KCl对NaCl胁迫下燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累的影响

在温室砂培条件下,研究了不同浓度KCl(1、10、20、30 mmol·L-1)对120 mmol·L-1Na Cl胁迫下‘定莜6号’燕麦植株生长、叶片活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明:(1)与1 mmol·L-1KCl处理相比,10和20 mmol·L-1KCl显著提高了Na Cl胁迫下燕麦幼苗的鲜重、干重和相对含水量;叶片超氧阴离子、H2O2、丙二醛和谷胱甘肽含量及质膜相对透性明显下降;超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性显著提高,其中20 mmol·L-1KCl的作用大于10 mmol·L-1KCl;过氧化氢酶活性和抗坏血酸含量则变化不大,而30mmol·L-1KCl却加剧了盐胁迫伤害。(2)10和20 mmol·L-1KCl处理的燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸的含量显著高于其它处理,而游离氨基酸含量与1 mmol·L-1KCl处理相比明显下降,有机酸含量则保持相对稳定。(3)随着KCl浓度提高,燕麦叶片K+/Na+增大,质膜H+-ATP酶活性先升后降。上述结果表明,以Na+/K+6∶1施用钾肥可通过提高活性氧清除能力和渗透溶质积累有效缓解盐胁迫对燕麦幼苗的伤害。

燕麦幼苗对盐胁迫的响应及过氧化氢对响应的调节

为了探讨‘定莜6号’燕麦对盐胁迫的生理生化响应及H2O2的调节作用,采用水培方法,研究外源H2O2对盐胁迫下燕麦活性氧代谢、渗透溶质积累和Na+、K+平衡的影响。结果表明:小于100 mmol·L-1Na Cl未对‘定莜6号’幼苗的生长造成明显影响,150 mmol·L-1及以上浓度Na Cl使幼苗干重和叶片K+/Na+显著降低,O2-·产生速率、H2O2、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、质膜H+-ATP酶活性明显提高,但抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量变化不大;外施5μmol·L-1H2O2可显著缓解150 mmol·L-1Na Cl胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,使燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和CAT活性及H2O2、GSH含量明显提高,O2-·产生速率和MDA含量显著降低;5μmol·L-1H2O2还提高了150 mmol·L-1Na Cl胁迫下燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、有机酸和脯氨酸含量及质膜H+-ATP酶活性和K+/Na+,降低了游离氨基酸含量;表明外源H2O2可调控燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累,维持K+、Na+平衡,从而增强耐盐性。

燕麦幼苗活性氧代谢和渗透调节物质积累对NaCl胁迫的响应

采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaCl胁迫(0、50、100、150、200和250mmol·L-1)对"定莜6号"燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明:NaCl胁迫显著抑制燕麦幼苗的生长,抑制程度随NaCl浓度提高而增强,燕麦可耐受的最高NaCl浓度约为150mmol·L-1;随着NaCl浓度的增加,叶片O2·-产生速率、H2O2和丙二醛含量明显增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性先升后降,过氧化氢酶活性迅速下降后逐渐升高,NaCl胁迫明显降低了谷胱甘肽含量,而抗坏血酸含量变化不大;NaCl胁迫显著提高了叶片脯氨酸含量,Na+含量随着NaCl浓度增加不断提高,K+含量和K+/Na+逐渐下降,质膜H+-ATP酶活性、总可溶性蛋白、热稳定蛋白和热不稳定蛋白含量先升后降,游离氨基酸含量先降后升,可溶性糖含量呈降-升-降趋势变化;盐胁迫下活性氧代谢失调和Na+、K+平衡破坏及积累有机溶质进行渗透调节时更多能量的消耗可能是燕麦生长受抑的重要因素。

外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦光合碳代谢的调控

为探讨外源H_2S对盐碱胁迫下植物光合碳代谢的调控效应,采用盆栽土培实验,以裸燕麦(Avenanuda)为材料,研究喷施50μmol·L^(-1) H2S供体硫氢化钠(Na HS)溶液对3.00 g·kg^(–1)盐碱胁迫下叶片光合和荧光参数,单糖、寡糖和淀粉含量,卡尔文循环和糖代谢关键酶活性及产量构成因素的影响。结果表明:(1)盐碱胁迫下喷施Na HS显著降低裸燕麦叶片叶绿素含量、胞间CO_(2)浓度、光系统Ⅱ(PSⅡ)初始荧光、最大荧光、调节性能量耗散量子产量、光化学荧光淬灭和非光化学淬灭,显著提高Hill反应活力、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、表观CO_(2)利用效率、PSⅡ最大光化学效率和核酮糖1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)、Rubisco活化酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶和转酮醇酶活性。说明外源H_2S通过减少光能吸收和降低PSⅡ天线色素吸收光能用于光化学电子传递份额、提高原初光能转化效率和促进水的光解、调控卡尔文循环关键酶活性和增强CO_(2)利用效率缓解盐碱胁迫诱导的光抑制和光合速率下降。(2)盐碱胁迫下喷施Na HS后第7天,裸燕麦叶片α-淀粉酶和蔗糖磷酸合成酶活性显著提高,淀粉、还原糖含量和中性转化酶活性显著降低;第14天,可溶性总糖、还原糖含量和蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶活性显著下降,中性转化酶活性显著提高;第7天和第14天葡萄糖、果糖、半乳糖含量不同程度提高,棉子糖含量显著下降,而总淀粉酶、β-淀粉酶、淀粉磷酸化酶、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶、酸性转化酶活性和岩藻糖、海藻糖、蔗糖含量无显著变化。这表明外源H_2S参与盐碱胁迫下裸燕麦淀粉和蔗糖代谢及多糖和低聚糖之间转化的调控。(3)喷施Na HS对盐碱胁迫下裸燕麦的株高、穗数、穗铃数、千粒质量和生物学产量无显著影响,而穗粒数和籽粒产量显著提高。综上所述,外源H_2S参与盐碱胁迫下裸燕麦光合碳代谢调控,它能够增强裸燕麦对盐碱胁迫的耐性。