胞质Ca2+参与外源H2S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发

硫化氢（Hydrogen sulfide,H₂S）是植物新型气体信号分子,钙离子（Calcium,Ca²⁺）为重要的第二信使,两者在植物逆境响应中分别发挥着重要作用。为明确胞质Ca²⁺在外源H₂S促进盐碱胁迫下作物种子萌发中的作用,以裸燕麦（Avena nude）为材料,采用培养皿培养,以混合盐碱（NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃的摩尔比为12：8：1：9）模拟甘肃裸燕麦种植地盐碱环境,蒸馏水为对照,测定了胞外Ca²⁺螯合剂乙二醇-双-（2-氨基乙醚）四乙酸（EGTA）、质膜Ca²⁺通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）、液泡Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）和内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素（Thaps）分别与H₂S供体硫氢化钠（NaHS）共处理下种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长7个发芽指标,利用隶属函数分析方法综合评价胞质Ca²⁺对H₂S缓解盐碱胁迫抑制种子萌发的影响。结果表明,随着盐碱胁迫浓度增大,裸燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长显著下降。与对照相比,15~75 mmol·L^-1盐碱胁迫导致裸燕麦种子萌发的隶属函数综合评价值（D）显著降低,30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降了73.1%;100~1 000 μmol·L^-1 NaHS不同程度提高了裸燕麦种子萌发的D值,且100 μmol·L^-1 NaHS缓解30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的作用最大;EGTA、LaCl₃和RR均显著逆转了100 μmol·L^-1 NaHS对30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的缓解作用,而Thaps对NaHS的作用无显著影响。表明胞质Ca²⁺参与外源H₂S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发的信号传导过程,且胞质Ca²⁺主要来源于胞外Ca²⁺的内流和液泡中Ca²⁺的释放。     

混合盐碱胁迫对小白菜种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合液对小白菜(Brassica chinensis L.)种子进行种子萌发试验,观察小白菜种子在不同浓度盐碱胁迫下的发芽率和发芽指数。结果表明,在混合盐碱胁迫下,小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随pH值增大和盐浓度的升高呈下降趋势,且各萌发指标与盐浓度的相关系数明显大于pH值,可见小白菜种子发芽受盐浓度的影响更大。低浓度(50mmol·L^-1)盐碱胁迫对小白菜种子萌发影响不大,高浓度(200mmol·L^-1)盐碱胁迫下小白菜的种子萌发受到严重影响。     

外源H2O2对盐碱混合胁迫下裸燕麦幼苗生长和抗性生理的影响

为探讨信号分子过氧化氢（H₂O₂）增强裸燕麦盐碱耐性的作用及其生理机制,以裸燕麦品种‘定莜6号’为材料,在日光温室内用珍珠岩培养幼苗至三叶一心期时叶面喷施0.01 mmol·L^-1 H₂O₂的同时根部浇灌75 mmol·L^-1盐碱混合溶液（NaCl：Na₂SO₄：NaHCO₃：Na₂CO₃=12：8：9：1）或添加H₂O₂淬灭剂二甲基硫脲（DMTU）,研究对幼苗生长及叶片光合色素含量、活性氧代谢和渗透调节物质积累的影响。结果表明：喷施H₂O₂能够缓解盐碱混合胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制,提高幼苗根长、株高和植株干重及叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量和超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性,降低超氧阴离子、H₂O₂、丙二醛、抗坏血酸、谷胱甘肽和游离氨基酸含量,促进抗氧化物质类黄酮、总酚和原花青素及渗透调节物质可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸积累。添加DMTU部分或完全逆转了H₂O₂的上述作用。采用隶属函数综合评价显示,喷施H₂O₂提高了盐碱混合胁迫下裸燕麦幼苗的综合评价值D,添加DMTU完全逆转了H₂O₂对D值的提升作用。表明外源H₂O₂通过参与活性氧代谢和渗透调节物质积累等生理代谢调控缓解盐碱混合胁迫诱导的氧化伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦对盐碱胁迫的适应能力。     

外施Ca2+、ABA及H3PO4对盐碱胁迫的缓解效应

分别对300mmol·L^-1NaCl和100mmol·L^-1Na₂CO₃盐碱胁迫下的羊草苗进行以不同方式施加Ca²⁺、ABA和H₃PO₄等缓解胁迫处理.结果表明,外施Ca²⁺、ABA和H₃PO₄明显缓解了盐碱对羊草生长的抑制作用.叶面喷施效果好于根部处理;施用Ca(NO₃)₂效果好于施用CaCl₂效果;混合施用CaCl₂和ABA的效果比单独施用ABA或CaCl₂的效果好.     

