枇杷幼果内源一氧化氮和茉莉酸对低温胁迫的响应

以三年生抗寒性较弱的‘早钟6号’枇杷(Eriobotrya japonica Lindl. cv. Zaozhong No.6)容器苗为材料,采用一氧化氮合成酶抑制剂L-NAME、硝酸还原酶非专一性抑制剂NaN₃和一氧化氮清除剂cPTIO处理低温胁迫下的枇杷幼果,研究其处理对枇杷幼果内源一氧化氮(Nitric oxide,NO)和茉莉酸(Jasmonate acid,JA)含量的影响,探讨枇杷幼果内源NO与JA对低温胁迫的响应及其信号转导的关系。结果表明:低温胁迫可诱导枇杷幼果内源NO和JA含量增加,采用NO清除剂和合成酶抑制剂处理均抑制了低温胁迫下的枇杷幼果中过氧化氢酶(CAT,EC 1.11.1.6)、过氧化物酶(POD,EC 1.11.1.7)和超氧化物歧化酶(SOD,EC 1.15.1.1)的活性,使过氧化氢(Hydrogen peroxide,H₂O₂)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,细胞膜脂的过氧化加剧,加重了低温胁迫对幼果的伤害,导致了幼果脂氧合酶(LOX,EC 1.13.11.12)和丙二烯氧化物合成酶(AOS,EC 4.2.l.92)活性下降,内源JA生物合成受阻。细胞内源NO变化与JA含量密切相关,它们在枇杷对低温胁迫的响应中可能存在信号交叉。     

枇杷幼果PLD和LOX对低温胁迫的响应

以3年生枇杷品种‘早钟6号’(Eriobotrya japonica‘Zaozhong No.6’)容器嫁接苗为试材,于0℃、-1℃、-3℃人工气候室内进行低温胁迫处理,探讨枇杷幼果细胞膜磷脂及相关酶对低温胁迫的响应机制。结果显示,在不同温度胁迫过程中,枇杷幼果磷脂酶D(PLD,EC 3.1.4.4)和脂氧合酶(LOX,EC 1.13.11.12)活性均呈上升趋势;质膜磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰肌醇(PI)含量因逐渐被降解而呈下降趋势,磷脂酸(PA)含量出现积累、增加,而膜结合Ca2+含量有不同程度的降低。随处理时间的延长和处理温度的降低,枇杷幼果细胞PLD和LOX活性增幅加大,从而加速了膜PC和PI的降解和PA的积累。低温胁迫过程中幼果细胞膜PC含量的降幅大于PI,膜结合Ca2+含量的变化与PLD和LOX活性变化呈负相关。低温胁迫下枇杷幼果细胞膜结合Ca2+含量的减少诱导了膜脂降解酶PLD和LOX活性的提高,并导致膜结构稳定性下降,加剧了低温胁迫对膜脂的降解和脂质过氧化伤害,其中尤以-3℃胁迫处理4~6 h对幼果细胞质膜的伤害最严重。表明低温胁迫下Ca2+·Ca M信使系统可能参与枇杷幼果细胞膜PLD和LOX活性的调控。     

外源ABA对低温胁迫下火龙果苗活性氧代谢的影响

为了探讨外源ABA对火龙果苗活性氧(ROS)代谢的调控作用,阐明ABA提高火龙果耐寒性的机理,以‘台湾6号’红心火龙果扦插苗为材料,用150mg/L的ABA预处理后,进行10d的低温胁迫(8℃/0℃,12h/12h),测定火龙果苗相关生理指标。结果表明,(1)低温胁迫后,火龙果苗出现水渍状斑点及萎焉黄化等寒害症状,寒害指数达0.52,而外源ABA处理使寒害指数降低至0.20。(2)低温胁迫使火龙果苗O_(2)^(·)产生速率和H_(2)O_(2)含量显著增加,丙二醛(MDA)含量及相对电导率(REC)也显著升高;外源ABA显著降低了H_(2)O_(2)含量、MDA含量和REC。(3)火龙果苗SOD、POD、CAT活性在低温胁迫下显著增强,外源ABA使这些酶活性进一步增强。(4)低温胁迫使火龙果苗APX、DHAR、GR及MDHAR活性显著增加,As A、GSH、DHA、GSSG含量也显著提升,但As A/DHA和GSH/GSSG比值下降;外源ABA可显著提高APX、GR及MDHAR活性,增加As A、GSH含量,并提高As A/DHA、GSH/GSSG比值。可见,外源ABA处理能增加火龙果苗抗氧化酶活性和As A-GSH循环的代谢活性,增强ROS的清除能力,减轻膜脂过氧化程度和电解质外渗,有效缓解火龙果苗受到的寒害。     

