Cr^6＋胁迫对槐叶苹叶片光合生理特征及超微结构的影响

采用不同浓度Cr6 的10%Hoagland营养液,于人工培养箱进行Cr6 胁迫培养槐叶苹,第7天测定其叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、活性氧产生速率、膜脂过氧化产物的含量、抗氧化系统等的变化,并观察其细胞超微结构。结果显示:随着Cr6 处理浓度的增加,(1)总叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素a/b(Chl a/Chl b)和荧光参数(Fv/Fm和Fv/F0)呈不同程度的下降趋势;超氧阴离子(O2-.)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)显著增加。(2)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)先升高后降低;抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和游离脯氨酸(Pro)也呈先升后降趋势,且始终高于对照。(3)超微结构主要表现为:叶绿体膨大、解体,被膜断裂、消失;线粒体嵴突消失、空泡化;核膜断裂、消失,核仁分散、核质散出。研究表明,Cr6 胁迫破坏了槐叶苹正常生理生化活动,并对叶片超微结构造成不可逆损伤,从而对槐叶苹产生毒害。     

观察异型孢子蕨类植物的好材料——槐叶苹

蕨类植物作为孢子植物有同型孢子和异型孢子之分。在实验教学过程中,通常以同型孢子蕨类为代表,而忽略了异型孢子蕨类。槐叶苹是观察异型孢子蕨类植物的一种好材料。以槐叶苹为材料观察异型孢子具有方便采集、容易培养和便于观察的优点,为植物学实验课程的教学材料提供新资料。     

甘薯幼苗对NaCl胁迫的生理响应及外源钙的缓解效应

以甘薯品种‘徐薯22’为试验材料,研究了不同浓度NaCI胁迫对甘薯幼苗生根、叶片抗氧化能力、渗调物质含量、光合气体交换参数、荧光参数及叶片离子含量的影响及不同浓度Ca^2＋处理对300mmol·L^-1NaCl胁迫的缓解效应。结果表明,低浓度NaCl（50和100mmol·L^-1）胁迫对甘薯幼苗生根及叶片相对电导率和MDA含量影响较小,随着盐度的增加,叶片SOD活性呈先增加后降低趋势,脯氨酸和可溶性糖含量持续增加,叶片Pn、Tr、Gs、F√Fm、RC／CS0、TR0／CS0、ET0／CS0、ФE0及K^＋、Ca^2＋含量、K^＋／Na^＋不断降低,ФD0和Na^＋含量升高;高浓度NaCl（300mmol·L^-1）胁迫下,甘薯幼苗的正常生理代谢受到显著抑制。适当浓度外源ca2’能显著缓解Nacl胁迫对甘薯幼苗的毒害作用,能促进盐胁迫下甘薯幼苗生根,改善细胞的渗透平衡,提高渗透调节能力,降低膜脂过氧化程度,使甘薯叶片维持较高的Fv√Fm、RC／CS0、TR0／CS0、ET0／CS0、ФE0和较低的ФD0,增强光合作用和气孔蒸腾作用效率,说明外施Ca^2＋是提高甘薯耐盐性的一种有效方法。     

Ca2+和K+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80 μmol·L^–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况, 表明各浓度Cd胁迫下外源Ca²⁺的最适缓解浓度均为10 mmol·L^–1; 而K⁺的最适缓解浓度在低浓度(20和40 μmol·L^–1)和高浓度(60和80 μmol·L^–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L^–1和20 mmol·L^–1。在低浓度Cd胁迫下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化, 而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷, 酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降; 高浓度Cd处理下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗的SOD活性升高, POD活性降低, 可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下, 添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱, 表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P<0.05)。以上结果表明, 在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下, 外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应, 缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据, 而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

外源谷胱甘肽对石竹幼苗镉毒害的缓解效应

为了探讨外源谷胱甘肽(GSH)对地被植物镉(Cd)毒害的缓解效应, 采用温室盆栽土培的方法, 研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100 mg·L ^-1)的外源GSH处理对50 mg·kg ^-1 Cd胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响。结果发现, 50 mg·kg ^-1 Cd显著抑制了石竹幼苗的生长。喷施外源GSH后, 一定浓度范围内(≤60 mg·L ^-1)的外源GSH可显著缓解石竹幼苗的Cd胁迫, 过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性, 抗坏血酸(AsA)和GSH含量以及生物量、株高、分蘖数都显著高于无外源GSH处理的石竹幼苗, 而丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性、Cd含量、O₂· ^-的产生速率以及H₂O₂的积累量则显著低于无外源GSH处理的石竹幼苗, 但随着外源GSH喷施浓度的增加, 缓解效应有下降的趋势。试验表明55-65 mg·L ^-1的外源GSH缓解效果最佳。     

