水氮耦合对陕南烤烟渗透调节物质及抗逆生理特性的影响

以云烟99为材料,采用双因素完全组合法,设置W1(土壤相对含水量75%~85%)、W2(土壤相对含水量55%~65%)、W3(土壤相对含水量35%~45%)3个土壤水分条件和N1(4 g)、N2(5 g)、N3(6 g)3个单株施氮量,共9个处理,进行盆栽试验,旺长期控水15 d后测定烟叶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸(Pro)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基(O2-)含量,分析水氮耦合对烤烟渗透调节物质及抗逆生理特性的影响。结果表明:在W3条件下,增施氮可提高可溶性蛋白含量,与W3N1处理相比,W3N2、W3N3分别提高25.36%和42.86%,能降低可溶性糖含量,分别降低3.85%和12.32%;W2N2、W2N3与W2N1处理相比,SOD活性分别提高20.29%和31.19%,POD活性分别提高24.60%和44.89%;N2条件下,与W1N1处理相比,W1N2和W2N2处理的CAT活性分别提高40.26%、43.58%;W3处理增加了烟叶Pro、GSH、MDA及O2-含量,与W1N1处理相比,增幅分别达69.69%~222.49%、15.2%~89.36%、155.15%~162.37%、24.89%~72.34%。分析互作效应发现,土壤相对含水量对SOD、POD活性及Pro、GSH、MDA、O2-、可溶性糖含量的影响较大;而施氮量对可溶性蛋白含量、CAT活性的影响较大;二者的互作效应对AsA含量的影响较大。综合来看,轻度缺水时株施氮量6 g的处理对烤烟抗氧化酶活性的提升效果较好,而重度缺水时株施氮量为5 g的处理对烤烟渗透调节物质和抗氧化物质含量的提升效果较好。

胡杨异形叶渗透调节物质及抗氧化酶活性对地下水埋深梯度的响应

以塔里木荒漠区建群种胡杨(Populus euphratica Oliv.)为实验材料,研究3种典型异形叶的渗透调节物质和抗氧化酶活性沿地下水埋深(GWD)梯度的变化规律及适应干旱胁迫的策略。结果显示:(1)随GWD的增加,3种异形叶的相对含水量、叶水势、可溶性蛋白质(SP)含量和过氧化物酶(POD)活性呈降低趋势,水分饱和亏缺、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量和丙二醛(MDA)含量呈增加趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)始终保持较高活性且较稳定。(2)条形叶Pro、SS含量与GWD呈极显著正相关,卵形叶SS、SP含量与GWD呈显著正相关,锯齿阔卵形叶SS含量与GWD呈极显著正相关。(3)条形叶主要以Pro和SS协同维持细胞渗透势以应对水分胁迫,卵形叶以增强渗透调节能力(SP、Pro、SS)来提高其抗旱性,锯齿阔卵形叶则以SS、Pro维持细胞膨压,并通过POD、SOD清除活性氧(ROS)协同适应干旱的荒漠环境。

不同生境黄柳叶片渗透调节物质含量及抗氧化酶活性研究

渗透调节物质与抗氧化酶活性在植物生态适应中发挥着重要的调控作用。本研究对浑善达克沙地不同生境黄柳(Salix gordejevii)叶片渗透调节物质、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量进行测定,并分析其与土壤理化因子的相关性,以期揭示黄柳的生理生态适应机制。结果表明:(1)不同生境黄柳叶片游离脯氨酸(Pro)含量具有显著性差异,流动沙地Pro含量最大,为20.27μg.g^(-1),半固定沙地最小,为11.21μg.g^(-1);可溶性糖和可溶性蛋白含量无显著性差异。(2)不同生境黄柳叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性具有显著性差异,丘间低地SOD活性(242.61 U.g^(-1))和CAT活性(337.50 U.g^(-1))高于其他生境;各生境过氧化物歧化酶(POD)活性和MDA含量无显著性差异。(3)不同生境间具有明显的异质性,但土壤理化因子与黄柳叶片渗透调节物质、抗氧化酶活性及MDA间无相关关系。Pro、SOD和CAT是黄柳适应浑善达克沙地不同生境的主要调节物质,反映了黄柳具有较强的生理生态适应性。

