不同耐铝型杉木幼苗叶片抗氧化系统对铝胁迫的响应特征

为探讨铝胁迫对杉木抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,明确AsA-GSH循环在杉木耐铝性中的作用,以耐铝(YX26)和铝敏感型(YX5)杉木家系为材料,分析了铝胁迫对不同耐铝型杉木叶片氧化损伤、抗氧化酶活性和AsA-GSH循环系统的影响。结果表明:(1)铝胁迫显著增加杉木叶片丙二醛(MDA)含量,而且YX5叶片中MDA含量增幅显著大于YX26。(2)铝胁迫不同程度增加了2个杉木家系叶片过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性以及抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,而且除AsA含量外,铝胁迫下YX26中上述酶活性和非酶性抗氧化剂含量的增幅均大于YX5。(3)铝胁迫下YX5叶片中过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性受到显著抑制,而YX26中这两个酶的活性却有所增加,且YX26中的DHAR活性显著高于对照。(4)铝胁迫抑制了2个杉木家系超氧化物歧化酶(SOD)活性,但YX26中SOD活性的降幅小于YX5。研究认为,铝胁迫下通过维持AsA-GSH循环酶活性和非酶性抗氧化系统的高效运转,增强自身活性氧清除能力是耐铝型杉木家系具有较强铝耐能力的生理基础。

低磷和铝毒耦合胁迫对杉木叶片抗坏血酸——谷胱甘肽循环的影响

为揭示抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环在杉木适应低磷和铝毒胁迫中的作用,以耐低磷和铝毒胁迫的杉木家系YX3及对低磷和铝毒胁迫敏感的杉木家系YX12为试验材料,研究不同处理下[对照处理(CK)、低磷处理(-P)、铝处理(Al)和低磷加铝处理(-P+Al)]2个杉木家系叶片中As A-GSH循环代谢关键酶的变化规律。结果表明:不同胁迫处理下(-P、Al和-P+Al),2个杉木家系的丙二醛(MDA)含量均显著高于各自对照(-P处理下YX12叶片MDA含量除外),而且在Al和-P+Al处理下,耐性杉木家系YX3叶片中MDA含量均小于敏感型杉木家系YX12。进一步分析表明,与各自对照相比,不同胁迫处理增加了2个杉木家系叶片中的As A和DHA含量,同时提高了其叶片中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,而且除DHA含量外,在-P、Al和-P+Al处理下耐性杉木家系YX3叶片中APX、GR、MDHAR、DHAR和As A含量均高于敏感型杉木家系YX12。此外,耐性杉木家系YX3叶片中还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及As A/DHA值和GSH/GSSG值均高于敏感型家系YX12。因此,上述结果表明在不同胁迫条件下,杉木幼苗通过提高叶片抗氧化物质含量和As A-GSH循环关键酶活性来清除过量的活性氧,减轻胁迫诱导的氧化损伤;不同胁迫处理下,2个杉木家系叶片抗氧化物质含量及As A-GSH循环中关键酶活性响应的差异表明耐性杉木家系YX3具有较高的As A—GSH循环效率和抗氧化物质再生能力,从而有效抑制胁迫诱导的氧化损伤,这可能是其具有较强耐性的重要原因之一。

杉木幼苗不同叶位叶绿素含量及荧光特性差异

以1年生杉木幼苗为材料,测定杉木不同叶位的光合色素及叶绿素荧光参数。结果表明,杉木幼苗的叶绿素总含量为中部叶>下部叶>上部叶(P<0.05),但各叶位间的叶绿素a/b的值差异不大。Fo、Fm和Fv的值随着叶位的下降而减小,Fv/Fm、Fv/Fo、Qp各叶位间差异不显著。ΦPSⅡ随着叶位的下降而升高,NPQ的值则是上部叶>下部叶>中部叶,下部叶与中部叶的Fv'/Fm'差异不大。相关性分析发现,叶绿素与Fo、Fm呈显著负相关,但与ΦPSⅡ呈显著正相关。实验结果表明,1年生的杉木幼苗的功能叶为植株中部的叶片,底部的叶片虽已趋于衰老,但对杉木的光合作用仍有一定的贡献,初展的上部叶虽然叶绿素含量最低,却已具有较高的转化光能效率和PSⅡ潜在活性。