糜子根系与旗叶协同衰老的生理生化机理研究

以榆糜3号糜子为试验材料,测定了拔节至成熟期糜子根系与旗叶生长指标、保护酶活性、可溶性蛋白含量等变化,初步分析了其根系与旗叶协同衰老的生理生化机制.结果表明:从拔节期到成熟期,糜子根系活性、表面积和干物质重,旗叶绿叶面积和干物质重,以及根系与旗叶的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均呈先升高后降低的趋势,并均在拔节后34~41 d(籽粒灌浆前期~中期)达到最大值;根系与旗叶的可溶性蛋白质含量逐渐降低,而丙二醛(MDA)含量却持续大幅度上升;糜子旗叶的保护酶(SOD、CAT、POD)活性、可溶性蛋白含量始终极显著高于同期根系,而其MDA含量却始终极显著低于同期根系.研究发现,在糜子生育后期,其光合产物分配中心转移,造成根系和旗叶中光合产物亏缺;同时其旗叶和根系中保护酶活性逐渐降低,清除活性氧的能力减弱,引起细胞内活性氧积累和膜氧化伤害逐渐加重,最终导致植株逐渐衰老;在植株衰老过程中,根系与叶片衰老密切相关,并且根系抗氧化酶的活性相对较弱.     

小麦旗叶自然衰老过程中清除活性氧能力的变化

野生一粒小麦(Triticum boeoticum Boiss)、栽培小麦“扬麦五号”(T.aestivum L.)的旗叶自然衰老过程中,活性氧清除系统中各部分的清除能力下降是不均衡的。在光合速率高值持续期(叶绿素含量缓降期),SOD的活力略有下降,过氧化氢酶(CAT)活力却迅速下降,同时抗坏血酸过氧化物酶(ASP)活力呈现先上升后下降的趋势,上述SOD、CAT、ASP活力变化的不均衡,最终导致H_2O_2的迅速累积,从而使叶片迅速进入衰老(叶绿素含量速降期),于是SOD活力迅速下降。野生一粒小麦活性氧清除系统中各部分清除能力失衡过快,可能是其早衰的原因之一。H_2O_2的迅速累积与叶片衰老的启动密切相关。     

麦秸还田对隔茬冬小麦根系及叶片衰老的影响

对麦秸翻压还田后隔茬冬小麦根系活力、旗叶叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及光合速率等衰老指标进行了测定分析.结果显示,(1)小麦秸秆还田后可显著促进各时期根系的生长并显著提高小麦根系活力,且根系在30cm处土壤中的分布增加;(2)冬小麦生育后期叶片叶绿素以处理Ⅲ(6 000 kg/hm2)的降解速度(18%)最慢,旗叶光合速率在灌浆期和蜡熟期以处理Ⅲ为最高,旗叶丙二醛含量以处理Ⅲ最低,比对照(Ⅰ)低6.78 mmol·g-1FW,丙二醛含量与光合速率呈显著负相关.研究结果表明,适量秸秆还田对接茬玉米的产量影响不显著,但可显著延缓隔茬冬小麦的衰老并显著提高产量,在黄土高原有灌溉条件的地区以6 000 kg/hm2的小麦秸秆量还田较适宜.     

激动素和丁二酸拌种对玉米衰老过程中抗氧化系统和植物激素的影响

以‘郑单958’（晚衰型品种）和‘豫单2002’（早衰型品种）为实验材料,采用盆栽方式,0．03μg·kg-1的外源激动素（KT）和300mg·kg-1丁二酸复合剂进行拌种处理,研究拌种后玉米根叶衰老指标的变化及其化学调控效应。结果表明：激动素和丁二酸混合拌种后根系与叶片中超氧阴离子（O2-）产生速率、丙二醛（MDA）及脱落酸（ABA）含量低于其对照,而超氧化物歧化酶（SOD）活性和生长素（IAA）含量却较高,据此认为膜脂过氧化得到缓解,根叶的生理功能期延长;且在整个生育期内各个叶位叶的MDA含量、SOD活性、ABA和IAA含量高于根系,但其O2-和IAA／ABA较低,表明根系的衰老早于叶片。综上可以推测,激动素和丁二酸拌种能有效防止根叶早衰,为提高玉米产量打下基础。     

