低温胁迫对不同耐寒红树植物幼苗光合生理和抗氧化特性的影响

[目的]探索两种不同耐寒红树植物对低温胁迫的生理响应机制,为红树林抗寒性研究提供重要理论依据。[方法]以秋茄、红榄李幼苗为试验材料,设置25℃(昼)/20℃(夜)、24 h7℃(昼)/4℃(夜)、48 h7℃(昼)/4℃(夜)3个处理,分别比较分析了两种红树植物幼苗叶片的光合参数、荧光特征、抗氧化能力、叶绿体超微结构等生理过程对低温响应的差异。[结果]低温胁迫抑制红榄李幼苗生长和光合作用,而对秋茄的影响却较小。在低温胁迫处理48 h后,红榄李幼苗叶片超氧歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性显著降低,而超氧阴离子(O_(2)^(·-))、过氧化氢(H_(2)O_(2))含量、丙二醛(MDA)含量增加,同时气孔关闭,光合色素合成受阻,叶绿体超微结构受损,最终导致叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光化学效率(φ_(PSⅡ))、光化学猝灭系数(qP)以及非光化学猝灭系数(NPQ)等降低。相同低温胁迫下秋茄幼苗叶片P_(n)也受到抑制,但其P_(n)下降幅度约为红榄李的79%。[结论]秋茄耐寒能力较强于红榄李,这可能是因为秋茄在低温胁迫下不仅能够保持较高的气孔开张度、光合色素含量以及POD活性,维持较好的叶绿体超微结构,而且还会通过调控能量耗散减轻PSⅡ光抑制,降低低温胁迫带来的膜脂过氧化伤害,最终维持自身较强的光合能力。

外施2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下番茄幼苗生长及生理特性的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯(EBL)缓解盐胁迫对番茄幼苗造成的胁迫伤害机制,研究10^(-9)mol·L^(-1)EBL喷施对75和150 mmol·L^(-1)NaCl胁迫30 d番茄幼苗的光合作用、生物量及地上与根部K^(+)/Na^(+)比值等影响。结果显示,75和150 mmol·L^(-1)NaCl均会降低番茄幼苗的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))及地上与根部K^(+)/Na^(+)比值,减少根、茎、叶的鲜、干重。外施EBL可有效提高2种浓度盐胁迫下番茄地上部和根部的K^(+)/Na^(+)比值,减轻Na^(+)毒害,维持离子平衡,提高番茄叶片P_(n)、G_(s)及生物量,最终促进番茄生长。由此可见,外施EBL可有效增强番茄的耐盐性。

钛铁试剂对低温胁迫及恢复后秋茄幼苗光合生理特性的影响

[目的]探讨钛铁试剂对秋茄幼苗的抗寒性调控作用。[方法]以秋茄幼苗为试材,研究喷洒10 mmol/L钛铁试剂对低温胁迫及恢复后植株叶片光合和叶绿素荧光参数、抗氧化系统以及细胞膜透性的影响。[结果]钛铁试剂能显著提高低温胁迫及恢复后秋茄幼苗叶片净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、PSII最大光化学效率(F_(v)/F_(m))、实际光化学效率(Φ_(PSII)),光化学猝灭系数(q_(P)),抑制非光化学猝灭系数(NPQ);钛铁试剂也能增加短期低温胁迫及恢复后秋茄幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,抑制相对电导率以及MDA含量积累。[结论]钛铁试剂能有效改善植株抗氧化系统,提高植株的光合作用,从而增强秋茄幼苗的抗寒性。

低温胁迫后红树植物秋茄幼苗光合特性及蔗糖代谢的恢复机制

为明确低温胁迫后红树植物光合恢复机制,以3种伤害程度的秋茄(Kandelia obovata)幼苗为材料,研究低温胁迫后秋茄幼苗叶片冷害指数(CⅡ)、光合荧光参数、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及蔗糖代谢等变化特征。结果表明,随着低温胁迫伤害程度的增大植株幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量(CHL)、叶绿素a/b(Chla/Chl/b)值、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)以及APX活性均逐渐降低,而CⅡ、非光化学猝灭系数(NPQ)、相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量均逐渐增加。另外植株幼苗叶片蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和可溶性总糖(TSS)、蔗糖含量却随着伤害程度加大而先增后降。低温胁迫后恢复15天,轻度伤害(LLS)和中度冻害(MLS)的植株均未出现明显伤害症状,而严重冻害(SLS)的植株大部分叶片出现叶焦、芽枯现象。低温胁迫恢复3天后,LLS和MLS植株均能通过改善自身抗氧化系统和蔗糖代谢,减轻叶片PSⅡ光抑制的伤害,减缓光合能力下降,而SLS植株因低温伤害严重而导致光合生理功能短期内无法恢复。下列生理指标可以用于评价低温胁迫后红树植物恢复能力的强弱:Pn、Gs、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、NPQ、Chla/Chlb、MDA、APX、POD、REC。