α-萘乙酸对低温胁迫下油菜幼苗抗寒性的影响

为探究α-萘乙酸(NAA)对植物抗寒性的影响,以白菜型冬油菜‘陇油6号’为试验材料,经4℃、NAA+4℃、NAA+4℃+DPI(NADPH氧化酶抑制剂)、NAA+4℃+DMTU(H₂O₂清除剂)、NAA+4℃+U0126(MAPK抑制剂)和NAA+4℃+Tungstate(NO生成抑制剂)处理后,研究其对‘陇油6号’油菜的活性氧(H₂O₂和O₂^-·)含量,抗氧化酶活性,丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量,抗氧化酶基因(APX、CAT、GR、SOD)、Rboh A-F、MAPK3/4/6、CBF和ICE1基因表达量的影响。结果表明:与4℃低温处理相比,NAA+4℃处理下油菜根系中的细胞活性、H₂O₂和O₂^-·含量以及叶片中的MDA含量均降低;根系中的抗氧化酶(CAT、SOD、APX和POD)活性、叶片中的可溶性糖及脯氨酸含量、叶绿素含量、上述相关基因的表达量均...     

低温胁迫对西花蓟马抗氧化酶活性的影响

西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)是一种重要入侵害虫。温度是影响西花蓟马生长发育和繁殖的一个重要非生物因子,西花蓟马对温度的耐受性决定了它的越冬存活率和地理分布。本文研究了4种抗氧化酶在低温胁迫下的活力变化。结果表明,4种抗氧化酶对低温胁迫具有不同的响应模式。低温处理能显著提高SOD的活力,对POD的活力则具有明显的抑制作用;然而,CAT和GST的活力在低温胁迫处理表现为先降低,随后逐渐提高的趋势。本研究结果表明4种抗氧化酶在西花蓟马应对低温胁迫中具有重要作用。     

外源H_2O_2对低温胁迫下柑橘叶片抗寒性的影响

以柑橘品种‘日南1号’离体秋稍为试材,采用Hoagland营养液培养方法,研究添加不同浓度H_2O_2处理对4℃低温胁迫下柑橘生长状态和叶片细胞相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量以及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等生理指标的影响,筛选缓解柑橘低温伤害的最佳H_2O_2处理浓度,探讨外源H_2O_2处理对柑橘耐寒能力影响机制。结果显示:随低温胁迫时间的延长,各处理组柑橘叶片卷曲和叶片细胞膜伤害程度均逐渐加重;外源施加0.2和1.0mmol·L-1 H_2O_2处理均能缓解低温胁迫引起的叶片卷曲和萎蔫,降低叶片中REC和MDA的升高,减少叶片细胞中内源H_2O_2的积累,提高渗透调节物质脯氨酸的含量和抗氧化酶SOD、CAT和POD的活性,并以1.0mmol·L-1 H_2O_2缓解效果更为显著。研究表明,4℃低温能够引起柑橘离体秋梢叶片卷曲、枯萎、脱落和细胞膜伤害症状,外源1.0mmol·L-1 H_2O_2可以通过提高叶片的脯氨酸含量和SOD、CAT和POD抗氧化酶活性,有效缓解低温对柑橘叶片细胞膜的伤害,从而增强其抗寒性。     

外源水杨酸对低温胁迫下圆柏属植物幼苗生理特性的影响

以3年生圆柏和祁连圆柏幼苗为材料,采用不同浓度水杨酸(SA)预处理两种圆柏属植物幼苗,测定-4℃低温胁迫处理第6天叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)和类胡萝卜素(Car)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,分析外源 SA 对低温胁迫下圆柏属植物叶片膜脂过氧化、渗透调节物质及抗氧化酶系统的影响,为培育较多品种的抗冷冻常绿植物提供理论依据。结果表明：低温胁迫下,一定浓度的 SA 预处理能有效保护幼苗叶片膜系统的稳定性、增加渗透调节物质含量和提高抗氧化酶活性,其中200 mg/L SA 预处理对提高圆柏抗寒性效果最好,30 mg/L SA 预处理对提高祁连圆柏抗寒性效果最好,且在外源 SA 预处理下,祁连圆柏的抗寒性比圆柏的强。因此,施用适合浓度的 SA 在提高圆柏属植物抗寒性方面具有较好的应用价值。     

