不同绿藻对模拟酸雨胁迫的生理生化响应特征

以东海潮间带绿藻优势种为试验材料,测定其最大光化学量子产量(maximal photochemical quantum yield of PSⅡ,Fv/Fm)、可溶性糖含量及抗氧化酶活性等指标,研究不同强度模拟酸雨(pH分别为6.3、5.6、4.5、4.0、3.5)胁迫下绿藻优势种生理生化响应。结果表明:1)随着模拟酸雨酸度和处理时间增加,2种浒苔、4种石莼、史氏刚毛藻和刺松藻的Fv/Fm抑制幅度增大;2)pH 4.5的模拟酸雨降低藻体中叶绿素a、类胡萝卜素和可溶性糖含量,降幅为浒苔>石莼>刺松藻>史氏刚毛藻。而可溶性蛋白含量有所增加,且随时间延长愈加显著,史氏刚毛藻增幅高于其他绿藻。3)pH 4.5的模拟酸雨抑制绿藻中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,但提高其过氧化物酶(peroxidase,POD)活性,且处理时间与POD活性正相关,与SOD、CAT活性负相关。研究表明pH 4.5能作为模拟酸雨胁迫潮间带绿藻优势种的试验条件,史氏刚毛藻对模拟酸雨耐受性最佳,石莼比浒苔具有更好的抗酸雨胁迫能力。

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P<0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P<0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P<0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。

高温胁迫下芍药的生理生化响应和耐热性评价

南方夏季的高温胁迫,使芍药茎叶因热害提早枯萎,并导致地下块根更新发育不良,是"芍药南移"所面临的主要困难。为探讨南方夏季高温胁迫下芍药的生理生化响应,比较耐热性评价方法,以浙江本土药用植物杭白芍和9个菏泽的观赏品种为材料,对夏季高温下的芍药茎叶进行热害指数观测,测定叶片的相对电导率、相对含水量、叶绿素含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、抗坏血酸过氧化物酶活性和超氧化物歧化酶活性;并利用隶属函数法、隶属函数法结合主成分分析2种方法对10个品种的耐热性展开评价。结果表明,杭白芍、杨妃出浴和春晓具备较好的耐热性,适合江南地区选用;隶属函数法是芍药耐热评价的简便、直观、有效的评价方法。本研究结果为"芍药南移"及抗性育种研究提供了重要参考。

海洋微藻对UV-B辐射的生理生化响应

用生理生化的方法研究了UV-B辐射对海洋微藻———小新月菱形藻(Nitzschia closte-rium)生理生化的影响。结果表明:(1)随着UV-B暴露时间的延长,UV-B辐射对藻的生长以及光合速率有抑制作用,并且时间越长,抑制作用越明显;(2)UV-B辐射使小新月菱形藻可溶性糖含量降低,而且在最初的2d,UV-B辐射使可溶性糖含量降低迅速,第4天的可溶性糖含量稍有所升高但与第2天相比差异不显著,UV-B辐射第6天,可溶性糖含量又迅速降低;(3)UV-B辐射的可溶性蛋白含量在第2天明显升高,随后又快速下降;(4)对照组的还原型谷胱甘肽(GSH)含量的变化随时间延长而升高,UV-B辐射第2天的GSH含量比初始状态(0d)的GSH含量稍有升高,但变化不明显,第2天之后,GSH含量随时间延长而快速降低;(5)对照组的过氧化物酶(POD)活性随时间延长而升高,UV-B辐射第2天的POD活性比初始状态(0d)的POD活性显著升高,第2天之后,POD活性随时间延长而快速降低。

不同光照条件下花榈木幼苗的生理生化响应及生长效应

为探讨花榈木幼苗对光照环境的生态适应性,采用人工模拟不同的光照条件(100%全光照、75%光照、50%光照、25%光照)进行盆栽试验,测定了不同光照条件下花榈木幼苗生理生化和生长指标。结果表明:随着遮光程度的增加,幼苗净光合速率、蒸腾速率有减小的趋势;强度遮光(全光照的50%和25%)使幼苗的光合日变化曲线由双峰型变成单峰型,没有午休现象;其水分利用效率和光能利用率大小排序为75%光照>50%光照>100%光照>25%光照;随着光照强度的减弱,幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和SOD活性都逐渐增加,而可溶性糖含量总体上则呈降低趋势,丙二醛含量则表现为弱光下和强光下较大;苗高生长量、地径生长量、生物量最大的是75%光照处理,不同光照强度下花榈木幼苗的根冠比差异不显著,但有随着光照减弱而降低的趋势。对花榈木幼苗生理生化和生长发育有利的光照强度是全光照的75%左右,因此,花榈木幼苗培育中应适当遮荫。