盐碱胁迫对平欧杂种榛枝条电阻抗图谱参数及离子含量的影响

为探讨平欧杂种榛枝条对盐碱胁迫的适应性,测定‘辽榛3号’当年生枝条在中性盐(NaCl)、碱性盐(Na₂CO₃)及混合盐3种盐碱胁迫下各项电阻抗图谱(EIS)参数的变化及主要矿质元素含量,分析各电阻抗参数及矿质离子含量的相关性.结果表明： 随着NaCl浓度的增加,电阻抗参数高频电阻率(r)、低频电阻率(r₁)、胞内电阻率(r_i)和胞外电阻率(r_e)均表现出先降低后增加再降低的变化趋势;Na₂CO₃胁迫下,各参数则呈现持续上升的变化规律;混合盐碱胁迫下,r₁、r_e随盐浓度增加持续降低,Na⁺含量在3种类型盐碱胁迫下均随浓度的增加而上升,且NaCl胁迫>混合盐碱胁迫> Na₂CO₃胁迫;Na₂CO₃胁迫导致了Zn、B、Ca 3种元素含量的降低.5种阳离子总量与r₁、r_e、弛豫时间(τ)、弛豫时间分布系数(Ψ)呈显著负相关.平欧杂种榛枝条能耐200 mmol·L^-1碱性盐胁迫,而对中性盐的忍耐能力介于100～150 mmol·L^-1.     

氯化镧对硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗光合特性的缓解效应

采用水培方式研究了LaCl₃对140 mmol·L^-1 NO₃-硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗光合特性的影响.结果表明: 硝酸盐胁迫显著降低了黄瓜幼苗叶绿素及类胡萝卜素含量,叶片Mg²⁺ ATPase、Ca²⁺ ATPase活性也随之降低;硝酸盐胁迫7 d,黄瓜幼苗叶片光合速率的降低以气孔限制为主,叶片AQY与CE下降,胁迫12 d则以非气孔限制为主.硝酸盐胁迫下,外加LaCl3可以使黄瓜叶片保持较高的Mg²⁺ ATPase、Ca²⁺ ATPase活性及叶绿素和类胡萝卜素含量,尤其是外加低浓度（20 μmol·L^-1）LaCl3显著增加了叶片类胡萝卜素含量;LaCl₃还具有降低气孔关闭、改善叶片气体交换功能,减缓叶片F_v/F_m、Ф_PSII、AQY、CE及q_P的降低幅度等作用,使叶片在盐胁迫下保持较高的光能利用率及CO₂同化能力.20 μmol·L^-1 LaCl₃可以有效缓解硝酸盐对黄瓜幼苗光合作用的影响,而200 μmol·L^-1LaCl₃在胁迫初期对黄瓜幼苗有缓解效果,后期则效果不明显.该结果可为设施土壤的改良提供新的途径.     

外源Ca2+对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种“阿兰”一代为试验材料,研究了外源Ca²⁺处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明：高温强光胁迫下,5～20 mmol·L^-1 Ca²⁺处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P)均较高,而胞间CO₂浓度（C_i）和非光化学猝灭系数（NPQ）较低,其中以10 mmol·L^-1Ca²⁺处理效果最好.说明5～20 mmol·L^-1Ca²⁺处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca²⁺处理浓度超过40 mmol·L^-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

