施钾与蚜虫取食诱导的水杨酸对马铃薯抗虫性的影响

【目的】探讨施钾条件下,蚜虫取食诱导的水杨酸在促进马铃薯Solanum tuberosum抗虫性方面的作用机制,为提高作物抗虫性提供科学依据。【方法】施钾(外施硫酸钾6 g/株)、虫害(桃蚜Myzus persicae取食, 5头成虫/株)、施钾+虫害及外源水杨酸(浓度分别为15, 30和45 μmol/L,喷施量20 mL/株)条件下,测定马铃薯叶片中水杨酸和脯氨酸含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及抗氧化酶［过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)］活性。【结果】结果表明：与未处理对照相比,施钾、虫害、施钾+虫害处理后马铃薯叶片中内源水杨酸含量分别增加了1.1,1.3和1.5倍,PAL活性分别增加了23.3%, 22.3%和35.0%。在施钾、虫害、施钾+虫害3个处理中,施钾+虫害处理的马铃薯叶片中内源水杨酸含量和PAL活性均为最高。用不同浓度外源水杨酸喷施马铃薯叶片,不论是否施钾,用浓度为15 μmol/L水杨酸喷施马铃薯植株后,其SOD活性均显著高于对照组。施钾后除喷施30 μmol/L水杨酸溶液外,喷施15和45 μmol/L水杨酸溶液的马铃薯植株POD活性均显著高于各自对照,活性分别为各自对照的1.7和1.8倍。施钾组中CAT活性在15和30 μmol/L水杨酸喷施后均显著高于对照,分别为对照的1.3和1.5倍。喷施15 μmol/L水杨酸后,马铃薯叶片中脯氨酸含量(1.2 OD/g pro)较对照(0.4 OD/g pro)显著升高。【结论】虫害、施钾+虫害处理均能提高马铃薯叶片中水杨酸含量和PAL活性。15 μmol/L外源水杨酸显著提高了施钾组中POD, SOD和CAT活性及脯氨酸含量,说明15 μmol/L是所用最适水杨酸浓度,该浓度下水杨酸与施钾具有正交互作用。结果提示虫害与施钾共同作用能增强水杨酸信号途径,从而提高植物的抗虫性。     

施钾与蚜害处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性的变化

蚜虫危害是影响马铃薯Solanum tuberosum产量和品质的重要因素之一, 而多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）与植物的抗性密切相关。为了阐明施钾条件下马铃薯与桃蚜Myzus persicae的关系, 本实验通过比色法、 iTRAQ技术和蛋白免疫印迹法研究了对照（不施钾, 不接虫）、 接虫、 施钾以及施钾＋接虫4种处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性的变化。结果表明： 施钾显著降低桃蚜种群数量。随着桃蚜发育期延长, 桃蚜的种群数量显著低于对照, 且6 g/株施钾量对桃蚜种群数量的抑制效果最强。以6 g/株作为施钾量, 对不同处理后马铃薯叶片中多酚氧化酶活性研究显示, 施钾、 接虫+施钾处理均使马铃薯叶片中PPO活性显著提高, 分别比对照增加了44%和67%。通过液相色谱 质谱/质谱联用仪（LC-MS/MS） 分析, 接虫、 施钾、 接虫+施钾处理均不同程度上调了PPO蛋白表达量。Western杂交结果显示： 施钾、 接虫+施钾处理显著增加了PPO的相对表达量, 且接虫+施钾处理使该相对表达量达到最高。结果说明, 施钾、 接虫+施钾处理通过诱导马铃薯叶片中的PPO活性, 从一个侧面提高了马铃薯抗蚜虫能力。     

外源水杨酸和茉莉酸诱导巨峰葡萄抗根瘤蚜

【目的】水杨酸和茉莉酸在植物诱导防御虫害反应中发挥着重要作用。本研究旨在探讨水杨酸和茉莉酸诱导葡萄对根瘤蚜的抗性。【方法】以盆栽巨峰为试材,在接种葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifoliae的同时喷施水杨酸和茉莉酸,测定和评估了对根瘤蚜生长发育及产卵量的影响,以及对葡萄根系抗氧化相关酶［过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT）］活性、丙二醛（MDA）含量、新梢生长量及光合速率的影响。【结果】水杨酸和茉莉酸诱导处理显著降低了根瘤蚜卵量及下代1,2龄若蚜总数,接种35 d后根瘤蚜的产卵量分别减少了41.35％和50.00％,1龄和2龄若蚜总数分别减少了42.31％和50.00％;根瘤蚜侵染后根系中POD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,且水杨酸和茉莉酸诱导处理在各测定时期均高于仅接种根瘤蚜处理;水杨酸和茉莉酸处理的根系中MDA含量在各测定时期均低于仅接种根瘤蚜处理;水杨酸和茉莉酸处理降低了根瘤蚜侵染对植株地上部生长及光合的抑制。接种处理后第30天,仅接种根瘤蚜处理的植株地上部生长量减少了48.11%,光合速率降低了58.77％,而水杨酸和茉莉酸处理后的新梢生长量分别减少了31.57％和25.71％,光合速率分别降低了32.89％和24.67％。【结论】叶片喷洒茉莉酸和水杨酸能够降低根瘤蚜种群密度,并提高葡萄根系活性氧清除能力和防御酶活性,缓解树势衰退。     

