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     

磷酸缓冲液预处理对高温胁迫下油菜叶片膜脂过氧化及体内保护系统的影响

高温胁迫下,油菜叶片细胞膜相对透性、丙二醛（MDA）含量和过氧化物酶（POD）活性增加;抗坏血酸（ASA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性蛋白质总量及热稳定性蛋白质所占比例与超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性下降;酸缓冲液预处理可维持较高的保护酶活性、抗氧化物质含量和较低的膜脂过氧化水平．     

NaCl胁迫对不同柑橘砧木品种抗氧化系统的影响

采用土培的方式,研究了不同浓度的NaC(l0,50,100,150,250,350mmol·L-1)对岑溪酸橘Citrus reticulata Blanco、龙州土柠檬Citrus limonia Osbeck和临桂砧板柚Citrus grandis Osbeck叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性以及谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、超氧自由基(O2·-)含量的影响。结果表明,随着NaCl处理浓度的增加,岑溪酸橘、龙州土柠檬和临桂砧板柚3种柑橘叶片中O2·-均有不同程度的增加,表明在NaCl处理下3种柑橘均受到了不同程度的O2·-胁迫。NaCl处理对岑溪酸橘和龙州土柠檬SOD、POD活性,临桂砧板柚MDA含量的影响不显著(P0.05),但引起临桂砧板柚SOD活性、岑溪酸橘和龙州土柠檬APX活性显著增加(P0.05)。在不同浓度的NaCl处理下,3种柑橘叶片的CAT活性均有不同程度的下降,但GSH的含量随着NaCl浓度的增加而增加,在NaCl处理浓度为350mmol·L-1时,岑溪酸橘、龙州土柠檬、临桂砧板柚GSH含量分别比对照提高了137%、59.1%、90.8%,表明GSH在解毒NaCl胁迫时起重要作用。     

铝胁迫下不同耐铝小麦品种活性氧代谢差异及与小麦耐铝性的关系

逆境条件下植物体内产生并累积活性氧从而破坏植物组织结构与功能,同时植物也可以通过改变活性氧代谢相关酶活性清除活性氧而减轻活性氧伤害以适应环境胁迫。为研究铝胁迫下不同耐铝小麦品种(Triticum aestivum L.)在活性氧代谢上的差异及与小麦耐铝性的关系,本试验选用小麦品种ET8(耐铝型)、ES8(铝敏感型)为试验材料研究了不同耐铝小麦品种活性氧代谢变化上的差异。结果表明,50μmol·L-1铝处理24h,ET8和ES8活性氧含量显著升高,O2·ˉ产生速率增幅分别为10.5%和20.4%,H2O2含量增幅分别为3.3%和7.6%。ET8和ES8超氧化物歧化酶(SOD)活性增幅分别为11.9%和41.6%,过氧化物酶(POD)活性增幅为51.8%和77.8%,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增幅为54.4%和29.1%,过氧化氢酶(CAT)活性增幅为32.9%和38.4%,谷胱甘肽还原酶(GR)活性增幅为83.1%和85.5%。虽然抗氧化酶活性增加后会清除一部分活性氧,但活性氧的累积仍然造成了膜脂的过氧化,ET8和ES8丙二醛(MDA)含量分别增加18.2%和50.0%,质膜透性也随着MDA含量的升高而增加,增幅分别为1.25倍和1.36倍。综上所述,不同耐铝品种间活性氧代谢的差异是小麦品种耐铝性差异显著的原因之一。     

