外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗生长及抗逆生理指标的影响

采用营养液栽培法,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、根系活力、电解质渗透率和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为利用外源物质减轻盐胁迫伤害提供理论依据。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长、根系活力和SOD、POD、CAT活性,提高了电解质渗透率及MDA、Pro、可溶性糖含量;(2)外源喷施GSH能够诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性上调,电解质渗透率及MDA含量下降,Pro和可溶性糖含量恢复至对照水平;(3)外源喷施还原型谷胱甘肽抑制剂(BSO)使NaCl胁迫下番茄幼苗的根系活力以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性下降,脯氨酸含量提高;(4)喷施GSH可诱导BSO和NaCl共处理番茄植株的根系活力、SOD、POD、CAT活性提高,MDA和Pro含量降低。研究表明,外源GSH可通过提高促进盐胁迫下番茄幼苗植株渗透调节能力及清除活性氧的酶促系统的防御能力、降低细胞膜脂过氧化程度、保护膜结构的完整性,从而有效缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高其耐盐性。     

不同红光/远红光比例(R/FR)的光照影响番茄幼苗叶片中花青素合成的研究

硫灯或氙灯具有不同的红光／远红光比例(R／FR,前者为1．5,而后者为1)。研究结果表明,硫灯照射下生长的番茄幼苗叶片与太阳光下相似,能正常合成花青素;而氙灯照光生长的番茄幼苗叶片中的花青素合成受到严重抑制,通过分光光度法测定的花青素含量仅为前者的1／9。进一步在硫灯下培养红光／远红光受体(光敏素B族)单突变和双突变的番茄幼苗中,发现单突变体phyB1和双突变体phyB1phyB2的叶片花青素含量显著低于野生型,分别为野生型的1／3和1／15,由此推测花青素合成途径受到了红光／远红光比例的影响。HPLC结果又表明,硫灯和氙灯照光生长的番茄幼苗叶片中黄酮醇总量没有显著差异。我们推测氙灯下番茄幼苗花青素合成过程可能抑制位点是二氢黄酮醇还原酶或白花色素双氧酶两个催化步骤。     

Spd浸种对盐胁迫下番茄（Solanum lycopersicum)幼苗的保护效应

通过水培试验,研究了100 mmol/L NaCl盐浓度下,0.25 mmol/L Spd浸种处理对两个番茄品种白果强丰(耐盐基因型)和江蔬14号(盐敏感基因型)植株干重、根冠比(R/T)、幼苗叶片和根系抗氧化酶活性及活性氧含量的影响.具体试验处理如下:(a) 对照(蒸馏水浸种+ 0 mmol/L NaCl),(b) NaCl (蒸馏水浸种+ 100 mmol/L NaCl),(c) Spd(0.25 mmol/L Spd浸种 +100 mmol/L NaCl).结果表明,在盐胁迫下,两个番茄品种幼苗叶片和根系内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,H2O2含量和O·-2产生速率增高,幼苗生长受到抑制,幼苗地上部、地下部干重均明显低于对照,R/T增大,且江蔬14号的变化幅度大于白果强丰.Spd浸种处理降低了盐胁迫下番茄幼苗叶片和根系内O·-2产生速率和H2O2含量,进一步提高了SOD、POD和CAT活性,促进幼苗干重增加,缓解了盐胁迫对植株的伤害.与耐盐基因型番茄品种白果强丰相比,Spd浸种处理对盐敏感基因型番茄品种江蔬14号的作用效果更为明显.总之,Spd浸种处理通过提高盐胁迫下植株体内抗氧化酶活性,降低ROS水平来缓解盐胁迫对番茄幼苗的伤害,提高幼苗耐盐能力.     

