槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫下内生真菌对木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响北大核心CSCD

采用水培方式研究不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷（Q3A）胁迫对感染（EI）和未感染（EF）内生真菌的木麻黄幼苗根系形态和生理特性的影响.结果显示：不同浓度Q3A胁迫下,感染内生真菌能够有限缓解化感物质的胁迫,在中轻度胁迫（50、25、12.5 mg/L）下有明显的效果,表现在与木麻黄EF相比,木麻黄EI根系生物量、根系总长、根表面积显著增加;根系活力显著提升,根系渗透调节物质除可溶性蛋白含量显著增加外,可溶性糖、游离脯氨酸含量显著降低;根系抗氧化系统除谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量均能显著增强;过氧化氢（H2O2）、羟自由基（OH·）含量、超氧阴离子（O2^-）产生速率和膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量也显著降低;内生真菌缓解化感物质胁迫的有效浓度与木麻黄根系能够耐受的化感物质胁迫浓度存在一定相似性.上述研究表明内生真菌能在一定条件下缓解不同浓度化感物质槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷胁迫对木麻黄幼苗根系生长的抑制和氧化损伤,提升木麻黄根系的抗逆性,在木麻黄根系适应化感胁迫的调节中起关键作用.     

2种化感物质胁迫下内生真菌感染对木麻黄幼苗小枝活性氧代谢和清除系统的影响

为探讨使用木麻黄-内生真菌共生体应对连栽障碍的可能性,在前期已获得2种木麻黄化感物质(槲皮黄素-3-α-阿拉伯糖苷,Q3A;槲皮黄素-3-β-葡萄糖苷,Q3B)胁迫对木麻黄(Endophyte-free,EF)幼苗小枝活性氧代谢和清除系统影响的基础上,本研究以感染(Endophyte-infected,EI)内生真菌Aspergillus sp.的木麻黄水培幼苗(Casuarina equisetifolia Forst.)为实验材料,在控制环境水培条件下,分析内生真菌对Q3A和Q3B胁迫下木麻黄幼苗小枝活性氧代谢和清除系统的影响.结果显示,内生真菌的侵染能够有限缓解木麻黄化感物质的胁迫,在中度轻度及短期胁迫(100 mg/L 0-12 h、50 mg/L 0-24 h、25 mg/L 0-36 h、12.5 mg/L 0-48 h)下有明显的效果,表现在与木麻黄EF相比,木麻黄EI活性氧含量显著下降,丙二醛(MDA)含量显著降低,保护酶活性显著增加;内生真菌缓解化感物质胁迫的有效浓度和胁迫期与木麻黄EF能够耐受的化感物质胁迫浓度和胁迫期一致;Q3A胁迫下木麻黄EI保护酶活性显著高于Q3B胁迫下的提升幅度.说明内生真菌提升了宿主木麻黄的抗逆性,对宿主应对Q3A胁迫的贡献更大,推测内生真菌对木麻黄EI保护酶系统的提升需要建立在木麻黄保护酶系统合成和降解还未受到不可逆伤害的前提下.(图6表1参40)     

化感物质混合胁迫下杉木内生真菌对宿主生理特征的影响

为明晰自毒胁迫下内生真菌对宿主杉木生理过程的影响,探讨利用内生真菌缓解杉木自毒作用的可能,在课题组前期已获得2株对杉木幼苗有促生作用的内生真菌(CG2柱孢属Cylindrocarpon sp.、aJ4毛霉属Mucor sp.)基础上,测定不同浓度(0、40、80、120 mg/L)化感物质混合(邻羟基苯甲酸∶肉桂酸=4∶1混合液)胁迫下,感染(EI)与未感染(CK)内生真菌的杉木植株在不同胁迫时期(0、30、45、60 d)的生理生化指标,比较分析不同菌株处理(单菌与两者混合菌株Ca)对杉木幼苗的影响.结果表明:内生真菌侵染并未显著提高杉木幼苗叶绿素a、b含量;aJ4、CG2菌株侵染能在一定程度上缓解杉木幼苗化感物质的混合胁迫,在轻度、中度、重度及胁迫中期、后期(0 mg/L 45 d,80 mg/L 45-60 d,120 mg/L 60 d)下有明显的效果,表现在与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗初始荧光参数(F_o)显著降低,最大光化学效率(F_v/F_m)及潜在光化学活性(F_v/F_o)显著增加;EI杉木幼苗仅能在低浓度及短期内缓解化感物质混合胁迫对杉木植株细胞膜的损害,降低丙二醛(MDA)及相对电导率含量,提升杉木幼苗SOD、POD活性;与CK杉木幼苗相比,EI杉木幼苗苗高、地径生长量增加显著.可见,2种内生真菌及其混合菌侵染处理能在一定程度上缓解不同浓度杉木化感物质混合胁迫对杉木幼苗生理及酶活性的损害,提升杉木幼苗抗逆性,但菌株间存在显著差异(P 0.05),aJ4、CG2菌株侵染效果显著强于Ca菌株(P 0.05),表明混合菌株之间可能存在拮抗作用;本研究可为筛选优势菌株和深入理解逆境下内生真菌与杉木的共生机制提供数据基础,同时也为缓解杉木连栽障碍,促进杉木人工林可持续经营提供新思路.(图7表7参54)     

