干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响

研究了干旱胁迫对抗旱性强弱不同的两种小麦幼苗的抗氰呼吸和活性氧代谢的影响。干旱胁迫导致了两种小麦抗氰呼吸活性及基因转录水平的下降,但抗旱品种在轻度干旱胁迫下表现出一定的适应能力,其抗氰呼吸活性及基因转录水平均高于不抗旱品种。干旱胁迫下,对干旱敏感的小麦幼苗叶片中活性氧含量高于抗旱小麦;3种抗氧化酶的活性低于抗旱小麦的3种抗氧化酶的活性。据此认为,严重的干旱胁迫引起活性氧含量的增加扰动了活性氧与抗氰呼吸之间的应答平衡,但抗氰呼吸可能通过清除活性氧等机制而起了抗旱的作用。     

水分胁迫对小麦抗氰呼吸途径发生、运行及基因表达的影响

小麦 (Triticumaestivum L .cv .LongchunNo .16)幼苗根部在 -0 .5MPaPEG溶液中渗透胁迫 2 4,48和 72h ,使叶片分别受到轻度、中度和重度水分胁迫 ,而根则只受到轻度胁迫 .与此相对应 ,叶片的交替途径容量 (V_alt)、实际运行活性 ( ρV_alt)、运行系数 ( ρ)及其对总呼吸的贡献 ( ρV_alt/V_t)均呈递降趋势 ,而根的V_alt,ρV_alt,ρ值和ρV_alt/V_t在胁迫 2 4h时下降 ,此后在进一步的胁迫过程中有所恢复 ,表明抗氰呼吸对轻度水分胁迫有一适应过程 .用烟草交替氧化酶基因 (Aox)探针进行的northern杂交结果显示 ,水分胁迫下叶片和根中AoxmRNA水平的变化与它们各自V_alt和 ρV_alt的变化趋势一致 ,说明水分胁迫通过抑制Aox基因的表达而降低了抗氰呼吸的发生能力和运行活性 .     

小麦条锈病罹病植株对水分胁迫的响应

水分胁迫时,小麦条锈病病叶的叶片扩散阻力（ＬＤＲ）明显增大,蒸腾速率（Ｔｐ）、相对含水量（ＲＷＣ）、水势（Ψｗ）、渗透势（Ψπ）和压力势（Ψｐ）明显降低。亲和与不亲和性反应寄主病叶对水分胁迫的反应明显不同。亲和性反应寄主叶片在水分胁迫时表现出较低的反应型,产孢期推迟;Ｔｐ、ＬＤＲ、ＲＷＣ、Ψｗ、Ψｐ和Ψπ在产孢前轻微下降或高;在开始产孢后病叶Ｔｐ急剧升高,ＬＤＲ、Ｔｐ、ＲＷＣ、Ψｗ、Ψπ和Ψｐ大幅     

小麦幼苗叶片抗氰呼吸对轻度水分胁迫的响应

小麦幼苗经－０．５ＭＰa聚乙二醇（ＰＥＧ－６０００）溶液暗中渗透迫０、６、１２、１８、２４、３０、３６、４２、４８h,叶片的总呼吸速率（Ｖt)呈现先上升后降低的趋势,交替途径呼吸也表现出相同的变化模式。水分胁迫初期（０－１２h),交替途径容量（Ｖalt)、实际运行活性（ρValt)及运行系数（ρ值）均上升,此后（１８－４８h）逐渐下降,水分胁迫也影响了呼吸电子流在２条呼吸途径中的分配比例,胁迫初期的０－１２h内,流经交替途径的电子流增多,而流向细胞色素主路的电子流减少,但随着胁迫时间的延长,交替途径的贡献降低,而细胞色素主路的贡献增加,说明小麦叶片的抗氰呼吸在水分胁迫初期被诱导增加,而随着胁迫进行的延长又表现为下降。     

