植物铝离子胁迫的研究方法综述

酸性土壤上,植物的生长受到很大的抑制,铝对植物的毒害是最主要的问题。为了揭示植物铝离子胁迫反应及其耐铝性的机理,科学家们进行了大量研究,取得了许多喜人的进展。根据前人研究,对植物铝离子胁迫的研究方法进行了综述。在试验材料的处理方面介绍了大田栽培、室外盆栽、室内盆栽、营养液栽培等方法;在耐铝性鉴定方面介绍了受害症状、根相对伸长率等直接鉴定法和化学染色、有机酸分泌量等间接鉴定法;在铝离子胁迫基因研究方面,介绍了基因定位技术、基因差异表达研究技术、蛋白质差异表达研究技术及转基因技术等研究方法。     

金属离子胁迫对Sphingomonas sp. Y2降解壬基酚聚氧乙烯醚特性的影响

壬基酚聚氧乙烯醚（NEPOs）是全球应用量最大的非离子型表面活性剂之一,具有环境雌激素毒性。NPEOs的中间代谢产物种类多、难降解,且毒性远高于其母系化合物。为研究金属离子对功能微生物Sphingomonas sp. Y2降解NPEOs特性的影响,分析了金属离子的最低抑制浓度（MIC）、细菌形态、NPEOs降解效率及代谢产物组成等变化。结果显示,菌株Y2对多种金属离子具有耐受性,在重金属培养基中对Mn²⁺、Zn²⁺具有较高的耐受性,MIC分别为500、90 mg/L;在500 mg/L Mn²⁺胁迫下,菌株Y2对NPEOs降解率为100.00%（3 d）;在90 mg/L Zn²⁺胁迫下,菌株Y2对NPEOs的降解率为20.62%（5 d）;两种离子双重胁迫下NPEOs降解率为15.65%（5 d）;Mn²⁺胁迫下菌株Y2细胞表面结构和形态发生明显变化,且改变了NPEOs代谢产物中组分的含量组成,其中短链NPEOs与短链壬基酚聚氧乙烯酸（NPECs）的比例为0.68,与对照相比,抑制/减缓了短链NPEOs的羧化反应。结果表明,菌株Sphingomonas sp. Y2对多种金属离子具有耐受性,Mn²⁺胁迫对细胞表面超微结构及NPEOs中间代谢产物组分组成产生显著影响。该研究将为表面活性剂类污染物的生物降解及相应代谢产物在环境中的毒性评价提供理论依据。     

不同浓度NaCl处理对黑果枸杞叶片性状的影响

通过黑果枸杞叶片性状对盐处理的响应来探讨其耐盐特征。以格尔木1年生黑果枸杞苗为实验材料, 采用不同浓度NaCl处理(50、100、150、200、250 mmol·L-1), 并设置短期(15 d)与长期(30 d)两个时间段, 测定并分析黑果枸杞叶片性状不同指标对盐处理的响应。结果表明, 当黑果枸杞在NaCl处理30 d时, 叶片含水量、叶片体积、叶片数和叶片生物量均表现出先增大后减小的趋势, 且与对照差异显著, 而处理15 d则变化不明显。当黑果枸杞受到NaCl处理时, 随着NaCl浓度的增大, 鲜叶密度和干叶密度则表现出先增后减再增的趋势。同时, 叶片含水量、叶片体积、叶片数和叶片生物量各指标均表现出在NaCl为中浓度(150 mmol·L-1)时, 对应各指标值均达到最大值, 相反低浓度(50 mmol·L-1)和高浓度(250 mmol·L-1)下相比对照均有所下降。在生物量与叶片各指标回归分析中可知, 叶片含水量、叶片体积和叶片数与叶片生物量之间显著相关, 其余各指标与叶片生物量间相关性不显著。通过主成分分析筛选出叶片体积、干叶密度、鲜叶密度和叶片含水量作为评价盐胁迫对黑果枸杞叶片影响的参考指标, 为黑果枸杞耐盐新品种选育提供形态学方面的依据。     

不同地理种源西南桦苗木的耐热性研究

由于受全球气候变化的影响,近年来我国一些地区出现了异常高温天气,这越来越引起林业工作者的重视。以亚热带珍贵用材树种西南桦为研究对象,以采集于我国广西和云南两省区12个种源的西南桦种子所育苗木为实验材料,对不同种源苗木在41C高温处理下的生理指标(叶片电导率、净光合速率、蒸腾速率和根系活力)的变化进行了综合评价,来选择耐热性优良的种源。结果表明,各生理指标在高温处理后与处理前相比发生了较为明显的变化,其中,叶片电导率增高为对照温度(25C)的1．2倍,光合速率、蒸腾速率和根系活力则分别只有对照温度的60％、21％和6％;方差分析发现,在对照温度下,各生理指标在不同种源间的差别不明显,而在41C高温处理后,这种差异达到显著程度。用模糊数学的隶属度函数对参加试验的12个种源西南桦苗木的耐热性进行综合评价发现,凌云种源的耐热性最强,建议作为推荐优先发展的种源。     

热胁迫对二化螟幼虫血淋巴细胞内活性氧、HSP90及细胞凋亡的影响

为探讨热激条件下二化螟Chilo suppressalis幼虫体内生理上的保护反应,本研究应用流式细胞术分析了热胁迫对二化螟幼虫血淋巴细胞内活性氧（ROS）、热休克蛋白90（HSP90）的产生和对细胞凋亡的影响。结果表明：暴露于33℃,36℃和39℃的二化螟5龄幼虫的ROS与对照（28℃）相比显著提高,分别增加了1.71,1.69和1.38倍;当温度达到33℃以后,ROS不再显著增加。实时定量PCR结果显示,二化螟HSP90基因在热胁迫诱导下表达。流式细胞术检测表明,HSP90的变化与在mRNA水平上的变化高度一致,热胁迫处理没有造成血淋巴细胞凋亡的显著变化。这些研究结果进一步证明热胁迫产生的ROS激活HSP90基因的表达,HSP90蛋白在保护机体免受ROS引起的伤害中起着重要作用,能够抑制血淋巴细胞凋亡的发生。     

