氯化钾对长春花盛花期盐胁迫效应和生物碱含量的影响

在温室土培条件下,研究了不同浓度KCl处理对长春花盛花期盐胁迫效应以及对文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱等生物碱含量的影响.结果现实:(1)3‰ NaCl胁迫下,施入一定量KCl,将Na+/K+调为20:1(K2)时可显著缓解盐胁迫对长春花的危害,与不施KCl(K1)相比,长春花的鲜质量、株高、根长和相对含水量均显著提高,而长春花叶片丙二醛含量显著下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性在Na+/K+为20:1(K2)时显著高于其它处理,但当Na+/K+为10:1(K3)与5:1(K4)时,盐胁迫的危害又显著加剧.(2)Na+/K+为20:1处理的长春花盛花期文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱含量显著高于其它处理,分别为20.88、30.18、2.53和5.12 mg·g-1.研究表明,Na+/K+为20:1比例施用钾肥可最大限度地降低NaCl胁迫对盛花期长春花生长造成的伤害,并显著促进其生物碱的代谢,显著提高长春花盛花期4种主要生物碱的含量.     

长春花萜类吲哚生物碱含量测定及相关基因的表达分析

采用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)对23个长春花品种中的重要萜类吲哚生物碱文多灵、长春质碱和长春碱含量进行了测定,发现这3种生物碱的含量在不同品种中存在较大差异。相关性分析表明,文多灵、长春质碱和长春碱这3种生物碱中,文多灵含量和长春碱含量有极显著的相关性(P0.01)。利用RT-PCR分析了香叶醇10-脱羧酶基因(g10h)和异胡豆苷合成酶基因(str)在萜类吲哚生物碱含量有显著差异的品种之间的表达水平差异,并结合生物碱含量数据结果,发现g10h和str的表达水平和文多灵和长春质碱的总含量有显著的正相关性(P0.05),说明g10h和str基因可以作为长春花中文多灵和长春质碱含量的参考基因标记。该研究对为选育高萜类吲哚生物碱含量长春花品种及长春花萜类吲哚生物碱代谢工程具有重要意义。     

土壤不同水分条件对长春花(Catharanthus roseus)生活史型的影响

为了研究土壤中不同水分条件对长春花生活史型形成及生理代谢的影响,设置对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱等土壤水分梯度,对长春花(Catharanthus roseus(L.)G.Don)幼苗进行处理。对长春花形态指标进行聚类分析发现选择的20个聚类实体被分为2组,第1组为对照(CK)和轻度干旱(LD)处理的植株,第2组为中度干旱(MD)和重度干旱(HD)处理的植株。运用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法对不同土壤水分条件下长春花营养生长(Vegetative growth,V)、有性生殖(Sexual reproduction,S)和无性繁殖(Clone reproduction,C)等3类15种性状进行统计。结果显示,长春花在对照条件下生活史型为V0.39S0.54C0.07,轻度干旱为V0.36S0.50C0.14,中度干旱为V0.53S0.27C0.20,重度干旱为V0.45S0.09C0.46,干旱程度加强显著提高了无性繁殖的比重,降低了有性生殖的比例。同时,对长春花中文朵灵、长春质碱和脱水长春碱等生物碱的含量进行了动态测定,发现重度干旱下的文朵灵、长春质碱和脱水长春碱的含量在16d时分别是对照水平的1.5倍、2.3倍和3.1倍,表明干旱胁迫诱导生物碱积累,为长春花高效栽培提供了理论依据。     

浙江富阳和海南文昌人工种植长春花生物碱积累组织特异性对比

药用植物长春花的人工栽培分布区主要在我国海南省,目前已引种扩大到浙江、四川等地。为了研究不同栽培区长春花生物碱积累的区域性差异和组织特异性分布特点,本文以浙江富阳和海南文昌两地所产的同苗龄长春花为原料,对其不同部位的长春碱、文朵灵和长春质碱的含量进行对比,分析3种生物碱在不同部位中积累的相关性。研究结果表明,海南文昌所产长春花植株的叶片中3种生物碱含量均高于浙江富阳。但分枝中长春碱含量特点是浙江富阳要显著高于海南文昌;不同部位生物碱之间相关性分析表明,叶片和主茎中文朵灵和长春质碱含量呈显著正相关,而分枝中长春碱与其前体长春质碱成极显著负相关。本文为长春花人工栽培区分布评估提供了理论指导。     