小麦条锈病罹病植株对水分胁迫的响应

水分胁迫时,小麦条锈病病叶的叶片扩散阻力(LDR)明显增大,蒸腾速率(Tp)、相对含水量(RWC)、水势(ψw)、渗透势(ψπ)和压力势(ψp)明显降低。亲和与不亲和性反应寄主病叶对水分胁迫的反应明显不同。亲和性反应寄主叶片在水分胁迫时表现出较低的反应型,产孢期推迟;Tp、LDR、RWC、ψw、ψp和ψπ在产孢前轻微下降或升高;在开始产孢后病叶Tp急剧升高,LDR、Tp、RWC、ψw、ψπ和ψp大幅降低,在健叶尚可有效控制水分蒸腾散失时病叶已丧失了这种能力。不亲和性反应寄主病叶的蒸腾作用在显症期亦有轻微变化,但之后病叶Tp、LDR、RWC和ψw渐趋健叶水平,并保持了较健叶更低的ψπ和更高的ψw,具备了更强的水分调控能力。病株健叶与病叶具有相似的气孔行为。     

干旱胁迫下小麦叶片的电阻抗图谱参数与生理参数的关系

通过盆栽实验,在适宜水分、中度干旱和严重干旱水分条件下,分别测定了3个不同抗旱类型的7个小麦品种叶片的电阻和电抗以及保护酶活性、MDA含量、细胞膜相对透性、脯氨酸和含水量等生理参数,并拟合了胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数等电阻抗图谱参数,分析了叶片的电阻抗图谱参数与生理参数之间的相关性。结果表明,在受到水分胁迫后,小麦叶片的CAT、POD活性较适宜水分条件下降低,MDA含量、细胞膜相对透性和脯氨酸含量增加,含水量减小;胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数在品种间差异均极显著(P<0.01),而仅胞内电阻在水分处理间差异显著(P<0.05);在适宜水分条件下,胞外电阻与细胞膜透性有显著负相关,驰豫时间与丙二醛、含水量之间有显著正相关,而在严重干旱条件下,驰豫时间分布系数与丙二醛含量之间有显著正相关,胞内电阻与含水量之间有显著负相关。可见,胞内电阻和驰豫时间分布系数在一定程度上反映了小麦叶片受水分胁迫的程度。     

CO2浓度升高对干旱胁迫下小麦光合作用和抗氧化酶活性的影响

在CO     

NO对镉胁迫下小麦根系生长发育的生理影响

为了探究外源物一氧化氮（NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对Cd²⁺胁迫下小麦根系生长发育和活性氧代谢的影响,以小麦（Triticum aestivum L.）为材料,研究10 mmol/L CdCl₂胁迫下,30 μmol/L硝普钠（含一氧化氮NO）对小麦根系生长发育和活性氧代谢的影响。结果显示,外施SNP后,Cd²⁺胁迫下的小麦根长度、鲜重与干重较单独镉胁迫处理分别上升了48.0%、107.7%和87.3%,根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性分别上升了28.5%、7.4%、19.2%和9.8%,根中超氧自由基（O₂^.-）和过氧化氢（H₂O₂）的含量分别降低了80.5％和47.0％;同时外施SNP,使镉胁迫下小麦根中的可溶性糖含量和脯氨酸含量分别上升了24.7％和22.1%;使根中丙二醛（MDA）含量降低了30.2％;使根系活力上升了15.3%。因此,外源NO在一定程度上可以显著提高小麦根的抗氧化能力,增强小麦的抗逆性,缓解镉对小麦根系的毒害,进而促进小麦幼苗根系的生长发育。     

糙草对水分胁迫的生理适应性研究

用PEG-6000模拟水分胁迫处理糙草(Asperugo procumbensL.)幼苗,测定生理指标,研究其对水分胁迫的生理适应性。结果表明:5%PEG和20%PEG胁迫处理1d后,叶片RWC、CHL含量,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量变化不大,抗氧化酶活性升高;5%PEG和20%PEG胁迫处理5d后叶片RWC下降为对照65%、43%,CHL含量下降为对照的53%、46%,MDA和膜相对透性及脯氨酸含量显著升高,抗氧化酶活性显著降低,并低于处理前水平。实验表明糙草幼苗在水分胁迫下叶片持水力较低,在短时间水分胁迫下可通过抗氧化酶之间的相互协调在一定时期能维持活性氧代谢平衡,并阻止或减弱膜脂过氧化的伤害,但随着处理时间的延长,抗氧化酶活性显著降低,膜脂过氧化作用增加,且叶绿素合成遭到破坏。     