两株木麻黄内生真菌代谢产物对NaCl胁迫的响应

为明晰抗盐木麻黄内生真菌次生代谢物与盐分胁迫之间的关系,选用高效液相色谱仪(HPLC)和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对不同NaCl浓度培养的两株木麻黄内生真菌(Y6、Z1)及其混菌发酵液进行检测并分析比较.结果显示:(1)Y6菌发酵液在5%NaCl浓度下赤霉素含量最大,与其他处理有显著差异(P 0.05),Z1菌发酵液中玉米素含量显著高于Y6菌和混菌发酵液中玉米素含量,0%浓度下,混菌发酵液吲哚-3-乙酸含量最大,与其他处理有显著差异(P 0.05),Y6菌和Z1菌发酵液中吲哚-3-乙酸含量最大值分别在1%和3%浓度.(2)两菌株发酵液成分相对含量高于30%的物质主要有环(L-脯氨酰-L-亮氨酰)、喇叭茶醇、5-亚硝基-2,4,6-三氨基嘧啶、2-丁基-1-辛醇、邻苯二甲酸二正辛酯、5-羟甲基糠醛,高浓度(5%)环境下产出的物质种类显著不同于低浓度(0%)环境下的物质.上述研究表明,两株内生真菌及其混菌均能产生吲哚-3-乙酸、赤霉素和玉米素3种植物激素,不同内生真菌、不同NaCl浓度菌株发酵液成分存在差异,高浓度(5%)环境下能够诱导两株内生真菌产生丰富的代谢产物,但上述物质是否都对木麻黄幼苗生长具有抗盐、促生和抑菌效果以及其作用机理还有待进一步研究.(图1表3参42)     

低氧胁迫下苹果砧木根系的膜脂过氧化作用及其抗氧化机理

采用营养液水培的方法,以苹果砧木平邑甜茶(Malus hupenensis Rehd.)和变叶海棠(Malus toringoides Rehd.)为试材,研究了低氧胁迫下两种苹果砧木根系的膜脂过氧化作用及其抗氧化系统的响应.结果表明,低氧胁迫下苹果砧木根系超氧阴离子(O2-)产生速率和过氧化氢(H,0,)含量增加,丙二醛(MDA)含量上升,且随时间延长旱快一慢一快的变化趋势.同时根系中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性增加,抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性前期有所提高而后期降低并低于对照,抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及抗坏血酸/脱氢抗坏血酸(AsA/DHA)和还原性谷胱甘肽/氧化性谷胱甘肽(GSH/GSsG)比值在胁迫早期增加而后逐渐减少,中期和后期低于同期对照.变叶海棠根系细胞膜受到的氧化伤害大于平邑甜茶,其抗氧化系统的防御能力也弱于后者.说明低氧胁迫下苹果砧木根系活性氧(ROS)积累,细胞膜脂质过氧化加重,植株根系的抗氧化防御系统能在一定程度上减轻低氧胁迫所造成的膜伤害,但当胁迫持续加重时,植株将受到更大的氧化伤害.     

