外源褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响

以‘津优4号’（热敏感型）和‘美国保尔’（耐热型）黄瓜幼苗为试材,研究了叶面喷施褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮代谢的影响。结果显示,高温胁迫下,（1）两种黄瓜幼苗硝态氮含量先升高后降低,‘津优4号’总氮和氨态氮含量先下降后持续升高,而‘美国保尔’总氮和氨态氮含量持续上升;（2）两种黄瓜幼苗硝酸还原酶（NR）活性均先上升后下降,而谷氨酰胺合成酶（Gs）、谷氨酸合成酶（GOGAT）和谷氨酸脱氢酶（GDH）均持续下降,‘美国保尔’的4种酶活性下降幅度显著低于‘津优4号’。研究结果表明,叶面喷施褪黑素可有效缓解高温胁迫对NR、GS、GOGAT和GDH的抑制作用,显著增加硝态氮含量,降低氨态氮含量,减轻氨态氮积累对黄瓜幼苗造成的毒害作用,增强高温胁迫条件下黄瓜幼苗氮素的代谢能力,减轻高温胁迫对黄瓜幼苗造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力。     

褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗抗坏血酸代谢系统的影响

以‘津春4号’黄瓜幼苗为试材,采用叶面喷施的方法,研究了外源褪黑素对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸代谢系统的影响.结果表明:高温胁迫后,黄瓜幼苗叶片过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量明显增加;还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量持续下降,脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量逐渐升高,AsA/DHA和GSH/GSSG大幅下降;抗坏血酸过氧化物酶(APx)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性明显升高,并在12 h达到最大.外施褪黑素能有效抑制高温胁迫下黄瓜幼苗叶片H2O2和MDA的积累,提高抗氧化物质AsA和GSH含量及抗坏血酸代谢相关酶APx、MDHAR、DHAR和GR活性,从而增强对H2O2的清除能力,抑制活性氧的产生,维持细胞膜的稳定性,减轻高温对植株造成的伤害,提高黄瓜幼苗抵御高温胁迫的能力.     

外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca²⁺)在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca²⁺对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100 μmol·L^-1 MT、10 mmol·L^-1 CaCl₂、3 mmol·L^-1乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca²⁺螯合剂)+100 μmol·L^-1 MT、0.05 mmol·L^-1氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100 μmol·L^-1 MT、100 μmol·L^-1氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^-1 CaCl₂和去离子水(H₂O),研究高温下(42/32 ℃)外源MT和Ca²⁺对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明: 黄瓜幼苗内源MT和Ca²⁺均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl₂处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl₂可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca²⁺对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca²⁺均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。     

外源亚精胺对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以温室专用黄瓜品种'津优3号'幼苗为材料,采用营养液栽培方法,研究了叶面喷施1 mmol·L-1亚精胺(Spd)对60 mmol·L-1硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗生长和植株体内活性氧代谢的影响.结果显示,Ca(NO3)2胁迫下,黄瓜幼苗叶片和根系O-·2产生速率显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性升高,同时MDA含量和相对电导率明显提高,显著降低了黄瓜幼苗的株高、鲜重和干重;外源喷施Spd提高了硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系SOD、POD和CAT活性,降低了O-·2产生速率,MDA含量及相对电导率显著下降.由此可见,外源Spd可通过提高黄瓜幼苗SOD、POD和CAT等保护酶活性来增强其对体内活性氧的有效清除能力,降低膜质过氧化伤害程度,从而缓解硝酸钙胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制.     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮（Nitricoxide,NO）对50mmol·L^-1 NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响。结果表明：10～4001μmol·L^-1 NO供体硝普钠（Sodium nitroprusside,SNP）能显著缓解NaCl胁迫对黄瓜植株造成的伤害,100μmol·L^-1 SNP缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（n）及气孔导度（Gs）;降低了叶片丙二醛（MDA）和过氧化氢（H2O2）的含量、超氧阴离子（O2^-）的产生速率、质膜透性和胞间二氧化碳浓度（Ci）。     