甘薯离体叶片失水速率及渗透调节物质与品种抗旱性的关系

对水分胁迫下甘薯离体叶片失水速率和叶片渗透调节物质与品种抗旱性关系的研究表明 ,水分胁迫下不同甘薯品种离体叶片失水速率比对照均明显减慢 ;叶片中可溶性糖含量和游离氨基酸总量比对照均明显增加 ,K+ 含量明显下降 ,游离脯氨酸含量有不同程度的增加。叶片中可溶性糖、总游离氨基酸和K+ 的相对值 (占对照 % )与品种抗旱性均呈极显著正相关 (r分别为 0 .9374、0 .92 2 9和 0 .835 9,P <0 .0 1) ;离体叶片失水速率的相对值与品种抗旱性呈显著负相关 (r=- 0 .5 4 5 0 ,P <0 .0 5 ) ;而游离脯氨酸的相对值与品种抗旱性间的相关性不显著 (r=0 .2 5 83,P =0 .35 2 6 )。因此 ,除游离脯氨酸外 。

24-表油菜素内酯对低温胁迫下葡萄幼苗抗氧化系统及渗透调节物质的影响

【目的】探讨外源EBR(24-表油菜素内酯)对低温胁迫下葡萄幼苗抗氧化系统及渗透调节物质的影响。【方法】以欧亚种(Vitis vinifera L.)鲜食葡萄品种‘紫脆无核’营养袋扦插苗为试材,分别在4℃和0℃低温条件下,研究外源EBR对葡萄幼苗4种抗氧化酶活性(CAT、SOD、POD及APX)、超氧阴离子()和丙二醛(MDA)含量以及渗透调节物质游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响。【结果】在两种低温胁迫条件下,外源EBR处理均使葡萄叶片抗氧化酶CAT、POD、SOD及APX活性升高,且总体与对照之间差异显著;同时也使葡萄叶片抗氧化物质GSH及AsA含量升高,在4℃和0℃条件下,GSH平均含量较对照分别升高5.4%及7.8%,AsA含量分别升高8.8%及13.0%;EBR处理使叶片及MDA含量降低,平均较对照分别降低28.5%及17.3%,MDA含量分别降低6.8%及7.5%;EBR处理明显提高了葡萄幼苗叶片脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量,平均含量较对照分别提高8.4%和59.1%、3.5%和5.2%及18.6%和25.0%。【结论】在低温胁迫下,外源EBR通过提高抗氧化酶活性、抗氧化物质含量及渗透调节物质含量,减少了活性氧(ROS)的积累及膜脂过氧化产物MDA的产生,增强了葡萄幼苗耐低温胁迫的能力。

NaCl胁迫对嫁接黄瓜膜脂过氧化、渗透调节物质含量及光合特性的影响

以日本引进的耐盐品种‘帝王新土佐’南瓜为砧木,以‘津研4号’黄瓜品种为接穗,研究了NaCl胁迫对黄瓜嫁接植株和自根植株的膜脂过氧化、渗透调节物质含量及光合特性的影响。结果表明:在NaCl胁迫下,黄瓜嫁接植株叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性均显著高于自根植株,O·2-产生速率及丙二醛(MDA)含量显著低于自根植株,嫁接植株膜脂过氧化轻于自根植株;嫁接植株叶片游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质等渗透物质含量均显著高于自根植株;嫁接植株的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素含量均显著高于自根植株;虽然NaCl胁迫抑制光合作用,但嫁接植株仍表现出优势。以上结果证明,嫁接植株耐盐性优于自根植株。

盐胁迫对彩叶草生长和渗透调节物质积累的影响

用NaCl浓度为0(对照),10,50,100,150,200mmol/L处理盆栽彩叶草,研究盐胁迫对彩叶草生长、水分状况和渗透调节物质积累的影响。结果显示,与对照相比,随着NaCl浓度增加,彩叶草鲜重、干重、含水量、水势均呈下降趋势,Na+、脯氨酸、可溶性糖含量呈上升趋势,K+、Ca2+、Mg2+、NO3-含量呈先上升后下降趋势,游离氨基酸含量呈先下降后上升趋势。高效液相色谱结果显示8种有机酸含量的变化幅度也各不相同。综合分析表明,NaCl胁迫对彩叶草生长有抑制作用,且随着盐浓度的增加,其生长受抑制和水分胁迫程度加重;低浓度盐胁迫下,彩叶草通过积累Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-等无机离子和脯氨酸、可溶性糖、乙醇酸、丙二酸、α-酮戊二酸和柠檬酸等有机渗透调节物质进行调节的;而高浓度盐胁迫下,通过积累Na+、脯氨酸、可溶性糖、游离氨基酸、苹果酸、丁二酸、草酸、乙醇酸和丙二酸等渗透调节物质进行调节。因此,在不同浓度盐胁迫下,彩叶草通过改变渗透调节物质种类或积累量适应渗透胁迫。