镉胁迫对苎麻(Boehmeria nivea)根系及叶片抗氧化系统的影响

镉(Cd)是非必需和毒性最强的重金属元素之一,不合理的开发利用可导致土壤受到Cd的严重污染,严重危及土壤环境或水环境。以苎麻为材料,采用模拟镉(Cd)污染盆栽培养法,选择21 d和49 d等2个不同胁迫期,测定不同浓度Cd2+胁迫下苎麻根系与叶片中渗透调节物质含量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量及根系活力的变化。结果表明,高浓度胁迫49 d后,苎麻根系中的渗透调节物质含量明显高于叶片含量,且极显著高于对照,并在240 mg·L~(-1)Cd处理下出现最高值;胁迫49 d时,根系与叶片的渗透调节物质含量与Cd2+浓度极显著正相关。在2个不同胁迫周期,苎麻根系的SOD与POD活性均明显高于叶片;在胁迫21 d时,根系的CAT活性低于叶片,而胁迫49 d后,则明显高于叶片;胁迫21 d时,苎麻根系与叶片的抗氧化酶活性均较胁迫49 d要高;胁迫49 d时,根系POD活性与Cd2+浓度呈极显著正相关,表明根系POD酶在抗氧化酶中占主导地位。不同胁迫时长下苎麻根系或叶片的MDA含量变化趋势不明显,但根系或叶片受胁迫21 d后的MDA含量随Cd2+浓度增加的波动相对受胁迫49 d后的更明显,表明植物早期生理功能出现暂时性的修复。2个不同胁迫周期内,不同浓度镉胁迫下苎麻的根系活力均比对照组下降。研究显示,苎麻根系与叶片对镉胁迫的应答机制不同,且在不同胁迫时间下的响应机理差异较大,根系表现出更强的耐受能力。     

不同林龄木麻黄林地土壤真菌多样性及特有真菌代谢产物化感潜力

为揭示土壤微生物次生代谢产物与化感作用的关系及其在植物化感作用中的影响机制,利用高通量测序分析不同林龄木麻黄林地土壤真菌多样性及特有真菌,对比研究不同林龄木麻黄林地土壤中特有真菌与木麻黄土壤、根、凋落物的代谢产物,以及木麻黄林地特有真菌发酵液对3种乡土树种青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子萌发的影响.结果表明:在各分类水平上,中林龄土壤真菌丰富度最高.木麻黄林地特有真菌代谢产物的物质主要为酸、酯、醛、酮、酚、醚、醇、胺类、烃类等多种物质,与木麻黄土壤、根、凋落物的代谢产物结果比较,有2,4-二叔丁基苯酚、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、二苯砜等5种相同物质,并且存在部分特有物质.木麻黄林地特有真菌发酵液对青皮、红厚壳和杨叶肖槿种子的萌发均具有抑制作用,对青皮种子的抑制作用最为明显.本研究表明土壤真菌次生代谢产物可加剧木麻黄林地中的化感作用.     

茄子(Solanum melomgena L.)根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及相关分析

利用生物碱指示剂鉴定了茄子(Solanum melomgena L.)根系分泌物和腐解液中糖苷生物碱(glycoalkaloid)的存在,并采用超声波技术提取茄子根系糖苷生物碱,探讨了茄子根系糖苷生物碱对5种蔬菜作物的化感效应及其相关性.结果表明,糖苷生物碱抑制了3种茄科蔬菜种子的萌发和幼苗生长,且随着生物碱提取液浓度的升高,化感抑制作用显著增强,而不同浓度的生物碱提取液对大白菜(Beussica pekinensis)和菜豆(Phaseolus vulgaris)种子萌发和幼苗生长呈现"低促高抑"的双重浓度效应;随着生物碱浓度升高,茄科蔬菜萌发种子中丙二醛(MDA)含量和质膜透性逐渐上升,3种保护酶活性逐渐下降,大白菜和菜豆萌发种子中三种保护酶活性呈先升高后降低的趋势,高浓度的糖苷生物碱同样导致MDA含量和质膜透性的显著增加;对于不同种类的蔬菜,生物碱的化感效应主要通过不同抗性生理指标分别作用于种子萌发和幼苗生长,其中对种子萌发的作用要显著大于幼苗生长.     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。     