镉胁迫对大蒜苗生理特性的影响及施钙的缓解效应

通过营养液水培方式,研究了镉(Cd²⁺)对大蒜苗生长、光合特性、叶片酶活性及主要矿质元素吸收的影响及增施不同浓度钙(Ca²⁺)对镉胁迫大蒜苗的缓解效应. 结果表明：与正常生长的大蒜苗相比,施镉能明显降低大蒜苗的形态指标(株高、假茎粗、假茎长及鲜质量),减少叶片的色素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(E)及气孔导度(g_s),减弱叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性并增加丙二醛(MDA)含量,减少根中矿质元素(N、P、K、Ca、Mg)含量并增加Cd含量. 增施钙能显著促进镉胁迫大蒜苗的生长,随所增施钙浓度的提高,大蒜苗的形态指标均呈现先增大后减小的趋势,在其浓度为2或3 mmol·L^-1时达到峰值;同时,增施钙也可有效提高镉胁迫大蒜叶片的色素含量及光合参数(P_n、E、g_s),其变化趋势与形态指标类似,均在所增施钙浓度为2或3 mmol·L^-1时最高;另外,增施钙能增强镉胁迫大蒜叶片的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性并降低MDA含量,还可增加根中矿质元素(N、P、K、Ca、Mg)含量并减少Cd含量,且施钙浓度为2或3 mmol·L^-1时效果最好.
     

外源亚精胺对槐叶苹耐镉胁迫的增强效应

研究了不同浓度（0.05～1 mmol·L^-1）亚精胺（Spd）对镉（Cd）污染下槐叶苹（Salvinia natans）光合色素、可溶性蛋白、抗氧化系统以及矿质营养的影响,以探讨外源多胺在水生植物重金属胁迫适应中的作用机制.结果表明,外源Spd对槐叶苹的Cd污染胁迫具有明显的缓解作用：Spd延缓了槐叶苹叶片失绿症状,使叶绿素a/b和总叶绿素含量平均增加了18.97%和43.96%;外施Spd后可溶性蛋白含量平均提高了27.89%,SDS-PAGE电泳显示主要是增加了202.15、77.67、52.69、41.83 和25.35 kD的蛋白多肽表达量;外源Spd提高了抗氧化酶系统（SOD、POD、CAT）的活性和小分子保护物质［抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）和类胡萝卜素（Car）］的含量,前者平均分别增加了12.44%、66.90%和51.23%,后者依次增加11.21%、17.60%和24.81%;外施Spd能更好地维持槐叶苹对P、K、Fe、Na、Mg、Zn和Mn等的平衡吸收（Ca除外）.综合分析发现,0.05～0.1 mmol·L^-1Spd缓解效果最好,与其改善光合作用、刺激蛋白表达、维持抗氧化系统高活性/含量和调节矿质营养平衡等多种生理过程有关.     

钙对蓝藻固氮受氯化钠胁迫的缓解效应及其与生理条件的关系

氯化钠胁迫导致蓝藻固氮活性的下降,可因加人适当浓度的氯化钠而有一定程度的缓解．在光合作用受抑（暗处理或添加光合抑制剂）、厌氧（Ａｒ或Ｎ２中）和有分子氧的情况下,此种缓解作用减弱．光合作用、需氧代谢（通气）和羟化反应（同时供给氢和氧）正常进行以及碳架（添加外源蔗糖或提高ＣＯ２浓度）供应良好时,钙对氯化钠胁迫的缓解效应增大．改善合成固氮酶的物质基础供应（同时供应ＣＯ２和Ｎ２）对此也有一定的正效应．     