美人蕉和绿萝在修复富营养化水体过程中对Cr(Ⅵ)胁迫的生理生化响应

研究了陆生植物美人蕉(Canna indica)和绿萝(Scindapsus aureum)在修复富营养化水体过程中对不同质量浓度Cr(Ⅵ)胁迫的生理生化响应.结果表明,Cr(Ⅵ)胁迫影响植物生长,Cr(Ⅵ)质量浓度为10 mg·L-1时两种植物生长明显受到抑制.Cr(Ⅵ)质量浓度为2 mg·L-1时促进美人蕉及绿萝可溶性蛋白质的合成,提高了美人蕉及绿萝SOD、CAT、POD活性,对两种植物MDA积累无明显影响;当Cr(Ⅵ)质量浓度5 mg·L-1时抑制美人蕉和绿萝可溶性蛋白质合成及绿萝CAT活性,提高美人蕉SOD、CAT、POD及绿萝SOD、POD活性,对美人蕉MDA积累影响不大,增加绿萝MDA积累;当Cr(Ⅵ)质量浓度达到10 mg·L-1时,明显抑制两种植物可溶性蛋白质的合成,且抑制美人蕉CAT、POD活性和绿萝CAT活性,提高美人蕉和绿萝SOD活性及绿萝POD活性,显著增加两种植物MDA积累.本试验条件下,美人蕉生长速度大于绿萝,对铬胁迫的耐受能力更强.

陕西主栽核桃品种‘香玲’对水分胁迫的生理生化响应

以陕西主栽核桃品种‘香玲’嫁接幼苗为试材,在4种水分处理下,对连续胁迫40d及复水后‘香玲’幼苗叶片的生理生化指标进行动态研究。结果表明,与对照(土壤相对含水量80%)相比,随处理时间的延长,3种胁迫程度(轻度60%、中度40%、重度20%)下叶片相对含水量均逐渐下降,水分饱和亏、相对电导率及丙二醛(MDA)质量摩尔浓度均逐渐上升;抗氧化物酶活性、细胞渗透调节物质及叶绿素质量分数均呈现先增加后减少或直接减少的趋势。在轻度胁迫持续40d复水后,‘香玲’幼苗的生长与对照基本一致;当中度和重度胁迫持续24d时,2个处理的‘香玲’幼苗均受到不可恢复性伤害。这为‘香玲’核桃栽培中水分管理提供了理论依据。

蚊母树对杭州新胸蚜虫瘿形成的生理生化响应

为探明蚊母树对杭州新胸蚜虫瘿形成的生理生化响应,分别测定了健康蚊母树叶片(对照)、虫瘿形成初期和后期叶片的相对电导率、丙二醛(MDA)含量、蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性。结果表明,虫瘿的形成会导致蚊母树叶片的相对电导率、MDA含量显著高于同期的健康对照,其中虫瘿部分尤为明显;虫瘿形成初期受害叶片的蛋白质含量显著升高,以瘿边叶表现较为明显,虫瘿形成后期叶各部分的蛋白质含量也均显著较高;此外,受害叶片的SOD活性显著高于对照。在遭到杭州新胸蚜取食为害后,蚊母树能够启动一系列的生理生化响应机制。