不同干旱胁迫强度下白刺花幼苗叶片的生理生化反应

植物代谢产物和抗氧化酶活性与干旱胁迫强度的定量关系是评估植物适应干旱能力的重要科学问题.本文采用盆栽试验设计,设置土壤田间持水量(FC)80%、60%、40%、20%4个干旱胁迫处理.研究了不同强度的干旱胁迫梯度上2 a生白刺花(Sophora davidii)幼苗叶片内丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化特点.发现:(1)MDA与Pro含量随着干旱胁迫强度的增加呈线性增加趋势.(2)蛋白质和光合色素含量在干旱胁迫梯度上呈"钟型"抛物线变化趋势,在60%～40%FC下含量最高.(3)4种抗氧化酶活性的变化趋势不尽相同.其中SOD与APX的活性在干旱胁迫梯度上的反应均表现为多项式变化规律,即在中度干旱下的活性显著升高.而重度胁迫下降低;CAT活性变化规律与SOD和APX活性的变化正好相反;POD活性则表现为倒钟型趋势.60%FCT活性最低.综合分析表明,可溶性蛋白质和光合色素的含量、SOD、APX、CAT以及POD不仅能够较好地指示干旱胁迫对幼苗叶片的生理生化伤害程度,并且可反应叶片开始受胁迫伤害的土壤干旱水平.但是MDA和Pro含量则无法指示;60%FC左右的土壤含水量是白刺花2 a生幼苗叶片生理生化代谢受到伤害的干旱强度的阈值.图3参26     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜根系多胺含量和抗氧化系统的影响

采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对盐胁迫下抗盐能力不同的2个黄瓜品种"长春密刺"和"津春2号"幼苗根系生长以及根系中多胺(PAs)含量和抗氧化系统的影响.结果表明,外源Spd提高了盐胁迫下黄瓜根系游离态Spd和精胺(Spm)、酸可溶性结合态和酸不溶性结合态腐胺(Put)、Spd和Spm含量,降低了游离态Put含量;同时提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了超氧阴离子(O2(-/.))产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量及电解质渗透率,明显促进了幼苗根系生长;根系中酸不溶性结合态Spd含量与抗氧化酶活性间呈正相关性.表明黄瓜幼苗根系中较高的游离态Spd和Spm、酸可溶性结合态和酸不溶性结合态PAs尤其是酸不溶性结合态Spd含量有利于提高植株抗氧化酶活性,降低O2(-/.)产生速率和膜脂伤害,增强植株抗盐性.     

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.     

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)     

盐胁迫下硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜脂过氧化物的影响

采用无土盆栽试验方法,研究了轻度和重度盐(NaCl)胁迫下,硅对黄瓜Cucumis sativus L.叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)活性及丙二醛(MDA)的含量的影响.施硅量设置5个水平,分别为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4 g SiO2·kg-1基质;钠盐(NaCl)胁迫设置轻度(每kg基质2.0 g)和重度(每kg基质5.0 g)胁迫两个水平.结果表明:硅显著提高了黄瓜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,与不施硅的盐分胁迫处理相比,SOD活性提高了3.65%～130.1%,POD活性提高了11.7%～85.9%,CAT活性提高了44.6%～117.1%;MDA含量显著降低了1.0%～25.8%.施硅量相同,重度盐分胁迫处理SOD、POD、CAT活性低于轻度盐分胁迫,MDA含量高于轻度胁迫处理.相同盐分胁迫下,施硅量愈大,SOD、POD、CAT活性愈高,MDA含量愈低;轻度盐分胁迫条件下,硅对SOD、POD、CAT活性的提升作用大于重度盐分胁迫.以上结果说明硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜质过氧化物的影响与施硅量和盐分胁迫程度密切相关.     

O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响

由于人口的快速增长,人类活动导致近地层O3浓度不断提高,O3浓度升高将对植物、动物和人体健康产生极大的危害.采用开顶式气室(OTC)原位实验方法,研究O3浓度升高对不同生长期冬小麦叶片抗氧化系统的影响,进而分析O3对植物的伤害机制.结果表明,O3浓度升高可导致冬小麦拔节期和抽穗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶...     

NaCl胁迫对不同柑橘砧木品种抗氧化系统的影响

采用土培的方式,研究了不同浓度的NaCl（0,50,100,150,250,350mmol·L-1）对岑溪酸橘Citrus reticulata Blanco、龙州土柠檬CitruslimoniaOsbeck和临桂砧板柚Citrus grandis Osbeck叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT、APX）活性以及谷胱甘肽（GSH）、丙二醛（MDA）、超氧自由基（02]含量的影响。结果表明,随着NaCI处理浓度的增加,岑溪酸橘、龙州土柠檬和临桂砧板柚3种柑橘叶片中02均有不同程度的增加,表明在NaCI处理下3种柑橘均受到了不同程度的O2-胁迫。NaCI处理对岑溪酸橘和龙州土柠檬SOD、POD活性,临桂砧板柚MDA含量的影响不显著C〉0．0S）,但引起临桂砧板柚SOD活性、岑溪酸橘和龙州土柠檬APX活性显著增加（P〈0．05）。在不同浓度的NaCI处理下,3种柑橘叶片的CAT活性均有不同程度的下降,但GSH的含量随着NaCl浓度的增加而增加,在NaCl处理浓度为350mmol·L-1时,岑溪酸橘、龙州土柠檬、临桂砧板柚GSH含量分别比对照提高了137％、59．1％、90．8％,表明GSH在解毒NaCl胁迫时起重要作用。     