NaC l胁迫对番茄嫁接苗保护酶活性、渗透调节物质含量及光合特性的影响

在NaC l胁迫下,对番茄嫁接苗和自根苗的保护酶活性、渗透调节物质含量及光合特性等进行了比较。结果表明,番茄嫁接苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及抗坏血酸(AsA)含量均显著高于自根苗,丙二醛(MDA)含量显著低于自根苗;嫁接苗叶片游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均显著高于自根苗;NaC l胁迫抑制光合作用,但嫁接苗仍表现出优势;嫁接苗根系Na+/K+比值显著低于自根苗。以上结果表明,嫁接苗耐盐性优于自根苗。

抽穗期不同程度水分胁迫对水稻产量和根叶渗透调节物质的影响

抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,而渗透调节是作物适应逆境的重要生理机制之一。以水稻品种丰华占为实验材料,在人为控制水分的盆栽条件下,对水稻生长的抽穗期分别进行不同时间长短的控水处理,研究干旱胁迫对水稻干物质积累、产量、根系及叶片渗透调节物质的变化规律及其生理调节机制。结果表明,不同程度干旱胁迫后叶片水势均显著下降,除长期控水处理(12d)的可溶性糖含量下降外,其余控水处理(3～9d)的根系和叶片的有机渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸均大幅度上升,而且水分胁迫程度越高,上升幅度越大,根系与叶片表现一致,但叶片的渗透调节能力大于根系,而根系的反应比叶片更迅速和敏感。短期干旱胁迫(3d和6d)再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量可恢复到对照水平,而长期干旱胁迫(9d和12d)则不能。除长期干旱(控水12d)造成无机离子显著下降外,其他不同程度的干旱胁迫后根系和叶片的无机离子K+、Ca2+、Mg2+等含量则变化不大或轻微下降。水分胁迫后水稻根系、茎叶和穗干物质积累显著下降,抽穗期短期控水(3d)对产量没有明显影响,而控水6,9,12d分别使产量下降12.09%,48.55%,58.30%。不同控水处理均显著增加叶片的水分利用效率,控水时间越长,水分利用效率越高。研究结果表明了水稻在抽穗期经受短期干旱胁迫能有效地进行渗透调节,产量影响较小,而有机渗透调节物质比无机离子对干旱胁迫的反应更为敏感。

水分胁迫对牛心朴子植株生长及渗透调节物质积累的影响

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子 Cynanchumkomarovii 在水分胁迫下植株生长及渗透调节物质的积累情况.结果表明:牛心朴子植株地上部对土壤水分比较敏感,随水分胁迫程度的加强和胁迫时间的延长,植株生长显著变缓,直至停止生长,而根/冠比值则有所加大;可溶性糖是牛心朴子根系主要的渗透调节物质,随着土壤水分胁迫程度的加重,根系中的可溶性糖呈明显的增加趋势,叶中的可溶性糖则随胁迫的加重而呈下降趋势,说明在干旱胁迫下牛心朴子的同化产物大部分分配于根系之中;Pro在牛心朴子叶、茎、根的渗透调节中也起着重要作用,随土壤水分胁迫的加重,其在根、茎、叶中的积累明显增加;而无机离子在牛心朴子渗透调节过程中的作用很小.

不同生育期花生渗透调节物质含量和抗氧化酶活性对土壤水分的响应

通过防雨棚池栽试验,以不同花生品种为试材,研究了不同生育时期非充分灌溉对花生品种各生育期叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明,苗期和花针期灌水,叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质和丙二醛(MDA)含量均有不同程度的降低。随生育期推进和土壤水分降低,其活性升高,但升幅因品种、抗氧化酶和渗透调节物质类型有异,两品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(Pr)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量均以对水分最为敏感的花针期升幅较大,且花育27号的SOD、CAT、Pr和AA的升幅大于花育20号;结荚期灌水后,各抗氧化酶和渗透调节物质未表现降低。两品种全生育期灌水处理与苗期灌水处理间的抗氧化酶活性、渗透调节物质和MDA含量差异均不显著。水分胁迫初期,抗氧化酶活性升高,但随胁迫时间延长其活性明显降低;而渗透调节物质和MDA含量显著高于各生育期灌水处理。POD活性变化对灌水处理响应较弱,SOD和CAT是花生适应土壤水逆境的主要保护酶。灌水处理对花生叶片抗氧化及渗透调节能力表现为花针期>结荚期>苗期,各渗透物质调节能力依次表现为脯氨酸、可溶性蛋白质>可溶性糖>游离氨基酸。