多壁碳纳米管对水稻幼苗的生理学效应及对1,2,4-三氯苯毒性的缓解

研究多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs;1 g/L)对水稻幼苗生理学反应的影响是否具粒子尺寸依赖效应,并在受试外径范围内筛选出对水稻幼苗生理学反应无不良影响的MWCNTs,探究其在培养基质中的存在能否有效缓解1,2,4-三氯苯(TCB)对水稻幼苗的生理学胁迫作用.结果显示:将水稻幼苗暴露于不同外径MWCNTs(8 nm,20-30 nm, 50 nm)的悬浮液中培养10 d后,与对照相比,8 nm或20-30 nm MWCNTs处理抑制了水稻幼苗的生长,降低了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及叶片光系统II(PS II)光化学活性和叶绿素含量;而根系超氧阴离子(O_2~(·-))积累量和过氧化氢酶(CAT)活性则上升.相较8 nm MWCNTs处理,20-30 nm MWCNTs处理对幼苗上述不良影响有所减轻.然而, 50 nm MWCNTs处理则显著优化了幼苗的生长,维持了根系活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢平衡,并且提高了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,以及叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量.非TCB处理条件下,添加外源MWCNTs( 50 nm,1g/L)显著提高了根系可溶性糖含量、叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量;与单独TCB(40 mg/L)处理相比,TCB(40 mg/L)+MWCNTs( 50 nm,1 g/L)复合处理显著缓解了TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.上述结果表明,MWCNTs对水稻幼苗的生理效应具有粒子尺寸依赖性,且外径 50 nm的MWCNTs在培养基质中的存在能够显著缓解TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.(图5表4参33)     

臭氧污染胁迫下植物的抗氧化系统调节机制

工业和农业的快速发展导致近地层O3浓度不断提高,这对陆地生态系统的动物、植物、微生物和人类健康造成伤害。O3对植物的影响尤其是对农作物的影响将关系到世界粮食的安全生产。O3污染胁迫可诱导植物产生活性氧物质,破坏植物的膜系统,影响植物的光合作用等正常生理功能。植物在自然适应过程中,可形成一套抗氧化机制来缓解O3胁迫伤害。综述了国内外近年来有关O3胁迫下植物抗氧化系统调节机制的研究进展,包括植物通过调节体内的抗氧化酶活性和非酶类物质含量来缓解O3对植物伤害的机制。O3污染胁迫下植物可调节其叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)等抗氧化酶的活性。抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)和谷胱甘肽(GSH)等非酶类物质在清除O3胁迫产生活性氧方面具有重要的作用。另外,根据目前的研究进展,提出了一些需要继续深入探讨的问题。     

外源亚精胺对模拟干旱胁迫下番茄幼苗活性氧水平和抗氧化系统的影响

以耐旱性不同的2个品种番茄('粉802'和'皇冠')为试材,采用营养液栽培,研究了聚乙二醇(PEG)模拟的干旱胁迫下喷施外源哑精胺(Spd)对番茄幼苗活性氧(ROS)水平和抗氧化系统的影响.结果表明,喷施0.1 mmol L-1Spd降低了7.5%PEG胁迫下2个品种番茄幼苗叶中超氧阴离子(O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2,)、丙二醛(MDA)含量的上升,增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氧酶(CAT)以及AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,提高了抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,对单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性没有影响.耐旱性较强的‘毛粉802'幼苗叶中抗氧化酶活性和抗氧化剂升高幅度明显大于耐旱性较弱的‘皇冠',ROS积累速度和膜脂过氧化程度相对较低,喷施Spd处理对‘皇冠'效果更为明显.这表明外源Spd通过减少干旱胁迫下番茄幼苗体内ROS的产生,提高植株体内抗氧化系统中抗氧化酶活性、抗氧化剂含量和降低膜脂过氧化水平,起到缓解干旱胁迫对番茄幼苗伤害的作用,增强幼苗对干旱逆境的适应性.图4参32     

Zn2+胁迫及恢复下番茄幼苗根系中抗氧化系统的动态变化

通过温室水培试验,研究1.0×10-4mol/LZn2 胁迫及解除胁迫对番茄(Lycopersicom esculentum Mill.)幼苗根系中抗氧化系统的动态变化.结果表明,胁迫条件下,番茄根系丙二醛(MDA)和蛋白质含量增加;超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.1.1),过氧化氢酶(CAT,EC1.11.1.6)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX,EC1.11.1.9)活性上升,而过氧化物酶(POD,EC1.11.1.7)活性下降;AsA-GSH循环代谢受影响;抗坏血酸过氧化酶(APX,EC1.11.1.11)活性在胁迫d1、d3上升,随后下降,而谷胱甘肽还原酶(GR,EC1.6.4.2)活性在胁迫1~5d时下降,随后上升;抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量上升.解除胁迫后,根系中MDA和蛋白质含量随时间延长逐渐减少,接近对照;POD和APX活性增加,而SOD、CAT和GR活性及GSH含量先升高,随后减少;GPX活性和AsA含量却降低;恢复后根系中抗氧化物水平仍然高于对照.依据实验结果,文中讨论了胁迫及恢复过程中植物AsA-GSH循环代谢的作用.图3参16     