钙对盐胁迫下小金海棠幼苗生物量及抗氧化系统的影响

本文以1/2Hoagland营养液栽培的小金海棠为试材, 研究70 mmol·L-1的NaCl胁迫下, 钙对小金海棠幼苗生物量、超氧自由基（O2 ）产生速率、丙二醛（MDA）含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性及可溶性蛋白含量的影响。结果表明, 盐胁迫下, 小金海棠幼苗生物量显著低于对照, 根系和叶片的O2 产生速率、MDA含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量显著高于对照。盐胁迫下, 与不加钙处理相比, 加钙处理显著降低了小金海棠幼苗O2 产生速率、MDA含量及电解质相对渗透率, 显著提高了生物量、抗氧化酶和可溶性蛋白的含量, 10 mmol·L-1 CaCl2处理的效果显著好于30 mmol·L-1处理的。综上可知, 盐胁迫下小金海棠幼苗的生长受到抑制, 外源施钙可以减轻盐胁迫对幼苗造成的伤害, 提高幼苗对盐胁迫的适应能力。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片、根系中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、地上部、地下部干鲜重均明显减小,同时体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和MDA含量,以及O2(÷)产生速率和SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高.(2)盐胁迫下接种AMF可显著促进黄瓜植株的生长,进一步提高黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,而显著降低MDA含量和O2(÷)产生速率.研究表明,AMF可通过显著促进盐胁迫下黄瓜幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性.     

盐胁迫下番茄砧木对嫁接苗生物量、氨基酸含量和活性氧代谢的影响

为探讨砧木对提高番茄嫁接苗耐盐性的作用机理,以耐盐性较敏感的‘中杂9号’(S)为接穗,耐盐性较强的‘OZ-006’(R)为砧木,采用劈接法形成嫁接苗(RS)以及接穗自嫁接苗(SS)、砧木自嫁接苗(RR)3个试验材料,在175 mmol·L^-1 NaCl处理下测定植株生长、Na⁺积累、氨基酸含量和活性氧代谢的变化。结果表明: NaCl胁迫导致番茄幼苗的盐害指数和Na⁺含量均显著提高,幼苗生长速率和叶绿素含量显著降低,但不同嫁接苗的类型差异显著,在盐害表型上表现为SS>RS>RR的规律。NaCl胁迫诱导嫁接苗的叶片和根系总氨基酸含量显著提高,其中RR、RS叶片有9种、根系有8种氨基酸含量显著高于对照,以脯氨酸含量变化最为显著,而SS叶片中仅有2种、根系中仅有4种氨基酸含量显著高于对照;幼苗间的氨基酸含量呈现RR>RS>SS的规律,RR、RS叶片的氨基酸含量分别比SS叶片上升了32.8%、16.6%,根系分别比SS上升了53.1%和32.5%。NaCl胁迫造成活性氧代谢的变化,幼苗叶片和根系的抗氧化酶活性、超氧阴离子产生速率、丙二醛含量均显著提高,以RR叶片和根系中抗氧化酶活性的增幅最大,其次为RS;SS和抗氧化酶活性的增幅最小,品种间活性氧水平表现为SS>RS>RR。综上,砧木通过抑制Na⁺向上运输、提高氨基酸水平和抗氧化酶活性缓解了盐胁迫对嫁接苗的伤害,但不同砧穗组合的耐盐性差异较大,以RR的耐盐性最强,其次为RS,SS最弱。因此,番茄嫁接苗的耐盐性主要受砧木耐盐性的影响,其次为接穗,同时,其与番茄体内的氨基酸和活性氧代谢调控密切相关。     

外源硝酸钙对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片抗氧化系统及膜质子泵活性的影响

采用营养液水培法,以较耐盐黄瓜品种"新泰密刺"为试验材料,研究了叶面喷施硝酸钙对盐胁迫(NaCl65mmol·L-1)下黄瓜幼苗活性氧、谷胱甘肽-抗坏血酸循环(GluAsA)中抗氧化酶和抗氧化物质及膜质子泵活性的影响。结果表明:叶面喷施硝酸钙能够显著降低盐胁迫下黄瓜幼苗叶片超氧阴离子(O.2-)产生速率和丙二醛(MDA)含量;显著提高盐胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸过氧化物酶(APX)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等酶活性、抗氧化物质抗坏血酸(AsA)含量、AsA/DHA和GSH/GSSG比值及质膜和液泡膜H+-ATPase和H+-PPase活性。表明外源硝酸钙通过提高Glu-AsA抗氧化系统和膜质子泵活性,降低活性氧对叶片的伤害,增强了植株抗氧化能力和对离子的区域化,进而提高植株盐胁迫耐性。     

