盐胁迫激活大麦幼苗脯氨酸合成的鸟氨酸途径

２００mmol/L NaCl处理结合^14C-Ｇlu和^14C-Arg叶面饲喂６d龄大麦（Ｈordeum vulgareL.)幼苗,结果证明６d龄大麦幼苗体内普遍存在Ａrg（谷氨酸）→Ｏｍ（鸟氨酸）→Ｐro(脯氨酸）途径。直 迫明显激活了Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径,胁迫处理７d,大麦幼苗叶片和根系中该途径对Pro含量上升的贡献是Glu→Pro途径的１．０－１．５倍。而盐的“鉴４”品种Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径对Pro含量上升的贡献是对盐敏感的“科品７号”的１．７－２．０倍,结果表明盐胁迫下Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径的激活对大麦幼苗耐盐性的提高具有重要意义。     

大麦幼苗多胺合成比脯氨酸合成对盐胁迫更敏感

NaCl 2 0 0mmol/L处理结合14 C Glu叶面饲喂 6天龄大麦幼苗 ,结果证明盐胁迫下Pro主要积累在叶片中 ,在根系中PA的积累占优势。PA合成途径对盐胁迫的响应早于Pro。盐处理 8h以后PA与Pro的合成竞争共同前体Arg。盐胁迫激活了Pro两条合成途径 ,胁迫 8h以前Pro积累主要受Glu途径控制 ,随后Orn途径对Pro积累的贡献占主导地位。盐胁迫促进了PA合成的Arg途径 ,对Orn途径没有影响     

大麦幼苗多胺合成比脯氨合成对盐胁迫更敏感

ＮａＣｌ２００ｍｍｏｌ／Ｌ处理结合＾１４Ｃ－Ｇｌｕ叶而饲喂６天龄大麦幼苗,结果证明盐胁迫下Ｐｒｏ主要积累在叶片中,在根系中ＰＡ的积累占优势。ＰＡ合成途径对盐胁迫的响应早于Ｐｒｏ。盐处理８ｈ以后ＰＡ与Ｐｒｏ的合成竞争共同前体Ａｒｇ。盐胁迫激活了Ｐｒｏ两条合成途径,胁迫８ｈ以前Ｐｒｏ积累主要受Ｇｌｕ途径控制,随后Ｏｒｎ途径对Ｐｒｏ积累的贡献占主导地位。盐胁迫促进了ＰＡ合成的Ａｒｇ途径,对Ｏｒｎ途径没有     

钙对大麦幼苗盐胁迫的缓解效应

CaSO_4,Ca(NO_3)_2 ,CaCl_2三种钙盐缓解大麦幼苗的盐胁迫效应中,以Ca(NO_3)_2最为显著,Ca_(2 )/Na~ =1/10时最佳。钙提高盐胁迫下大麦种子α—淀粉酶活性是促进萌发的主要原因。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗硝酸还原的影响

采用营养液水培方法,以＂雪美＂品种甜瓜（Cucumis melo L.）为材料,研究了外源脯氨酸（Proline）对盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系硝酸还原的影响。结果表明：（1）盐胁迫提高了甜瓜幼苗叶片和根系内铵态氮（NH4＋-N）和可溶性蛋白含量;降低了硝态氮（NO-3-N）含量和硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）活性。（2）外源施用脯氨酸明显地提高了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NO-3-N和可溶性蛋白含量;降低了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NH＋4-N含量;增强了盐胁迫下甜瓜幼苗体内NR活性。研究结果表明,外源脯氨酸可以通过调节甜瓜幼苗体内硝酸还原酶活性和氮化合物含量来缓解盐胁迫对甜瓜幼苗植株的伤害。     

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料,研究了干旱（－０．６ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（０．１５ｍｌ／Ｌ ＮａＣｌ）和低温（６℃）胁迫下,不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明,干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸,且随着胁迫时间的处长而加剧。在同一胁迫条件下,耐性强的品种脯氨酸积累较少,而敏感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。     