盐碱胁迫下碱地肤Na+/H+逆向转运蛋白基因KsNHX1表达分析

利用RACE技术得到碱地肤KsNHX1的3’cDNA序列.分子系统进化分析显示,KsNHX1为液泡膜Na⁺/H⁺逆向转运蛋白编码基因.通过半定量RT-PCR检测了该基因在盐碱胁迫下的表达,结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl胁迫2~24 h,KsNHX1在叶片中表达量持续增加;200 mmol·L^-1 NaCl处理10 h,KsNHX1在根、茎、叶和花中的表达都上调;不同浓度NaCl处理下,叶片中KsNHX1表达上调,160 mmol·L^-1时达到最高;低于400 mmol·L^-1浓度下,根中该基因的表达也都上调.经不同浓度Na₂CO₃胁迫,根中KsNHX1的表达变化趋势与相应浓度NaCl胁迫下的变化相同;但叶片中除160 mmol·L^-1 Na₂CO₃处理下KsNHX1表达略有上调外,其他浓度下KsNHX1的表达都低于对照.KsNHX1的表达模式暗示,在不同盐碱胁迫下,碱地肤能够维持体内相对稳定的K⁺/Na⁺,其耐盐特性可能与Na⁺/H⁺逆向转运蛋白的作用密切相关.     

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.     

油桃花芽破眠过程中H2O2代谢与Ca2+转运的关系

利用化学测定法分析高温、单氰胺和TDZ 3种破眠处理对“曙光”油桃休眠花芽H₂O₂代谢的主要影响,利用非损伤微测技术检测H₂O₂对休眠芽Ca²⁺转运的影响,研究H₂O₂在芽休眠解除过程中的调控作用.结果表明： 在深休眠时期,高温和单氰胺处理均能诱导芽内H₂O₂含量升高和过氧化氢酶(CAT)活性降低,并具有显著的破眠作用;TDZ对H₂O₂含量及CAT、过氧化物酶(POD)活性影响不大,破眠效果较差.休眠花芽原基组织钙通道活跃,对外源Ca²⁺呈吸收状态.外源H₂O₂可诱导休眠花芽原基组织Ca²⁺转运发生变化,低浓度H₂O₂降低Ca²⁺吸收速率,高浓度H₂O₂使组织对Ca²⁺的转运由吸收转变为释放.这表明休眠芽内H₂O₂信号和Ca²⁺信号相关联,通过诱导H₂O₂积累调控Ca²⁺信号可能在高温和单氰胺打破休眠的信号转导过程中起重要作用.     

不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H2S产生和活性氧代谢的影响

为了解气体信号硫化氢（H₂S）对盐碱胁迫下裸燕麦（Avena nuda）活性氧（ROS）代谢的调节效应,筛选和确定H₂S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期（幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期）喷施0、25、50、100、200、400 μmol·L^-1 H₂S供体硫氢化钠（NaHS）对3.0 g·kg^-1盐碱混合 （NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃摩尔比为12∶8∶9∶1）胁迫下裸燕麦叶片H₂S含量、H₂S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶（LCD）活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明：喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H₂S、超氧阴离子（）、过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）、抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）含量及LCD、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性存在显著影响。与喷施0 μmol?L^-1 NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H₂S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少、H₂O₂和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS的综合评价值（D）最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200 μmol?L^-1 NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。     

高浓度镉、锌及其复合作用对烟草抗氧化系统的影响

采用水培方法,研究高浓度镉(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺)、锌(0.15 mmol·L^-1 Zn²⁺)及其复合作用(0.1 mmol·L^-1 Cd²⁺+0.15 mmol·L^-1Zn²⁺)对烟草种子的萌发率、幼苗叶片活性氧(ROS)水平、抗氧化物浓度、抗氧化酶活性及膜脂过氧化程度的影响.结果表明: 单因子条件下,与对照相比,高浓度镉、锌处理烟草种子萌发率降低;叶片超氧自由基(O₂^-· )产生速率与过氧化氢(H₂O₂)含量升高;过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗化血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;谷胱甘肽(GSH)含量及其与氧化型谷胱甘肽比值(GSH/GSSG)下降;丙二醛(MDA)含量升高.与镉、锌单因子处理相比,镉、锌复合处理的烟草种子萌发率显著升高;O₂^-· 产生速率、H₂O₂和MDA含量降低;CAT、APX、MDAR活性在处理末期升高.镉、锌胁迫对烟草可造成生理水平上的损伤,且毒性效应随着处理时间的延长而增强.镉、锌复合作用可缓解镉、锌单因子胁迫对烟草幼苗的毒害.     

