外源亚精胺对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素代谢的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培加营养液浇灌的栽培方式,研究了外源亚精胺( Spd)对高温胁迫(42℃)下黄瓜幼苗氮素代谢的影响.结果表明:短期高温胁迫处理,尤其是4h内,植株硝态氮含量降低而铵态氮含量升高;外源Spd预处理使幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且硝酸还原酶(NR)活性增强.较长期高温胁迫处理下,幼苗根系中硝态氮含量升高但向地上部运输受阻,根系NR钝化,根系和叶片中铵态氮含量均显著升高;高温胁迫下喷施Spd,除进一步促进根系吸收硝态氮且向地上部运输外,根系和叶片NR活性亦有所升高,从较长期的效果看,外源Spd还具有防止铵态氮过度积累、促进幼苗体内氮素代谢趋于正常的作用.     

高温胁迫下番茄幼苗对冷激的响应

高温逆境是影响夏秋季蔬菜设施集约化育苗质量的主要因素之一,利用温度逆境诱导植物产生交叉适应是植物获得抗逆性的一种有效手段.为探索冷激强度对番茄幼苗高温胁迫的缓解效应,试验采用人工气候箱模拟夏季设施中的高温胁迫,研究了不同冷激温度(5、10、15 ℃)和冷激持续时间(10、20、30 min)对番茄幼苗生长、生物膜保护系统的影响,并研究了单次适宜冷激处理对番茄小分子热激蛋白LeHSP23.8和CaHSP18基因表达的影响.结果表明： 在高温胁迫前对番茄幼苗进行冷激处理可以抑制其下胚轴的伸长和株高的生长.冷激缓解番茄幼苗高温胁迫的效应在不同冷激温度下表现出不同的变化趋势;5 ℃冷激处理抑制了番茄幼苗抗氧化酶活性的升高,使细胞膜透性增大,对幼苗产生伤害;10 ℃冷激处理对番茄幼苗高温胁迫的缓解效应随冷激时间的延长呈降低趋势;而15 ℃冷激处理缓解番茄幼苗高温胁迫的效应随冷激时间的延长呈增加趋势.适宜冷激温度和冷激持续时间能够诱导番茄幼苗对高温逆境的交叉适应性,在高温胁迫前将番茄幼苗进行温度为10 ℃、持续10 min的冷激处理效果最佳,与对照相比,显著提高了高温胁迫下番茄幼苗植株单株干质量和壮苗指数,降低了番茄幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量,促进了脯氨酸和可溶性蛋白的积累,提高了番茄幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT) 3种抗氧化酶活性,并诱导了小分子热激蛋白基因LeHSP23.8和CaHSP18在常温条件下的上调表达.
     

褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响

以‘津春4号’黄瓜幼苗为试材,采用叶面喷施的方法,研究了外源褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸代谢系统的影响.结果表明:高温胁迫后,黄瓜幼苗叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显增加;还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量持续下降,脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐升高,AsA/DHA和GSH/GSSG大幅下降;抗坏血酸过氧化物酶(APx)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显升高,并在12 h达到最大.外施褪黑素能有效抑制高温胁迫下黄瓜幼苗叶片H2O2和MDA的积累,提高抗氧化物质AsA和GSH含量及抗坏血酸代谢相关酶APx、MDHAR、DHAR和GR活性,从而增强对H2O2的清除能力,抑制活性氧的产生,维持细胞膜的稳定性,减轻高温对植株造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力.     

外源Spd对盐碱胁迫下番茄幼苗氮代谢及主要矿质元素含量的影响

采用水培方法,研究了盐碱与Spd处理对两品种番茄（中杂9号和金棚朝冠）幼苗氮代谢及主要矿质元素含量的影响.结果表明： 盐碱胁迫下,番茄幼苗干生物量显著减少,植株生长受到抑制;叶片和根系硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性及硝态氮（NO₃^--N）、全N、全K、Ca²⁺、Mg²⁺含量显著降低,铵态氮（NH₄⁺-N）、Na⁺含量显著增加;两品种叶片及中杂9号根系谷氨酸脱氢酶（GDH）活性显著升高,金棚朝冠根系GDH活性变化不显著;叶片全P含量显著降低,根系全P含量显著升高（金棚朝冠）或无显著变化（中杂9号）.Spd处理通过增强NR、GS、GOGAT活性提高了植株对NH₄⁺的同化利用率,有效缓解了盐碱胁迫导致的氮代谢紊乱,进而促进不同器官对P、K、Ca、Mg、Na的吸收、释放或转运,在一定程度上维持了各元素之间的相对平衡,从而增强植株对逆境的适应能力.此外,盐碱对中杂9号的抑制作用及外源Spd对其氮代谢紊乱和营养失衡的缓解作用高于金棚朝冠.     