低温胁迫下枇杷幼叶细胞内Ca2+水平及细胞超微结构变化的研究

用焦锑酸钾沉淀的电镜细胞化学方法 ,研究了低温胁迫下枇杷幼叶细胞内 Ca2 水平变化。研究结果表明 ,枇杷幼叶细胞未经低温处理时 ,Ca2 定位分布的沉淀颗粒大量出现在细胞壁、细胞间隙、质膜和液泡 ;叶绿体、细胞质和细胞核中也有一些 Ca2 沉淀颗粒分布。枇杷幼叶经 44h、4℃低温处理后 ,在质膜和液泡膜上 Ca2 的沉淀增多 ,细胞质和细胞核中的Ca2 水平增加。不抗寒品种在低温胁迫条件下可见核孔开口较大 ,有时可观察到核内容物外漏。抗寒品种在低温胁迫条件下核孔未见明显开口 ,叶绿体中类囊体不形成基粒 ,少数片层结合重叠后伸展在整个叶绿体中。而不抗寒品种类囊体则堆积形成明显的颗粒状基粒 ,类囊体片层数量较多。在 2个叶绿体之间还常可见到线粒体紧夹其间 ,但线粒体的内膜模糊不清。不抗寒品种内质网和高尔基体也较多见 ,内膜系统比较发达 ,但低温胁迫条件下膜系统易受破坏 ,膜结构模糊不清。     

外源一氧化氮对低温胁迫下枇杷叶片AsA-GSH循环的影响

采用0.2、0.5、1.0和1.5 mmol·L^-1的硝普钠(SNP)处理3年生‘早钟6号’枇杷幼苗,以喷清水为对照(CK),于-3 ℃低温胁迫处理6 h后在25 ℃下培养4 d,测定恢复0、1和4 d时叶片非酶抗氧化物质和抗氧化酶活性的变化.结果表明：与CK相比,经SNP处理的枇杷叶片过氧化氢(H₂O₂)含量降低,还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性升高.低温处理后恢复4 d时,经0.5 mmol·L^-1 SNP处理的枇杷叶片H₂O₂含量下降至CK的75.3%,而GSH和AsA含量分别比CK增加了29.12%和23.40%,APX、GR、DHAR和MDAR活性分别比CK增加了50.0%、44.4%、49.53%和62.68%.适当的外源NO处理可提高枇杷叶片的抗氧化系统活性,减轻细胞在低温胁迫下的损伤,其中以0.5 mmol·L^-1的SNP处理效果较理想.     

根区亚低温胁迫下外源GABA对山定子根系抗氧化功能的影响

以当年生山定子实生苗为试材,采用温室盆栽土培试验,模拟根区亚低温(5℃)条件,设置亚低温(L)、亚低温+外源γ氨基丁酸(LG)和亚低温+氨己烯酸(LV)处理,分别于处理后0、12、24、48、96和144h后剪取白色幼嫩根系,测定山定子根系内源γ-氨基丁酸(GABA)含量、渗透调节物质含量、活性氧含量和抗氧化酶活性等指标,研究根区亚低温下GABA对山定子根系抗氧化系统的调节效应。结果显示:(1)根区亚低温下,山定子根系内源GABA含量略高于对照,渗透调节物质也不同程度积累,超氧阴离子(O_2~-·)含量、过氧化氢(H_2O_2)含量显著升高,膜脂过氧化程度加深。(2)外源施加GABA进一步促进了内源GABA的积累,明显增加根系中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)等渗透调节物质含量,显著提高根系的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等酶活性,最终使得山定子根系中H_2O_2等的含量降低,膜脂过氧化程度缓解。(3)GABA专一性抑制剂VGB处理后的效果与外源GABA处理结果相反。研究表明,GABA代谢对山定子根系抵御亚低温胁迫引发的氧化胁迫有积极作用,外源GABA具有通过诱导内源GABA代谢提高根系抗氧化能力的生理效应。     

低温胁迫对两种圆柏属植物亚细胞抗氧化酶活性的影响

以祁连圆柏和圆柏幼苗为材料,研究不同处理时间下低温胁迫对圆柏属植物叶片亚细胞抗氧化酶活性的影响,探讨其在圆柏属植物叶片中的亚细胞定位。结果表明：低温胁迫下,丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性随时间变化均呈先升后降趋势,祁连圆柏中抗氧化酶的种类比圆柏的多且活性强,而 MDA 含量低于圆柏,表明祁连圆柏在低温胁迫下具有更广泛的适应性。此外,两种圆柏植物叶片超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)定位为叶绿体＞细胞溶质＞线粒体,过氧化氢酶(CAT)定位为线粒体＞叶绿体＞细胞溶质,谷胱甘肽还原酶(GR)定位为线粒体＞细胞溶质＞叶绿体,祁连圆柏过氧化物酶(POD)定位为细胞溶质＞叶绿体＞线粒体,圆柏POD定位为细胞溶质＞线粒体＞叶绿体,且抗氧化酶SOD、APX和 GR在亚细胞中分布差异达到极显著,这说明抗氧化酶在其中一种亚细胞中发挥主要作用,为克隆亚细胞组分中的抗氧化酶基因提供了理论依据。     

硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响

采用砂基培养的方法,研究硅对低温胁迫下黄瓜幼苗生长的影响.结果表明加硅处理能使低温胁迫下的黄瓜幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著升高:丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子自由基(O₂^-)产生速率显著下降,叶片质膜透性降低;硅提高了低温胁迫下黄瓜幼苗的可溶性蛋白质和叶绿素含量、叶绿素a/b比值及植株生物量.因此,硅可以减弱低温胁迫对黄瓜幼苗的伤害.     

