干旱期间春小麦叶片多胺含量与作物抗旱性的关系

使用两种抵制剂ＭＧＢＧ（抑制ＳＡＭＤＣ活性）和ＡＯＡ（抑制ＡＣＣ合成酶活性）研究了干旱期间两个春小麦品种８１３９（抗旱性较弱）和５０４（抗旱性较强）叶片多胺（Ｐｕｔ、Ｓｐｄ和Ｓｐｍ）含量、ＲＷＣ水平、ＳＯＤ和ＰＯＤ活性以及ＭＤＡ含量的变化,并由此探讨了不同类别多胺与作物抗旱性的关系以及多胺与乙烯在作物对干旱胁迫响应过程中对共同前体ＳＡＭ的竞争趋向及其生理意义。     

干旱胁迫下小麦幼苗根、叶多胺含量和多胺氧化酶活性的变化

 以抗旱性不同的两个小麦品种（‘晋麦33’和‘温麦8’）（Triticum aestivum cv. Jinmai 33 and Wenmai 8）为材料,研究了干旱胁迫下多胺含量和多胺氧化酶活性的变化。结果表明：旱过程中,幼苗根、叶中腐胺（Put）、亚精胺（Spd）、精胺（Spm）3种多胺含量和多胺氧化酶（PAO）活性先迅速升高,而后下降。与抗旱性弱的‘晋麦33’相比,抗旱性强的品种‘温麦8’幼苗根、叶中Spd、Spm 含量初期升高幅度大,之后下降速率减慢;PAO活性的变化与之相反,‘晋麦33’的PAO活性提高的幅度大于‘温麦8号’。多胺含量和PAO活性在小麦幼苗的根与叶之间呈极显著正相关。干旱初期,小麦根、叶中多胺迅速积累可能是干旱胁迫反应的一个信号,随后较高的Spd、Spm 水平有利于增强小麦幼苗的抗旱性。     

春小麦水分胁迫响应中的ACC、MACC合成及乙烯的释放

水分胁迫使两个抗旱性不同的春小麦 (TriticumaestivumL .)品种“8139”(抗旱性较弱 )和“5 0 4”(抗旱性较强 )叶片ACC和MACC含量于胁迫初期下降后期升高 ,ACC合酶活性持续升高 ,乙烯释放量在 8139中下降而在5 0 4中先大幅升高而后下降。两种作用效果相反的抑制剂MGBG (抑制SAMDC活性 )和AOA (抑制ACC合酶活性 )均明显影响了两品种春小麦叶片以上各指标的变化。结果表明 ,水分胁迫下作物乙烯的释放量并不与其合成直接前体ACC的量成正相关 ;胁迫乙烯在抗性品种中于胁迫初期的升高可能是植物胁迫信号传导的响应之一 ,是一种干旱适应现象 ,可能与作物的干旱忍耐形成有关 ,而MACC具有调节胁迫乙烯释放的特殊生理作用。     

春小麦水分胁迫响应中的ACC、MACC合成及乙烯的释放

水分胁迫使两个抗旱性不同的春小麦 (Triticum aestivum L.) 品种"8139"(抗旱性较弱)和"504"(抗旱性较强)叶片 ACC 和 MACC 含量于胁迫初期下降后期升高,ACC 合酶活性持续升高,乙烯释放量在 8139 中下降而在 504 中先大幅升高而后下降.两种作用效果相反的抑制剂 MGBG (抑制SAMDC 活性)和 AOA (抑制 ACC 合酶活性) 均明显影响了两品种春小麦叶片以上各指标的变化.结果表明,水分胁迫下作物乙烯的释放量并不与其合成直接前体 ACC 的量成正相关;胁迫乙烯在抗性品种中于胁迫初期的升高可能是植物胁迫信号传导的响应之一,是一种干旱适应现象,可能与作物的干旱忍耐形成有关,而 MACC 具有调节胁迫乙烯释放的特殊生理作用.     