外源Spd对盐碱胁迫下番茄幼苗氮代谢及主要矿质元素含量的影响

采用水培方法,研究了盐碱与Spd处理对两品种番茄(中杂9号和金棚朝冠)幼苗氮代谢及主要矿质元素含量的影响.结果表明:盐碱胁迫下,番茄幼苗干生物量显著减少,植株生长受到抑制;叶片和根系硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性及硝态氮(NO3--N)、全N、全K、Ca2+、Mg2+含量显著降低,铵态氮(NH4+-N)、Na+含量显著增加;两品种叶片及中杂9号根系谷氨酸脱氢酶(GDH)活性显著升高,金棚朝冠根系GDH活性变化不显著;叶片全P含量显著降低,根系全P含量显著升高(金棚朝冠)或无显著变化(中杂9号).Spd处理通过增强NR、GS、GOGAT活性提高了植株对NH4+的同化利用率,有效缓解了盐碱胁迫导致的氮代谢紊乱,进而促进不同器官对P、K、Ca、Mg、Na的吸收、释放或转运,在一定程度上维持了各元素之间的相对平衡,从而增强植株对逆境的适应能力.此外,盐碱对中杂9号的抑制作用及外源Spd对其氮代谢紊乱和营养失衡的缓解作用高于金棚朝冠.     

NaCl胁迫下亚精胺对番茄种子萌发及幼苗抗氧化系统的影响

采用盆栽试验,研究了NaCl胁迫下外源亚精胺（Spd）浸种处理对“白果强丰”番茄种子萌发、幼苗生长及叶片抗氧化系统的影响.结果表明：Spd浸种处理的番茄种子发芽率（G_r）、发芽指数（G_i）和活力指数（V_i）均显著增加,分别比单纯NaCl处理增加了104.90%、142.31%和122.22%,而番茄种子的平均发芽时间（MGT）缩短了4.97%;Spd浸种处理提高了NaCl胁迫下番茄幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低了O₂^-·产生速率和过氧化氢（H₂O₂）含量,进而降低了丙二醛（MDA）含量和质膜电解质渗漏率,增加了叶片可溶性蛋白质含量,促进了番茄幼苗生长.表明Spd浸种促进了NaCl胁迫下番茄种子的萌发及幼苗生长,增强了植株的抗盐性.     

外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗体内抗氧化酶活性的影响

以不同耐盐性黄瓜品种“长春密刺”和“津春2号”为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片与根系中超氧阴离子(O2-.)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源Spd对未经盐胁迫处理(对照)黄瓜幼苗体内O2-.产生速率、SOD、CAT和POD活性均无显著性影响;盐胁迫处理提高了O2-.产生速率,SOD、POD和CAT活性都有不同程度的升高;外源Spd处理进一步提高了盐胁迫下SOD、POD和CAT活性,减缓了O2-.产生速率。与耐盐型“长春密刺”品种相比,盐胁迫对盐敏感型“津春2号”影响较大,外源Spd对盐敏感型黄瓜品种盐胁迫伤害的缓解作用较大。表明盐胁迫下外源Spd可缓解盐胁迫对膜的伤害,从而提高黄瓜幼苗的耐盐性。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

以黄瓜品种‘津春4号’为试材,用叶面喷施的方法,研究了高温胁迫条件下外源褪黑素(melatonin,MT)对黄瓜幼苗活性氧（ROS）代谢的影响.结果表明：外源MT能显著降低高温胁迫下黄瓜叶片超氧阴离子自由基（O₂^-.）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、电解质漏渗率（relative electric conductivity, REC）及丙二醛(MDA)含量,增强黄瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,提高抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）及可溶性蛋白质含量.说明MT预处理能抑制高温胁迫条件下黄瓜幼苗体内ROS的产生,提高抗氧化酶系的活性及抗氧化物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,减少电解质的外渗,减轻高温胁迫对幼苗造成的伤害,提高幼苗抗高温胁迫的能力.     

外源褪黑素对高温胁迫下菊花光合和生理特性的影响

以切花菊品种'神马'为试材,研究外源褪黑素(MT)对菊花抗高温胁迫的影响.将供试菊花叶面喷施200 μmol·L-1的MT后,进行40℃(昼)/35℃(夜)高温胁迫,观察菊花叶片叶绿体和内囊体超微结构,测定光合和生理指标.结果表明:与常温对照(CK)相比,高温胁迫下菊花叶片叶绿体和类囊体受损,叶绿素含量和最大荧光(Fm...     