双酚A对紫背浮萍生长和光合色素及抗氧化系统影响

以紫背浮萍为实验对象,探究双酚A(bsiphenol A, BPA)对其生长、光合色素含量、抗氧化系统和渗透压调节物质的影响。结果表明,不同浓度(0、1、5、20和50 mg·L~(-1))BPA连续暴露7 d后,与对照组相比,随暴露浓度升高,紫背浮萍湿重和叶绿素含量呈现先显著增加后降低的趋势;暴露组过氧化氢(H_2O_2)含量和抗超氧阴离子自由基活性显著降低;丙二醛(MDA)含量在20和50 mg·L~(-1)组显著升高;暴露组抗氧化酶活性包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)和总抗氧化能力(T-AOC)均低于对照组;谷胱甘肽(GSH)含量在高浓度组显著升高,20 mg·L~(-1)组可溶性糖含量显著升高,可溶性蛋白含量在中高浓度组显著增加。研究表明,中低浓度BPA会提高紫背浮萍光合色素含量,有机物积累增多,促进其生长;但随BPA浓度不断升高,紫背浮萍体内产生氧化损伤,抗氧化酶活性及叶绿素含量降低,生长受到抑制。本研究结果将为BPA污染控制及对水生植物生态毒性效应评价提供理论基础。     

镧、铈、钕对小鼠肝细胞线粒体的氧化损伤作用

轻稀土元素进入生物体后主要累积于肝脏,进入肝细胞,除蓄积在细胞核中,还存在于线粒体中。为探讨轻稀土元素对小鼠肝细胞线粒体的氧化损伤作用,选用5周龄雄性ICR小鼠分别以10、20和40mg·kg~(-1)的镧(La)、铈(Ce)和钕(Nd)灌胃,6周后测定小鼠肝细胞线粒体中超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的活性,以及谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的含量。结果显示,与对照组相比,La中剂量组和Ce低剂量组SOD活性显著升高,La高剂量组和Nd中、高剂量组中SOD活性显著降低(P<0.05,P<0.01);除个别剂量组外,各染毒组CAT和GPx活性与GSH含量显著降低(P<0.05,P<0.01);Nd各剂量组、La高剂量组和Ce高剂量组的MDA含量显著升高(P<0.05,P<0.01)。研究表明,La、Ce和Nd所导致的CAT和GPx活性以及GSH含量降低可能是造成肝细胞线粒体氧化损伤的主要原因。     

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。     

镉污染对水稻不同生育期抗氧化系统的影响

采用土培的方法,研究了不同Cd添加水平（0、5、10、20、30、60 mg.kg-1,以CK,T1,T2,T3,T4,T5表示）对水稻分蘖期、孕穗期和抽穗期叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）、总巯基（-SH）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）含量以及水稻叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,叶片中Cd的含量随生长时期的延长而增加;T1处理时,水稻3个时期中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量最高,表明低质量分数Cd有利于水稻的生长;而T4和T5处理显著降低了叶绿素含量（P〈0.05）。Cd对不同生育时期抗氧化酶的影响不一,对分蘖期SOD、POD、CAT活性影响较明显,而对孕穗期和抽穗期SOD、POD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量影响不显著（P〉0.05）。高质量分数Cd提高了叶片中MDA含量,在T5处理时,MDA含量在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别为对照的1.9倍、4.5倍和4.6倍。水稻不同生育时期总-SH、GSH、PCs含量随着Cd处理质量分数的增加而增加,表明Cd处理诱导了水稻PCs的解毒机制。