施钾提高蚜害诱导的小麦茉莉酸含量和叶片相关防御酶活性

研究表明,施钾能够提高作物对蚜虫的抗性,但其机理尚不明确。试验采用营养液培养的方法,设置2 mmol/L和0.005mmol/L KCl两个钾浓度,分析不同钾水平培养下的小麦植株在蚜虫为害后,体内茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)的含量和脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)等防御酶活性的变化。结果表明,低钾胁迫显著降低了小麦体内JA和SA的含量,并且诱导LOX和POD酶活性增强,但是对PPO和PAL酶活性没有显著影响。蚜虫为害48 h后,高钾小麦体内JA含量显著高于低钾植株,而SA含量没有明显变化。高钾显著提高了蚜虫为害后小麦叶片中的LOX、PAL、PPO和POD酶活性,而低钾小麦体内4种酶的活性在整个虫害调查期间均没有显著变化。研究表明,充足供钾能够显著提高小麦受到蚜虫为害后体内茉莉酸含量,激活其体内的JA信号传导途径,从而提高防御酶活性,增强其对蚜虫的抵御能力。     

外源茉莉酸诱导枸杞对枸杞蚜生长发育和繁殖的影响

为了明确外源茉莉酸对枸杞的诱导抗性及其对害虫的影响,在室内25℃条件下用3种浓度的茉莉酸喷施枸杞苗木,以喷施丙酮+蒸馏水（配比1∶599）作为对照,测定了枸杞蚜在处理后苗木上的生长发育和繁殖情况。结果表明：外源茉莉酸诱导枸杞苗木后,枸杞蚜若虫发育历期延长,成虫寿命缩短、产仔量下降,枸杞蚜体重减轻,其影响程度与茉莉酸浓度有关。0.01 mmol/L茉莉酸诱导枸杞蚜若虫期最长,为4.93 d,比对照延长1.9 d。茉莉酸诱导成虫产仔量显著减少,且浓度越高产仔量越少,0.1 mmol/L浓度下产仔量为25头,比对照少19头。3种浓度的茉莉酸诱导均使枸杞蚜成虫寿命较对照缩短3 d左右。茉莉酸诱导对枸杞蚜体重的影响从3日龄后逐渐显现,5日龄时最显著,处理组与对照组蚜虫体重相差0.128～0.184 mg,对照组蚜虫平均重0.395 mg,0.01 mmol/L处理组蚜虫重量仅0.211 mg。     

甘肃定西地区主栽品种马铃薯颗粒全粉品质分析

以甘肃定西地区主栽的7个品种马铃薯为原料,采用微波工艺生产马铃薯颗粒全粉,并测定其原料品质指标（干物质、总淀粉、直链淀粉、还原糖、维生素C含量）和其颗粒全粉的功能指标（蓝值、持水性和持油性）。结果表明：除克新1号品种马铃薯的干物质含量偏低、还原糖含量较高以外,其余6个品种费乌瑞它、陇3、青薯6号、冀张薯8号、陇薯6号、庄薯3号均符合加工全粉的要求;马铃薯原料中总淀粉含量高,则游离淀粉的含量相对较高。7个品种马铃薯颗粒全粉的蓝值顺序为费乌瑞它>冀张薯8号>庄薯3号>青薯6号 > 陇薯3号>陇薯6号> 克新1号;持水性顺序为冀张薯8号>费乌瑞它>青薯6号>庄薯3号>陇薯3>陇薯6>克新1号;持油性高低顺序是克新1号>青薯6号>冀张薯8号>庄薯3号>陇薯3号>陇薯6号>费乌瑞它。该结果可为甘肃省定西地区马铃薯颗粒全粉生产的原料选择和颗粒全粉应用提供科学依据。     

