丛枝菌根真菌对低温下黄瓜幼苗光合生理和抗氧化酶活性的影响

作者于塑料连栋大棚栽培条件下,研究了接种丛枝菌根真菌(AMF)Glomus mossea-2对低温下黄瓜(Cucumis sativus L.)幼苗同化产物积累、光合生理和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性及基因表达的影响。结果表明：低温显著抑制了AMF对黄瓜根系的侵染能力和菌根相对依赖性。接菌后30d—45d AMF为快速侵染期。接种AMF植株的鲜重根冠比、总干重、总鲜重均显著大于未接菌处理。低温胁迫下,接种AMF延缓了光合速率、根系活力、羧化效率和叶绿素、可溶性蛋白含量的下降,并且使丙二醛(MDA) 的含量保持相对较低的水平,诱导了抗氧化酶基因的表达及活性提高。接种AMF可以使叶片维持较高的抗氧化酶水平和光合能力,增强了对低温胁迫的抗性。 关键词：黄瓜;丛枝菌根真菌;低温;抗氧化酶     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜植株生长、果实产量和品质的影响

采用有机基质栽培,选用盐敏感黄瓜品种‘津春2号’为试验材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜植株生长、矿质营养吸收、果实品质和产量的影响.结果表明：接种AMF可以有效促进黄瓜植株生长和对矿质营养的吸收,提高果实产量和改善蔬菜营养品质;盐胁迫下,黄瓜生长受到抑制,植株体内N、P、K、Cu、Zn含量减少和K⁺/Na⁺降低,果实产量和可溶性蛋白、总糖、Vc、硝酸盐含量下降;接种AMF可缓解盐胁迫对黄瓜生长的抑制作用,使植株体内N、P、K、Cu和Zn含量分别比对照提高7.3%、11.7%、28.2%、13.5%和9.9%,K⁺/Na⁺、果实产量、可溶性蛋白、总糖、Vc含量明显提高,果实硝酸盐含量显著降低.表明AMF可通过促进盐胁迫下黄瓜植株对矿质营养的吸收,促进植株生长,增强植株对盐胁迫的耐性,进而提高其产量和改善营养品质.     

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。     

AMF对弱光及盐胁迫下甜瓜生长和抗氧化酶活性的影响

以甜瓜(Cucumis melo L.)品种"中蜜3号"为试材,摩西球囊霉菌(Glmous mosseae,GM)为供试菌种,采用温室盆栽试验研究接种丛枝菌根真菌(AMF)对弱光及盐胁迫下甜瓜生长和抗氧化酶活性的影响,以明确AMF对甜瓜复合逆境下的增抗作用并探讨其生理机制。结果显示:(1)在弱光及盐胁迫条件下,甜瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、干重和鲜重均明显降低,同时体内可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和MDA含量以及SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高。(2)弱光及盐胁迫下,接种AMF可显著促进甜瓜幼苗的生长,菌根侵染率随胁迫时间延长与盐浓度呈负相关关系。(3)弱光及盐胁迫下,接种AMF进一步提高了甜瓜幼苗体内可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,显著降低了MDA含量,且叶片SOD、POD活性变化大于根系,CAT则相反。研究表明,AMF可通过促进弱光及盐胁迫下甜瓜生长和抗氧化酶活性的提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而增强植株对弱光及盐胁迫的耐性。     

水分胁迫下丛枝菌根真菌对枳实生苗生长和渗透调节物质含量的影响

采用盆栽试验研究了水分胁迫下接种丛枝菌根真菌摩西球囊霉(Glomaus mosseae)对枳[Poncirustrifoliat(L.)Raf.]实生苗的生长和渗透调节物质含量的影响.结果表明,在土壤含水量为20%、16%和12%条件下,接种G.mosseae能够增加植株的生长(株高、茎粗、叶面积、地上部干重、地下部干重和植株干重),促进植株根系活跃吸收面积和根际土壤有效磷的吸收,提高叶片和根系可溶性糖含量的积累,降低叶片脯氨酸含量,增强植株的水分利用效率(达20%～40%),使枳实生苗的抗旱能力得到增强.土壤含水量为20%和16%条件下接种G.mosseae对植株的效果较土壤含水量为12%条件下更显著.12%的土壤含水量严重抑制Gmosseae的侵染,说明丛枝菌根侵染程度轻,其对植物的效果也差.     