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。     

内生细菌对盐胁迫下小麦幼苗脯氨酸和丙二醛的影响

以周麦18为试验材料,以内生菌252和254为供试菌株,试验采用盆栽法设置盐胁迫组、盐胁迫接菌组和对照组,研究不同盐浓度胁迫下接菌处理对小麦幼苗脯氨酸(Pro,proline)和丙二醛(MDA,malondialdehyde)含量的影响。结果表明:小麦幼苗在盐胁迫环境下,随着培养时间和盐浓度增加,盐胁迫组Pro含量先升后降。在前中期,盐胁迫组小麦Pro含量逐渐积累,提高了小麦抗逆性;在后期Pro含量较中期有一定程度下降,小麦逐渐对盐环境产生适应性。随着盐浓度升高,盐胁迫组小麦在不同培养阶段对盐环境的抵抗能力不同,每个时期对盐抵抗能力有一阈值,超过此盐浓度Pro含量下降,抵抗能力减弱。接菌处理后,小麦Pro含量升高,提高了抗盐胁迫能力,第14天时修复效果最明显,接菌252处理组和254处理组分别在盐浓度为200 mmol/L和250 mmol/L时高出盐胁迫组133.48%和91.48%。盐胁迫组MDA含量随时间延长先降后升,与Pro含量变化趋势相反。在前中期,盐胁迫组小麦膜质过氧化程度不高,对小麦正常代谢活动尚未造成严重影响,在后期MDA含量升高,盐胁迫组小麦逐渐枯萎。接菌后,降低了幼...     

外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢的影响

以小桐子幼苗为材料,设置盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)和外源水杨酸处理(0~2.0mmol·L-1 SA)水培试验,通过检测幼苗叶片脯氨酸含量、脯氨酸代谢关键酶活性及相关代谢酶基因的表达水平,研究了外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢机理的影响。结果显示:(1)外源0.9mmol·L-1 SA处理可显著提高盐胁迫下小桐子幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,以及上调JcP5CS和JcOAT基因的表达水平。(2)SA也显著抑制了脯氨酸降解酶ProDH的活性及JcProDH基因的表达水平。(3)SA处理还显著提高了盐胁迫下小桐子幼苗的组织活力,降低了叶片电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量。研究发现,外源SA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,以及抑制脯氨酸的降解途径来促进盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累;外源SA处理也可提高小桐子幼苗的耐盐性,且这种提高可能与SA诱导脯氨酸的积累密切相关。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响

为探明外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响,以甜瓜品种‘雪美’为材料采用营养液栽培,对盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)、盐胁迫下添加外源脯氨酸(100mmol·L-1 NaCl+0.2mmol·L-1 Proline)以及对照3种处理后甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性进行测定,并对OAT和ProDH基因进行克隆及半定量表达分析。结果显示:与对照相比较,盐胁迫条件下甜瓜幼苗叶片内Pro含量显著增加,P5CS活性增幅大于OAT活性,OAT基因表达量大部分时段内没有增加,ProDH活性下降,ProDH基因表达量减少;盐胁迫下添加外源脯氨酸进一步使幼苗叶片内Pro含量增加、OAT、ProDH活性提高、P5CS活性降低,并且使OAT基因表达量迅速增加、ProDH基因表达量先增加后回落。研究表明,盐胁迫条件下,甜瓜幼苗体内脯氨酸积累主要是通过增强脯氨酸的谷氨酸合成途径和抑制脯氨酸降解来实现;适量外源脯氨酸可以增强盐胁迫幼苗脯氨酸的鸟氨酸合成途径,但对谷氨酸合成途径有一定的抑制作用;通过调节合成和降解2种代谢途径进一步提高了脯氨酸含量,从而增强甜瓜幼苗耐盐胁迫能力。     