亚适宜温光下萘乙酸钠对番茄幼苗生长与生理特性的影响

以番茄“中杂105”为试材,研究亚适宜温光条件下根施10 mg·L^-1萘乙酸钠对番茄幼苗生长与生理特性的影响.结果表明： 亚适宜温光处理番茄幼苗生物量、壮苗指数、根系活力、光合速率、根系和叶片中全氮含量均显著下降,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,玉米素核苷含量显著下降,而脱落酸含量显著增加.亚适宜温光条件下,与对照相比,根施10 mg·L^-1萘乙酸钠可使番茄幼苗全株干质量、壮苗指数分别提高16.4%、22.9%,并使根、叶中全N含量及光合速率分别增加8.5%、28.5%、37.0%,提高根系活力和保护酶活性,增加吲哚乙酸和玉米素核苷含量,抑制脱落酸含量的增加.亚适宜温光处理下,根施10 mg·L^-1萘乙酸钠可以通过提高番茄幼苗根系活力、保护酶活性和光合速率,调控内源激素水平变化,促进番茄幼苗生长.     

小麦开花后iPA和ABA含量的变化及与旗叶光合,根系活力和籽？…

以２个粒重不同的小麦品种为材料,研究了开花后旗叶、根系和籽粒异戊烯基腺苷（ｉＰＡ）和脱落酸（ＡＢＡ）含量的变化及其与旗叶光合速率、根系活力和籽粒样重的关系。结果表明,高粒重的鲁麦２２较低粒重的鲁麦１４,旗叶和根系ｉＰＡ含量高且速降始期推迟,ＡＢＡ含量低且速升始期推迟;与此相对应,旗叶光合速率和根系活力高且高值持续期长。鲁麦２２籽粒ｉＰＡ含量高于鲁麦１４,其ＡＢＡ含量在花后１６ｄ内高于鲁麦１４,１６     

光/暗对玉米叶片果糖-6-磷酸激酶-2和果糖-2,6-二磷酸酯酶活力的影响

比较了照光和黑暗条件下玉米叶片果糖—6—磷酸激酶—2(PFK-2)和果糖—2,6—二磷酸酯酶(FBPase-2)的活力变化。当玉米植株从暗中转入光下后,其叶片PFK—2的活力随光照时间的延长而逐渐降低,而FBPase-2活力变化不明显;从光下转入暗后叶片PFK-2活力明显上升,FBPase-2活力仍无明显变化;其PFK-2/FBPase-2比值在光处理时下降,暗处理时上升。同时叶片中果糖—2,6—二磷酸的含量与PFK-2/FBPase-2活力比值的变化趋势一致。连续光照 20 h,PFK-2活力持续下降,表明PFK-2的光钝化现象与玉米植株的昼夜节律变化无关。     

不同种源赤皮青冈幼苗生长和生理特性对干旱胁迫的响应

以浙江庆元、湖南洞口和湖南靖县3个地理种源的赤皮青冈(Cyclobalanopsis gilva)1年生幼苗为试验材料,采用盆栽称重法控制土壤水分含量,研究了不同程度干旱胁迫对赤皮青冈幼苗生长、生物量分配、叶片自由水和束缚水含量、根系活力和叶片内源激素含量的影响,旨在揭示赤皮青冈幼苗对干旱胁迫的适应机制。结果表明:随着干旱程度的增强,3个种源赤皮青冈幼苗的株高生长量和地径生长量呈下降的趋势;幼苗地上部分和根部生物量增量呈下降的趋势;叶片自由水/束缚水比值降低,束缚水含量升高,而自由水含量的变化趋势不一致;干旱胁迫提高了湖南洞口和湖南靖县种源赤皮青冈的根系活力,但浙江庆元赤皮青冈的根系活力随着胁迫的增强而降低;随着干旱的加剧,3个种源赤皮青冈叶片赤霉素、油菜素内酯、吲哚乙酸和玉米素含量呈降低的趋势,而脱落酸和茉莉酸甲酯含量为升高的趋势。隶属函数值法综合评价结果显示,3个地理种源赤皮青冈抗旱能力由强到弱的顺序依次为:湖南洞口种源湖南靖县种源浙江庆元种源。本研究表明,赤皮青冈通过减小生长量、增大根部生物量积累来适应干旱的环境,而较高的束缚水含量、生长素(吲哚乙酸)、细胞分裂素(玉米素和油菜素内酯)和赤霉素含量降低,脱落酸和茉莉酸甲酯含量升高是其抗旱的生理基础。     

