光氧化的粳稻 95 16 ,其叶内的Fv/Fm、ΦPSⅡ 、ETR、qP下降较少 ,具有较稳定的光能转化能力 ,不易早衰 ,具有较高的结实率 ;而对光氧化敏感的籼稻汕优 6 3其叶内的Fv/Fm、ΦPSⅡ 、ETR ,光化学猝灭参数qP下降较多 ,易发生膜脂过氧化 ,导致叶片早衰 ,影响水稻灌浆结实和产量 ;而二系的和三系的杂交稻的耐光氧化特性和早衰表现居于中间。从水稻超高产育种的角度出发 ,在目前株型良好的基础上 ,兼顾杂种优势和防止早衰两方面考虑 ,在母本中利用粳型或带有粳型基因的不育系是育种上一个值得重     

在光氧化条件下不同类型高产稻的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化特点

用不同类型高产稻(Oryza sativa L.)粳稻9516、具有粳型成分的两系法亚种间杂交稻培矮64/E32、两优培九(培矮64/9311)和籼型杂交稻X07S/紫恢100、冈优881、汕优63为材料,研究了孕穗期叶片在光氧化条件下的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化表现.光氧化处理后,与籼型杂交稻比较,粳稻和具有粳型组分的亚种间杂交稻的PSⅡ原初光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的线性电子传递的量子效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)下降的较少;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)诱导的活性较高,活性氧 (O(-)/()2、H2O2)和丙二醛(MDA)的产生积累较少,叶绿素和蛋白质含量下降较少,表现出耐光氧化特性,这与在自然条件下生育后期叶绿素含量变化相一致.相关分析表明它们的耐光氧化特性与结实率密切相关,说明耐光氧化品种抗早衰,有利籽粒充实.这些结果启示我们:从超高产育种出发,兼顾杂种优势利用和抗早衰两方面考虑,在母本不育系中引入粳型成分是一个值得重视的育种策略.     

在光氧化条件下不同类型高产稻的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化特点

用不同类型高产稻 (OryzasativaL .)粳稻 95 16、具有粳型成分的两系法亚种间杂交稻培矮 6 4/E32、两优培九(培矮 6 4/ 9311)和籼型杂交稻X0 7S/紫恢 10 0、冈优 881、汕优 6 3为材料 ,研究了孕穗期叶片在光氧化条件下的叶绿素荧光特性和膜脂过氧化表现。光氧化处理后 ,与籼型杂交稻比较 ,粳稻和具有粳型组分的亚种间杂交稻的PSⅡ原初光化学效率 (Fv/Fm)、PSⅡ的线性电子传递的量子效率 (ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数 (qP)下降的较少 ;超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)诱导的活性较高 ,活性氧 (O-·2 、H2 O2 )和丙二醛 (MDA)的产生积累较少 ,叶绿素和蛋白质含量下降较少 ,表现出耐光氧化特性 ,这与在自然条件下生育后期叶绿素含量变化相一致。相关分析表明它们的耐光氧化特性与结实率密切相关 ,说明耐光氧化品种抗早衰 ,有利籽粒充实。这些结果启示我们 :从超高产育种出发 ,兼顾杂种优势利用和抗早衰两方面考虑 ,在母本不育系中引入粳型成分是一个值得重视的育种策略。     

6-BA预处理对低温弱光胁迫下辣椒幼苗叶绿素a荧光参数和膜脂过氧化的

研究6-BA预处理对低温（15℃/5℃）弱光（100μmol·m^-2·s^-1）下辣椒品种‘湘研16号’幼苗叶片中叶绿素a荧光参数和膜脂过氧化影响。结果表明,0．08mmol·L^-16-BA减缓低温弱光下辣椒幼苗光系统II（PSII）最大光化学效率（Fv/Fm）、PSH实际光化学效率（ΦPSII）和PSII反应中心光能捕获效率（Fv’/Fm’）的下降以及叶片膜透性和丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量的增加,但是提高了超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SCD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）以及抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）的活性。     

渗透胁迫下稻苗中铁催化的膜脂过氧化作

在－０．７ＭＰａ渗透胁迫下,水和思苗体内Ｏ２↑－．和Ｈ２Ｏ２大量产生,Ｆｅ＾２＋含量与膜脂过氧化产物ＭＤＡ含量呈极显著的正相关。外源Ｆｅ＾２＋、Ｆｅ＾３＋、Ｈ２Ｏ２、Ｆｅ＾２＋＋Ｈ２Ｏ２、ＤＤＴＣ均能刺激膜脂过氧化作用,而铁离子的螯合剂ＤＴＰＡ则有缓解作用。ＯＨ的清除剂苯甲酸钠和甘露醇能明显地抑制渗透胁迫下Ｆｅ＾２＋催化的膜脂过氧化作用。这都表明渗透胁迫下水稻幼苗体内铁诱导的膜脂过氧化作用主要是由     