小麦幼苗根系核蛋白体上结合态多胺与渗透胁迫关系

检测了渗透胁迫下, 小麦幼苗根系核蛋白体(deoxyribonucleic acid-protein, DNP)上的非共价结合态多胺(noncovalently conjugated polyamines, NCC-PAs)和共价结合态多胺(conjugated polyamines, CC-PAs)的含量. 两个品种的NCC-Spm(精胺)含量都因渗透胁迫而上升, 而且抗旱性强的豫麦18上升幅度明显大于抗旱性弱的扬麦9号; 豫麦18的NCC-Spd(亚精胺)含量因胁迫明显上升, 而扬麦9号的NCC-Spd变化不明显; 在两个品种中未检测到NCC-Put(腐胺). 外源Spm处理明显促进了渗透胁迫下扬麦9号核蛋白体上NCC-Spm和NCC-Spd含量的上升, 也提高了扬麦9号幼苗对渗透胁迫的抗性; 甲基乙二醛-双(鸟嘌呤腙)(即MGBG: Spd和Spm的生物合成的抑制剂)处理豫麦18的效应相反. 两品种小麦幼苗在渗透胁迫下根系核蛋白体上共价结合态腐胺(covalently conjugated, CC-Put)和CC-Spd水平上升, 抗旱性强的豫麦18的上升幅度明显大于抗旱性弱的扬麦9号. 菲咯啉(即o-Phen, CC -PAs合成酶, 转谷酰胺酶(TGase)的抑制剂)处理明显抑制了渗透胁迫下豫麦18小麦幼苗根系核蛋白体上CC-PAs的上升, 而且明显降低其幼苗的抗性. 这些结果表明: 渗透胁迫下小麦幼苗根系核蛋白体上NCC-Spm和NCC-Spd以及CC-Put和CC-Spd水平的上升有利于增强小麦幼苗适应渗透胁迫的能力.     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明:与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片乌氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

γ-氨基丁酸对低氧胁迫下甜瓜幼苗多胺代谢的影响

以‘西域一号’甜瓜为试验材料,采用营养液水培法,研究了低氧胁迫下外源添加γ-氨基丁酸(GABA)对甜瓜幼苗多胺代谢的影响.结果表明：与通气对照相比,低氧胁迫处理的甜瓜幼苗谷氨酸脱羧酶(GAD)活性和GABA含量显著提高,同时多胺合成酶活性提高诱导多胺含量显著增加,但二胺氧化酶(DAO)和多胺氧化酶(PAO)活性也显著提高;根系精氨酸脱羧酶(ADC)活性提高幅度较大,导致根系游离态腐胺含量较高,而叶片鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)活性提高幅度较大,导致叶片游离态亚精胺(Spd)含量较高;根系游离态DAO和PAO活性显著低于叶片,其细胞壁结合态PAO活性显著高于叶片.与低氧胁迫处理相比,低氧胁迫下外源添加GABA处理的甜瓜幼苗叶片和根系中GABA和谷氨酸含量均显著提高,而GAD活性显著降低;精氨酸、鸟氨酸、甲硫氨酸含量的提高促使多胺合成酶活性显著提高,从而诱导多胺含量显著增加,DAO和PAO活性显著降低.     

ABA和NaCl对碱蓬多胺和脯氨酸代谢的影响

比较了 5 0 μmol/L的ABA和 4 0 0mmol/L的NaCl对碱蓬植株内脯氨酸 (Pro)和多胺 (PAs)含量和代谢关键酶活性的影响。结果表明 :ABA处理能诱导碱蓬植株吡咯啉 5 羧酸合成酶 (P5CS)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、多胺氧化酶 (PAO)和脯氨酸脱氢酶 (ProDH)活性上升 ,Pro和游离多胺含量增加。ABA NaCl处理促进碱蓬植株体内Pro和PA的积累。与NaCl处理相比 ,ABA NaCl处理后碱蓬植株P5CS活性显著上升 ,ProDH活性变化不明显 ,ODC活性极显著上升 ,PAO和转谷酰胺酶 (TGase)活性上升 ,从而使Pro和游离多胺含量均显著上升 ,游离态多胺 (Spd PAx) /Put提高 ,结合态多胺总量上升。ABA NaCl处理对碱蓬植株体内Pro和PAs合成的促进与其对生长速率的促进效应相一致     

外源多胺对盐胁迫下玉米叶绿体结合态多胺水平和光合作用的影响

在100 mm o l/L N aC l胁迫下,研究了外源多胺-腐胺(Pu t)、尸胺(C ad)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)对玉米幼苗生长、光合速率和PSⅡ光化学效率(Fv/Fm)、叶绿体结合多胺和叶片丙二醛(M DA)含量以及抗氧化酶活性的影响.结果表明,叶面喷施1 mm o l/L的Pu t、Spd和Spm可显著增加盐胁迫下玉米幼苗干物质重、叶绿体内结合态多胺的含量、叶片净光合速率和PSⅡ光化学效率(Fv/Fm),并降低了叶片中M DA含量.外源Spd和Spm明显增加盐胁迫下玉米幼苗的抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性;外源Pu t可增强APX和POD活性,对CAT活性的影响不明显.这些结果表明多胺对玉米盐害的缓解作用可能是由于提高了叶绿体中结合态多胺的含量和叶片抗氧化酶的活性,从而增强了盐胁迫下的玉米光合能力.     

