根际低氧胁迫对网纹甜瓜果期根系氮代谢的影响

采用气雾法栽培系统,研究了根际低氧(10%和5% O2)胁迫对网纹甜瓜(Cucumis melo)果实发育期间根系氮代谢的影响。结果表明:在30 d试验期内,与对照(21% O2)相比,低氧胁迫网纹甜瓜根系硝态氮(NO3--N)含量、铵态氮(NH4+-N)含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰氨合成酶(GS)活性先增后降;在低氧处理20 d时,网纹甜瓜上述指标显著高于对照,低氧处理30 d时,显著低于对照,且5% O2处理变化的幅度大于10% O2处理;谷氨酸脱氢酶(GDH)活性在低氧处理10 d时显著低于对照,处理20 d时,与对照差异不显著;谷草转氨酶(GOT)活性在低氧处理20 d时与对照差异不显著,处理30 d时,显著低于对照;在5% O2处理期间谷丙转氨酶(GPT)活性显著低于对照,10% O2处理20 d时显著低于对照;在低氧处理期间,根系中可溶性蛋白质含量、根系伤流液中氨基酸的总量和大部分氨基酸的含量均随着根际O2浓度的降低而减少;网纹甜瓜果实发育期间根际O2浓度长期处于10% O2以下时,根系对氮的吸收、代谢能力下降,植株氮循环水平降低。     

根际低氧逆境对网纹甜瓜幼苗生长及根系呼吸代谢途径的影响

以耐低氧性具有明显差异的两个网纹甜瓜(Cucumis melo var. raticulalus)品种为试材,研究了根际低氧胁迫下幼苗生长、根系活力及根系呼吸关键酶活性的变化。结果表明,根际低氧胁迫下,两品种幼苗生长均受到明显抑制,而根系活力升高;根系PDC活性两品种均显著提高,品种间无显著差异; MDH活性两品种均显著降低,且耐低氧性弱的‘西域一号’下降幅度较大;根系ADH和LDH活性两品种均显著提高,耐低氧性强的‘东方星光’ADH活性增加的幅度显著高于耐低氧性弱的‘西域一号’,而‘西域一号’LDH活性增加幅度显著高于‘东方星光’。说明‘东方星光’在低氧胁迫下能保持较高的有氧呼吸水平,无氧呼吸的主要途径为乙醇发酵,而‘西域一号’在低氧胁迫下无氧呼吸的主要途径为乳酸发酵。     

根际低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗植株碳水化合物含量的影响

以耐低氧性明显不同的2个网纹甜瓜品种为试材,研究了低氧胁迫下植株体内碳水化合物含量的变化特征,探讨植株体内碳水化合物含量与低氧耐性之间的关系。结果表明,低氧胁迫下网纹甜瓜根系淀粉含量下降,而茎部和叶片中有淀粉积累的现象,且在耐低氧性强的‘东方星光’叶片中淀粉积累更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量增加,且在茎部和叶片中增加幅度较大,并以耐低氧性强的‘东方星光’中增加更明显;低氧胁迫下网纹甜瓜根系葡萄糖含量降低且低于通气对照,茎部和叶片中葡萄糖含量先增加后降低,在处理8d后低于通气对照。研究发现,网纹甜瓜体内碳水化合物含量与植株的耐低氧性密切相关;耐低氧性强的品种体内可溶性糖、蔗糖、果糖含量在低氧胁迫下比耐低氧性弱的品种更高,增幅更大;体内较高的可溶性糖、蔗糖和果糖含量是植株对低氧胁迫的一种适应性反应。     

根际低氧胁迫对黄瓜幼苗根系呼吸代谢的影响

采用营养液栽培方法,研究了低氧胁迫对两个耐低氧能力不同的黄瓜品种根系呼吸代谢的影响.结果表明：低氧胁迫下,两个黄瓜品种根系三羧酸循环显著受阻,无氧呼吸代谢被促进.与耐低氧能力较弱的中农8号相比,耐低氧能力较强的绿霸春4号根系琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活性的降低幅度较小,乳酸脱氢酶活性、乳酸和丙酮酸含量的增加幅度较小,而丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶活性及乙醇、丙氨酸含量的增加幅度较大;低氧胁迫8d时,与相应对照相比,绿霸春4号根系乙醇脱氢酶活性及乙醇和丙氨酸含量分别增加了409.30%、112.13%和30.64%,中农8号根系分别增加了110.42%、31.84%和4.78%,这是两个黄瓜品种耐低氧能力差异的主要生理原因.两品种幼苗根系丙氨酸氨基转移酶活性和乙醛含量没有显著差异.表明低氧胁迫下黄瓜根系乙醇发酵代谢途径的增强和丙氨酸的积累有利于防御低氧伤害.     