一氧化氮参与调节盐胁迫下脱落酸诱导的小麦幼苗叶片脯氨酸的累积

不同浓度(0.01～5.00mmol/L)的外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)以浓度依赖性的性式诱导150mmol/L NaCl胁迫下小麦(Triticum aestivum L.cv.Yangmai 158)幼苗叶片脯氨酸的累积。其中0.1 mmol/L的SNP效果最明显,而结合采用NO清除剂c-PTIO和血红蛋白的处理均分别逆转了该效应。研究结果还发现:0.1 mmol/L SNP诱导的脯氨酸累积还可能有利于盐胁迫下小麦幼苗的保水性;0.1 mmol/L的SNP显著激活了内源ABA的合成,而结合血红蛋白的处理则证实,在外源ABA诱导脯氨酸累积的过程中NO可能作用于ABA信号分子的下游,但NO和ABA信号分子在此诱导反应中不存在累积效应。进一步研究脯氨酸合成和降解的酶促反应途径,发现外源NO处理前4天内可能主要是通过提高Δ~1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)的活性来促进脯氨酸的合成,以后直至第8天主要是通过抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)的活性来抑制脯氨酸的降解;ABA对于P5CS和ProDH活性的调节能力弱于NO。此外,Ca~(2 )在NO诱导的盐胁迫下小麦叶片脯氨酸累积的信号分子途径中起重要的介导作用。     

一氧化氮参与调节盐胁迫下脱落酸诱导的小麦幼苗叶片脯氨酸的累积

不同浓度(0.01～5.00mmol/L)的外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)以浓度依赖性的性式诱导150mmol/LNaCl胁迫下小麦(Triticum aestivum L.cv.Yangmai 158)幼苗叶片脯氨酸的累积.其中0.1 mmol/L的SNP效果最明显,而结合采用NO清除剂c-PTIO和血红蛋白的处理均分别逆转了该效应.研究结果还发现:0.1 mmol/L SNP诱导的脯氨酸累积还可能有利于盐胁迫下小麦幼苗的保水性;0.1 mmol/L的SNP显著激活了内源ABA的合成,而结合血红蛋白的处理则证实,在外源ABA诱导脯氨酸累积的过程中NO可能作用于ABA信号分子的下游,但NO和ABA信号分子在此诱导反应中不存在累积效应.进一步研究脯氨酸合成和降解的酶促反应途径,发现外源NO处理前4天内可能主要是通过提高△'-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)的活性来促进脯氨酸的合成,以后直至第8天主要是通过抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)的活性来抑制脯氨酸的降解;ABA对于P5CS和ProDH活性的调节能力弱于NO.此外,Ca2 在NO诱导的盐胁迫下小麦叶片脯氨酸累积的信号分子途径中起重要的介导作用.     

盐胁迫浓度与大麦幼苗生长分裂和遗传损伤的相关性研究

研究盐胁迫浓度与大麦幼苗生长分裂的关系, 实验结果表明:大麦幼苗生长在一定浓度的NaCl 溶液中时, 幼苗生长抑制、叶绿素含量降低, 有丝分裂指数下降, 根尖分生区细胞中具有微核和染色体畸变的细胞明显增多。统计分析结果显示:幼苗的分裂指数、遗传损伤与盐浓度间有很好的线性关系, 有丝分裂指数与处理浓度间呈负相关(p < 0.01), 微核率、染色体畸变率两项指标与处理浓度间呈正相关(p < 0.01)。研究结果表明:大麦幼根有丝分裂指数、微核率及染色体畸变率可以作为监测环境NaCl 的定量指标。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以2个不同耐盐强度的甜瓜品种‘玉皇’（耐盐性强）和‘雪美’（耐盐性弱）为材料,采用营养液栽培方法,研究外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响。结果显示：（1）盐胁迫下,2个甜瓜品种根系内的还原型抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量降低,氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量升高,且‘雪美’变化幅度大于‘玉皇’;（2）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系中ASA和GSH的含量,降低了GSSG含量,同时也提高了GSH/GSSG的比值,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’;（3）盐胁迫处理3 d时,2个甜瓜品种根系的抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性均下降,且‘雪美’下降的幅度较大;随着胁迫时间的延长（5 d时）,‘玉皇’幼苗根系内APX、DHAR、GR活性有所上升,‘雪美’根系中这3种酶活性则进一步降低;（4）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系内的APX、DHAR和GR的酶活性,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’。本研究结果表明,外源脯氨酸可以通过增加非酶促抗氧化物质ASA、GSH的含量和抗氧化酶活性,提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除活性氧的能力,从而缓解盐胁迫对甜瓜植株的伤害。     