弱光胁迫对大田长春花生物量分配及次生代谢的影响

以长春花（Catharanthus roseus(L.) Don.）为材料,研究了田间栽培长春花在全光和20%透光率下,经过一个生长季后生物量配置、抗氧化次生代谢产物和文朵灵、长春质碱、长春碱等目的活性物质含量的变化。研究结果表明,弱光条件显著抑制了长春花植株总生物量增长,特别是抑制了有性生殖的投入;弱光组叶片总酚和总黄酮含量显著降低,干重含量分别为对照组的62.50%和50.00%,原花青素含量则略有升高,但与全光组的差异不显著;弱光组叶片文朵灵和长春质碱含量显著高于对照组,长春碱含量略有上升但差异不显著,受生物量降低影响,3种生物碱的产量均显著下降。上述结果表明,长春花能够调控生理代谢以适应低光强环境,特别是文朵灵和长春质碱含量提升显著,林下低光强环境种植长春花可以满足土地资源充分利用和文朵灵、长春质碱优质原料的需求。     

盐胁迫对长春花幼苗生长和生物碱含量的影响

以NaCl浓度分别为0、50、100、150、200和250 mmol·L^-1的1/2 Hoagland营养液处理长春花幼苗,7 d后测定其鲜质量、干质量、丙二醛(MDA)和叶绿素含量、色氨酸脱羧酶（TDC）和过氧化物酶（POD）活性等生理指标及文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱等生物碱含量.结果表明：NaCl显著地降低长春花幼苗的鲜质量和干质量,提高MDA含量;叶绿素含量在低盐浓度(50 mmol·L^-1)下与对照相比差异不显著,在高于50 mmol·L^-1时随NaCl浓度的增加而逐渐降低;在NaCl处理下,POD活性与对照相比显著上升;TDC活性在50 mmol·L^-1 NaCl处理下活性最高,而后随盐浓度的增加逐渐降低;文多灵、长春质碱、长春新碱和长春碱含量都是在50 mmol·L^-1NaCl处理下最高,分别为4.61、3.56、1.19和2.95 mg·g^-1,并显著高于对照及其他处理.盐胁迫虽然在一定程度上抑制了长春花幼苗生长,但促进了其生物碱的代谢,提高了生物碱含量;50 mmol·L^-1NaCl处理对长春花吲哚生物碱代谢的促进作用最大.     

PEG-6000模拟干旱协迫对大蓟叶片生理特性的影响

以大蓟幼苗为试验材料,采用梯度浓度的聚乙二醇(PEG-6000,浓度为5%、10%、15%、20%、25%、30%)模拟干旱胁迫24h、48h和72h,测定大蓟叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、渗透调节物质含量及保护酶活性随胁迫时间的变化,探讨大蓟的耐旱性和抗旱生理机制。结果表明:(1)随干旱胁迫时间的延长和PEG-6000浓度增加,叶片RWC均呈降低趋势,最大降幅为55.86%,MDA含量均大幅度增加,最大增幅为186.21%。(2)随干旱胁迫时间延长,叶片可溶性糖与游离脯氨酸含量在PEG-6000浓度≤10%时逐渐升高,在大于10%时呈先升高后降低的变化趋势;而随PEG浓度增加,可溶性糖与游离脯氨酸含量在各时间点均呈先上升后下降趋势,可溶性糖峰值在处理24h、48h和72h依次出现在PEG浓度为20%、20%和10%时,游离脯氨酸峰值则依次出现在PEG浓度为20%、15%和15%条件下,两指标的最大增幅均出现在胁迫处理48h时PEG浓度分别为20%和15%,且分别为CK的4.7和10.7倍。(3)随PEG浓度增加,叶片保护性酶(SOD、POD和CAT)活性除SOD在24h时呈逐渐升高趋势外,其余时间点下均呈先升高后下降趋势,3种酶最大增幅依次为370.14%、248.91%和118.78%,前二者均出现在胁迫72h、15%PEG浓度下,后者出现在胁迫48h、10%PEG浓度下。研究认为,长时间(72h)、15%PEG-6000浓度胁迫下,大蓟具有较强的渗透调节能力和较高的酶活性,表现出较强的耐旱能力;若超过此胁迫浓度,大蓟渗透调节能力降低,酶活性减弱,含水量持续降低,MDA持续增加,生理代谢受到明显抑制。     

色氨酸对海水处理下长春花生物碱含量的影响

以长春花为(Catharanthus roseus(L.)G.Don)材料进行温室实验,研究了不同浓度色氨酸对20%海水处理下长春花幼苗生物碱含量的影响,发现20%海水中加入色氨酸,长春花中色氨酸脱羧酶(TDC)活性提高,吲哚生物总碱以及长春碱、长春质碱、文多灵、长春新碱含量显著增加.其中加入500 mg/L的色氨酸最有利于生物碱含量的增加.     

