壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响

为探究壳聚糖对增强玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制,以玉米(Zea mays L.)杂交种‘郑单958’为试验材料,采用室内Hoagland水培法,探讨外施100mg·L~(-1)壳聚糖对镉胁迫(80mg·L~(-1))不同时间(0h、24h、48h、72h和96h)下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响。结果显示:(1)镉胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长,并诱导根系活性氧产生、抗氧化酶活性增加、内源激素的平衡受到破坏。(2)镉胁迫下,外施壳聚糖处理96h后根系干重提高16.1%,根系的O-·2产生速率和H2O2含量分别降低9.1%和19.2%,SOD、POD和CAT活性分别提高32.5%、20.4%和21.3%,IAA、ZR和GA含量分别增加34.4%、40.4%和42.5%,ABA含量减少19.1%,IAA/ABA、ZR/ABA和GA/ABA分别提升66.1%、73.5%和76.0%。研究表明,壳聚糖能够调控镉胁迫下玉米幼苗根系内源激素的含量及平衡,减轻胁迫对抗氧化酶系统的破坏,增强其清除活性氧的能力,从而降低镉胁迫对根系的毒害,提高玉米幼苗对镉胁迫的抵抗能力,为玉米抗逆栽培提供了理论及试验依据。     

干旱胁迫下亚精胺对玉米幼苗抗旱性影响的生理生化机制

为探究外源亚精胺(Spd)在增强玉米干旱胁迫耐受性中的作用,以‘先玉335’(干旱不敏感型)和‘丰禾1’(干旱敏感型)为试验材料,采用营养液水培法,研究了15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下,外源Spd (0.1 mmol·L^-1)对玉米幼苗生长、光合特性、叶绿素含量、渗透调节物质、活性氧生成、膜质过氧化及根系活力的影响.结果表明:干旱胁迫下,外源Spd处理可显著促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长;提高叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE),减缓‘丰禾1’叶片中胞间CO₂浓度(C_i)的升高,有效减轻干旱胁迫对玉米幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;增加脯氨酸和可溶性糖的含量;降低O₂^-·生成速率、H₂O₂和丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性,有效缓解了胁迫对膜的伤害;增强幼苗根系活力;其中干旱敏感品种‘丰禾1’变化幅度大于耐旱品种‘先玉335’.表明在干旱胁迫下,外源Spd能促进玉米幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进幼苗的生长,并能够通过减少玉米幼苗体内活性氧的产生,增加渗透调节物质的积累以稳定细胞膜系统,提高根系活力,从而增强幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感品种‘丰禾1’的效果更显著.     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗叶片AsA-GSH循环的调控效应

以玉米（Zea mays L.）品种‘郑单958’为实验材料,分析外施壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗生物量、叶片镉含量、叶片超氧阴离子（O₂^·-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量,以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化酶的活性及抗氧化物含量的影响。结果显示,随着镉胁迫时间的延长,玉米幼苗发生氧化胁迫,叶片抗氧化酶（APX、GR、DHAR、MDHAR）活性和抗氧化物（AsA、GSH）的含量降低,镉积累过量会抑制玉米幼苗的生长。施加壳聚糖可以降低镉胁迫下玉米幼苗叶片O₂^·-的产生速率和H₂O₂含量,提高上述抗氧化酶活性和抗氧化物的含量,促进AsA和GSH的再生,维持细胞的氧化还原状态,促进玉米幼苗的生长。研究结果表明壳聚糖处理后玉米幼苗保持了较高的AsA-GSH循环运作效率,提高了抗氧化能力,可有效缓解镉胁迫对玉米幼苗生长的抑制。     

DCPTA和DTA-6对大豆和玉米苗期叶片内源激素与氧自由基代谢的影响

在温室条件下,研究叔胺类活性物质DCPTA和DTA-6喷施处理后对大豆和玉米苗期叶片内源激素与氧自由基代谢的影响.实验结果表明:(1)DCPTA和DTA-6处理使玉米和大豆叶片IAA、GA和ZR含量增加,ABA含量降低,提高了叶片中IAA/ABA、GA/ABA、ZR/ABA之比.(2)DCPTA和DTA-6处理提高了玉米和大豆叶片SOD和POD活性,降低了MDA含量.(3)同一浓度DCPTA和DTA-6处理玉米和大豆后,叶片中IAA、GA、ZR的含量以及SOD、POD活性呈现先增后降的趋势,ABA的含量呈现一直上升的趋势,叶片中IAA、GA含量以及SOD、POD活性在第12天达到最大,叶片中ZR的含量在第9天达到最大.同一浓度DCPTA和DTA-6处理玉米和大豆后,MDA含量呈现先降后增的趋势,叶片中MDA含量在第12天最小.     

DCPTA对干旱胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶系统的影响

以玉米自交系‘昌7-2’幼苗为材料,采用水培方式研究了模拟不同干旱胁迫程度(10%、12.5%、15%、17.5%、20%、22.5%、25%PEG-6000)及15%PEG-6000干旱胁迫下不同浓度(5、10、15、20、25、30mg/L)植物生长调节剂2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺(DCPTA)对玉米幼苗生长和抗氧化酶系统的影响,以筛选出玉米苗期抗旱性鉴定的适宜PEG-6000浓度,为玉米自交系苗期的抗旱性鉴定提供依据。结果表明:不同浓度PEG-6000处理后,玉米幼苗地上部和根部的干重、鲜重、叶片相对含水量及叶绿素(SPAD)含量均下降,叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT的活性增强,丙二醛(MDA)含量升高,渗透调节物质可溶性蛋白、脯氨酸的积累量增加。且当PEG-6000浓度达15%时,以上各指标变化均与清水对照差异显著;在15%PEG-6000浓度模拟干旱胁迫下,不同浓度DCPTA处理均使玉米幼苗上述抗氧化酶活性增强,渗透调节物质含量增加,叶片相对含水量、叶绿素(SPAD)含量和生物量提高,而MDA含量降低,并以15和20mg/L浓度效果较佳。研究认为,室内水培条件下采用PEG-6000模拟干旱鉴定玉米苗期抗旱性的适宜浓度可初步确定为15%;DCPTA处理可促进干旱胁迫下玉米幼苗的生长,并通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来增强其抗旱性,其适宜浓度为15和20mg/L。