3种藤本植物对自然干旱胁迫的生理生化响应

为绿化植物栽培及其抗旱品种筛选提供参考,以五叶地锦、花叶常春藤和常春油麻藤3种藤本植物的2年生实生苗为试验材料,采用盆栽试验研究自然干旱胁迫0~16d对植物生理生化指标的影响。结果表明:随着干旱胁迫时间延长,3种藤本植物叶片的水分饱和亏缺上升,相对含水量下降,且品种间差异显著;在干旱胁迫16d(极重度干旱)时,五叶地锦和花叶常春藤叶片的相对含水量下降较少。自然干旱胁迫对常春油麻藤叶片叶绿素含量的影响较小;随着干旱胁迫时间延长,3种植物的相对电导率和丙二醛含量均不同程度增加,游离脯氨酸含量增加显著,超氧化物歧化酶活性呈先增加后降低趋势,且五叶地锦和常春油麻藤的超氧化物歧化酶活性增幅显著。3种藤本植物均具有一定抗旱能力,对自然干旱胁迫的生理生化响应差异显著,但五叶地锦和花叶常春藤的抗旱能力强于常春油麻藤。

沙棘耐干旱胁迫的生理生化响应研究

沙棘是我国干旱半干旱地区植被修复和生态重建中常用的生态与经济树种,研究其在干旱胁迫条件下的叶片生理生化指标的变化,深入了解沙棘对对干旱胁迫的响应特征和规律,可为干旱区生态树种的造林绿化与生态修复研究提供试验依据。文章采用盆栽控水试验,研究了沙棘苗木叶片在7个土壤水分梯度下的叶绿素含量、保护酶活性等生理生化指标的变化,分析了各生理指标的相关性。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)的降低,叶片含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量逐渐降低,细胞膜透性逐渐增大,MDA含量逐渐增加;超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性先升高后降低,可溶性糖(Ss)含量与脯氨酸(Pro)含量增加;叶片相对含水量与细胞膜相对透性之间、细胞膜相对透性与叶绿素含量、细胞膜相对透性与渗透调节物质之间均存在极显著的正相关关系。

三角褐指藻和小角毛藻对UV-B辐射增强的生理生化响应

通过实验生态学和生物化学的方法,研究了UV-B辐射对三角褐指藻和小角毛藻的生长、叶绿素a、类胡萝卜素、丙二醛、可溶性蛋白含量和抗氧化物酶活性的影响。结果表明:(1)UV-B辐射增强抑制了2种微藻的生长,低剂量(0.75J/m2)UV-B辐射对三角褐指藻的生长具有一定刺激作用。(2)三角褐指藻的叶绿素a含量随辐射剂量的增加先上升后下降,小角毛藻chl-a含量缓慢下降。2种微藻MDA含量随UV-B辐射剂量的增加而升高。(3)随着辐射剂量的增加,三角褐指藻可溶性蛋白含量先稍有升高后较快下降。小角毛藻可溶性蛋白含量始终呈下降趋势。(4)UV-B辐射增强使2种微藻的SOD、POD和CAT活性先升高后下降,小角毛藻的酶活性变化相对稳定。

葛氏鲈塘鳢耐受完全结冰缺氧环境的能力及生理生化响应

为研究葛氏鲈塘鳢Perccottus glenii对完全结冰缺氧环境的耐受能力和生理生化响应,试验测定了体质量为(30.0±2.7)g的葛氏鲈塘鳢在不同水体结冰温度下的存活率,以及水体结冰前(0℃)、水体完全结冰(-2℃持续24 h)、鱼体复苏(4℃,1、24、72 h)各阶段的生理生化指标。结果表明:葛氏鲈塘鳢在-2℃冰中持续24 h的存活率为100%,随着温度降低存活率明显下降,-5℃下持续24 h时的存活率为0;与水体结冰前的各指标相比,葛氏鲈塘鳢在水体完全结冰和鱼体复苏阶段的肝糖原含量显著降低(P<0.05),肌糖原变化趋势与肝糖原相似但未达到显著性水平(P>0.05),心脏、脑、鳃和肌肉中的葡萄糖含量显著升高(P<0.05),鳃、脑和心脏中的乳酸含量显著升高(P<0.05),但各组织中的乳酸脱氢酶活性变化不显著(P>0.05)。研究表明,葛氏鲈塘鳢可以短时间耐受较温和的水体完全结冰缺氧环境,通过分解肝糖原在组织中积累葡萄糖作为主要的抗冻保护剂,增强无氧糖酵解代谢来应对结冰缺氧环境。