Ca~(2+)和K~+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80μmol·L–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况,表明各浓度Cd胁迫下外源Ca2+的最适缓解浓度均为10 mmol·L–1;而K+的最适缓解浓度在低浓度(20和40μmol·L–1)和高浓度(60和80μmol·L–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L–1和20 mmol·L–1。在低浓度Cd胁迫下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化,而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷,酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降;高浓度Cd处理下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗的SOD活性升高,POD活性降低,可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下,添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱,表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P0.05)。以上结果表明,在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下,外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应,缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据,而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

外源钙对镉胁迫下南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶活性和镉吸收的缓解效应

为了探讨外源钙对重金属镉(Cd)缓解南美蟛蜞菊Wedelia trilobata毛状根毒害的生理机理,采用溶液培养法研究了重金属Cd单独及其与Ca组合对南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd2+吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时促进毛状根生长;高于100μmol/LCd则抑制其生长,使其侧根短小,根尖变褐或变黑。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根POD活性、SOD活性和MDA含量都比对照明显提高,但高于100μmol/L Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量均比对照降低。与仅添加200μmol/L或300μmol/L Cd的毛状根相比,Cd和10~30 mmol/L Ca组合培养可促进毛状根生长,使其主、侧根变粗;提高其可溶性蛋白含量;降低其MDA含量、POD活性及SOD活性。原子吸收分光光度法测定结果表明,南美蟛蜞菊毛状根能吸收和吸附重金属Cd2+,当Cd2+浓度为100μmol/L时毛状根对Cd2+的吸收量最大,而Cd2+浓度为300μmol/L时毛状根对Cd2+的吸附量最大。外源加入10~30 mmol/L Ca2+可显著减少毛状根对Cd2+的吸收和吸附,并可调节其抗氧化酶活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属镉对毛状根生长的抑制或毒害。     

Cadmium influx across isolated Carcinus gill epithelium interaction of lanthanum and calcium with cadmium influxes

The effects of Ca and La on Cd transport across apical and basolateral gill surfaces were examined in isolated perfused Carcinus gills. In the gills exposed to diluted sea water enriched with calcium by addition of CaCl₂ to 11.9 and 15.9 mmol·l^-1 the Cd influxes decreased by 55% and 85%, respectively, compared to those observed in diluted sea water (6.9 mmol Ca·l^-1). When Ca was added to the perfusate to increase its concentration at the basolaterally oriented gill surfaces, Cd influx inhibition was less pronounced than when Ca was added apically. The effect of Ca on ¹⁰⁹Cd influxes appears, therefore, to be exerted at the apical gill surface. Additionally, the effects of various concentrations of the non-specific Ca channel blocker La (added to diluted sea water) on ¹⁰⁹Cd influxes in isolated perfused Carcinus gills were studied. ¹⁰⁹Cd influxes are shown to be lanthanum concentration dependent. The half-maximum inhibition of cadmium influxes by La occurred at 1.4·10^-6 mol·l^-1. Cadmium transport is discussed in terms of non-specific influx utilizing Ca channels.Abbreviations DSW diluted sea water - cpm counts per minute - BBMV brush-border membrane vesicles     

外源钙对黑藻抗镉胁迫能力的影响

以分布广泛的沉水植物——黑藻为实验材料,对比研究了Cd胁迫和施加适宜浓度的外源Ca后,黑藻体内Cd积累、矿质营养、光合色素、可溶性蛋白、渗透调节物质、抗氧化能力以及非蛋白巯基(NP-SH)和植物络合素(PCs)的变化,以探讨Ca缓解水生植物Cd毒害的生理生化机制。结果表明:(1)Cd胁迫使黑藻体内Cd含量极显著增加,并造成明显的矿质营养失衡,主要表现为显著降低了P、K、Fe、Cu、Mn的含量,而外源Ca则削弱了黑藻对Cd的蓄积,并在一定程度上减轻了Cd胁迫所造成的矿质元素失衡;(2)Cd处理使黑藻体内叶绿素含量、叶绿素a/b值和可溶性蛋白含量大幅度下降并显著降低了黑藻的总抗氧化能力(T-AOC)和小分子保护物质[谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)]的含量,而外源Ca延缓了黑藻的失绿症状,促进了可溶性蛋白的合成并提高了黑藻的抗氧化能力;(3)Cd胁迫使黑藻体内脯氨酸积累显著,而外施Ca减缓了其积累;可溶性糖变化趋势与之相反;(4)Cd胁迫诱导了NP-SH和PCs在黑藻体内的大量累积,外源Ca处理后,其增加幅度减小。以上结果说明外源Ca能通过抑制Cd的吸收,促进光合色素、可溶性蛋白和可溶性糖的合成,维持高的总抗氧化能力和抗氧化物质含量以及矿质营养平衡等途径来增强黑藻对Cd胁迫的抗性。     