根际低氧胁迫对黄瓜幼苗根系呼吸代谢的影响

采用营养液栽培方法,研究了低氧胁迫对两个耐低氧能力不同的黄瓜品种根系呼吸代谢的影响.结果表明：低氧胁迫下,两个黄瓜品种根系三羧酸循环显著受阻,无氧呼吸代谢被促进.与耐低氧能力较弱的中农8号相比,耐低氧能力较强的绿霸春4号根系琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶活性的降低幅度较小,乳酸脱氢酶活性、乳酸和丙酮酸含量的增加幅度较小,而丙酮酸脱羧酶、乙醇脱氢酶活性及乙醇、丙氨酸含量的增加幅度较大;低氧胁迫8 d时,与相应对照相比,绿霸春4号根系乙醇脱氢酶活性及乙醇和丙氨酸含量分别增加了409.30%、112.13%和30.64%,中农8号根系分别增加了110.42%、31.84%和4.78%,这是两个黄瓜品种耐低氧能力差异的主要生理原因.两品种幼苗根系丙氨酸氨基转移酶活性和乙醛含量没有显著差异.表明低氧胁迫下黄瓜根系乙醇发酵代谢途径的增强和丙氨酸的积累有利于防御低氧伤害.     

低氧胁迫对黄瓜幼苗根系无氧呼吸酶和抗氧化酶活性的影响

对两个抗低氧胁迫能力不同的黄瓜品种进行营养液水培,研究了低氧胁迫下植株根系中无氧呼吸酶和抗氧化酶活性的变化。结果表明,低氧胁迫下,黄瓜植株生长受到抑制,鲜重和干重显著降低,根系中蛋白质含量降低,而根系中乳酸脱氢酶（LDH）、丙酮酸脱羧酶（PDC）、乙醇脱氢酶（ADH）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性在低氧胁迫下显著提高,且提高的幅度与品种抗低氧胁迫能力的强弱有关,与“中农8号”相比,抗低氧性胁迫能力较强的“绿霸春四号”根系内LDH活性增幅较小,而ADH、PDC、SOD、POD和CAT活性增幅较大。说明较高的ADH、PDC、SOD、POD、CAT活性和较低的LDH活性有利于增强幼苗植株抗低氧胁迫的能力。     

应用近红外光谱法估测小麦叶片糖氮比

糖氮比能够反映作物碳氮代谢的协调程度,及时、准确地监测糖氮比对于作物氮素营养诊断和调控具有重要意义.本研究以不同年份、品种、施氮水平的小麦大田试验为基础,获取鲜叶和粉末状干叶近红外(NIR)光谱及糖氮比信息,分别运用偏最小二乘法(partial least squares, PLS)、BP神经网络(back propagation neural network, BPNN)和小波神经网络(wavelet neural network, WNN)3种方法建立了小麦叶片糖氮比预测模型,并利用随机选择的样品集对所建模型进行测试和检验.结果表明： 小麦鲜叶光谱模型预测性能不佳;而干叶片预测模型表现了较好的准确性,在1655~2378 nm谱区范围内基于3种方法构建的干叶粉末糖氮比估算模型,其预测均方根误差均低于0.3%,决定系数均高于0.9.比较而言,WNN法表现最佳.总体显示,近红外光谱法可以准确预测小麦叶片糖氮比状况,为科学诊断糖氮比提供了理论基础和技术途径.     

外源γ-氨基丁酸对营养液低氧胁迫下网纹甜瓜幼苗抗氧化酶活性和活性氧含量的影响

在营养液低氧胁迫处理下,研究了γ-氨基丁酸(GABA)处理对低氧敏感性不同的网纹甜瓜品种植株根和叶抗氧化酶活性和活性氧(ROS)含量的影响.结果表明:在低氧胁迫下,GABA处理提高了网纹甜瓜植株根和叶抗氧化酶SOD、POD、CAT活性,降低了H2O2、O2-·、MDA等ROS含量,其中GABA 50mmol/L处理效果显著高于GABA 25和100 mmol/L的处理;与耐低氧性弱的"西域一号"品种相比,GABA处理对耐低氧性强的"东方星光"品种效果更明显,表明外源GABA处理通过促进抗氧化酶活性的提高,降低了低氧胁迫下植株体内ROS含量,增强植株的耐低氧的能力.     

营养液低氧胁迫对网纹甜瓜幼苗脯氨酸和多胺含量的影响

营养液中低氧胁迫下网纹甜瓜幼苗根系和叶片中脯氨酸、PAs含量均提高,Spd升幅最大,Put次之,spm最小;根中脯氨酸、PAs含量变化幅度显著高于叶片.表明营养液低氧胁迫可诱导植物组织中脯氨酸、PAs的快速合成.这可能是幼苗低氧耐性提高的原因.     