NaCl胁迫对菜用大豆种子多胺代谢的影响

采用蛭石栽培,在100 mmol·L-1NaCl胁迫下,对耐盐性不同的两个品种菜用大豆种子的丙二醛(MDA)含量和多胺(PAs)代谢进行了研究.结果表明:NaCl胁迫显著增加了菜用大豆种子的MDA含量,但耐盐品种‘绿领特早’(LL)的增幅低于盐敏感品种‘理想高产95-1’(LX).与LX相比,LL种子在整个NaCl胁迫期间均维持了相对较高的游离态精胺(Spm)、结合态Spm、结合态亚精胺(Spd)、束缚态Spd和束缚态腐胺(Put)含量,较高的(Spd +Spm )/Put 和(cPAs+bPAs)/fPAs值及较低的Put/PAs值,在胁迫中、后期(9～15 d)维持了相对较高的游离态Spd含量;胁迫期间,LL的精胺酸脱羧酶(ADC)长时期(6～15 d)保持相对较高的活性,而多胺氧化酶(PAO)则长时期(6～15 d)维持相对较低的活性.综上,LL具有较强的多胺合成能力及较强的Put向Spd和Spm以及游离态多胺向结合态和束缚态多胺转化的能力,进而有效抑制了细胞的膜脂过氧化,这可能是其耐盐性较强的重要原因之一.     

外源精胺对小麦幼苗抗氧化酶活性的促进作用

外源精胺（Spm）降低了离体小麦叶片衰老时MDA的含量,且降低程度与精胺的浓度成正比。0.2mmol/L的精胺提高了小麦幼苗体内的超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化氢酶（CAT）,过氧化物酶（POD）及抗坏血酸过氧化物酶（ASP）的活性。体内及体外试验表明精胺既可诱导SOD与POD的合成,又可直接作用于酶分子上以提高酶的活性;精胺对CAT合成仅能诱导,对已有酶活性无调节作用;精胺对ASP的合成无影响,却能促进已有酶的活性。     

月季切花衰老过程中多胺与乙烯的关系

月季切花瓶插过程中,内源腐胺在前2天略有增加,内源亚精胺、精胺、多胺总量则呈下降趋势,乙烯释放速率在第3天达到最高峰;多胺抑制剂甲基乙醛-双咪腙处理抑制了亚精胺、精胺的合成,增加了乙烯的释放速率;乙烯抑制剂氨氧乙酸处理推迟腐胺高峰的到来,降低了乙烯的释放速率,而且在瓶插期的前2天内源亚精胺、精胺含量较高。结果表明,具乙烯跃变型特征的月季切花衰老过程中,多胺与乙烯在其生物合成过程中相互竞争S-腺苷甲硫氨酸作为其合成的前体。     

锌硼营养对苦瓜产量品质与叶片多胺、激素及衰老的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法,研究了锌硼营养对苦瓜(株洲长白)产量品质与叶片多胺、激素及衰老的影响。结果表明,在锌硼缺乏的土壤中施用硫酸锌和硼砂均可提高苦瓜产量,并可提高苦瓜蛋白质、Vc和17种氨基酸含量,尤其是人体必需氨基酸含量,降低NO3^-含量,改善苦瓜品质。这与锌硼提高了叶片多胺(PAs)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)、抗坏血酸(ASA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶的活性,减少脱落酸(ABA)、丙二醛(MDA)含量,从而抑制膜脂过氧化有关试验结果同时表明苦瓜产量与叶片PAs、Put、Spd、Spm、GA3、SOD、POD、CAT呈极显著正相关,与叶片MDA与ABA含量呈极显著负相关。叶片MDA含量与ABA呈极显著正相关,而与PAs、Put、Spd、Spm、ASA、IAA、CA3、SOD、POD、CAT呈极显著负相关。     