杠柳幼苗对不同强度干旱胁迫的生长与生理响应

以黄土丘陵区常见灌木杠柳(Periploca sepium Bunge.)的两年生苗木为试验材料,模拟不同程度的土壤干旱环境,研究了土壤干旱对杠柳生长和生理生化特性的影响。结果表明,在3种土壤水分条件下杠柳的耗水和快速生长期均集中在6-8月,与黄土丘陵区雨热期重叠。在干旱胁迫下杠柳生长减慢,生物量累积减小,生物量优先向根系分配,根冠比显著增大。与适宜水分下相比,干旱胁迫下杠柳的水分利用效率随生物量与耗水量减小而显著升高,表明杠柳具有节约型水分利用对策。杠柳在干旱前期和中期丙二醛(MDA)含量下降、膜透性略有增加,干旱末期MDA含量和细胞膜透性与适宜水分相比显著升高。在中度干旱与严重干旱下,杠柳的超氧化物歧化酶与过氧化物保护酶活性持续上升直到试验末期才稍有下降。干旱胁迫对杠柳叶片渗透调节物质含量的影响显著,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均随着干旱胁迫程度的加大而显著升高,且随着胁迫时间的延长,脯氨酸和可溶性糖含量一直保持上升趋势;可溶性蛋白含量在前期急剧上升,中、后期下降,但含量一直高于适宜水分处理。本研究表明,杠柳能够充分利用黄土丘陵区局部雨热资源优势、具备减少地上蒸发面积、增加地下生长、吸收深层土壤水源等御旱策略以及保持较高的抗氧化酶活性和渗透调节能力等生理学耐旱机制,本研究从生长、生理特征上揭示了杠柳在黄土高原植被自然恢复中普遍存在的原因。     

Effects of water stress on development, operation and gene expression of cyanide-resistant respiratory pathway in wheat

Osmotic dehydration of wheat seedlings in-0.5 MPa polyethylene glycol (PEG) solutions for 24, 48 and 72 h resulted in mild, moderate and severe water stress respectively in leaves, but only caused mild water stress in roots as reflected by the changes in relative water content (RWC). In response to the above water stress conditions, leaf total respiratory rate (V_t) decreased progressively, and the alternative pathway (AP) capacity (V_(alt)) and its actual operation activity (ρV_(alt)) decreased more severely. Water stress also led to continuous reduction in cytochrome pathway (CP) activity ((ρ' V_(cyt)) and different changes in the contribution of ρV_(alt) and ρ' V_(cyt) to V_t in leaves, with ρV_(alt)/V_t decreasing and ρ' V_(cyt)/V_t increasing. The change pattern of root V_t was similar to that of its RWC, while root V_(alt) and ρV_(alt) were found to decrease during the first 24 h of stress and thereafter recover to a level close to that of the control (O h). These data indicate that the alt     

水分胁迫下植物活性氧代谢研究进展(综述Ⅰ)

本文概述植物活性氧代谢的研究及水分胁迫下活性氧与植物抗旱性(抗水分胁迫)之间的关系;着重叙述水分胁迫响应中植物脱毒酶和抗氧化物的功能和机制;并对植物抗氧化基因的研究进展作了讨论。     

Emission of water stress ethylene in wheat (Triticum aestivum L.) ears: effects of rewatering

In this work it has been found that ethylene production increased only slightly under conditions of a moderate or severe water stress. However, the rehydration of the plants at full turgor after desiccation caused a high emission of ethylene. The desiccation would not irreversibly inactivate the enzymes of the ethylene pathway, since rehydration made the synthesis recommence almost immediately. Water deficit also increased the free radical levels and the antioxidant scavengers, such as superoxide dismutase. Free radicals promote the conversion of 1-amino-cyclopropane-1-carboxylic acid to ethylene, then it is logical to think that both chemical species are involved in the phenomenon of the acceleration of the grain maturity before the plant collapses.     

冬小麦不同生育时期水分亏缺胁迫对叶片保护酶系统的影响

利用盆栽试验研究了施Ｎ（底肥）与不施Ｎ条件下冬小麦不同生育时期水分有限亏缺对叶片保护酶系统的影响,结果表明,在无底肥条件下,３个生育时期水分亏缺均使保护酶系统活性有所降低,而在有底肥时酶活性多数则升高,各保护酶活性与ＭＤＡ相关分析表明,苗期ＳＯＤ活性与ＭＤＡ呈极显著负相关;拔节却是ＰＯＤ活性与ＭＤＡ呈极显著负相关;在灌浆期ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ与ＭＤＡ含量均无显著相关性,但ＭＤＡ在叶片中累积至较高水平。各生育期水分处理叶片绿素含量与ＭＤＡ含量达极显著负相关。这些说明在不同生育时期,受水分亏缺和供的,保护酶系统各酶的变化有明显差异。其生理作用也有差异。     