外源水杨酸对低温胁迫下火龙果幼苗的形态及生理效应

为探究外源水杨酸(SA)对低温胁迫下火龙果幼苗形态及生理的影响，该研究以‘紫红龙’火龙果幼苗为材料，将4个不同浓度的SA(0.1、0.3、0.5、0.7 mmol·L^-1)喷施叶片，48 h后4℃低温培养，于第0、第3、第6、第9天观察火龙果幼苗形态及叶片组织结构的变化，并测定叶片相对电导率、丙二醛含量、渗透调节物(可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸)含量及抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽S-转移酶)活性等生理指标。结果表明：(1)低温胁迫下，火龙果幼苗呈现0级、Ⅰ级和Ⅱ级3个冷害等级，SA处理后的火龙果幼苗出现Ⅰ级冷害和Ⅱ级冷害的株数百分率均明显降低。(2)与低温对照相比，SA处理能降低火龙果幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量并提高渗透调节物含量和抗氧化酶活性。(3)通过对不同SA处理结果进行比较分析，发现缓解冷害症状、降低相对电导率和丙二醛含量、提高可溶性糖和脯氨酸的含量、提高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S-转移酶的活性均以0.3 mmol·L^-1 SA效果最好，提高可溶性蛋白含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性分别以0.7、...     

低温等因素对枇杷种质离体保存的影响

初步研究了低温条件下枇杷(Eriobotrya japonica Lindl.)试管苗离体保存的效果.结果表明:在常温(25℃)条件下,枇杷试管苗生长速度快,保存时间短,10个月后全部死亡;而在低温条件下,试管苗生长缓慢,保存时间较长.在11℃和15℃条件下,品种‘解放钟'和‘早钟6号'1 a后的死亡率分别为20%、25%和15%、20%,表明低温有利于枇杷种质资源的离体保存.在试管包扎物的选择中,白纸 塑料薄膜和锡箔纸等材料封口对保存有利,而棉花、软木塞、橡皮塞等封口材料不利于试管苗的保存.     

低温胁迫下内源脱落酸对马尾松优良种源抗寒性的调节作用

以2个马尾松优良种源苗期的叶片为材料,对系列低温梯度条件下不同种源叶片的内源ABA、内源保护酶系统的动态变化的规律以及相互作用进行研究.结果表明:在降温过程中通过内源ABA的变化来调控内源保护酶的变化趋势,并协调多种酶的相互作用来抵抗低温.内源ABA、SOD对零上低温敏感,属冷害敏感型调节物质,它们在零上低温前达到最高...     

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     

Comparative physiological and proteomic response to abrupt low temperature stress between two winter wheat cultivars differing in low temperature tolerance

Abrupt temperature reduction in winter wheat at either autumn seedling stage prior to vernalisation or early spring crown stage can cause severe crop damage and reduce production. Many studies have reported the physiological and molecular mechanisms underlying cold acclimation in winter wheat by comparing it with spring wheat. However, processes associated with abrupt temperature reduction in autumn seedling stage prior to vernalisation in winter wheat are less understood. In this study, physiological and molecular responses of winter wheat seedlings to abrupt low temperature (LT) stress were characterised in the relatively LT‐tolerant winter wheat cultivar Shixin 828 by comparing it with the relatively LT‐sensitive cultivar Shiluan 02‐1 using a combination of physiological, proteomics and biochemical approaches. Shixin 828 was tolerant to abrupt LT stress, while Shiluan 02‐1 exhibited high levels of reactive oxygen species (ROS) and leaf cell death. Significant increases in relative abundance of antioxidant‐related proteins were found in Shixin 828 leaves, which correlate with observed higher antioxidant enzyme activity in Shixin 828 compared to Shiluan 02‐1. Proteomics analysis also indicated that carbohydrate metabolism‐related proteins were more abundant in Shiluan 02‐1, correlating with observed accumulation of soluble sugars in Shiluan 02‐1 leaves. Amino acid analysis revealed a strong response to LT stress in wheat leaves. A negative effect of exogenous sucrose on LT tolerance was also found. This study indicates that high ROS scavenging capacity and high abundance of photosynthesis‐related proteins might play a role in winter wheat response to abrupt LT stress. In contrast, excess accumulation of soluble sugars might be disadvantageous for LT tolerance in the wheat cultivar Shiluan 02‐1.