山杏耐干旱胁迫的生理生化响应

山杏是固沙保土、涵养水源、改善生态环境的优良树种,研究其耐干旱胁迫能力是提高其造林成活率与生态修复能力的前提和基础。文章利用盆栽试验和自然耗水处理方法,研究了土壤干旱逐渐加剧的过程中山杏苗木叶片主要生理生化指标的变化。结果表明:随着土壤相对含水量(RWC)的降低,叶片含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量逐渐降低,细胞膜透性逐渐增大,MDA含量呈现逐渐增加的变化趋势;超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性先升高后降低,可溶性糖(Ss)含量与脯氨酸(Pro)含量增加。其中,LRWC与其它生理指标的相关性系数较高,抗氧化酶SOD活性与POD活性之间、渗透调节物质Ss含量和Pro含量之间存在显著的正相关关系。

不同水分条件下几种藤本植物幼苗的生理生化响应

采用人工模拟水分胁迫的方法,研究了安顺缫丝花、黄褐毛忍冬、葛藤3种藤本植物在不同水分胁迫条件下的生理生化响应。结果表明:在不同的水分条件下,3种藤本幼苗的叶片水分饱和亏缺、相对含水量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及叶片质膜透性的变化趋势一致,表现为随着土壤相对含水量的降低,水分饱和亏缺和质膜透性升高、相对含水量降低、SOD活性先升高后降低最后再升高。叶绿素、可溶性总糖、脯氨酸含量均在土壤相对含水量最低时值最大。不同水分条件下的丙二醛(MDA)含量在不同种之间变化不同。各指标的变化程度均因种而异。利用隶属函数法比较3种木质藤本幼苗的抗旱性由大到小为:黄褐毛忍冬>安顺缫丝花>葛藤。

不同苹果品种叶片耐热阈值及高温下生理生化响应

为研究不同苹果品种叶片耐热阈值及高温下生理生化变化,以王林、富士、嘎拉的新梢为试材,在人工模拟高温环境下,研究了热害症状出现的时间、热害率及热害指数,并分析了叶片相关生理生化指标变化。结果表明,王林、富士、嘎拉叶片的耐热阈值温度分别为41、43、44℃。田间王林叶片的受害率和受害指数最高,分别为53.50%和18.05,嘎拉叶片的受害率和受害指数最低,分别为5.36%和1.57。随高温时间的延长,3个苹果品种叶片叶绿素含量均表现出逐渐降低的趋势;O^(-)2·、丙二醛含量和相对电导率则持续升高;可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性均呈现出先升高后降低的规律,且在高温胁迫6 h达到峰值。综合分析认为,阈值温度影响了3个苹果品种叶片的形态及正常的生理代谢,随着高温胁迫时间的延长,苹果叶片叶绿素降解,膜脂过氧化加重,抗氧化酶活性增加,苹果叶片的生理代谢变化明显。

高温胁迫下8个绣球品种的生理生化响应

中国南方地区夏季高温是限制绣球在该地区引种栽植与园林应用的重要因素之一,探讨绣球在高温胁迫下生理生化的响应机理,对绣球在特殊立地条件下的应用有重要参考意义。试验以8个绣球品种为材料,利用人工气候箱模拟高温胁迫44℃/33℃(昼/夜)下9项指标的生理生化指标变化。结果表明,高温胁迫下,8个绣球品种的热害指数呈上升趋势,且由高到低依次为‘灵感’>‘银边’>‘纱织小姐’>‘小町’>‘爱莎’>‘含羞叶’>‘花手鞠’>‘头花’;相对电导率、丙二醛呈持续上升趋势,‘纱织小姐’‘银边’及‘小町’叶片的相对电导率与丙二醛含量增幅最大,‘爱莎’‘头花’及‘含羞叶’叶片的相对电导率与丙二醛含量增幅均最小;过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性均产生显著影响,适度的高温诱导了绣球叶片上述3种酶活性的上升;可溶性糖含量在高温胁迫前期变化较小,但总体呈上升趋势;可溶性蛋白含量呈上升趋势,‘银边’与‘灵感’的蛋白质合成速率最低,‘头花’与‘含羞叶’的蛋白质合成速率最高;游离脯氨酸含量呈上升趋势,‘花手鞠’与‘头花’通过游离脯氨酸进行渗透调节的能力显著强于其他品种,‘灵感’与‘银边’通过游离脯氨酸进行渗透调节的能力显著弱于其他品种。利用模糊隶属函数分析8个绣球品种耐高温能力,‘纱织小姐’为最耐高温的品种,其次为‘含羞叶’‘小町’‘花手鞠’‘头花’‘灵感’‘爱莎’,‘银边’为最不耐高温的品种。本研究为探究绣球品种在高温胁迫下的生理生化响应机制提供了理论依据。