24-表油菜素内酯预处理对干旱胁迫下葡萄幼苗抗氧化系统和渗透调节物质的影响

以酿酒葡萄‘雷司令’(Riesling)一年生营养袋扦插苗为材料,采用人工气候室水培试验,考察在聚乙二醇6000(PEG)模拟干旱条件下,不同浓度(0.05、0.10和0.20mg/L)24-表油菜素内酯(EBR)预处理对‘雷司令’幼苗活性氧、抗氧化物质、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响,以揭示EBR预处理对干旱胁迫下葡萄幼苗的抗旱机理。结果显示:(1)与正常生长(对照)相比,干旱胁迫显著提高葡萄幼苗叶片中超氧阴离子自由基(■)、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量;与干旱胁迫处理(PEG)相比,不同浓度EBR预处理均可降低叶片中■、H_2O_2和MDA的含量。(2)与对照相比,PEG处理显著降低葡萄幼苗叶片的抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量;与PEG处理相比,各浓度EBR预处理均可显著提高葡萄叶片AsA与GSH的含量,且以0.10mg/LEBR处理效果最好。(3)随着干旱胁迫时间的延长,葡萄幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)与抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均呈先上升后下降的变化趋势,而在正常生长条件下酶活性基本保持不变;EBR预处理的葡萄叶片SOD、CAT、POD和APX活性均始终高于同期PEG处理。(4)PEG处理条件下,渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白的含量整体高于对照;与PEG处理相比,不同浓度EBR预处理在干旱胁迫中后期均能显著提高葡萄叶片中脯氨酸和可溶性蛋白含量。研究表明,在干旱胁迫下,外源EBR预处理能够提高葡萄叶片抗氧化系统酶活性和渗透调节物质含量,有效降低干旱胁迫诱导的活性氧过度积累及膜脂过氧化程度,提高葡萄幼苗的抗旱能力,且以0.10mg/L EBR处理效果最佳。     

人工种植长春花生物学性状和生物碱含量的季节动态

以人工种植的长春花（Catharanthus roseus（L.）G. Don）为材料,研究了一个生长季节内长春花的生物学性状和生物碱含量的季节动态。研究发现,长春花的株高、生物量和叶片数呈现相似的生长趋势,即前期（5~7月）缓慢增长、中期（7~9月）快速增长和后期（9~10月）增长缓慢3个明显的季节生长特征,而花总数在前期和中期也呈现相似的规律,但在后期（9~10月）快速下降。长春花叶片中3 种生物碱含量的季节变化规律明显,变化趋势相一致。3 种生物碱的含量在一个生长季节内均是先增加后降低再增加的趋势,且3 种生物碱含量均在7月下旬和10月下旬出现2个明显的高峰值。长春花叶片中长春碱含量与长春质碱和文多灵含量之间均有较强的正相关,且与文多灵含量呈显著的正相关（p<0.05）,长春花叶片中长春质碱含量与文多灵含量之间呈显著的正相关（p<0.05）。因此,生产实践中人工种植长春花的最佳采收期是10月末,并可通过改变环境因子进一步诱导长春花叶片中长春碱类物质的积累。     

Effects of PEG-induced drought stress on regulation of indole alkaloid biosynthesis in Catharanthus roseus

Catharanthus roseus (C. roseus) plants were used to investigate the terpenoid indole alkaloids (TIAs) accumulation under the condition of PEG-induced drought stress. Multivariate analysis showed that 35% PEG6000 could induce more obvious and stable accumulation on proline (PRO) content and the relative water content (RWC). The results indicated that there were gradual increase and then decrease (p?<?.05) in the contents of vindoline (VIN) and catharanthine (CAT) under 35% PEG6000 stress, but the content of vinblastine (VBL) increased gradually. In addition, the expression levels of tryptophan decarboxylase (TDC), strictosidine synthase (STR) and deacetylvindoline-4-O-acetyltransferase (DAT) were upregulated in plants under 35% PEG6000 stress. Further correlation analysis indicated that CAT accumulation was significantly correlated with TDC gene expression, and VBL accumulation was significantly correlated with peroxidase (p?<?.05). Our results suggest that the cultivation of C. roseus in drought stress would serve as effective treatment for accumulating TIAs.     