钙对土壤镉有效性的影响及其机理

采用盆栽试验,研究了赤红壤上两种镉污染水平下,施用4种钙量（0、40、100、200 mg·kg^-1）对小油菜生物量、镉吸收量及土壤溶液中钙、镉浓度的影响.结果表明：在低镉或者高镉污染水平下,与对照相比,小油菜干质量均以高钙用量处理的增幅最大,两季平均增加了5.5%（低镉）和17.3%（高镉）;增加钙的施用量,使土壤溶液中钙浓度明显增加,小油菜体内钙浓度也明显增加;当钙施用量为100 mg·kg^-1时,土壤溶液中镉浓度较对照分别增加74.5%（低镉）和31.0%（高镉）,而小油菜体内镉浓度较对照分别降低4.5％（低镉）和13.1％（高镉）.两种镉污染水平下,土壤溶液中钙/镉（质量比）值与小油菜体内镉浓度均呈显著正相关.土壤溶液中钙/镉比值影响土壤镉的有效性,进而影响小油菜对镉的吸收.     

Isolation and Chemical Composition of the Sheath of Sphaerotilus natans

A sheathed bacterium, Sphaerotilus natans, was cultured with vigorous shaking in a medium containing peptone. Then the biomass was harvested and treated with lysozyme, sodium dodecyl sulfate, and protease. With treatment, 1.6 mg of sheaths was obtained from 15 mg of biomass. For the preparation of sheaths of high purity, cultivation must be in the absence of glucose with sufficient aeration to prevent poly(3-hydroxybutyrate) accumulation. Carbohydrate (54.1%), protein (12.2%), and lipid (1-3%) were detected in the sheaths by colorimetric reactions and solvent extraction. Gas-liquid chromatography showed glucose and galactosamine to be present in the molar ratio of 1:4. The most abundant amino acids in the sheath protein were glycine (49.2 mol%) and cysteine (24.6 mol%). The sheaths were resistant to agents that reduce disulfide bonds (dithiothreitol and 2-mercaptoethanol) and to protease. However, sheathes were degraded completely by hydrazine, and a heteropolysaccharide composed of glucose and galactosamine (1:4) was released. The weight-average molecular weight of the polysaccharide was estimated to be 1.2×10⁵ by gel filtration chromatography with a low-angle laser-light scattering photometer and a rotation index detector. A ladder of 1.5-kDa peptides separable by sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis was obtained by partial hydrolysis of sheaths, suggesting the sheath protein has repeating units of 1.5 kDa.     

钙对镉胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响

通过盆栽试验,选用高油品种豫花15和高蛋白品种XB023,研究了不同浓度钙对镉胁迫下不同类型花生品种营养生长、叶片叶绿素含量、光合速率、保护酶活性等生理特性及产量和品质的影响.结果表明： 施钙可以缓解镉胁迫对花生植株主茎高和侧枝长的抑制作用,增加花生植株干物质量,提高叶片叶绿素含量和光合速率,提高叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛（MDA）的积累量,减轻镉胁迫对花生叶片的伤害;施钙可以缓解镉胁迫对花生的减产作用,增加花生荚果和籽仁产量,其增产的主要原因是增加了单株结荚数和出仁率;施钙可以促使籽仁中可溶性糖向粗脂肪和蛋白质转化,增加籽仁中脂肪和蛋白质含量,改善镉胁迫下花生籽仁品质.施钙可以降低两花生品种籽仁中镉含量,对豫花15的降低效果好于XB023.     