大血藤叶片生化成分的动态变化

对自然条件下大血藤叶片生化成分的动态变化进行了研究。结果表明;大血藤叶片可溶性糖,淀粉和总糖含量的动态变化有相同的趋势。在叶片生长季节早期含量较低。随着叶片的生长发育,其含量逐渐上升。至8月达到最大值后逐渐下降,叶片总糖含量与日均净光合速率的季节变化呈极显著的正相关,在整个生长季节中,可溶性糖含量比淀粉高,大血藤叶片总蛋白含量季节性变化呈单峰曲线,在展叶初期含量较低;随后迅速上升,至8月达到最大值后逐渐下降,叶片总糖含量与日均净光合速率的季节变化呈极显著的正相关。在整个生长季节中,可溶性糖含量比淀粉高。大血藤叶片总蛋白含量季节性变化呈单峰曲线,在展叶初期含量较低;随后迅速上升,在6月初达到最大值后逐渐下降,落叶前降至最低占,可溶性蛋白质含量的季节性变化曲线与总蛋白含量基本相似,DNA含量在叶生长初期大幅度上升,至6月达到高峰后迅速下降,以后基本趋向稳定,RNA在叶生长初期有所上升,峰值也出现在6月,以后缓慢下降,到9月降至最低值,在落叶前又有所回升,总核酸含量的季节变化与RNA变化相似,RNA/DNA比值在生长季节中出现3次高峰,大血藤叶片总黄酮含量季节性变化呈“双峰”型,第1高峰期在开花期的5月。第2高峰期在秋季的9月份。     

玉米化感物质异羟肟酸的研究进展

介绍了异羟肟酸在玉米植株中的分布和玉米根系分泌物中异羟肟酸的分析方法．丁布(DIM-BOA)是玉米植株中含量最大的异羟肟酸．不同玉米品种之间异羟肟酸含量的差异很大．种子不含异羟肟酸;但萌发后其含量迅速增加,在萌芽几天后的幼苗植株其含量达最大值,随后逐渐下降;在玉米生长发育的不同时期,幼嫩叶片内异羟肟酸含量始终较高;地上部分异羟肟酸的浓度高于根系．植株异羟肟酸的浓度受生长环境条件影响显著,在紫外辐射、黑暗条件或水分胁迫下其含量明显增加．在各种禾谷类作物中,玉米根系分泌物内含异羟肟酸较高;铁的存在能显著增加玉米根系分泌物中异羟肟酸的含量．     

小麦根系活力变化与叶片衰老的研究

对小麦根系活力、叶片叶绿素含量和光合速率变化的田问实验结果表明,根系活力的衰退早且快于叶片叶绿素含量和光合速率的衰退;根系活力和叶片光合速率呈正相关关系(r=0．8006)．拔节期追施氮肥,改善根际营养条件后,叶片的光合速率、根系活力明显提高,叶片中ABA含量降低,ZRs升高,SOD活性增加,MDA的高峰期比对照推迟8～10d,说明根系活力变化与地上部叶片的衰老密切相关,改善根际营养,提高生育前期的根系活力有助于延缓地上部分的衰老．     

