棉花幼苗对盐胁迫的生理响应与耐盐机理

为探究不同耐盐性棉花品种幼苗对盐胁迫的生理响应特征,以棉花耐盐品种中9806和盐敏感品种中S9612为材料,采用水培法,设置4个NaCl浓度梯度(0、100、150、200 mmol·L^-1)来模拟不同强度盐胁迫条件。结果表明:随着盐浓度的增加,各棉花品种的可溶性糖(SS)含量上升,抗氧化酶活性呈先上升后下降的趋势;盐处理下,耐盐品种可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)含量增加量高于盐敏感品种;S1处理(100 mmol·L^-1 NaCl)中盐敏感品种丙二醛积累量较低,但在S2和S3处理(150、200 mmol·L^-1 NaCl)中,耐盐品种丙二醛含量增幅(5.35%~6.83%)低于盐敏感品种(36.93%~77.34%),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性增加量较大;低盐浓度(S1处理)下,盐敏感品种地上部分能够保持较少的Na⁺,高盐浓度(S2和S3处理)下,耐盐品种根中Na⁺增加量小于盐敏感品种,茎中K⁺、K⁺/Na⁺较高。综上表明,耐盐品种棉花通过增强渗透调节,提高抗氧化酶活性缓解膜脂过氧化,维持较高K⁺/Na⁺,从而提高棉花幼苗的耐盐性。     

水杨酸和氯化钙对干旱胁迫下番茄幼苗生理特性的影响

分别用不同浓度的水杨酸(SA)和氯化钙(CaCl₂)处理番茄品种东农11537幼苗,处理3 d后进行干旱胁迫,在干旱的第1、3、5和7天观察植株表型,测定叶片相关生理指标,并比较2种处理的抗旱效果、最佳抗旱浓度。结果表明,干旱胁迫下,与喷施去离子水的对照组相比,适宜浓度的SA和CaCl₂处理均能有效缓解番茄叶片相对含水量的降低,抑制相对电导率和丙二醛含量的增加,同时,提高番茄叶片SPAD值、脯氨酸和可溶性蛋白的含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶的活性,有效提高番茄幼苗的抗旱性。0.3 mmol·L^-1的SA和10 mmol·L^-1的CaCl₂处理提高番茄幼苗抗旱性的效果较佳,0.3 mmol·L^-1 SA效果最佳。     

钙对枳生长发育及柑橘溃疡病抗性的影响

【背景】柑橘溃疡病是由柑橘黄单胞杆菌柑橘致病变种（Xanthomonas citri subsp. citri,Xcc）引起的细菌性病害,可侵染枝、叶、果,危害几乎所有的柑橘主栽品种。前期对湖南省39个柑橘园的调查结果显示柑橘果园土壤酸化和交换性钙缺乏严重,叶片中均存在钙缺乏现象。钙是植物所需大量元素之一,钙缺乏会造成植物营养失衡,生长势下降,植物免疫水平受影响。然而,钙元素对柑橘溃疡病抗性的影响尚不明确。【目的】分析对柑橘溃疡病敏感的枳（Poncirus trifoliata）在不同钙浓度处理下叶片注射接种Xcc后的致病差异,探讨钙在Xcc侵染枳叶片过程中的作用。【方法】采用沙培法对枳实生苗进行0、0.75、3、30 mmol·L^-1钙浓度处理,分别测定枳生长期的生物量、叶绿素a和b浓度、根系和叶片钙元素含量、观察根系活性氧（ROS）的产生和胼胝质沉积,并分析枳叶片接种Xcc后细胞壁合成相关基因及免疫途径相关基因诱导表达变化特征。【结果】以3 mmol·L^-1钙处理为对照,0、0.75和30 mmol·L^-1钙处理后,枳地上部和地下部生长发育均受抑制,叶绿素a和b浓度降低;根系与叶片中的钙含量与外源钙施加量成正比;不同钙浓度处理后根系中产生ROS和胼胝质沉积,在3 mmol·L^-1处理时达到最大值;枳叶片接种Xcc后,随着钙浓度增加,叶片症状逐渐减轻,但Xcc的生长量无明显差异;相较于3 mmol·L^-1处理,参与细胞壁合成相关基因PtCESA4在0 mmol·L^-1处理下受Xcc诱导先上调表达后下调表达,在30 mmol·L^-1处理下受Xcc诱导上调表达,PtPME和PtFLA在0 mmol·L^-1处理下受Xcc诱导下调表达,在30 mmol·L^-1处理下受Xcc诱导上调表达;叶片接种Xcc 0、2、4、6 dpi后免疫途径相关基因PtGSL、PtGST1、PtWRKY22在30 mmol·L^-1处理下受Xcc诱导表达水平高于0 和3 mmol·L^-1处理。【结论】钙缺乏和过量均会影响枳生长发育,引起叶片失绿,根系产生ROS和胼胝质沉积均有所减少。施钙后接种Xcc,叶片表面的感病症状明显减弱,但菌含量与对照无显著差异。钙可能通过调控细胞壁合成相关基因促使细胞壁增厚,从而抑制Xcc突破叶片表皮形成典型症状。     