外源亚精胺对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下亚精胺(Spd)对黄瓜幼苗净光合速率（P_n）、细胞间隙CO₂浓度（C_i）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）以及量子效率（Φ_c）和羧化效率（CE）的影响.结果表明,低氧胁迫下,黄瓜植株P_n呈下降趋势,处理10 d后达最低值,为同期对照的63.33%,而低氧胁迫的外源Spd处理10 d时P_n升高了1.25倍;C_i与P_n呈一定负相关性（R²=0.4730～0.7118）,G_s与T_r的变化幅度较大,低氧胁迫下有明显下降趋势,Spd处理后其值有所上升,两者呈显著相关（R²=0.7821～0.9458）,但与P_n的相关性不显著;低氧下Φ_c和CE比对照分别下降了63.01%和72.33%,而Spd处理后,Φ_c和CE值分别提高了23%和14%.表明在低氧胁迫下黄瓜幼苗的光合抑制主要是由非气孔限制所引起的,而外源Spd可通过对光系统的修饰减轻黄瓜幼苗的低氧胁迫伤害.     

外源亚精胺对盐碱胁迫下番茄幼苗根系线粒体功能的影响

为探讨外源亚精胺(Spd)对盐碱胁迫下番茄根系线粒体功能的影响,采用水培法,以耐性不同的两个番茄品种‘金棚朝冠’（耐盐型）和‘中杂9号’（敏感型）为试材,通过模拟盐碱生态条件(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶9∶9∶1),结合叶面喷施外源0.25 mmol·L^-1Spd,研究盐碱胁迫8 d后Spd对番茄幼苗根系形态和根系线粒体功能的影响.结果表明： 盐碱胁迫下,两个品种番茄根系线粒体内H₂O₂和丙二醛（MDA）含量增加,线粒体膜通透性明显增大,流动性降低,膜电位、线粒体内细胞色素c/a(Cyt c/a)吸光度比值、膜H⁺-ATPase活性显著下降,使线粒体受到不同程度的损伤,从而抑制根系生长,且‘金棚朝冠’的上述指标变化幅度均小于‘中杂9号’.盐碱胁迫下,喷施外源Spd处理的两个品种根系线粒体H₂O₂和MDA含量显著降低,膜通透性减小、流动性增加,膜电位、线粒体内Cyt c/a吸光度比值、膜H⁺-ATPase活性显著提高,可有效缓解盐碱胁迫对番茄幼苗根系线粒体的伤害作用,且这种缓解作用在‘中杂9号’上的表现效果更佳.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

采用营养液栽培,研究了外源亚精胺对50mmol·L-1NaCl胁迫下黄瓜幼苗植株生长、叶片叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数(PSⅡ光化学效率)的影响。结果表明:NaCl胁迫显著降低了黄瓜植株生长量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)(P<0.05),但对PSⅡ实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学淬灭(qP)、有效光化学效率(Fv′/Fm′)、非光化学淬灭(qN)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)无显著影响(P>0.05);外源亚精胺显著提高了盐胁迫下黄瓜植株生长量、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度,增加了ФPSⅡ、qP、Fv′/Fm′,降低了qN(P<0.05);外源亚精胺对Fv/Fm影响不显著(P>0.05)。外源施加亚精胺可增强盐胁迫下黄瓜植株的光合能力,主要是由于减弱了盐胁迫对植株的气孔限制,但对PSⅡ实际光化学效率影响较小,且叶面喷施比根施处理对改善盐胁迫下植株的生长和光合作用更有效。     

外源亚精胺和精胺对NaHCO3胁迫下南蛇藤抗氧化系统的影响

研究了叶面喷施亚精胺和精胺对NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片抗氧化系统的影响.结果表明：外源亚精胺和精胺处理使NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片O₂^-·产生速率、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率显著降低(P<0.05).亚精胺处理明显提高了盐胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶的活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(CAR)和脯氨酸(Pro)等抗氧化剂的含量,但对还原型抗坏血酸(AsA)含量没有作用;精胺处理明显提高NaHCO₃胁迫下POD和APX的活性以及GSH、CAR和Pro的含量,但对SOD和AsA含量影响不显著,甚至引起CAT活性明显降低.亚精胺和精胺处理明显改善了NaHCO₃胁迫下南蛇藤的生长.外源亚精胺和精胺可以改善NaHCO₃胁迫下南蛇藤叶片的膜保护功能,减少叶片中活性氧的积累,从而提高南蛇藤对NaHCO₃胁迫的抗性.     