模拟干旱胁迫对枣树幼苗的抗氧化系统和渗透调节的影响

用不同浓度的PEG-6000对抗旱性不同的1年生枣树(Zizyphus jujuba)幼苗进行渗透胁迫处理后,研究了不同抗旱性品种枣树幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化.结果显示,干旱胁迫下3种枣苗叶片的相对含水量(RWC)均降低,丙二醛(MDA)含量和细胞质膜相对透性均增加.在30%PEG胁迫下除骏枣1号的SOD活性降低外,3个品种枣苗在干旱胁迫下SOD和POD活性都增加;狗头枣2号的过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫下明显增加,而木枣1号和骏枣1号的CAT活性均随着胁迫程度的增加而逐渐下降;木枣1号和骏枣1号的APX活性随着胁迫程度的增加先增加后降低,而狗头枣2号明显增加.干旱胁迫下,除骏枣1号的脯氨酸(Pro)含量和木枣1号的可溶性糖含量在30%的胁迫水平下降低(P>0.05)外,3种干旱胁迫水平下3个品种枣苗的Pro和可溶性糖含量均增加.总之,干旱胁迫下,枣苗叶片相对含水量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质Pro和可溶性糖含量均为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,而MDA含量和膜透性均为骏枣1号>木枣1号>狗头枣2号,表明3个品种的抗旱性为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,研究结果与其品种的实际抗旱性一致.     

种子引发提高小麦抗渗透胁迫能力的效应

种子经渗透势－０．８ＭＰａ或－１．２ＭＰａＰＥＧ－６０００处理后,抗旱性不同小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）“晋麦３３”和“８４Ｇ６”种子萌发率均有提高,种子电解质外渗率明显降低,种子萌发适应渗透胁迫能力提高,种子可溶蛋白质含量、ＰＡＬ和ＰＯＤ活性显著增加,“晋麦３３”种子ＣＡＴ活性增加,两品种幼苗ＰＡＬ、ＰＯＤ和ＣＡＴ活性也均有提高,但“８４Ｇ６”种子ＣＡＴ活性下降。     

种子引发提高小麦抗渗透胁迫能力的效应

种子经渗透势-0.8 MPa或-1.2 MPa PEG—6000处理后,抗旱性不同小麦(Triticum aesttvum L．)“晋麦33”和“84G6”种子萌发率均有提高,种子电解质外渗率明显降低,种子萌发适应渗透胁迫能力提高,种子可溶蛋白质含量、PAL和POD活性显著增加,“晋麦33”种子CAT活性增加,两品种幼苗PAL、POD和CAT活性也均有提高,但“84G6”种子CAT活性下降。     

Relations between MAPK phosphorylation and ABA level in <Emphasis Type="Italic">Malus sieversii</Emphasis> under water stress

A correlation between protein kinase phosphorylation and ABA level was studied in Malus sieversii (Ledeb.) Roem. seedlings under water stress. The seedlings were treated with PEG 6000 for imitation of water stress, and the MAPK activity and ABA content in each treatment were then determined. We demonstrated that the increase in the activities of the total protein kinase (TPK) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) after treatment with 20% PEG 6000 appeared to result in a high level of ABA. MAPK activity accounted for 76.8% of TPK activity. The activity peaks of TPK and MAPK preceded the highest level of ABA accumulation. It is interesting that the ABA level in roots and leaves of seedlings pretreated with 2 × 10⁻² mM exogenous ABA for 20 min following treatment by 20% PEG 6000 was much higher than that of seedlings treated with exogenous ABA only. We analyzed the influence of MAPK inhibitor ITU (5-iodotubercidin) on ABA accumulation in the seedlings of M. sieversii under water stress and showed that 1 μM ITU significantly decreased the ABA level induced by a water loss. However, the phosphoesterase inhibitor PAO (phenylarisine oxide) enhanced ABA accumulation, indicating that the phosphorylated MAPK was correlated to ABA synthesis. Together, these results suggest that MAPK phosphorylation played an important role in ABA accumulation under water stress, and MAPK might mediate the signal transduction of ABA synthesis.     