钙对镉胁迫下花生生理特性、产量和品质的影响水

通过盆栽试验,选用高油品种豫花15和高蛋白品种XB023,研究了不同浓度钙对镉胁迫下不同类型花生品种营养生长、叶片叶绿素含量、光合速率、保护酶活性等生理特性及产量和品质的影响.结果表明:施钙可以缓解镉胁迫对花生植株主茎高和侧枝长的抑制作用,增加花生植株干物质量,提高叶片叶绿素含量和光合速率,提高叶片超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛(MDA)的积累量,减轻镉胁迫对花生叶片的伤害;施钙可以缓解镉胁迫对花生的减产作用,增加花生荚果和籽仁产量,其增产的主要原因是增加了单株结荚数和出仁率;施钙可以促使籽仁中可溶性糖向粗脂肪和蛋白质转化,增加籽仁中脂肪和蛋白质含量,改善镉胁迫下花生籽仁品质.施钙可以降低两花生品种籽仁中镉含量,对豫花15的降低效果好于XB023.     

长期弱光对苦草幼苗生长发育的影响

用遮光法研究弱光(5%、1%、0.5%、0.1%全光照)对苦草幼苗生长发育的影响,统计了苦草的生物学参数,测定了叶片叶绿素荧光参数。结果表明:1)0.1%组无新株萌发,随着实验时间的延长其余组新株萌发逐渐被抑制。2)随着实验时间增加和光照强度降低,老株叶片形成受到的抑制程度呈增大趋势;前20d时新株叶片形成未被抑制,但随着实验时间延长显著被抑制。3)老株、新株的叶宽均受到显著抑制。4)老株叶片的伸长显著被抑制,且随着光强降低叶片伸长的幅度呈显著降低趋势;前20天时新株叶长被促进,随着实验时间延长叶片伸长显著被抑制。5)随实验天数的增加,老株叶片光化学最大量子产量(Fv/Fm)呈显著降低趋势,第80天时相对电子传递速率(rETR)和非光化学淬灭(NPQ)显著降低。6)新、老植株根、茎、叶的鲜重均显著低于对照,且随着光照强度降低老株的茎重/株重和根重/株重呈增加趋势,而叶重/株重呈显著的降低趋势。第80天时苦草植株仍具有一定的光合能力,地下茎的生物量比例较高,因此,≤1%全光照下苦草植株具有较强的耐受能力。     

外源钙（Ca）对毛葱耐镉（Cd）胁迫能力的影响

以对环境敏感的毛葱(Allium cepa var.agrogarum L.)为材料,通过水培试验分别研究不同浓度Ca(0、0.1、1、10 mmol/L)对Cd(10μmol/L、100μmol/L和300μmol/L)胁迫下毛葱幼苗生长、叶片光合特性、体内Cd积累和矿质营养的变化,探讨Ca缓解敏感植物Cd毒害的生理生化机制。结果表明:(1)Cd显著抑制了毛葱的生长并导致其根端弯曲、发黄,叶片绿色加深;外源Ca显著削弱了Cd的毒害,缓解了其对毛葱生长的抑制;(2)Cd导致毛葱叶片光合色素含量大幅度上升却显著降低了毛葱的光合作用;外源Ca延缓了光合色素上升的速度,提高了毛葱的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率;(3)Cd胁迫导致毛葱体内Cd含量显著增加,并造成明显的矿质营养失衡,主要表现为显著降低了毛葱根中Mg、Mn,叶中Ca、Mg、Mn、Zn等元素的含量,毛葱根中Ca、Fe、Zn,叶中Fe元素含量的显著增加,扰乱了毛葱体内矿质营养的内稳态;外源Ca削弱了毛葱对Cd的积累,减轻了Cd胁迫所造成的矿质营养失衡。因此,外源Ca能通过抑制Cd的吸收,促进叶片光合作用及气体交换速率,维持植物体的含水量、植物叶片光合色素含量及矿质营养的平衡等途径来增强毛葱对Cd胁迫的耐性。     

外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca²⁺)在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca²⁺对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100 μmol·L^-1 MT、10 mmol·L^-1 CaCl₂、3 mmol·L^-1乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca²⁺螯合剂)+100 μmol·L^-1 MT、0.05 mmol·L^-1氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100 μmol·L^-1 MT、100 μmol·L^-1氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^-1 CaCl₂和去离子水(H₂O),研究高温下(42/32 ℃)外源MT和Ca²⁺对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明: 黄瓜幼苗内源MT和Ca²⁺均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl₂处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl₂可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca²⁺对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca²⁺均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。