褪黑素对低温和干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化系统的调节作用

本研究以‘顶峰III’为供试多年生黑麦草(Lolium perenne)品种,研究了低温和干旱胁迫下内源褪黑素(melatonin,MT)的响应,并采用叶面喷施不同浓度MT(0,20,100,1000μM)的方法,探讨了MT对低温和干旱胁迫下黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响。结果表明:低温和干旱胁迫下内源MT水平均显著增加(P<0.05);在不同胁迫强度下,喷施一定浓度的MT会在一定程度上降低叶片相对电导率、使幼苗鲜重发生改变,其中100μM的MT处理对提高幼苗鲜重和降低相对电导率的效果最佳;低温和干旱胁迫下,黑麦草叶片中O2·^-,H2O2和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著增加;过氧化物酶(peroxidase,POD),过氧化氢酶(catalase,CAT),抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性发生不同程度的改变;MT显著地降低了MDA和活性氧的积累,提高了CAT,APX和GR活性及脯氨酸含量。综上,低温和干旱胁迫下MT能够诱导植物体内抗氧化酶活性增强和脯氨酸积累,有效地清除活性氧,从而缓解了黑麦草的生长抑制,增强了其抗寒和抗旱性。

嗜冷乳糖节杆菌B7对遮阴胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响

为探究嗜冷乳糖节杆菌B7(Arthrobacter psychrolactophilus)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(Lolium perenne)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫(0、20%、40%、60%和80%)下接种嗜冷乳糖节杆菌菌株B7对黑麦草生长和生理特性的影响。遮阴胁迫显著抑制黑麦草的生长(P<0.05),而B7能够有效缓解遮阴胁迫对黑麦草生长的抑制。60%和80%遮阴导致多年生黑麦草细胞膜发生严重的损伤,并且积累较高的活性氧,接种B7有效地缓解了遮阴对黑麦草幼苗造成的氧化损伤。与单独遮阴处理相比,20%、40%、60%和80%遮阴胁迫下接种B7导致H2O2和O·2-含量分别下降5.88%、24.41%、33.60%、40.00%和30.91%、22.94%、25.67%、49.37%。遮阴胁迫在一定程度上提高了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性以及抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量,接种B7进一步提高了上述抗氧化防御体系的活性。研究结果表明,遮阴胁迫下接种B7能够显著提高黑麦草的抗氧化酶活性(P<0.05),增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强黑麦草的耐阴性。

琥珀酸黄杆菌缓解遮阴对多年生黑麦草胁迫的效应

为探究琥珀酸黄杆菌(FS)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(LP)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫下(0、20%、40%、60%和80%)接种琥珀酸黄杆菌DSM4002(FS)对LP生长和生理特性的影响。结果表明,遮阴胁迫显著抑制LP的生长,而FS能够有效缓解遮阴胁迫对LP的生长抑制。60%和80%遮阴导致多年生黑麦草积累较高的活性氧和丙二醛,FS处理有效地缓解了遮阴对LP幼苗造成的氧化损伤,20%遮阴+FS、40%遮阴+FS、60%遮阴+FS和80%遮阴+FS处理中氧自由基含量分别与单独遮阴处理相比下降4.47%、29.75%、44.57%和49.84%。遮阴胁迫不同程度地改变了超氧化物歧化酶(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)活性以及抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)含量,接种FS能够进一步提高SOD、CAT、GR活性及AsA和GSH水平,但是接种FS仅能够显著提高40%遮阴胁迫下POD活性和60%遮阴胁迫下APX活性。由此可见,遮阴胁迫下接种FS能够显著提高LP的抗氧化系统活性,增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强LP的耐阴性。