芦笋在PEG模拟干旱条件下的生理生化变化

用聚乙二醇(PEG-6000)胁迫处理芦笋幼苗,检测了幼苗的渗透调解物质含量、生物膜透性、抗氧化特性等指标。结果表明:脯氨酸、可溶性糖含量随着处理时间的延长显著增加,且以20%的PEG浓度处理增加最明显;SOD、POD、CAT活性在PEG处理后明显增强;相对电导率随着处理浓度的增大和时间的延长而增大;MDA含量随着处理时间的延长明显增加,且以10%和20%浓度处理增加显著。由此表明,芦笋在干旱胁迫下通过增加渗透调解物质含量,降低水势来提高其抗旱能力;通过增强抗氧化酶活性,提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫伤害。     

水分胁迫对2种生态型芦苇（Phragmites communis）的可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性的影响

研究利用2种抗旱性迥异的芦苇为材料,用PEG6000进行水分胁迫处理,结果表明,抗旱性强的沙丘芦苇（沙芦）的可溶性蛋白含量明显低于沼泽芦苇（水芦）,约为水芦的1／5。但是,在受到20％PEG胁迫时,沙芦的可溶性蛋白含量有所上升,水芦的则稍微下降,在30％PEG胁迫时,水芦的可溶性蛋白含量显著下降,而沙芦则先升后降。沙芦的3种自由基清除酶（SOD、POD、CAT）的活性显著高于水芦。受到水分胁迫后,2种芦苇的SOD、POD、CAT活性或升或降。但是,无论在20％还是30％PEG胁迫条件下,相对水芦而言,沙芦都保持较高的自由其清除酶活性,从而保证其较强的自由基清除能力,减轻自由基对植物细胞生物大分子如DNA、蛋白质、脂肪酸的伤害,维持细胞正常的生命活动,这是沙芦抗旱性强的基础。     

Physiochemical and antioxidant responses of the perennial xerophyte Capparis ovata Desf. to drought

Caper (Capparis ovata Desf.) is a perennial shrub (xerophyte) and drought resistant plant which is well adapted to Mediterranean Ecosystem. In the present study we investigated the plant growth, relative water content (RWC), chlorophyll fluorescence (F_V/F_M), lipid peroxidation (TBA-reactive substances content) as parameters indicative of oxidative stress and antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), peroxidase (POX), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR) in relation to the tolerance to polyethylene glycol mediated drought stress in C. ovata seedlings. For induction of drought stress, the 35 days seedlings were subjected to PEG 6000 of osmotic potential −0.81 MPa for 14 days. Lipid peroxidation increased in PEG stressed seedlings as compared to non-stressed seedlings of C. ovata during the experimental period. With regard to vegetative growth, PEG treatment caused decrease in shoot fresh and dry weights, RWC and F_V/F_M but decline was more prominent on day 14 of PEG treatment. Total activity of antioxidative enzymes SOD, APX, POX, CAT and GR were investigated in C. ovata seedlings under PEG mediated drought. Induced activities of SOD, CAT and POX enzymes were high and the rate of increment was higher in stressed seedling. APX activity increased on both days of PEG treatment, however, increase in GR activity was highest on day 14 of drought stress. We concluded that increased drought tolerance of C. ovata is correlated with diminishing oxidative injury by functioning of antioxidant system at higher rates under drought stress.     

干旱胁迫下牛心朴子幼苗相对含水量、质膜透性及保护酶活性变化

牛心朴子(Cynanchum komarovii)幼苗用不同浓度PEG-6000(聚乙二醇)模拟干旱处理,测定处理12d和复水24h中根、叶的RWC、质膜相对透性、MDA含量及几种保护酶(SOD、CAT、POD)活性变化情况,结果表明：高浓度胁迫后期,RWC明显下降,MDA含量增大,致使膜脂过氧化引起膜损伤;低、中浓度胁迫下,RWC下降程度低,细胞膜脂过氧化及膜透性影响小,且可能对膜脂过氧化起到一定的防御作用。复水后,低、中度胁迫下,各项指标能迅速恢复到CK水平,而高浓度胁迫下,除叶质膜透性、MDA含量、SOD活性不能恢复外,根、叶的其余指标均能达到CK水平。保护酶系统的作用,在一段时间内,可能是通过它们之间的相互协调而保持一个稳定的平衡态进行的。     

INFLUENCE OF He-Ne LASER IRRADIATION ON PROTECTIVE ENZYME ACTIVITIES AND LIPID PEROXIDATION IN WHEAT SEEDLINGS BY DROUGHT STRESS DAMAGE

 用He-Ne激光(5.23 mW·mm^–2)处理经5%、10%、15% PEG6000胁迫的小麦幼苗, 分析了干旱胁迫条件下激光处理对小麦幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响。适度干旱胁迫的小麦幼苗经He-Ne激光辐照后, 丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O₂^–.)产生速率显著降低(p<0.05), 而过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量却显著增加(p<0.05)。总体上看, 5%和10% PEG6000胁迫的小麦幼苗经激光辐照3 min后抗旱性增强。