外源一氧化氮对镉胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

镉是植物生长的非必需元素,它具有很大的生物毒性,与其它重金属相比,更易被植物吸收积累。通过采用营养液水培试验的方法,研究了外源一氧化氮（Nitric oxide,NO）对不同浓度Cd^2＋（100μmol L^-1．300μmol L^-1,500μmol L^-1）胁迫下黄瓜幼苗生长、叶片光合特性以及活性氧代谢的影响。结果表明：300μmol L^-1NO供体硝普钠（Sodium nitrop russide,SNP）能显著缓解镉胁迫时黄瓜植株造成的伤害,对300μmol L^-1 Cd^2＋处理的黄瓜幼苗缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性;提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量;降低了叶片内二醛（MDA）含量。     

外源一氧化氮对NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响

采用营养液水培的方法,研究了外源一氧化氮（Nitric oxide, NO）对50mmol•L^-1NaCl胁迫下黄瓜幼苗生长、活性氧代谢和光合特性的影响。结果表明：10~400μmol•L^-1 NO供体硝普钠（Sodium nitroprusside, SNP）能显著缓解NaCl胁迫对黄瓜植株造成的伤害,100μmol•L^-1 SNP缓解效果最好,可提高幼苗的生长量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性,提高了叶片叶绿素和脯氨酸（Pro）含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）及气孔导度（Gs）;降低了叶片丙二醛（MDA）和过氧化氢（H₂O₂）的含量、超氧阴离子（O^•-₂）的产生速率、质膜透性和胞间二氧化碳浓度（Ci）。     

钙对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗活性氧代谢的影响

采用营养液栽培系统,以黄瓜品种中农8号为材料,研究了Ca2 对根际低氧胁迫下黄瓜幼苗体内超氧阴离子(O2?-)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱苷肽还原酶(GR)活性的影响.结果表明:低氧胁迫下黄瓜体内活性氧含量和保护酶活性均高于对照;低氧缺钙处理的活性氧含量最高,而保护酶活性却较低;营养液Ca2 浓度提高到8mmol/L后,显著降低了低氧胁迫下黄瓜幼苗体内MDA、H2O2含量和O?2-产生速率,提高了SOD、POD、CAT、APX、GR活性,说明Ca2 可减少低氧胁迫下黄瓜幼苗体内活性氧的产生,提高抗氧化酶的活性、降低膜脂过氧化水平,减缓低氧胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对低氧逆境的适应性.     

NaCl胁迫下外源γ-氨基丁酸对黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以黄瓜(Cucumis sativusL.)品种津绿3号为材料,采用营养液水培法,研究了外源γ-氨基丁酸(GABA)对NaCl胁迫下幼苗生长和活性氧(ROS)代谢的影响.结果表明,NaCl胁迫处理显著抑制了幼苗的生长,叶片抗氧化酶活性、活性氧含量显著提高;营养液添加GABA处理不但缓解了NaCl胁迫对幼苗生长的抑制作用,且叶片SOD、POD和CAT活性显著高于NaCl处理,而O-·2产生速率、MDA含量却显著低于NaCl处理;5 mmol·L-1GA-BA处理缓解NaCl胁迫对幼苗伤害的效果好于2.5 mmol·L-1GABA处理.表明NaCl胁迫下,GABA参与了黄瓜幼苗活性氧的代谢过程,对增强幼苗耐盐性有重要作用.     

外源亚精胺对高温胁迫下黄瓜幼苗氮素代谢的影响

以较为耐热的黄瓜品种‘津春4号’为试材,在人工气候箱中,采用石英砂培加营养液浇灌的栽培方式,研究了外源亚精胺( Spd)对高温胁迫(42℃)下黄瓜幼苗氮素代谢的影响.结果表明:短期高温胁迫处理,尤其是4h内,植株硝态氮含量降低而铵态氮含量升高;外源Spd预处理使幼苗体内硝态氮和铵态氮含量升高且硝酸还原酶(NR)活性增强.较长期高温胁迫处理下,幼苗根系中硝态氮含量升高但向地上部运输受阻,根系NR钝化,根系和叶片中铵态氮含量均显著升高;高温胁迫下喷施Spd,除进一步促进根系吸收硝态氮且向地上部运输外,根系和叶片NR活性亦有所升高,从较长期的效果看,外源Spd还具有防止铵态氮过度积累、促进幼苗体内氮素代谢趋于正常的作用.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体活性氧清除系统和结合态多胺含量的影响

采用营养液水培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下抗盐能力不同的两个黄瓜品种幼苗生长、叶绿体中活性氧清除系统、转谷酰胺酶(TGase)活性、结合态多胺含量及植株光合速率的影响.结果表明,外源Spd能提高NaCl胁迫下叶绿体中TGase活性、叶绿体结合态腐胺(Put)、Spd、精胺(Spm)及总多胺含量;提高超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/ GSSG)比值,降低脱氢抗坏血酸/抗坏血酸(DAsA/AsA)比值;同时显著降低叶绿体过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,提高植株净光合速率,缓解NaCl胁迫对幼苗生长的抑制.表明Spd对黄瓜盐害的缓解作用之一可能是通过提高叶绿体结合态多胺含量和叶绿体活性氧清除能力,从而缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.     