过氧化氢缓解裸燕麦幼苗低温胁迫的主成分和隶属函数分析

为探明信号分子过氧化氢（H₂O₂）提高裸燕麦幼苗耐冷性的作用,以‘定莜6号’沙培幼苗为材料,在3叶期喷施10 μmol·L^-1 H₂O₂ 12 h后于8℃/5℃（昼/夜）条件下低温胁迫,以喷蒸馏水（H₂O）为对照,分别在低温处理的0、1、2、3、4、5 d取幼苗叶片测定超氧阴离子（O₂^-·）、H₂O₂、丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）、可溶性糖（SS）、脯氨酸（Pro）、可溶性蛋白质（SP）和热稳定性蛋白质（HSP）13项与耐冷性有关的生理指标及低温处理5 d后植株株高和生物量增量,采用主成分和隶属函数分析综合评价H₂O₂对裸燕麦幼苗耐冷性的影响。结果表明,与对照相比,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫下裸燕麦幼苗株高和生物量增量,降低了裸燕麦幼苗叶片O₂^-·和MDA及低温胁迫2~5 d的H₂O₂含量,促进低温胁迫期间裸燕麦幼苗叶片SOD、CAT、POD和APX活性提高及AsA、GSH、SS、Pro、SP和HSP积累。主成分分析13项生理指标离差标准化数据,提取的前4个主成分累积方差贡献率达85.6%;隶属函数综合评价4个主成分得分值显示,喷施H₂O₂显著提高了低温胁迫0~5 d的综合评价值。表明喷施H₂O₂能够通过调控生理生化代谢提高裸燕麦幼苗的耐冷性。     

茄子无土栽培氮磷钾浓度优化施肥方案

本试验采用三因子二次饱和D-最优设计(310),以蛭石为栽培介质,建立了以氮、磷、钾浓度为变量因子,茄子产量和品质为目标函数的三元二次数学模型,以期得到茄子优质高产最优氮磷钾浓度范围.对模型解析结果表明: 氮、磷、钾浓度对茄子产量和品质均有显著影响.对产量和品质的影响程度均以钾浓度较大,对产量的影响程度以氮浓度次之,磷浓度较小,对品质则为磷浓度次之,氮浓度较小.氮磷、氮钾、磷钾浓度交互对茄子产量均有显著影响;氮钾浓度交互对茄子品质亦有显著影响.在低水平条件下,茄子产量和品质均随氮、磷、钾浓度增加而增加,但超过一定范围后,茄子产量和品质均随之降低.通过计算机模拟运算得出,本试验条件下茄子单株产量达3600 g的施肥方案为:氮16.0～20.0 mmol·L^-1、磷2.2～2.6 mmol·L^-1、钾9.9～12.9 mmol·L^-1;品质综合评分在90分以上的施肥方案为:氮18.0～21.1 mmol·L^-1、磷1.9～2.6 mmol·L^-1、钾10.6～13.3 mmol·L^-1.试验小区茄子产量预期达到43.2 kg(6个月生长期)、品质综合评分高达90分以上的优质高产营养液氮磷钾浓度范围为:氮18.0～20.0 mmol·L^-1、磷2.2～2.6 mmol·L^-1、钾10.6～12.6 mmol·L^-1,适宜的N∶P₂O₅∶K₂O浓度比例约为1∶0.13∶0.62.     

胞外H2O2及NADPH氧化酶参与了铜胁迫对植物细胞死亡的诱导

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2)为材料,探讨了在铜离子胁迫下植物细胞死亡发生过程中胞外H₂O₂及NADPH氧化酶所扮演的角色。实验结果表明,随着外源CuCl₂浓度的上升(从0~700 μmol·L^-1),细胞死亡水平不断上升,且胞外H₂O₂的水平也不断增加。在300 μmol·L^-1的CuCl₂诱导细胞死亡的过程中,加入H₂O₂清除剂N-N-二甲基硫脲(DMTU)降低了胞外CuCl₂胁迫下H₂O₂含量增加的同时也降低了细胞死亡水平的上升,这一观察表明了铜离子胁迫所导致的细胞死亡的发生和胞外H₂O₂的增加有关。进一步的研究表明,300 μmol·L^-1 CuCl₂的胁迫导致了NADPH氧化酶活性的显著性上升,而加入NADPH氧化酶的抑制剂（二亚苯基碘,DPI,)则降低了CuCl₂胁迫所导致的细胞死亡和胞外H₂O₂含量的上升。上述结果表明,胞外H₂O₂和NADPH氧化酶参与了CuCl₂对植物细胞死亡的诱导作用。