盐胁迫下4种耐盐植物渗透调节物质积累的比较

为探索不同类型耐盐植物在盐胁迫下体内渗透调节机制,以沙柳、沙枣、柽柳和西伯利亚白刺为研究材料,研究了不同盐浓度(0、100、200、300 mmol·L-1Na Cl)处理下4种耐盐植物体内无机离子和有机溶质含量的变化,比较了其在植物渗透调节中的作用。结果表明:(1)盐处理后4种植物体内Na+、Cl-含量均上升,K+、Ca2+、Mg2+离子含量呈下降趋势;(2)稀盐型盐生植物白刺与泌盐型盐生植物柽柳以Na+为主要无机渗透调节物质,拒盐型耐盐植物沙枣与沙柳以K+为主要无机渗透调节物质;(3)可溶性糖是4种植物盐胁迫下共同的有机渗透调节物质,对沙柳和沙枣尤为重要;在高盐浓度(≥200 mmol·L-1Na Cl)下,脯氨酸是沙枣叶片中重要的有机渗透调节剂;白刺叶片中甜菜碱含量随盐浓度升高明显增加,对提高白刺耐盐能力具有重要作用。4种不同类型耐盐植物在盐渍环境胁迫下所积累的渗透调节物质种类与数量差异明显,渗透调节方式与耐盐机制不同。

植物抗逆中的渗透调节物质及其转基因工程进展

该文综述了渗透调节物质在植物抵御逆境胁迫中的生理功能 ,并论述了渗透调节物质的作用机制 .还综述了几种主要渗透调节物质的生物合成途径和其中关键酶的基因克隆 ,及其基因工程提高植物抗逆性的研究进展 .同时 ,就有关研究进行了展望 .

NaCl胁迫对葡萄幼苗叶片有机渗透调节物质和膜脂过氧化的影响

为阐明有机渗透调节物质在葡萄种质耐盐机理中的作用,以耐盐葡萄砧木抗砧5号(Vitis berlandieri-V.ri-paria×V.amurensis-V.vinifera)和盐敏感砧木Macadams(V.riparia)为试材,比较研究了在不同质量分数NaCl胁迫下,叶片膜透性、丙二醛(MDA)含量和有机渗透物质含量的变化。结果表明,盐胁迫引起葡萄叶片膜透性增加,盐敏感品种Macadams的膜透性高于耐盐砧木抗砧5号;MDA含量随盐胁迫加重而升高,但抗砧5号低于Macadams;盐胁迫下葡萄叶片中游离脯氨酸和可溶性糖含量显著上升;可溶性蛋白的变化趋势不一致。由此说明脯氨酸、可溶性糖是葡萄在盐胁迫初期的重要有机渗透调节物质,而可溶性蛋白在葡萄中的渗透调节作用还需要进一步研究。

水分胁迫对3种苗木叶片渗透调节物质与保护酶活性的影响

以1 a生刺槐(Robinia pseudoacacia)、元宝枫(Acer truncatum)和侧柏(Platycladus ori-entalis)苗木为材料,通过盆栽控水试验研究了水分胁迫对3种苗木叶片丙二醛含量、渗透调节物质和保护酶活性的影响,并探讨了这些生理指标与其抗旱性的关系。结果表明,随胁迫强度增大,3种苗木的渗透调节物质游离脯氨酸和可溶性糖含量增加,而可溶性蛋白含量降低;丙二醛(MDA)含量随水分胁迫程度的加剧呈递增趋势;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱强度增大,开始增加,而在重度胁迫时,酶活性下降,但水分胁迫时的酶活性始终高于正常水分时。