氯化胆碱对盐胁迫黄瓜幼苗渗透调节物质及活性氧代谢系统的影响

以盐敏感型黄瓜品种津春4号为材料,采用水培方法研究了叶面喷施不同浓度(0.5、1.0和1.5 mmol·L-1)氯化胆碱(CC)对NaCl胁迫(75 mmol·L-1)下黄瓜幼苗鲜重、叶片叶绿素、渗透调节物质含量及活性氧代谢系统的影响.结果表明:(1)单独CC处理可提高黄瓜叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及过氧化氢酶(CAT)与过氧化物酶(POD)活性,降低O2·-产生速率,但对植株鲜重及超氧化物岐化酶(SOD)活性影响不大;(2)NaCl胁迫处理增加了黄瓜幼苗叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强了SOD、POD和CAT活性,提高了O2·-产生速率及丙二醛(MDA)的含量,但同时降低了叶绿素含量与植株鲜重;(3)盐胁迫前CC预处理可缓解黄瓜幼苗叶绿素含量和植株鲜重的下降、以及MDA含量和O2·-产生速率的上升趋势,且进一步提高了盐胁迫下黄瓜叶片中SOD、POD和CAT活性.因此,适宜浓度的氯化胆碱可显著提高盐胁迫下黄瓜叶片的抗氧化酶活性,提高清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗细胞膜的伤害,增强黄瓜幼苗的耐盐性.     

水杨酸和硝普钠对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,采用营养液培养法,研究单独和复配施用外源水杨酸(SA)、一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对100 mmol·L-1 NaCl胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响.结果显示:SA、SNP、SA+SNP处理均能显著提高盐胁迫下番茄幼苗叶片保护酶(SOD、POD、CAT)活性、脯氨酸和叶绿素含量、幼苗根系活力,并显著降低叶片电解质渗漏率及丙二醛(MDA)含量,有效减轻盐胁迫对幼苗造成的伤害,促进幼苗的生长发育,其中SA+SNP复配处理效果最好.研究表明,外源SA和SNP处理均能通过提高番茄幼苗保护酶活性和脯氨酸含量来有效缓解盐胁迫伤害,且SA+SNP复配处理在提高番茄幼苗耐盐性方面具有协同增效作用.     

NO对盐胁迫下苜蓿根系生长抑制及氧化损伤的缓解效应

以"甘农4号"苜蓿品种为材料,采用水培法,用NO供体硝普钠(SNP)、硝普钠类似物亚铁氰化钠(不产生NO)、NO特异清除剂c-PTIO、一氧化氮合酶(NOS)活性抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲脂(L-NAME)、硝酸还原酶(NR)活性抑制剂钨酸盐处理苜蓿植株,研究NO对盐胁迫下苜蓿幼苗根系生长、根系活力、根系中渗透调节物质、膜脂过氧化、活性氧含量及抗氧化酶活性等的影响,探讨NO调控苜蓿幼苗根系耐盐性的生理机制。结果表明:盐胁迫下SNP处理提高了根系活力,促进了苜蓿幼苗根系生长,降低游离脯氨酸含量,促进可溶性蛋白含量增加;增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高还原型抗坏血酸(As A)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量,降低过氧化氢(H2O2)、羟自由基(OH·)含量、超氧阴离子(O·-2)产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量;同时,SNP处理显著促进了苜蓿幼苗根系内源NO的积累。NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿根系各项生理生化指标无明显影响;盐胁迫下添加c-PTIO、L-NAME和钨酸盐进一步降低了苜蓿幼苗根系活力和根系生长,抑制了根系抗氧化系统活性,加剧了根系膜脂过氧化作用,降低了内源NO积累,添加SNP则能缓解该抑制效应;表明外源SNP处理能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,且通过NOS和NR途径产生的内源NO也可能在苜蓿根系适应盐胁迫的调节中起关键作用;该研究结果为苜蓿耐盐机制及NO在苜蓿耐盐育种、化学调控和盐碱地栽培利用等提供了理论依据。     

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