茶树根系XTHs和伸展蛋白对不同浓度铝的响应

为探索铝对茶树根系生长的影响,以一年生安吉白茶扦插苗为研究材料,比较不同铝浓度处理28 d后茶树根系生长的表型差异、生长参数,以及细胞壁相关蛋白XTHs[木葡聚糖内转糖苷酶(XET)/水解酶(XEH)]和伸展蛋白(Expansins)的响应。结果表明,与无铝对照相比,加铝处理的茶树根系在表型、生长参数上均表现出了促进生长的现象,尤其是0.4、1.0 mmol·L^-1的铝处理下与对照差异显著(P<0.05),根系总长分别增加了206%和209%、根尖数分别增加了175%和166%、根系表面积分别增加了227%和286%、根系体积分别增加了246%和385%。相应地,茶树根系中CsEXPB14、CsEXLA8基因表达量在0.4 mmol·L^-1铝处理下显著(P<0.05)高于对照与4.0 mmol·L^-1铝处理组。Expansins活性也在0.4 mmol·L^-1铝浓度下最高,较不加铝处理提高了84.3%。CsXTH14基因表达量在0.4、1.0 mmol·L^-1铝浓度下较对照显著(P<0.05)上调,XET酶活性亦表现出随铝浓度升高而增加的趋势,直至4.0 mmol·L^-1的铝浓度下才受到显著抑制。XTHs和 Expansins基因表达、XET和Expansins活性与根系生长呈正相关关系,表明一定浓度的铝(≤1 mmol·L^-1)处理,可以通过诱导XTHs和Expansins基因表达上调,提高XET和Expansins活性,促进茶树根系的生长。     

盐胁迫对大豆种子萌发过程中子叶超微结构的影响

本研究以大豆品种浙农6号为试验材料,采用不同浓度(50、100和150 mmol·L^-1)的NaCl对大豆种子进行萌发处理,研究盐胁迫对大豆萌发相关生长指标及子叶细胞超微结构的影响。试验结果表明:对大豆发芽率、根长、下胚轴长和侧根数量等性状的抑制作用随着盐浓度的增加而升高。与对照组相比,50和100 mmol·L^-1处理对大豆发芽率影响较低,150 mmol·L^-1处理下大豆发芽率显著受到抑制。根长、下胚轴长和侧根数量受盐胁迫抑制明显,随盐浓度的增高均显著小于对照组。通过对萌发过程中子叶细胞超微结构进行观察,发现在不同盐浓度处理下,蛋白质贮藏液泡和油体降解转化速度都明显延缓,叶绿体、液泡、内质网、线粒体等细胞器形成速度随盐浓度增加而变慢。150 mmol·L^-1处理对萌发大豆的子叶超微结构影响最大,直至萌发8 d,子叶细胞内也还存在大量油体尚未降解转化,叶绿体、内质网、线粒体等细胞器仍未形成。综上所述,盐胁迫抑制大豆种子萌发期间子叶细胞内贮藏物质水解成小分子参与到合成其他物质的过程,影响叶绿体、内质网等细胞器的形成,导致根长、下胚轴长以及侧根数量等生长性状受到不同程度的影响,最终抑制大豆的萌发。     