外源NO对冷害胁迫下酸枣种子萌发和幼苗叶片AsA-GSH的影响

通过人工室内模拟冷害逆境胁迫,采用外源0.1、0.2、0.5 mmol/L一氧化氮(Nitric oxide,NO)供体亚硝基铁氰化钠(硝普钠,SNP)和0.5 mmol/L NO合成酶抑制剂(L-NAME)、硝酸还原酶非专一性抑制剂(NaN3)及NO清除剂(cPTIO)对酸枣(Zizyphus jujuba Mill)种子和幼苗叶片进行处理,研究其对冷害胁迫下酸枣种子发芽特性和幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统的影响,为外源NO在未来酸枣抗逆生产中的广泛应用提供理论基础.结果表明:4℃冷害胁迫下,酸枣种子萌发和幼苗生长受到抑制,在施加不同浓度的SNP后能显著增加冷害逆境下酸枣种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,降低幼苗叶片丙二醛(MDA)和过氧化氢(H2O2)含量,同时使脯氨酸(Pro)含量增加,抗坏血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化酶活性[抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)]显著升高.上述表明外源NO可缓解冷害胁迫对酸枣种子萌发及幼苗生长的抑制作用,且以0.5 mmol/L SNP对冷害逆境的缓解效果最佳,而采用NO清除剂和两种合成抑制剂处理明显减弱NO缓解冷害胁迫的效果.(图7表2参41)     

大气CO2浓度增高对不同供氮水平下水稻生长和化感物质释放的影响

利用开放式空气CO2浓度升高(free air carbon-dioxide enrichment,FACE)平台中的水培试验,研究了低氮(LN:10 mg·L-1)和高氮(HN:30 mg·L-1)水平下,大气CO2浓度升高对化感与非化感水稻(Oryza sativa L.)品种的生长、碳氮比(C/N)和化感物质含量的影响,并分析了CO2浓度升高条件下水稻C/N和化感物质含量间的相互关系.结果表明:CO2浓度升高对化感(PI)与非化感水稻品种(秀水)的生长均有极显著促进作用.CO2浓度升高后,LN条件下水稻C/N显著增加,HN条件下则无显著变化.CO2浓度升高后化感水稻品种次生代谢物质含量增加,特征化感物质含量增加,非化感品种的这种变化不显著.化感水稻品种C/N分别与次生代谢物质含量和特征化感物质含量之间呈显著正相关关系.     

土荆芥化感胁迫对玉米幼根抗氧化酶活性和基因表达的影响

为了探讨土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)化感胁迫诱导氧化损伤的机理,以土荆芥入侵地广泛种植的玉米(Zea mays L.)(雅玉26#)为受试材料,在未施加或施加外源抗氧化剂抗坏血酸(AsA)的条件下,研究了土荆芥挥发油及其两种主要成分对伞花素和α-萜品烯对玉米幼根根长以及抗氧化酶(CAT、SOD和POD)活性的影响,并运用实时荧光定量PCR(RT-q PCR)技术分析了土荆芥化感胁迫下3种抗氧化酶基因相对表达量的变化规律。结果表明:在土荆芥挥发油及其两种主要成分的作用下,玉米幼根根长受到影响,其抗氧化酶活性也受到不同程度的抑制。其中,SOD活性受到的抑制效应最为显著。挥发油的两种主要成分中,α-萜品烯对抗氧化酶活性的影响比对伞花素更为明显;各处理组中,玉米幼根的SOD基因(ZmSOD)和POD基因(ZmPOD)的表达均被下调。在挥发油和对伞花素的作用下,CAT基因(ZmCAT)的表达随着处理剂量增加而显著上调。在α-萜品烯作用下,ZmCAT的表达在高处理剂量时明显被下调。整体来看,抗氧化酶活性与其基因的表达量具有显著的相关性;外源AsA缓解了土荆芥化感胁迫对玉米幼根抗氧化酶活性的抑制效应,这种缓解效应随着抗坏血酸浓度的增加而更加显著。以上结果说明,土荆芥挥发油及其两种主要成分诱导玉米幼根内过量积累活性氧(ROS),下调抗氧化酶基因表达,降低抗氧化酶活性,引起了氧化损伤。比较化感综合效应可知,土荆芥挥发油对玉米幼根抗氧化系统的胁迫效应最为明显(0.413),α-萜品烯次之(0.398),对伞花素最弱(0.325)。     