低温下水稻幼苗叶片细胞膜膜脂过氧化和膜磷脂脱酯化反应

水稻幼苗遭遇冷胁迫（１℃,光照强度１５０μｍｏｌ·ｍ－２·ｓ－１）２ｄ,其叶片丙二醛（ＭＤＡ）含量明显增加,酸性磷酸酯酶活性也增加,同时无机磷含量也增加。３０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＣａＣｌ２浸泡种子１ｄ则削弱了冷胁迫的这种作用。Ｈ２Ｏ２和甲基紫精（ＭＶ）均有刺激幼苗叶片和离体根质膜酸性磷酸酯酶活性的作用。     

膜脂过氧化对植物细胞的伤害

本文综述了近年来有关膜脂过氧化对植物细胞膜系统的结构和功能、细胞的蛋白质代谢、光合作用和呼吸作用等过程的伤害机理方面的研究进展。     

稻瘟菌糖蛋白激发子诱导的水稻叶片膜脂过氧化及过敏性反应

将稻瘟菌细胞壁来源的专化性糖蛋白激发子接种于一套水稻抗稻瘟病近等基因系后,非亲和性互作水稻超氧阴离子(O-.2)积累在互作早期明显高于亲和性互作水稻;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均趋于下降,不同亲和性互作水稻间的差异不明显;脂氧合酶(LOX)活性在水稻/激发子非亲和互作早期增加明显、速度快;这些指标的变化进而导致非亲和性互作水稻的膜脂过氧化,其相对电导率及丙二醛(MDA)含量的高峰期和强度也明显早于和高于亲和性互作水稻.非亲和性互作水稻过氧化物酶(POD)活性在互作早期明显高于亲和性互作水稻,可能与其参与其它抗性有关.研究同时表明,激发子可专化性诱导完全和高度非亲和性互作水稻的过敏性坏死反应;而中度非亲和性互作和亲和性互作水稻则未发生过敏性(HR)坏死反应.这些结果表明,膜脂过氧化和HR反应的发生是激发子诱导水稻抗性的主要生理机制之一.     

膜脂过氧化与植物逆境胁迫

本文简述了膜脂过氧化的概念及其对细胞的损伤机理,并对膜脂过氧化与植物逆境胁迫的关系以及植物对膜脂过氧化的酶促和非酶促防御能力与植物抗逆性的关系进行了评述。     

Characteristics of Chlorophyll Fluorescence and Membrane-Lipid Peroxidation During Senescence of Flag Leaf in Different Cultivars of Rice

With japonica rice 98-08, indica hybrids Shanyou 63, Gangyou 881, and X07S/Zihui 100, and sub-species hybrid Peiai 64S/9311 as materials, chlorophyll (Chl) content, Chl a fluorescence parameters, and membrane lipid peroxidation in flag leaf were measured at late developmental stages under natural conditions. F_v/F_m, q_P, _PS2, and electron transport rate gradually decreased while q_N increased conversely. Excessive photon energy led to the accumulation of active oxygen (O₂ ^–), H₂O, malonyldialdehyde, and products of membrane lipid peroxidation, and resulted in reduced Chl content and early ageing subsequent to the photooxidation during flag leaf senescence. There was obvious diversification of these parameters among rice cultivars. In comparison with japonica cv. 98-08 (tolerant to photooxidation), F_v/F_m decreased in indica cv. Shanyou 63 (susceptible to photooxidation) with greater accumulation of active oxygen and a sharp drop in Chl content, which resulted in yellowish early ageing, and affected the filling and setting of rice grains. The mechanism for premature ageing in indica rice was related to irradiance and temperature at filling stages. On a sunny day at above 25 °C, the reaction centre of photosystem 2 (PS2) exhibited a dynamic change on reversible inactivation. Under the intense irradiance at noon, PS2 function in indica rice exhibited obvious down-regulation and photoinhibition. Under intense irradiance with lowered temperatures, PS2 resulted in photo-damage and early ageing, related to the degradation of PS2-D1 protein and the inhibition of endogenous protection systems such as the xanthophyll cycle and enzymes scavenging active oxygen. Hence for high-yield breeding, based on a good plant-type and utilising heterosis and tolerance of photooxidation, the selection of japonica rice or a sterile line with the japonica genotype as female is a strategy worthy of consideration.     