Role of spermidine and spermine in alleviation of drought-induced oxidative stress and photosynthetic inhibition in Chinese dwarf cherry (Cerasus humilis) seedlings

To investigate the effect of exogenous Spermidine (Spd) and Spermine (Spm) on drought-induced damage to seedlings of Cerasus humili, relative water content (RWC), malondialdehyde content, relative electrolyte leakage, superoxide (O₂ ^?, SOD) generation rate, hydrogen peroxide (H₂O₂), endogenous polyamines (PAs), antioxidant enzymes [SOD and peroxidase (POD)] activities, PA-biosynthetic enzymes [arginine decarboxylase (ADC), ornithine decarboxylase (ODC), S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC)] activities, as well as photosynthetic parameters, were measured in greenhouse cultured seedlings of C. humili. The results showed that either exogenous Spd or Spm (0.2 mM) significantly enhanced the level of RWC and prevented drought-induced lipid peroxidation. They also significantly enhanced photosynthetic capability and decreased O₂ ^? generation rate and H₂O₂ content. In addition, Spd and Spm helped to maintain SOD and POD activities in C. humili seedlings subjected to water stress, suggesting that they exerted a positive effect on antioxidant systems. The contents of endogenous free putrescine, Spd and Spm were increased to different extents in water-stressed C. humili seedlings. By the end of drought treatment (21 days) with exogenous Spd or Spm, the contents of free Spd increased by 30 and 38 %, respectively, and endogenous Spm increased by 41 and 26 %, respectively, compared with water-stressed plants. Furthermore, exogenous Spd or Spm enhanced the activities of ADC, ODC, and SAMDC. The pretreatment with Spd or Spm prevents oxidative damage induced by drought, and the protective effect of Spd was found to be greater than that of Spm.     

外源亚精胺对荇菜抗Hg2+胁迫能力的影响

3 mg/L的Hg2降低了叶内亚精胺(spermidine,Spd)、精胺(spermine,Spm)含量,促进了腐胺(put resci ne,Put)合成,喷施Spd可提高叶内Spd、Spm含量,对Put含量则在低浓度下使其下降、高浓度(将近1mmo1/L)下使之上升.3mg/L的Hg2 可显著降低SOD、CaT、APx活性,提高02-产生速率,导致膜脂过氧化物(MDA)过量积累,造成叶绿素、可溶性蛋白大幅度下降.而喷施Spd可减轻Hg2 处理的这些作用,喷施的最适浓度为0.1～0.5 mmol/L.     

水分胁迫对小麦幼苗叶片多胺含量的影响

水分胁迫下小麦幼苗叶片多胺含量变化的研究表明,聚乙二醇(PEG)的渗透胁迫明显提高了抗旱性强的周麦系列幼苗叶片游离态Put、Spd和Spm的含量和抗旱性弱的温麦6号的Put含量。外源Spd显著提高了水分胁迫下温麦6号的Spd的含量,对其抗性也有所改善。外源MGBG(Spd和Spm生物合成抑制剂)可提高水分胁迫下周麦12号Put的含量,但降低了Spd和Spm的含量和幼苗的抗性。     

外源多胺对铜胁迫下水鳖叶片多胺代谢、抗氧化系统和矿质营养元素的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源亚精胺(Spd)和精胺(Spm)对Cu胁迫下水鳖叶片3种形态多胺(PAs)、抗氧化系统及营养元素的影响。结果表明:(1)Cu胁迫使水鳖叶片腐胺(Put)急剧积累,Spd和Spm明显下降,从而使(Spd+Spm)/Put比值也随之下降。外源Spd和Spm显著或极显著逆转Cu诱导的PAs变化,抑制Put的积累,缓解Spd和Spm的下降,从而提高了(Spd+Spm)/Put比值。(2)外源Spd和Spm抑制了Cu胁迫诱导的多胺氧化酶(PAO)的增加,缓解了二胺氧化酶(DAO)的下降。(3)与单一Cu胁迫相比,Spd和Spm显著或极显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性和抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)、游离脯氨酸(Pro)含量,从而降低了超氧阴离子(O2.-)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量,极显著降低了丙二醛(MDA)含量,缓解了Cu诱导的氧化胁迫。(4)外源Spd和Spm显著或极显著缓解了Cu胁迫下矿质营养元素吸收平衡的紊乱。以上结果均说明了外施Spd和Spm可增加水鳖对Cu胁迫的耐受性。