几种叶用芥菜发芽期耐盐性鉴定与分析

试验采用5种叶用芥菜进行梯度盐胁迫试验,观察盐胁迫对不同品种发芽期的影响。结果表明,在NaCl浓度≤100 mmol·L^-1时,各品种在发芽期能正常生长;当NaCl浓度≥150 mmol·L^-1时,各品种的生长都受到不同程度的抑制。对5个参试品种的耐盐性进行综合分析发现,其发芽期耐盐性大小依次为甬雪4号、甬雪3号>甬雪1号>科兴雪菜>大丰雪菜。     

外源一氧化氮供体硝普钠对番茄幼苗盐胁迫伤害的缓解作用

以硝普钠(SNP)为NO供体,番茄品种秦丰保冠幼苗为材料,研究50~800 μmol·L^-1 SNP对100 mmol·L^-1 NaCl下番茄幼苗生长、光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。结果显示:1)盐胁迫下,不同浓度SNP处理的番茄幼苗生长抑制均能得到有效缓解,同时叶片叶绿素含量、光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)显著升高,初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(qN)显著降低,且SNP浓度为100 μmol·L^-1时变幅均达最大;2)番茄幼苗在盐胁迫下叶片过氧化氢酶(CAT)活性变化不显著,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著升高,除400、800 μmol·L^-1 SNP处理抑制POD活性升高外,各浓度SNP处理均可促进上述3种酶活性的升高,并使叶片丙二醛含量和电解质渗出率显著降低,其中以100 μmol·L^-1 SNP处理时变化最显著。研究表明,外源NO供体SNP主要通过增强番茄幼苗叶片的光合能力来缓解盐胁迫对其造成的氧化伤害,进而提高了番茄植株的耐盐性。     

衣藻和固氮鱼腥藻对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响

以小麦为试验材料,研究了向土壤中添加衣藻(Chlamydomonas debaryana Gor.)、固氮鱼腥藻(Anabaena azotica Ley.)或其混合藻液对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响。结果表明:50 mmol·L^-1 NaCl可以促进小麦茎长和根长的生长,但在100、200 mmol·L^-1 NaCl处理下,小麦生长受到抑制,茎长、根长、鲜质量、叶绿素含量和光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)值下降。添加微藻藻液可以缓解盐胁迫对小麦生长的抑制作用,提高盐胁迫下小麦的茎长、根长、鲜质量、叶绿素含量和光合作用效率,增强其抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性来清除活性氧,从而提高小麦的耐盐性。     

盐碱胁迫对甜瓜幼苗渗透调节物质的影响

采用人工模拟盐碱环境的方法,研究不同浓度盐胁迫处理后,4种甜瓜幼苗体内脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、甜菜碱(GB)含量的变化规律。结果表明,受到胁迫后,网纹香、风味5号、西州密17号和黄皮9818依靠主动积累和提高GB、Pro、SS和SP的含量来增强自身对盐分的耐受性。在50 mmol·L^-1浓度下,4种甜瓜均表现出较为迅速和有效的渗透调节响应机制,对有效抗盐具有积极的作用。而在较高(100和150 mmol·L^-1)浓度盐胁迫下,网纹香和风味5号均能维持高于西州密17号、黄皮9818的GB、Pro、SS和SP含量,对盐分表现出一定的耐受性。因此,网纹香和风味5号可作为具有一定抗盐能力的种质资源以备进一步研究。     