大豆下胚轴线粒体的衰老与膜脂的过氧化作用

离体的大豆下胚轴线粒体,在人工衰老条件下,产生了结构膨胀和细胞色素氧化酶活性的下降。衰老的线粒体也发生膜脂的过氧化作用——丙二醛、脂质的氢过氧化物和荧光脂褐色素明显增加。而且,线粒体衰老时产生的膜脂过氧化产物雨二醛,可能是膜脂的磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺中的亚麻酸发生过氧化反应的结果。     

Responses of Chlorophyll Fluorescence and Carotenoids Biosynthesis to High Light Stress in Rice Seedling Leaves at Different Leaf Position

In the present study, we investigated the changes of photosynthesis, chlorophyll fluorescence and the content of carotenoid pigments in rice ( Oryza sativa L.) seedling leaves and their responses to high light. The results showed that the rate of photosynthesis, the contents of individual and total carotenoids and the pool size of xanthophyll cycle decreased with age increasing of the leaf. When the leaves were exposed to high light for 2 h, the qN of mature leaf (5th leaf) increased more significantly than that of younger (6th leaf) and older leaves (3rd and 4th leaf). Comparing with the leaves before exposure to high light, the excitation pressure on PSⅡ (1-qP) increased by 44%, 57%, 19% and 45% in the 3rd, 4th, 5th and 6th leaf under high light, respectively. The highest content of carotenoids and the greatest conversion of violaxanthin to zeaxanthin were found in the 5th leaf, and it was consistent with the 5th leaf exhibiting the strongest resistance to high light. Our results suggested that the ability of rice leaf to resist photoinhibition is related to the level of carotenoids and the ability of carotenoids biosynthesis.      

水稻幼苗不同叶位的叶片叶绿素荧光和类胡萝卜素的生物合成对高光胁迫的响应

研究了水稻 (OryzasativaL .)幼苗叶片生长过程中叶绿素荧光和类胡萝卜素各组分含量的变化以及它们对高光胁迫的响应。结果表明 :随着叶片的衰老 ,光合速率、类胡萝卜素不同组分及总的类胡萝卜素含量和叶黄素循环库下降 ;不同叶龄的叶片经高光胁迫后 ,第 5叶 (成熟叶 )qN增加的幅度比第 6叶 (幼嫩叶 )和老叶 (第 3和 4叶 )大 ;与高光胁迫前相比 ,第 3、4、5和 6叶光系统Ⅱ激发压 (1-qP)分别增加了 4 4 %、5 7%、19%和 4 5 % ;第 5叶具有高胡萝卜素含量和高紫黄质到玉米黄质的转化 ,这与其呈现较强的抗高光胁迫相一致。水稻叶片抵御光抑制的能力与类胡萝卜素水平和类胡萝卜素的生物合成能力以及叶片所处的生长时期相关。     

渗透胁迫下稻苗中铁催化的膜脂过氧化作用

在－０．７ＭＰａ渗透胁迫下,水稻幼苗体内和Ｈ２Ｏ２大量产生,Ｆｅ２＋积累,膜脂过氧化作用加剧。水稻幼苗体内Ｆｅ２＋含量与膜脂过氧化产物ＭＤＡ含量呈极显著的正相关。外源Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋、Ｈ２Ｏ２、Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２、ＤＤＴＣ均能刺激膜脂过氧化作用,而铁离子的螯合剂ＤＴＰＡ则有缓解作用。ＯＨ的清除剂苯甲酸钠和甘露醇能明显地抑制渗透胁迫下Ｆｅ２＋催化的膜脂过氧化作用。这都表明渗透胁迫下水稻幼苗体内铁诱导的膜脂过氧化作用主要是由于其催化Ｆｅｎｔｏｎ型Ｈａｂｅｒ－Ｗｅｉｓｓ反应形成ＯＨ所致。     

衰老叶片和叶绿体中H_2O_2的累积与膜脂过氧化的关系

在自然衰老和ABA处理的叶片和叶绿体中活性氧H_2O_2均比对照明显增高。外加H_2O_2刺激水稻叶绿体膜脂过氧化作用。叶绿体的丙二醛含量随H_2O_2浓度、光照时间、光照强度及叶绿体完整性而变化。AsA、GSH、SOD、甘露醇和过氧化氢酶对外源H_2O_2引起的膜脂过氧化有缓解作用,Fe~(2+)有刺激作用。而H_2O_2对叶绿体过氧化损伤主要是转化为OH之故。