外源茉莉酸甲酯对辣椒烟粉虱的影响

化学农药仍是目前蔬菜烟粉虱Bemisia tabaci防控的重要措施,研发有效的非化学措施防控烟粉虱是蔬菜绿色生产亟待解决的问题。本文以苏椒15号（感性品种）和新苏椒五号（抗性品种）辣椒Capsicum annuum L.为对象,通过在辣椒上喷施茉莉酸甲酯,研究外源茉莉酸甲酯对烟粉虱发育历期、存活率、消化酶活性和田间烟粉虱种群动态的影响。研究发现,取食茉莉酸甲酯处理的辣椒后烟粉虱的发育历期显著延长、存活率明显下降。其中取食感性品种辣椒和抗性品种辣椒的烟粉虱发育历期分别延长7.66 d和9.66 d,存活率分别下降10.5%和9.89%;取食感性品种辣椒的烟粉虱主要是延长卵期、4龄若虫期和伪蛹期,而取食抗性品种辣椒的烟粉虱各历期均延长。外源茉莉酸甲酯对烟粉虱体内消化酶的活性也有明显的影响,取食茉莉酸甲酯处理的辣椒后烟粉虱的消化酶活性显著下降,取食感性品种辣椒和抗性品种辣椒24 h后,胰蛋白酶活力分别较对照下降了61.86%和45.0%,糜蛋白酶活性分别较对照下降了47.29%和40.11%。大田辣椒上喷施茉莉酸甲酯后,烟粉虱的种群数量迅速下降,但在抗性品种和感性品种上烟粉虱的校正虫口减退率没有明显的差异。研究发现,外源茉莉酸甲酯处理,可以延缓烟粉虱的发育速率,降低胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性,对田间烟粉虱种群也有较好的控制作用。     

脂氧合酶在诱导红豆杉细胞产紫杉醇中的作用

对红豆杉悬浮培养细胞中脂氧合酶(LOX)在诱导子诱导紫杉醇合成中的作用进行了探讨。结果表明真菌诱导子处理可提高细胞内LOX的活性和紫杉醇的产量,而诱导前用LOX抑制剂菲尼酮处理,可完全抑制诱导子对LOX活性和紫杉醇合成的诱导作用。说明LOX途径可能参与了紫杉醇的合成过程。外加茉莉酸甲酯也可激活LOX活性和紫杉醇合成,诱导前用菲尼酮处理可抑制诱导子诱导的LOX活性和紫杉醇合成,说明外源茉莉酸甲酯可能是通过激活细胞内LOX途径而启动下游紫杉醇的合成。为了进一步研究脂氧合酶在紫杉醇合成中的作用。我们还对红豆杉细胞脂氧合酶的分布和分子量等性质进行了研究。     

不同诱导处理对番茄叶片营养物质含量及防御酶活性的影响

本文研究了番茄在不同时间下受西花蓟马Frankliniella occidentalis危害(DTF)、机械损伤(MW)、茉莉酸(JA)和水杨酸甲酯(MeSA)外源诱导后,叶片营养物质含量和防御酶活性的变化。结果表明:各种诱导处理24 h和36 h时,番茄叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量不同程度的下降,其中虫害处理36 h时,叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量下降最明显;在48 h时除水杨酸甲酯处理外,番茄营养物质含量均显著升高。β-1,3葡聚糖酶(PR-2)活性在虫害、机械损伤和茉莉酸处理24 h和36 h后均升高,其中虫害处理的PR-2活性最高。各种处理均能诱导番茄叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性明显升高,且均随时间的延长持续升高。所有处理24 h时的番茄叶片多酚氧化酶(PPO)均被激发。各种处理均能导致植株的脂氧合酶(LOX)活性升高,但不同处理诱导的LOX活性升高的时间不同。结果表明,番茄能通过改变营养物质含量和防御酶活性对不同诱导处理作出生理应激反应,但反应程度与诱导方式和时间有关。     

茉莉酸甲酯对茶条槭悬浮细胞没食子酸合成的影响

为了研究茶条槭悬浮细胞中没食子酸的合成,该研究进行了茉莉酸甲酯诱导试验。通过添加茉莉酸甲酯,利用HPLC检测诱导后细胞中没食子酸的含量变化情况,同时利用电导仪、酸度计、分光光度计法和激光共聚焦显微镜对培养液和细胞进行电导率、pH值、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及细胞形态等进行分析。结果表明:(1)相对于正常培养的细胞,添加100μmol·L~(-1)的茉莉酸甲酯诱导24 h时,没食子酸的含量达到最高为12.49 mg·g~(-1),其含量是对照的2倍左右。(2)茉莉酸甲酯的添加导致细胞培养液的pH值和电导率成波动趋势,细胞膜受损,通透性增大,细胞核分散,出现多个细胞核现象。(3)细胞内可溶性蛋白含量在诱导24 h、72 h和5 d时达到高峰,其含量分别是对照的1.4、1.67、2.07倍左右。(4)苯丙氨酸解氨酶活性在诱导24 h和5 d时分别出现一次高峰,其活性分别是对照的2倍和3.75倍。研究认为,茉莉酸甲酯处理短时间内促进了茶条槭细胞内没食子酸含量的积累,细胞内PAL活性和可溶性蛋白含量有所增加,对细胞液中的pH值和电导率影响不显著。     

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