不同浓度EGCG对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发及其抗性的影响

以黄瓜为实验材料,研究不同浓度表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发、丙二醛(MDA)含量及胚根抗氧化酶活性的影响。结果表明,在非盐胁迫条件下,与对照相比,不同浓度 EGCG(10、100、1 000 μmol·L^-1)处理对黄瓜种子萌发、主根伸长及侧根的发生具有一定的浓度效应。在200 mmol·L^-1 NaCl处理条件下,对照组黄瓜种子萌发、主根伸长及侧根发生均显著受抑制,同时MDA含量和抗氧化酶活性显著上升;而不同浓度EGCG处理能明显缓解NaCl对黄瓜种子萌发、主根伸长及侧根发生造成的抑制作用,同时降低NaCl胁迫引起的MDA含量,以100 μmol·L^-1 EGCG处理效果最佳。测定黄瓜胚根抗氧化酶活性发现,不同浓度EGCG可能通过提高APX、CAT及SOD活性来降低NaCl胁迫下黄瓜的MDA含量。因此,外源添加EGCG可以促进黄瓜种子萌发,可能是通过提高胚根抗氧化酶活性来缓解NaCl引起的根系盐胁迫。     

NaCl胁迫对不同耐盐性粳稻种质幼苗叶绿素荧光特性的影响

【目的】叶绿素荧光可反映盐胁迫下植物光合机构防御机制的受害程度和抗逆性。通过分析盐胁迫对不同耐盐性粳稻种质叶绿素荧光特性的影响,揭示其诱导动力学特征,初步阐明叶绿素荧光相关基因调控粳稻种质苗期耐盐性的机制,为耐盐水稻品种筛选和培育提供理论依据。【方法】以8份耐盐、8份盐敏感粳稻种质为试验材料,于苗期在水培条件下分别测定两组种质0 mmol·L^-1和125 mmol·L^-1 NaCl胁迫3 d、6 d的叶片叶绿素荧光参数。通过主成分分析筛选关键指标,利用隶属函数和标准差系数赋予权重法综合评价各种质资源耐盐性,获得典型耐（敏）盐种质开展叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的表达特异性分析。【结果】与对照（CK,0 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）相比,盐胁迫（125 mmol·L^-1 NaCl 3 d、6 d）可显著降低粳稻种质的最大荧光产量（F_m）、原初光能转化效率（F_v/F_m）。与CK相比,耐盐种质的非光化学荧光淬灭系数（NPQ）和可变荧光的非光化学猝灭系数（qN）在盐胁迫3 d时显著降低,初始荧光产量（F_o）在盐胁迫6 d显著升高;盐敏感种质的光化学淬灭系数（qP）和qN在盐胁迫3 d时显著降低,实际光化学量子产量（Y）、NPQ、表观光合电子传递速率（ETR）在盐胁迫3 d、6 d时极显著降低。盐胁迫下F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与耐盐级别（STS）均呈极显著正相关,且在耐、敏盐种质间差异显著。通过主成分分析将8个叶绿素荧光参数转换为2个主成分,累积贡献率88.018%;结合各因子载荷大小筛选出F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR 5个关键指标,可将16份粳稻种质明确划分为耐盐组和盐敏感组两类。以两个主成分的隶属函数结合权重处理并累加计算盐胁迫下叶绿素荧光特性综合评价值D（D_CF）,并依此获得16份粳稻种质排名。采用Kinetic模式测定盐胁迫和正常生长（CK）条件下耐盐种质Cigalon、Bertone和盐敏感种质新竹8号、幸实的叶绿素荧光诱导动力学曲线。在CK条件下,4份粳稻种质表现为相似的曲线形状,斜率较大,P峰出现时间基本相同;盐胁迫下,随着盐胁迫时间的延长,盐敏感种质的P峰迅速降低,M峰和曲线斜率逐渐变小;耐盐种质仍维持较高的P峰,M峰和曲线斜率与CK相比无明显变化。通过对综合排名第1的耐盐种质Cigalon和排名第16的盐敏感种质幸实NaCl胁迫不同时间叶绿素荧光相关基因OsHCF222和OsABCI7的qPCR分析,结合叶绿素含量、耐盐相关叶绿素荧光参数的动态变化和相关分析,初步明确了OsHCF222和OsABCI7的差异表达与粳稻种质苗期耐盐性的关系。【结论】不同耐盐性粳稻种质的叶绿素荧光参数对盐胁迫的响应不尽相同,F_m、F_v/F_m、Y、NPQ和ETR与水稻苗期耐盐性密切相关;OsHCF222和OsABCI7的表达量直接影响了粳稻种质苗期耐盐性;在耐盐粳稻中,NPQ和F_v/F_m起关键作用,F_m可能在调节盐敏感粳稻耐盐性中发挥重要作用。     