控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒灌浆速率的影响

利用防雨棚研究了控灌对小麦植株体内激素含量与籽粒不乐速率的影响。结果表明：随控水加重,小麦旗叶、根系和籽粒中ＡＢＡ含量迅速达到高峰,然后快速降低;控水愈重,ｉ－ＰＡｓ峰值和籽粒灌浆速率峰值出现愈早,尔后下降,从而加速了植株衰老进程,导致产量降低。籽粒灌浆速率变化与旗叶,根主籽粒中激素含量变化呈极显著相关,且上述性状在相对含水量６０％处理下与８０％（对照）相比无显著差异,从而为小麦节水栽培提供了依据     

Abscisic acid and cytokinins in the root exudates and leaves and their relationship to senescence and remobilization of carbon reserves in rice subjected to water stress during grain filling

The possible regulation of senescence-initiated remobilization of carbon reserves in rice (Oryza sativa L.) by abscisic acid (ABA) and cytokinins was studied using two rice cultivars with high lodging resistance and slow remobilization. The plants were grown in pots and either well-watered (WW, soil water potential = 0 MPa) or water-stressed (WS, soil water potential = -0.05 MPa) from 9 days after anthesis until they reached maturity. Leaf water potentials of both cultivars markedly decreased at midday as a result of water stress but completely recovered by early morning. Chlorophyll (Chl) and photosynthetic rate (Pr) of the flag leaves declined faster in WS plants than in WW plants, indicating that the water deficit enhanced senescence. Water stress accelerated starch remobilization in the stems, promoted the re-allocation of pre-fixed (14)C from the stems to grains, shortened the grain-filling period and increased the grain-filling rate. Sucrose phosphate synthase (SPS, EC 2.4.1.14) activity was enhanced by water stress and positively correlated with sucrose accumulation in both the stem and leaves. Water stress substantially increased ABA but reduced zeatin (Z) + zeatin riboside (ZR) concentrations in the root exudates and leaves. ABA significantly and negatively, while Z+ZR positively, correlated with Pr and Chl of the flag leaves. ABA, not Z+ZR, was positively and significantly correlated with SPS activity and remobilization of pre-stored carbon. Spraying ABA reduced Chl in the flag leaves, and enhanced SPS activity and remobilization of carbon reserves. Spraying kinetin had the opposite effect. The results suggest that both ABA and cytokinins are involved in controlling plant senescence, and an enhanced carbon remobilization is attributed to an elevated ABA level in rice plants subjected to water stress.     

灌水对小麦旗叶光合功能衰退的影响

利用田间小区试验研究了不同灌水对冬小麦旗叶光合功能衰退的影响。研究表明：小麦旗叶光合衰退初期引起光合下降的原因主要是气孔限制,后期则为非气孔限制。灌水可提高旗叶光合速率,并使由气孔限制非气孔转变的时间推后,同时,还可增加叶绿素含量,增强根活力,使小麦旗叶光合功能持续期延长,过量灌水改善旗叶光合速衰的效果主要表现在后期,对产量提高的意义并不大。     

磷脂酶Dδ对拟南芥叶片衰老过程中内源ROS和激素含量的影响

活性氧（ROS）和植物激素是植物衰老过程中重要的内在或者外在的调控因子。我们发现,相对于离体诱导的衰老过程,在脱落酸（ABA）和乙烯（ethylene）促进的衰老过程中有较多的活性氧积累;在对拟南芥磷脂酶Dδ（PLDδ）缺失型突变体的研究中发现,与野生型相比,突变体在衰老过程中产生较少的活性氧。我们比较了上述两种基因型的离体叶片在离体、ABA和ethylene三种衰老处理下内源的ABA、茉莉酸甲酯（MeJA）、玉米素核苷（Zeatin Riboside, ZR）和吲哚乙酸（IAA）的含量变化,发现每一种激素对上述三种衰老处理的响应模式都很相似。在离体诱导的衰老中,两种基因型拟南芥的内源激素含量没有差异;而在ABA促进的衰老过程中,PLDδ缺失型突变体叶片中的MeJA的含量较低,ZR和IAA含量较高;在乙烯促进的衰老过程中,突变体中的ABA和MeJA的含量较低,ZR和IAA含量较高。上述内源激素的这种变化可能有助于延缓突变体的衰老。     

Studies on the Active Changes of GA3 and Cytokinins During Development and Ripening in Seabuckthorn Fruits