外源γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响

以甜瓜品种‘西域一号’幼苗为材料,采用营养液水培方法,设置正常通气(对照)、正常通气+GABA(5mmol.L-1)、低氧胁迫、低氧胁迫+GABA(5mmol.L-1)4个处理,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对正常通气和低氧胁迫下甜瓜幼苗活性氧代谢的影响。结果表明:与正常通气处理相比,低氧胁迫处理导致甜瓜幼苗体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量显著增加,同时SOD、POD、CAT、APX、GR等抗氧化酶活性和抗氧化物质AsA、GSH含量显著提高。低氧胁迫下外源GABA能显著提高甜瓜幼苗叶片SOD、CAT、APX、GR等酶活性和AsA、GSH含量,降低了植株体内O2.-产生速率和H2O2、MDA含量;而正常通气条件下添加外源GABA处理对甜瓜幼苗活性氧代谢的影响较小,仅CAT、GR活性和AsA、GSH含量显著提高,而H2O2、MDA含量显著降低。结果证明,添加外源GABA可以通过显著提高低氧胁迫下抗氧化酶活性和抗氧化物质含量来降低甜瓜幼苗活性氧积累,维持其细胞膜结构稳定性,从而有效减轻低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

低氧胁迫下外源硝态氮对樱桃根系功能及氮代谢相关酶活性的影响

以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’（Prunun cerasus × P. canescens）为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究了短期低氧胁迫下外源硝态氮对其根系功能及氮代谢相关酶活性的影响.结果表明：与对照（7.5 mmol NO₃^-·L^-1）相比,低氧加氮处理（15和22.5 mmol NO₃^-·L^-1）使樱桃体内代谢原料充足,保证了各类酶蛋白的合成,使植株根系活力升高,根系呼吸未受到明显抑制,与氮代谢相关的硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）及谷氨酸脱氢酶（NADH-GDH）活性升高,从而为低氧逆境下樱桃根系的吸收作用提供了足够的能量,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,并及时同化了NO₃^-还原生成NH₄⁺,避免了铵毒害,缓解了樱桃的低氧伤害,且22.5 mmol NO₃^-·L^-1处理的缓解效果优于15 mmol·L^-1处理;低氧缺氮处理（0 mmol NO₃^-·L^-1）的樱桃植株根系活力下降,根系呼吸受到抑制,NR、GS及NADH-GDH活性降低.这说明低氧胁迫下,适当提高生长介质中的NO₃^-浓度可调控樱桃的根系功能及氮代谢,缓解低氧胁迫对樱桃根系的伤害.     

低氧胁迫下钙对樱桃根系功能及氮代谢的影响

以樱桃组培苗‘吉塞拉5号’为试材,采用营养液水培控制溶氧浓度的方法,研究短期低氧胁迫下钙对其根系功能及氮代谢的影响.结果表明:与对照相比,低氧加钙处理的樱桃植株根系活力显著升高,根系呼吸速率抑制作用明显减轻,与氮代谢相关的硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)及谷氨酸脱氢酶(NADH-GDH)活性也显著升高,从而为低氧逆境下樱桃根系的吸收作用提供足够的能量,保证了糖酵解和电子传递的顺利进行,缓解了樱桃的低氧伤害,且10 mmol·L-1 Ca2+处理的缓解效果优于5 mmol·L-1处理;低氧缺钙处理的樱桃植株根系活力显著下降,根系呼吸速率抑制作用明显加重,NR、GS及NADH-GDH活性显著降低;表明适当提高生长介质中的Ca2浓度可缓解低氧胁迫对樱桃根系的伤害.     

CLA对急性缺氧大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性及氧化应激的影响

目的:观察共轭亚油酸(CLA)对急性缺氧大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性及肝脏内氧化应激(OS)的影响。方法:将60只SD大鼠随机分为正常对照组,模拟海拔5000米高原环境连续缺氧暴露3d的急性缺氧组,急性缺氧CLA干预组。生化法测定肝脏组织中丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,Clark氧电极法观察大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性。结果:成功诱导大鼠急性缺氧模型。与对照组比,急性缺氧组大鼠肝脏MDA含量明显升高(P<0.05),同时肝脏线粒体呼吸链酶活性以及抗氧化酶活性(SOD,CAT)及GSH显著降低(P<0.05),与急性缺氧相比,CLA治疗组大鼠以上各项指标均有改善,并存在一定的剂量效应关系。结论:CLA通过抑制氧化应激增强大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性改善了急性缺氧大鼠肝脏的能量代谢障碍,对急性缺氧引起的氧化损伤有保护作用。