一种三角帆蚌肌浆网Ca2+-ATP酶基因cDNA的全长克隆与表达分析

采用RACE技术,从三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)鳃组织中成功克隆得到一种肌浆网Ca²⁺-ATP酶(sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase,SERCA)基因的全长cDNA序列,共3 326 bp,包含201-bp 5’-UTR区域、3 060-bp编码框(ORF)和65-bp 3’-UTR。ORF共编码1 019个氨基酸,预测无信号肽。该基因氨基酸序列呈现出典型的Ca²⁺-ATP酶特征,由Cation_ATPase_N、E1-E2_ATPase、Hydrolase、Cation_ATPase_C四种类型结构域组成,其内含SERCAs的常见结构组成包括磷酸化区域、异硫氰酸荧光素位点、FSBA结合位点、受磷蛋白结合区以及毒胡萝卜素位点。分析显示,该基因序列高度保守且与海洋软体动物具有最高同源性。荧光定量PCR检测,该基因在三角帆蚌外套膜、斧足、鳃、肝胰腺、性腺等5个组织中均有表达,且在鳃、外套膜、肝胰腺组织中表达较高。不同Ca²⁺浓度处理试验的结果表明,随水体中Ca²⁺浓度逐渐升高,该基因在外套膜中的表达水平呈先下降后上升趋势,并在Ca²⁺浓度为60 mg·L^-1时达到最低值,80 mg·L^-1时达到最高值。同时在60 mg·L^-1 Ca²⁺浓度条件下,外套膜中SERCA基因的表达量随时间推移先上升,并于48 h时达到最高,而后逐渐下降。上述结果为进一步深入研究SERCA基因的功能及其调控机理奠定了基础。     

外源水杨酸对盐胁迫下酸枣幼苗生理特性及离子吸收的影响

为探索外源水杨酸（SA）对盐胁迫下酸枣幼苗生长抑制的缓解效应及其生理机制，以酸枣幼苗为材料，采用盆栽控制试验，对100 mmol·L^-1 NaCl处理下酸枣幼苗叶面喷施不同浓度SA（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、3.0 mmol·L^-1），分析净光合速率及抗氧化酶活性，筛选出缓解效果最佳的SA浓度，并测定植株组织离子含量。结果表明，不同浓度SA喷施能提高盐胁迫下幼苗的净生长高度和净光合速率（P_n），喷施0.8 mmol·L^-1SA 较T100分别提高了111.4%和100.5%，缓解盐胁迫的效果最佳。外源喷施SA降低了叶片中丙二醛（MDA）的含量，在0.8 mmol·L^-1SA处理下MDA比T100处理组降低了34.7%；同时也增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）的活性，提高抗坏血酸（AsA）和可溶性蛋白的含量，较高浓度SA会抑制过氧化氢酶（CAT）的活性。叶面喷施0.8 mmol·L^-1 SA显著减少盐胁迫下酸枣幼苗体内Na⁺含量，提高Ca²⁺的含量，S0.8比T100处理组幼苗地上与地下部分Na⁺含量分别降低了8.1%和10.0%。外源SA能够提高酸枣幼苗抗氧化能力，清除活性氧，保护膜的正常结构和功能，减少植物对Na⁺的吸收和促进Ca²⁺的积累，缓解盐胁迫对酸枣的伤害，提高植株净光合速率和生长量。