大麦幼苗根系液泡膜质子泵对苗的发育和盐胁迫的响应

大麦种子露白后52h的根和芽鞘中V－PPase的水解和质子转运活性较高,并随着幼苗的生长进程而下降,V－ATPase活性逐渐增强,用NaCl处理20d龄的大麦幼苗后,耐盐品种根系的V－PPase活性升高,而不耐盐品种则下降,NaCl对离体膜徵囊V－PPase活性有抑制作用。     

环境胁迫对大麦幼苗一氧化氮释放的影响

采用化学发光法定量研究了高温、干旱、盐和重金属(镉和铜)等几种环境胁迫对大麦幼苗内源一氧化氮(NO)释放量的影响.结果表明:短期高温处理可诱导大麦幼苗内源NO释放上升,长期处理则降至对照水平;短期高浓度聚乙二醇6000(25%,30%)处理使植株NO释放量显著增加,但随干旱胁迫时间延长NO释放量有所下降;短期盐胁迫使植株NO释放量增加,长期处理则因盐度不同而有所差异,表现为中低盐度下(≤400 mmol·L-1)植株NO释放与对照水平相当,而高盐度下(≥600 mmol·L-1)植株NO释放则始终维持较高水平;短期重金属镉和铜处理植株后,植株NO释放与对照差异不大,长期镉处理后,植株NO释放显著升高,而长期铜处理只在低浓度下出现释放高峰.这些结果表明环境胁迫可诱导植物体内NO产生,其NO释放量与胁迫强度和作用时间有一定相关性.     

盐胁迫下小麦甜菜碱和脯氨酸含量变化

运用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)联用技术分析了耐盐性强、中、弱3个小麦品种SW12、宁春4号和中国春苗期5个NaCl浓度胁迫下甜菜碱和脯氨酸含量的变化.方差分析表明盐胁迫下3个小麦品种之间甜菜碱的含量差异达到极显著水平(P＜0.01),SW12的含量最高,宁春4号次之,中国春最低,与小麦耐盐性表现相一致;脯氨酸在叶片中的含量差异不显著,在根中宁春4号和中国春的含量有显著差异(P＜0.05).结果表明:小麦叶和根中甘氨酸甜菜碱含量与小麦盐胁迫呈正相关,是小麦体内抵御盐胁迫的渗透调节物质之一,可作为小麦耐盐性鉴定指标.     

外源ABA对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累及其代谢途径的影响

本文以小桐子为材料,研究了外源脱落酸（ABA）对低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸积累的影响。结果表明,低温胁迫（5℃）可促进小桐子幼苗体内脯氨酸的积累,上调脯氨酸合成关键酶Δ¹-吡咯琳-5-羧酸合成酶（P5CS）和鸟氨酸转氨酶（OAT）的活性,上调P5CS基因（JcP5CS）的表达,及抑制脯氨酸降解酶脯氨酸脱氢酶（Pro DH）的活性。用外源ABA处理低温胁迫下的小桐子幼苗,发现150μmol·L^-1的ABA可显著提高其低温胁迫下的脯氨酸含量,上调P5CS的活性和JcP5CS的表达水平,及抑制ProDH的活性。表明外源ABA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和抑制脯氨酸的降解途径来促进低温胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累。