丛枝菌根真菌提高盐胁迫植物抗氧化机制的研究进展

土地盐渍化是在自然环境和人为活动的双重作用下形成的全球性的重要生态问题,其会对植物造成渗透失衡、离子胁迫、氧化损伤等危害,导致植物生长缓慢、生物量减少甚至是绝产。丛枝菌根真菌(AMF)是一种普遍存在于土壤中的有益微生物,能够与大多数植物根系形成共生关系,其共生关系在多种逆境生态系统中均具有重要生态意义。AMF-植物共生体具有高效抗氧化系统,能够提高植物在盐胁迫下的抗氧化反应进而增强耐盐性。本文从氧化损伤、渗透调节、抗氧化机制和生物活性分子等角度,系统地阐述了丛枝菌根真菌提高植物抗氧化机制的研究进展,并提出了研究展望,以期为利用菌根生物技术提高植物耐盐性提供理论参考。     

丛枝菌根真菌对薰衣草耐热性的影响

于不同温度（25℃/20℃、35℃/30℃和40℃/35℃）下测定接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae、变形球囊霉Glomus versiforme和F. mosseae+G. versiforme 混合菌种处理对狭叶薰衣草Lavandula angustifolia耐热性的影响。结果表明,供试AMF能与狭叶薰衣草根系形成菌根共生体,以混合菌种处理的侵染率最高,达到68%。40℃/35℃下,与不接种AMF对照相比,混合菌种处理的狭叶薰衣草叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和叶绿素等含量以及根系活力分别提高了46%、68%、65%、29%和70%;与不接种AMF对照相比,3种温度处理下接种AMF显著增加了狭叶薰衣草植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶和硝酸还原酶活性,而降低相对电导率及丙二醛含量。表明接种AMF能增强狭叶薰衣草抗氧化酶活性,减轻高温造成的伤害,增强耐热性,与单一接种相比以混合接种摩西斗管囊霉和变形球囊霉提高狭叶薰衣草耐热性的效应最大。     

盐胁迫对红麻幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

为研究不同盐胁迫时间和不同盐浓度胁迫对红麻（Hibiscus cannabinusL.）幼苗的生长及抗氧化酶活性的影响,探寻红麻耐盐的生理机制,为盐碱地种植红麻提供科学依据,本研究对红麻幼苗进行了两种不同条件的盐胁迫处理。一种将红麻幼苗在0（对照组）、140 mmol/L NaCl的半强度Hoagland营养液下分别处理3、6、9 d,另一种是在0（对照组）、70、140、200 mmol/L NaCl的1/2 Hoagland营养液下处理6 d,分别测定两种盐胁迫条件下植株的鲜重、根长、茎长、叶片H2O2、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性。结果显示：（1）在第一种处理条件下,随着盐胁迫时间的延长,处理组红麻幼苗的鲜重相对于对照分别减轻了19.63%、19.35%和39.03%,株高则分别降低了25.59%、19.17%和18.48%,处理组的SOD活性先增后减,POD活性先减后增,MDA和H2O2的含量、CAT和GR活性基本随胁迫时间的增长而增高。（2）在第二种处理条件下,随着胁迫盐浓度的增加,处理组鲜重相对于对照分别减轻了16.79%、19.35%和44.73%,株高则分别降低了11.21%、19.17%和23.62%,处理组SOD活性都稍高于对照,但三者无显著差异,POD活性先减后增,MDA和H2O2的含量、CAT和GR活性基本上随着盐浓度增加而增加。实验表明,在两种不同条件的盐胁迫下,红麻幼苗受盐害的程度基本上随胁迫时间和盐浓度的增加而加重。处理组植株的SOD和POD活性较对照组增加不明显,甚至有所降低,而CAT和GR活性则相对较高,CAT和GR可能在红麻幼苗抵御盐害时起较重要作用。     

丛枝菌根真菌Glomus mosseae对盐胁迫下牡丹渗透调节的影响

以采自菏泽牡丹园的牡丹‘凤丹’为材料,采用盆栽方法研究了不同浓度人工海水（0%、8%、16%和24%）胁迫下,接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌Glomus mosseae对牡丹渗透调节物质含量的影响,以不接种为对照。结果表明,盐胁迫下接种AM真菌能提高牡丹叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增大K＋/Na＋比值,减少叶片脯氨酸含量。结论认为,AM真菌能改善牡丹叶片的渗透调节,增强牡丹耐盐能力,促进了盐胁迫下牡丹幼苗的生长。     