盐碱胁迫下不同水稻品种渗透调节物质及相关基因的变化

【目的】分析盐碱浓度、胁迫时间对不同水稻品种各龄苗有机渗透调节物质的影响及不同品种对盐碱胁迫响应的差异,为盐碱地改良水稻品种的选择及其敏感期防护提供理论依据。【方法】选择耐盐碱水稻品种长白9号和普通栽培品种吉粳78为材料,研究3个盐碱浓度(10,40,80mmol/L)、4个处理时间(24,48,72,84h)对3种苗龄(30,45,70d)水稻叶片脯氨酸、甜菜碱、肌醇含量及Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)、甜菜碱醛脱氢酶(BADH1、BADH2)、肌醇单磷酸酶(IMP)基因表达量的影响,以正常水培的水稻为对照。【结果】正常水培条件下长白9号叶片脯氨酸、甜菜碱含量高于吉粳78。盐碱胁迫条件下,长白9号和吉粳78叶片的脯氨酸、甜菜碱和肌醇含量均上升,P5CS、BADH1、BADH2、IMP基因表达量也高于对照。40mmol/L NaCO3-NaHCO3处理较10和80mmol/L处理更有利于植株积累渗透调节物质及上调相关基因的表达。长白9号渗透调节物质含量及其基因表达量的变化远大于吉粳78。盐碱胁迫24和48h能使长白9号及时做出响应,并随着胁迫时间的延长甜菜碱、肌醇含量及BADH1、BADH2、IMP表达量持续升高,而吉粳78对盐碱胁迫响应较晚。2种水稻30,45d龄苗渗透调节物质含量的变化及相关基因表达量的变化均比70d明显。【结论】长白9号耐盐碱的特性与其植株体内渗透调节物质丰富且对盐碱胁迫响应快的生理现象有关。2种水稻对盐碱胁迫具有一致的生理响应敏感阈值,在耐受条件下,盐碱地种植水稻更适宜大苗移栽。

N素营养对NaCl胁迫下盐地碱蓬幼苗生长及渗透调节物质变化的影响

通过NaCl和N对盐地碱蓬幼苗生长及渗透调节物质变化的影响研究,结果表明,NaCl和N素对植物的生长的影响是明显的(P<0.05),低NaCl胁迫下N含量的增加对盐地碱蓬幼苗生长的影响不明显,而高NaCl处理下增加营养液中N的含量能明显地缓解盐胁迫,促进盐地碱蓬幼苗的生长。叶片脯氨酸含量随着NaCl浓度和养分N含量的增加而增加,而可溶性糖含量减少。NaCl浓度的增加使得植株总离子含量、Na+含量增加,K+、Ca2+、Mg2+含量减少。随N养分含量的增加,叶中Na+和K+含量增加,Mg2+含量基本上呈减少的趋势。叶片中的Ca2+含量和植株根茎部各离子含量随养分N含量增加的变化规律不明显。

NaCl胁迫对甜瓜幼苗叶片膜脂过氧化和渗透调节物质的影响

研究了厚皮甜瓜黄河蜜和薄皮甜瓜白沙蜜在NaCl胁迫下甜瓜幼苗叶片相对膜透性、丙二醛(MDA)和保护酶SOD、CAT、POD活性及脯氨酸、可溶性糖含量的变化。结果表明,随盐浓度的增加和时间的延长,甜瓜叶片细胞膜相对透性、MDA含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量逐渐增大。叶片SOD、POD和CAT酶活性对NaCl胁迫的响应具有浓度和时间依赖性。NaCl对黄河蜜叶片膜系统的伤害小于对白沙蜜的伤害。渗透调节是甜瓜在盐胁迫下的适应性表现。

PEG6000胁迫对花生幼苗渗透调节物质的影响

采用聚乙二醇(PEG)渗透胁迫的方法,研究了不同浓度PEG胁迫对花生幼苗渗透调节物质的影响。实验结果表明,随着PEG浓度的升高花生幼苗渗透调节物质,如可溶性糖(SS)、游离氨基酸(TFA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白含量都有显著增加,并随胁迫时间的延长继续积累。丙二醛(MDA)的含量也随PEG处理浓度的升高和胁迫时间的延长而显著增加。

黄河三角洲不同生态型芦苇对盐度适应生理的研究Ⅰ.渗透调节物质及其贡献

山东省黄河三角洲分布４种不同生态型芦苇——淡水沼泽芦苇、咸水沼泽芦苇、低盐草甸芦苇和高盐草甸芦苇。１９９４年与１９９５年的８～９月份对不同生境生态型芦苇的生长情况、群落组成及优势度进行观测，并测定４种不同生态型芦苇的有机和无机渗透剂以及渗透势和渗透调节能力。结果表明：不同生态型芦苇的多度、盖度、植株高度、叶片含水量和渗透势均随生境盐度的增大而降低；低盐度下的芦苇其渗透剂以Ｋ＋和可溶性糖为主，高盐度下以Ｎａ＋、Ｃｌ－为主；芦苇根部Ｎａ＋含量大于叶片，其渗透调节能力也高于叶片；植物体的Ｎａ／Ｋ比值随生境盐度而变化，而高盐度下Ｎａ／Ｋ比为１左右；在渗透调节中有机和无机渗透剂的贡献随生境盐度而变化，有机渗透剂贡献随生境盐度增大而减少，无机渗透剂贡献则随盐度增加而增大。上述结果证明芦苇是一种应性较强的植物，从抗盐机理考虑可以认为它是一种假盐生植物。