集球藻对盐胁迫的生理适应及细胞结构变化

盐胁迫是影响荒漠区土壤藻类生存的重要环境因子。集球藻是一种广泛分布于生物土壤结皮中的球状绿藻, 能够积累红色素(如虾青素)和油滴, 显示出其独特的生理特性和潜在的应用价值。目前对集球藻的生理、细胞结构以及色素积累的研究非常匮乏。以从荒漠生物结皮中分离的一种集球藻为材料, 在实验室条件下研究盐胁迫对集球藻生物量、光合活性、膜脂过氧化产物丙二醛含量、细胞可溶性蛋白质含量和可溶性糖含量以及细胞结构的影响。研究结果表明, 与对照处理相比, 盐胁迫导致集球藻生物量和光合活性的显著降低, 细胞可溶性蛋白和可溶性糖呈现一定的积累。同时盐处理导致集球藻膜脂丙二醛含量大量增加, SOD和CAT 活性升高。研究还表明, 对照处理下细胞结构完整, 细胞器形态清晰, 生长后期有大量脂肪体积累。在盐处理下藻体细胞形态结构出现阶段性破坏特征和脂肪体以及淀粉粒的积累, 此外细胞器结构模糊和消失, 细胞出现质壁分离和空泡化等。研究为更好地揭示集球藻在盐胁迫环境中的生理适应特性、微结构特征以及色素积累机制具有重要的科学意义, 并为该藻的基础和应用研究提供实验资料。       

缺铁敏感度不同的大豆品种对缺铁的适应机制

与供铁处理相比,对缺铁敏感的大豆品种“哈８３”幼苗在缺铁胁迫和上根际没有酸化现象,根系对Ｆｅ（Ⅲ）的还原能力也没有明显增强。但抗缺铁的大豆品种“８７０１”幼苗根际则严重酸化,根系对Ｆｅ（Ⅲ）的还原能力显著增强;加入能抑制根系Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶活性、减弱根际酸化作用的Ｈ＾＋－ＡＴＰ酶抑制剂正钒酸钠会降低根系对Ｆｅ（Ⅲ）的还原能力;说明根际酸化与根系还原Ｆｅ（Ⅲ）能力相互联系,初步证实根细胞原生质膜Ｈ＾     

盐胁迫对三角叶滨藜根选择透性和反射系数的影响

以Hoagland溶液培养的三角叶滨藜幼苗为材料,分别采用电导率法、原子吸收分光光度计法和压力室法测定了不同浓度盐胁迫下三角叶滨藜根的质膜透性、离子吸收和根系反射系数,分析其抗盐特点和机制.结果表明:随着盐胁迫强度的增加,三角叶滨藜根细胞质膜透性增大、根系反射系数减小;盐胁迫导致三角叶滨藜根系对K+的总吸收量减少、对Na+的总吸收量增多,但对Na+的相对吸收量减少、对K+的相对吸收量增加.盐胁迫条件下,三角叶滨藜根系对离子吸收有较强的调节能力;而根系反射系数的减小有利于根系用较小的负压力吸收水分,减小木质部空化的危险.说明三角叶滨藜具有较高的抗盐能力.     

LEA蛋白与植物的抗旱性

植物在干旱胁迫下会产生多种诱导蛋白,其中LEA蛋白（Late-embryogenesis-abundant protein)已受到普遍关注。根据近年的研究进展,本文就植物中LEA蛋白的特性、分类、功能及LEA基因的表达调控作了简要综述。     

黄腐酸和甜菜碱预处理对干旱胁迫下平邑甜茶生理特性及光合的影响

该研究以平邑甜茶[Malus hupehensis(Pamp.)Rehd.]2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于干旱处理前3d分别连续喷施黄腐酸(FA)、甜菜碱(GB)和复配(FA+GB),并以清水为对照(CK)进行预处理,比较分析不同预处理对干旱胁迫下平邑甜茶的生理及光合特性变化,探讨FA和GB对平邑甜茶的抗旱生理机制。结果显示:(1)与对照相比,FA、GB和FA+GB预处理均能够显著提高平邑甜茶叶片相对含水量,且FA的保水性效果最佳。(2)3种预处理均可显著促进干旱胁迫下叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量增加,且FA+GB预处理后在干旱胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸累积量显著高于单施FA或GB。(3)3种预处理均可显著提高干旱胁迫下平邑甜茶幼苗的SOD、POD、CAT活性,并显著降低MDA的积累速度及其累积量,且以FA+GB预处理的MDA含量最低、抗氧化酶活性最高。(4)GB和FA+GB预处理下平邑甜茶的净光合速率、瞬时水分利用率显著高于CK和FA,且FA+GB处理下改善光合特性的效果最佳,GB次之。研究表明,单独喷施黄腐酸和甜菜碱及两者配施预处理均能够增加干旱胁迫下平邑甜茶的渗透调节物质和相对含水量,提高叶片的保水性,调节抗氧化物酶活性,降低丙二醛含量,增加细胞膜稳定性,改善光合性能,进而提高平邑甜茶的抗旱能力,且以复配喷施(FA+GB)预处理的效果最好。