盐胁迫下接种AM真菌对玉米耐盐性的影响

以玉米品种陕单16号幼苗为材料,用盆栽法研究了不同含盐量(0、0.5、1.0、1.5和2.0 NaCl g/kg)土壤接种AM真菌(Glomus mosseae)对玉米幼苗生物量、盐害级数,以及叶片中电解质透出率、丙二醛、O·2-、H2O2含量和保护酶活性的影响.结果表明:在盐胁迫下,接种AM真菌增加了玉米植株生物量,降低了玉米的盐害级数;菌根植株叶片中过氧化氢酶的活性高于非菌根植株,而过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶的活性则为非菌根植株高于菌根植株;超氧化物歧化酶的活性在NaCl浓度为0、0.5和1.0 g/kg时为非菌根植株高于菌根植株,而在NaCl浓度为1.5和2.0 g/kg时则为菌根植株高于非菌根植株;菌根植株叶片中电解质透出率、丙二醛、O·2-和H2O2的含量低于非菌根植株.可见,AM真菌的侵染提高了玉米的耐盐性,缓解了由盐胁迫引起的过氧化胁迫对玉米植株的伤害,但这一缓解作用并不只是通过提高保护酶活性来实现的,可能还存在一些非酶促的调节机制.     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜根系抗氧化系统及无氧呼吸酶活性的影响

用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下24-表油菜素内酯(EBR)对2个抗低氧能力不同的黄瓜品种根系中抗氧化系统及无氧呼吸酶活性的影响。结果表明,在低氧胁迫下,EBR处理显著提高了低氧胁迫下2品种黄瓜幼苗根系SOD、POD及ADH活性,降低了O2-·、H2O2和MDA含量、LDH活性及‘中农八号’根系PDC活性,而对‘绿霸春四号’根系PDC及2个品种CAT活性无明显影响,表明外源EBR处理通过促进低氧胁迫下根系中抗氧化酶和ADH活性的提高,降低LDH活性及ROS含量,增强植株抗低氧胁迫的能力。     

外源SNP对盐胁迫下甜瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响北大核心CSCD

为明确外源一氧化氮(NO)对甜瓜幼苗耐盐性的影响,该研究以甜瓜品种‘农大甜10号’为试验材料,在300 mmol·L^(-1)NaCl胁迫条件下,叶面喷施不同浓度(50、100、150、200、250μmol·L^(-1))外源NO供体硝普钠(SNP),分析甜瓜幼苗生长、光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量的变化。结果表明:(1)盐胁迫显著抑制甜瓜幼苗的生长,同时显著降低叶片光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量。(2)叶面喷施150μmol·L^(-1)SNP能够显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的株高、茎粗、干鲜重、壮苗指数,并显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗的光合色素含量,从而提高甜瓜的光合作用。(3)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)及脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性,显著降低盐胁迫下甜瓜幼苗的丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量及超氧阴离子(O^(-)·_(2))产生速率。(4)喷施150μmol·L^(-1)SNP可显著提高盐胁迫下甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白的含量。研究认为,在盐胁迫环境下,适宜浓度的外源SNP(150μmol·L^(-1))可通过提高甜瓜幼苗的抗氧化酶活性以及光合色素和小分子可溶性有机化合物含量来增强活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化作用,有效减轻盐胁迫对幼苗的伤害,从而增强其耐盐性,促进幼苗生长。     

外源腐胺对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗多胺和抗氧化系统的影响

采用营养液栽培,研究了外源腐胺(Put)对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺含量和抗氧化系统的影响.结果显示,低氧胁迫显著刺激了黄瓜幼苗体内活性氧(ROS)和内源多胺含量的增加,提高了抗氧化酶活性;外源Put进一步提高了低氧胁迫下黄瓜幼苗体内多胺的含量和抗氧化酶活性,降低了ROS含量,从而缓解了低氧胁迫的伤害作用;Put合成抑制剂D-精氨酸(D-Arg)不仅显著抑制黄瓜幼苗体内多胺的合成,而且抑制抗氧化酶活性,同时ROS大量积累,进一步抑制黄瓜幼苗的生长;而外源Put可缓解D-Arg的抑制作用;Put转化抑制剂甲基乙二醛-双(脒基腙)(MGBG)和Put降解抑制剂氨基胍(AG)的混合施用造成游离态Put的过量积累,以及亚精胺(Spd)、精胺(Spm)含量和抗氧化酶活性的显著降低,造成ROS大量积累,进一步加重了低氧胁迫对植株的伤害.结果表明,低氧胁迫下外源Put可提高黄瓜幼苗体内游离态Put含量,促进游离态Put向Spd和Spm转化,Spd、Spm含量的增加以及(free-Spd free-Spm)/free-Put比值的升高有利于提高植株抗氧化酶活性,增强清除ROS的能力,降低膜脂过氧化的伤害,从而增强植株的低氧胁迫耐性.     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系脯氨酸和多胺代谢的影响