The phenological stages in seabuckthorn (Hippophae rhamnoides L. Subsp. sinensis Rousi and H. thibetana Schlechted) distributed naturally over an area of Wushao ridge were observed. The changes in levels of endogenous phytohormones GA3, iPA, zeatin, IAA and ABA were investigated systematically during development and ripening periods in the two sorts of fruits. The results showed that two peak values of GA3 level in seeds were detected (in 105—109 days and 128--132 days after anthesis). The first peak value of isopentenyl adenine (IPA) in seeds was determined in 92--96 days when the fruit was starting to change its colour and just right now the zeatin first appeared. The iPA content reached the second peak value in 127-136 days after anthesis during fruit full ripening and beginning to deciduous leaf and the maximum of zeatin in seeds appeared near the same time (in 127 days after anthesis). It was remarkable that the zeatin content in fruit stalk and flesh still was kept on high level, in the meantime the zeatin level in seeds dropped down rapidly. Based on the facts that the time of the first peak value in GA3 and iPA level is close to the date when ABA is first detected, and the date of second peak value in GA3, iPA and IAA is coincident with the time of maximum in ABA and zeatin levels make it reasonable to consider that the balance of phytohormones may be more important than absolute amounts of any single hormone during the periods of fruit development and ripening, and meanwhile it also proved that GA3 and CTK play an important regulatory role in controlling fruit ripening and colour changing process of seabuckthorn fruit.     

光质对设施葡萄叶片衰老与内源激素含量的影响

以设施延迟栽培条件下叶片衰老速度不同的意大利和无核白鸡心2个葡萄品种为试材,分别进行补充红光和蓝光处理,研究不同光质对叶片衰老过程中叶绿素含量、净光合速率和内源激素含量的影响.结果表明: 与未补光对照相比,红光能够显著提高叶片的叶绿素含量和净光合速率,降低了内源赤霉素(GA₃)含量,但明显减缓了脱落酸(ABA)含量的增加和玉米素核苷(ZR)总含量的减少,从而显著提高了(GA₃+ZR)/ABA值,延缓叶片衰老.叶片衰老前期,蓝光处理叶片叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值均低于对照,加速了植株的衰老进程;但在叶片衰老后期,蓝光处理叶绿素含量、净光合速率和(GA₃+ZR)/ABA值逐渐高于对照,在一定程度上延缓了叶片衰老.植物内源激素生长素(IAA)则表现出叶片衰老前期促进叶片生长发育、叶片衰老后期加速衰老的双重作用.意大利叶片衰老速度较无核白鸡心慢.在本试验条件下,红光处理效果最好,有效延缓了叶片衰老进程,延长了叶片的生理功能期.     

分析拟南芥叶片在激素促进的衰老中内源激素变化来解析抑制磷脂酶Dα1延缓激素促进衰老的机制

采后衰老进程在很大程度上受到内源和外源激素的影响。抑制拟南芥中磷脂酶Dα1（phospholipaseDtxl,PLDod）的表达后,使得外源脱落酸（abscisic acid,ABA）和乙烯加速的离体叶片衰老过程在一定程度上得到了缓解。然而,内源激素在这个过程中的作用尚不清楚。本研究对比分析了野生型和PLDα1缺失型两种基因型拟南芥叶片在3种不同人工老化过程中（离体诱导的、外源ABA和乙烯促进的衰老过程）,内源ABA,茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）、吲哚乙酸（indole-3-acetic acid,IAA）、玉米素核苷（zeatin riboside,ZR）和赤霉素（gibberellic acid,GA,）的含量变化。这5种激素对3种不同衰老处理方式的响应模式表明了人工老化过程存在着两个不同阶段,并且在衰老早期每种激素的变化模式相同。PLDα1功能缺失使得激素加速的衰老过程得以延缓,这与内源ABA、MeJA、ZR和IAA的含量变化有关。而与GA、的含量变化无关。同时,ZR和IAA的变化模式也说明了这两种激素的变化可能是缺失PLDα1延缓激素加速的衰老过程这一事件的原因而非结果。