NaCl胁迫对秋茄根系渗透调节物质含量的影响

秋茄(Kandelia candel)是一种重要的红树植物,也是中国海岸滩涂地造林的主要物种。探索NaCl胁迫对秋茄根系渗透调节物质含量的影响,可为阐明木本植物的耐盐机制补充重要数据,也为提高秋茄的造林成活率提供重要理论依据。通过设置0(对照)、200(低浓度)、400(中浓度)、600(高浓度)mmol·L~(-1)4个NaCl梯度处理秋茄幼苗(具4片真叶)1、3、5、7 d,分析其根系活力、根系中相对电导率、渗透调节物质含量的变化及各指标间的相关性。结果显示,随着NaCl浓度的增加,根系活力表现出下降趋势,而相对电导率显著升高,当高浓度胁迫处理7 d时,根系活力只有对照的7.12%,而根系相对电导率为对照的9.21倍,两者呈极显著负相关;处理1 d时,可溶性糖和可溶性蛋白含量随着处理浓度的升高而增加,高浓度胁迫下分别增加108.7%和51.6%,二者呈显著正相关性,而脯氨酸含量呈先升后降再升的N型变化;处理3 d时,可溶性糖、脯氨酸含量先升后降,可溶性蛋白含量逐渐增加,高浓度胁迫下为对照的2.19倍;处理5 d和7d时,三种物质含量均先升后降。与对照组相比,在NaCl胁迫处理3 d时,Na~+含量随处理浓度增加而显著升高,高浓度胁迫下比对照增加49.5%;K~+含量在各处理之间无显著差异;Ca~(2+)含量在中低浓度胁迫处理下无显著变化,而在高浓度胁迫处理下显著降低;Mg~(2+)含量在低浓度胁迫处理下无显著变化,而在中高浓度胁迫处理下著降低;K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+随着NaCl浓度的增加而降低,但是在低浓度胁迫处理下无明显变化;可溶性糖、可溶性蛋白、K~+以及Na~+含量间呈显著正相关性,K~+和Na~+含量、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量间均呈现一定的负相关性。综上,在短期(≤3 d)中低浓度NaCl胁迫处理下,秋茄根系通过累积有机渗透调节物质和Na~+,维持较高水平的K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+),保持正常的K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+比值,以降低细胞渗透势来适应NaCl胁迫。     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)对铜(Copper,Cu)胁迫下广藿香(Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)幼苗生长、Cu~(2+)积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10—80μmol·L-1Cu~(2+)降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu~(2+)浓度增大抑制作用增强.与Cu~(2+)胁迫相比,外源添加0.10—0.50 mmol·L~(-1)As A提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量;随As A浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L~(-1)的As A能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40μmol·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu~(2+)胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发的影响

本文研究了添加外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发及生理指标的影响。结果表明:添加外源褪黑素能促进As~(3+)胁迫下水稻种子的萌发,提高水稻的发芽势和发芽率,促进水稻幼苗的生长。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加100μmol·L~(-1)褪黑素能使水稻种子发芽率和总根长比对照分别提高57.1%和50.0%。添加褪黑素能显著提高As~(3+)胁迫下水稻幼苗中抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并降低水稻幼芽中丙二醛(MDA)的含量。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加50μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)褪黑素导致水稻幼芽中POD活性比对照处理分别提高57.5%和114.8%,CAT活性提高29.4%和53.8%,SOD活性提高31.5%和56.0%,丙二醛含量比对照处理降低16.5%和31.9%。添加褪黑素也能显著提高As~(3+)胁迫下水稻的根系活力,当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,50、100μmol·L~(-1)褪黑素处理后根系活力比对照分别提高42.4%和124.1%。这说明添加外源褪黑素可缓解As~(3+)胁迫对水稻的脂质过氧化损害,有效降低As对水稻内膜的破坏,显著缓解As污染对水稻的毒害作用。