外源Spd对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化及质子泵活性的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培养加营养液浇灌的栽培方式,研究了叶面喷施外源亚精胺(Spd)对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化程度、质子泵活性及其基因表达的影响.结果表明:高温胁迫下,外源Spd促进黄瓜幼苗株高、茎粗、干、鲜质量和叶面积显著增加,有效抑制叶片相对电导率、丙二醛(MDA)含量和脂氧合酶(LOX)活性的升高,有助于提高叶片细胞质膜和液泡膜H+ -ATPase活性,但在基因表达水平上无显著差异.外源Spd可显著降低黄瓜幼苗叶片膜脂过氧化程度,提高质子泵活性,从而稳定膜的结构和功能,缓解高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高幼苗对高温胁迫的耐性.     

外源NO对铜胁迫下番茄幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

采用营养液培养方法,研究外源NO对铜胁迫下番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)幼苗根系抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环中抗氧化物质和抗氧化酶系的影响.结果表明:外施适量NO(硝普钠)可提高铜胁迫下番茄幼苗根系AsA、GSH含量和AsA/DHA(氧化型抗坏血酸)、GSH/GSSG(氧化型谷胱甘肽),降低DHA和GSSG含量.添加100 μmol·L-1 BSO(谷胱甘肽合成酶抑制剂)处理下,外源NO可提高铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA含量、AsA/DHA及抗坏血酸酶(AAO)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)比活性,降低DHA、GSH、GSSG含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)比活性;添加250 μmol·L-1 BSO处理下,外源NO提高了铜胁迫下番茄幼苗根系的AsA、GSH、GSSG含量、AsA/DHA及APX和GR比活性,降低了DHA含量及AAO、DHAR和MDHAR比活性.说明外源NO影响了铜胁迫下番茄根系的AsA-GSH代谢循环,并通过调节AsA/DHA、GSH/GSSG的变化来减轻氧化胁迫,从而缓解铜胁迫对番茄根系的伤害.     

冷激对高温胁迫下番茄幼苗生长及花芽分化的影响

为了解苗期冷激锻炼对番茄幼苗生长和花芽分化的影响,试验采用人工气候箱模拟夏季设施高温环境,每天对番茄幼苗进行10 ℃、10 min的冷激锻炼,研究冷激处理对高温胁迫下番茄幼苗生长、叶片超微结构和花芽分化进程的影响,并观察定植后开花和坐果情况.结果表明：在4叶期经过冷激锻炼的番茄幼苗茎粗、壮苗指数分别比对照提高了7.2%和55.5%;经过冷激锻炼处理的番茄幼苗叶片中叶绿体和线粒体等细胞器形状及结构正常完整,一定程度上缓解了高温对番茄幼苗叶肉细胞超微结构的破坏;冷激锻炼显著提高了番茄幼苗早期花芽分化的分化进程,但随着苗龄的延长这种差异变得不显著.定植后经冷激处理的番茄幼苗第1、2穗果的坐果数和坐果率显著高于未经冷激处理.表明冷激锻炼不仅能够缓解高温对番茄幼苗细胞超微结构的伤害和生长的胁迫,还有利于早期花芽分化进程的提前,提高番茄坐果数和坐果率.     

低温胁迫下外源褪黑素对番茄幼苗光抑制的缓解效应

为了探究外源褪黑素对低温逆境条件下番茄光合系统破坏的缓解机制,设置常温+水(NW)、常温+褪黑素(NM)、低温+水(CW)、低温+褪黑素(CM)4个处理,对番茄幼苗光合与叶绿素荧光参数、叶绿体抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环效率进行分析。结果表明: 与NW相比,CW的光合速率下降了50.3%～72.6%,叶绿体中的丙二醛含量升高了17.5%～132.7%,超氧阴离子产生速率、H₂O₂含量分别升高了86.5%～235.9%、96.6%～208.4%;而低温下施用褪黑素显著缓解了这一趋势,CM处理光合速率比CW提升了22.7%～24.7%,丙二醛含量、超氧阴离子产生速率、H₂O₂含量分别降低了16.6%～29.0%、14.9%～22.7%、10.7%～27.1%。与CW相比,CM处理光系统Ⅱ光化学能转化系数和调节性能量耗损系数分别升高了15.8%和7.2%,非调节性能量耗损系数下降了24.7%,AsA-GSH循环中关键代谢酶活性均有不同程度的增强。综上,低温下施用外源褪黑素可以平衡光系统Ⅱ的能量分布,增强叶绿体中AsA-GSH循环的活性氧清除效率,进而缓解低温引起的光抑制。     

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。