以2个黄瓜品种‘长春密刺’(抗盐性较强)和‘津春2号’(抗盐性较弱)为材料,采用营养液栽培,研究了盐胁迫对幼苗根系脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)代谢的影响。结果表明,盐胁迫能提高黄瓜幼苗根系吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性,抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,从而显著增加Pro含量,且‘长春密刺’变化幅度显著大于‘津春2号’;盐胁迫下,‘长春密刺’根系精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性升高幅度显著大于‘津春2号’,而多胺氧化酶(PAO)活性升高幅度显著低于‘津春2号’,引起其根系内亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量显著增加;盐胁迫下,2品种根系腐胺(Put)含量呈先上升后下降的变化趋势,随着Put积累降低,Pro含量显著增加。可见,盐胁迫诱导根系较高的Pro、Spd和Spm积累有利于提高黄瓜幼苗对盐胁迫逆境的适应能力,盐胁迫下PAs代谢和Pro代谢密切相关,Put的积累一定程度上促进了Pro含量的增加。     

丛枝菌根真菌提高植物耐盐性的作用机制

本文阐述了盐胁迫对丛枝菌根真菌(AMF)生理生态学效应的影响以及对植物的促生作用,并从营养吸收、渗透调节、抗氧化物酶、激素及基因表达等几方面综述了国内外关于AMF提高植物耐盐性生理及分子机制的研究进展,指出目前该领域研究中尚需解决的问题.     

2,4-表油菜素内酯对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响

以耐热甜瓜品种红绿早脆和热敏感品种白玉香为材料,在人工气候箱内采用基质栽培法,研究了2,4-表油菜素内酯(EBR)处理对高温胁迫下甜瓜幼苗抗氧化酶活性和光合作用的影响.结果显示:EBR能有效促进高温胁迫下甜瓜幼苗的生长,增加保护酶活性,增强植株抗氧化能力,使脯氨酸和可溶性蛋白含量升高,丙二醛(MDA)含量下降,能有效缓解高温胁迫引起的膜脂过氧化伤害;同时,光合指标净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)升高,胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)下降;叶绿素荧光参数初始荧光(F0)下降,最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ光能捕获效率(Fv′/Fm′)和实际光化学效率(ФPSⅡ)升高,且热敏感品种白玉香变化幅度大于耐热品种红绿早脆.研究结果说明,EBR有利于甜瓜幼苗在高温胁迫下抗氧化酶活性的提高和对光能的捕获与转换,促进了甜瓜幼苗的生长,降低高温胁迫对甜瓜幼苗的抑制作用,且对热敏感品种白玉香效果大于耐热品种红绿早脆.     

钙对盐胁迫下小金海棠幼苗生物量及抗氧化系统的影响

本文以1/2Hoagland营养液栽培的小金海棠为试材, 研究70 mmol·L-1的NaCl胁迫下, 钙对小金海棠幼苗生物量、超氧自由基（O2 ）产生速率、丙二醛（MDA）含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶（SOD、POD、CAT和APX）活性及可溶性蛋白含量的影响。结果表明, 盐胁迫下, 小金海棠幼苗生物量显著低于对照, 根系和叶片的O2 产生速率、MDA含量、电解质相对渗透率、抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量显著高于对照。盐胁迫下, 与不加钙处理相比, 加钙处理显著降低了小金海棠幼苗O2 产生速率、MDA含量及电解质相对渗透率, 显著提高了生物量、抗氧化酶和可溶性蛋白的含量, 10 mmol·L-1 CaCl2处理的效果显著好于30 mmol·L-1处理的。综上可知, 盐胁迫下小金海棠幼苗的生长受到抑制, 外源施钙可以减轻盐胁迫对幼苗造成的伤害, 提高幼苗对盐胁迫的适应能力。     

不同辐照度下高浓度锰对黄瓜叶片活性氧产生和抗氧化酶活性的影响

高浓度锰处理提高了黄瓜叶片中H2O2含量和O-2·的产生速率,导致膜脂过氧化;与自然辐照度相比,1/2辐照度使高浓度锰胁迫下黄瓜叶片活性氧和丙二醛(MDA)的积累均显著降低。高浓度锰处理导致细胞溶质和叶绿体中过氧化氢酶(CAT)活性降低,而其他抗氧化酶的活性升高,尤其是自然辐照度下叶绿体中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性的提高幅度比1/2辐照度下更大。高浓度锰处理使自然辐照度下线粒体中抗氧化酶的活性明显升高,而在1/2辐照度下该处理对该酶活性没有显著影响。     

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。