蚕豆幼苗光合特性对土荆芥挥发性物质胁迫的响应

以蚕豆(Vicia faba)为受体,采用盆栽试验评价了入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides)挥发油及其两个主要成分α-萜品烯和对伞花素对受体光合特性的影响。结果表明:土荆芥挥发油及其两个主要成分不同程度地影响了蚕豆叶片的特性。挥发油处理显著降低了净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和叶绿素含量,但增加了胞间CO₂浓度(C_i),这种效应表现为剂量和时间双重效应,高剂量挥发油处理的这种效应是不可逆的; 与对照相比,α-萜品烯处理组的P_n、F_v/F_m和ΦPSⅡ降低,C_i、G_s和T_r上升,停止处理后,各参数均趋于对照水平; 整体来看,对伞花素对蚕豆幼苗的光合特性影响不大。上述研究结果说明,土荆芥化感胁迫对受体光合特性的影响是诸多化感物质协同作用的结果,并非由单一组分决定。     

信号分子活性氧和NO在土荆芥化感胁迫诱导蚕豆根边缘细胞死亡中的调控

为了探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)化感作用如何干扰受体植物的防御功能,以蚕豆(Vicia faba L.)为受体,研究了土荆芥挥发油及其主要成分ρ-对伞花素和α-萜品烯对根边缘细胞活性及其胞外诱捕网厚度的影响,并测定了细胞内信号分子活性氧(Reactive oxygen species, ROS)和NO水平的变化。结果表明:在土荆芥挥发油、ρ-对伞花素和α-萜品烯作用下,蚕豆根边缘细胞粘胶层厚度增加,细胞活性下降,而ROS和NO水平升高,且表现为浓度依赖效应,细胞死亡率、ROS水平和NO水平三者之间存在着显著的正相关(P<0.05)。ROS清除剂抗坏血酸(AsA)、硝酸还原酶抑制剂(NaN₃)和泛Caspase抑制剂Z-VAD-FMK均可有效缓解挥发性物质的细胞致死效应,表明ROS和NO诱导根边缘细胞发生了Caspase依赖性细胞凋亡。上述结果表明土荆芥挥发性化感物质诱导蚕豆根边缘细胞内NO和ROS的水平上升,二者协同作用导致细胞凋亡,引起受体防御功能障碍,从而抑制了植物根系的生长。