甲醛对富贵竹的生理生化响应

为了研究不同时间的甲醛对植物的影响,以富贵竹为研究对象,分析不同时间段甲醛对富贵竹叶片的影响机制。采用水培方法,设计不同浓度甲醛处理,在人工气候培养箱,研究甲醛胁迫下富贵竹叶片的生理特征响应。结果表明,在3 d和5 d甲醛处理下富贵竹的叶片过氧化氢、MDA、POD和CAT与CK显著增加;在7 d甲醛处理下富贵竹的叶片POD和CAT与CK显著降低;在3 d和5 d时SOD的活性与CK差异不显著,在7 d时活性才显著增强。综合研究结果可以看出甲醛胁迫下的富贵竹叶片保护酶系统的活性是先增加后降低,使叶片中的过氧化氢含量逐渐增加,导致富贵竹叶片细胞的伤害程度加剧。

垂柳幼苗对锶胁迫的生理生化响应

[目的]探讨垂柳幼苗对锶胁迫的生理生化响应。[方法]在水培条件下研究了不同浓度的锶(Sr2+)胁迫对垂柳幼苗生理生化水平的影响。[结果]在锶胁迫下,低浓度Sr2+对垂柳幼苗的地上生物量、叶绿素含量以及超氧化物酶(SOD)活性,表现为促进作用,而高浓度时表现为抑制作用;与对照相比,叶片中丙二醛(MDA)含量显著升高,而脯氨酸含量并没有明显的变化。[结论]该研究为柳树在锶污染胁迫条件下的适应机理奠定了基础。

千屈菜无菌苗对重金属铜和铬的生理生化响应

实验以千屈菜(Lythrum salicaria Linnaeus)无菌苗为材料,用含不同浓度Cu^(2+)(0、5、10、20和40 mg/L)和Cr^(6+)(0、5、10、20和40 mg/L)的1/10霍格兰溶液对千屈菜进行培养,测定叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白和可溶性糖等含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等活性的变化,以探讨Cu^(2+)和Cr^(6+)对千屈菜无菌苗生理生化特征指标的影响。研究表明:随着Cu^(2+)浓度的增加,千屈菜无菌苗渗透调节物质(可溶性糖和可溶性蛋白)表现为低促高抑现象,膜脂化程度加剧,但叶绿素含量基本未受影响,且抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)持续上升。随着Cr^(6+)浓度的升高,叶绿素含量也基本未受影响,膜脂化程度在0—20 mg/L未受显著影响。CAT活性受到持续抑制,但SOD和POD活性持续上升。综上,千屈菜对重金属铜和铬具有一定的抗性,其叶绿素含量基本未受影响,抗氧化酶活性上升,且具有一定的渗透调节能力。在Cu^(2+)浓度低于5 mg/L和Cr^(6+)浓度低于20 mg/L时千屈菜生理生化指标所受影响相对较小。实验结果为进一步研究千屈菜对铜、铬和其他重金属的响应,及千屈菜在水体修复方面的生态应用提供一定的理论基础。

谷子苗期对低温胁迫的生理生化响应

研究谷子幼苗对低温胁迫的生理响应机制,筛选耐冷种质,为耐冷品种选育提供理论依据。以耐冷谷子品种晋谷21号和冷敏感谷子品种长农48号为试验材料,设置低温(8℃)和对照(25℃)2个处理,分别在低温处理前、低温处理3 d后和恢复处理3 d后测定各处理下幼苗的苗高、苗鲜重和干重、抗氧化酶活性及渗透调节物质。结果表明,与对照相比,谷子经低温胁迫处理3 d后,幼苗农艺性状各指标均显著降低,冷敏感品种的降幅高于耐冷品种。低温胁迫处理3 d后,耐冷品种幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性均呈增加趋势,丙二醛(MDA)含量显著增加;冷敏感品种的MDA含量增加幅度显著高于耐冷品种(P<0.05),具有更强的保护性酶活性。