Antioxidant responses of wheat plants under stress

Currently, food security depends on the increased production of cereals such as wheat (Triticum aestivum L.), which is an important source of calories and protein for humans. However, cells of the crop have suffered from the accumulation of reactive oxygen species (ROS), which can cause severe oxidative damage to the plants, due to environmental stresses. ROS are toxic molecules found in various subcellular compartments. The equilibrium between the production and detoxification of ROS is sustained by enzymatic and nonenzymatic antioxidants. In the present review, we offer a brief summary of antioxidant defense and hydrogen peroxide (H₂O₂) signaling in wheat plants. Wheat plants increase antioxidant defense mechanisms under abiotic stresses, such as drought, cold, heat, salinity and UV-B radiation, to alleviate oxidative damage. Moreover, H₂O₂ signaling is an important factor contributing to stress tolerance in cereals.     

耐盐和盐敏感型小麦品种对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性差异

为探究小麦品种类型对盐胁迫的生理响应及敏感性差异,以耐盐型品种济麦22和盐敏感型品种河农6425为材料,对幼苗期植株施以不同浓度的NaCl胁迫处理,比较分析了两个品种幼苗在胁迫条件下的生长、生理生化和叶绿体荧光特征等方面的差异。结果表明,NaCl胁迫对幼苗地上和地下部分的生长表现浓度依赖性的抑制效应,对耐盐型品种的抑制程度较小。在生理响应方面,幼苗体内的Na⁺含量随NaCl 浓度的增加而上升,K⁺和Ca²⁺含量则表现相反的变化趋势,耐盐型品种幼苗在胁迫处理前、后均具有较高的K⁺/Na⁺比和Ca²⁺/Na⁺比;NaCl胁迫导致幼苗的光系统Ⅱ受损,表现在Fv/Fm、Fv/Fo、qP 和YⅡ 等叶绿体荧光参数数值下降,降幅在耐盐性品种上相对较小。在氧化胁迫和抗氧化系统方面,NaCl胁迫导致幼苗体内活性氧水平的上升和过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的响应;POD活性在处理后的0-12 d范围内呈先下降后上升的趋势,CAT活性则呈先上升后下降的趋势。耐盐品种的POD活性在胁迫早期受抑制时间较短,随后的响应更迅速且上升幅度更高;耐盐品种的CAT活性上升幅度更高,且在胁迫后期对高浓度NaCl和长时间胁迫导致的酶活性抑制的耐受性更强。耐盐品种抗氧化酶的这一响应特征与其较低的活性氧上升幅度一致,也与其较低水平的代表膜损伤程度的丙二醛（MDA）积累一致。耐盐型品种根部的MDA积累经200 mmol/L NaCl处理1 d后达到峰值,而盐敏感品种根部的MDA积累经150 mmol/L NaCl处理1 d后即达到峰值。以上研究结果表明,耐盐型小麦品种济麦22可分别通过其较强的K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺调节能力和抗氧化酶体系缓解盐胁迫所导致的渗透胁迫和活性氧伤害,从而表现出耐盐的特征。     

外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗膜脂过氧化作用的影响

用PEG4000溶液对小麦（Triticum aestivum L.heimang)幼苗进行胁迫处理和加入外源甜菜碱（Betaine)作同样处理,6、12、18和24h测定生理变化。结果表明,与对照相比,外源甜菜碱导致小麦幼苗叶片含水量下降,相对膜透性增大,MDA含量升高,SOD和POD活性先降后增,同时脯氨酸大量积累。说明外源甜菜碱对小麦幼苗受伤害程度有明显加深作用。     

砷胁迫对小麦根系生长及活性氧代谢的影响

在水培和盆载条件下研究了砷对小麦根系生长及活性氧代谢的影响。结果表明：随砷浓度的提高,小麦胚根、次生根条数减少,总根长度、胚芽长度缩短、根体积、干重也较对照冯少超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性下降趋势,质脂过氧化产物（ＭＤＡ）含理增加,质膜相对透性增大、泪科越冬期,拔节期、灌浆期表现出同样的趋势。