外源褪黑素对高温胁迫下菊花光合和生理特性的影响

以切花菊品种'神马'为试材,研究外源褪黑素(MT)对菊花抗高温胁迫的影响.将供试菊花叶面喷施200 μmol·L-1的MT后,进行40℃(昼)/35℃(夜)高温胁迫,观察菊花叶片叶绿体和内囊体超微结构,测定光合和生理指标.结果表明:与常温对照(CK)相比,高温胁迫下菊花叶片叶绿体和类囊体受损,叶绿素含量和最大荧光(Fm...     

水杨酸和油菜素内酯对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的影响

为了探明外源水杨酸(SA)和2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下黄瓜幼苗光合作用的调控机理,以‘优博1-5’黄瓜为试材,用1 mmol·L^-1SA和0.1 μmol·L^-1EBR喷施预处理幼苗,每天喷1次,连喷2 d后置于低温下[10 ℃/5 ℃,光强(PFD)80 μmol·m^-2·s^-1]处理.结果表明: 低温胁迫下黄瓜幼苗生长量及净光合速率(P_n)下降;喷施SA和BER显著提高了P_n、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭系数(q_P),减缓了非光化学猝灭系数(NPQ)增加的幅度,同时核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶(Rubisco)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶(SBPase)、转酮醇酶(TK)和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)活性明显升高.说明SA和EBR可以通过调节光合关键酶的活性,缓解低温对黄瓜幼苗光合作用的影响,增强其对低温的适应性.     

亚低温条件下外源褪黑素对甜瓜幼苗氮代谢及渗透调节物质的影响

以甜瓜品种‘羊角酥瓜’幼苗为试材,利用人工气候室进行亚低温处理(昼/夜18 ℃/ 12 ℃)6 d,研究外源褪黑素（MT）对亚低温条件下甜瓜幼苗叶片氮代谢酶\[硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)\]活性、叶片总氮、铵态氮、硝态氮和渗透调节物质含量的影响.结果表明：与对照相比,亚低温处理降低了甜瓜总氮、硝态氮及硝酸还原酶活性,增加了铵态氮含量,抑制了甜瓜幼苗的生长.外源MT可显著提高亚低温下甜瓜幼苗氮代谢酶的活性,尤其可显著提高叶片GS和GOGAT活性,从而有效降低铵态氮含量;外源MT还可以提高叶片脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖的含量,进而降低了亚低温对细胞膜的伤害,表现为甜瓜叶片相对电导率和丙二醛(MDA)含量较低.总之,在亚低温条件下,外源MT在一定程度上可通过降低甜瓜叶片铵态氮含量和促进渗透调节物质的积累,降低膜质过氧化水平,从而增加其对亚低温的适应性.     

褪黑素对盐碱复合胁迫下黄瓜幼苗光合特性和渗透调节物质含量的影响

为明确外源褪黑素(MT)对黄瓜盐碱胁迫的缓解效应,以‘新春四号’黄瓜为试材,采用复合盐碱(NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9)模拟胁迫,测定外源根施MT和盐碱胁迫下黄瓜叶片光合特性和渗透调节物质含量。结果表明: 与正常生长黄瓜幼苗相比,在40 mmol·L^-1盐碱胁迫下,外源施加10 μmol·L^-1 MT能够显著增加黄瓜幼苗叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白质含量,提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ最大光化学效率、实际光化学效率、表观光合电子传递速率和光化学淬灭系数,而胞间CO₂浓度、非光化学淬灭系数、蔗糖、果糖、淀粉和脯氨酸含量减小了11.1%、13.8%、12.7%、27.5%、1.3%和32.8%,同时,碳同化关键酶核酮糖-1,5-二磷酸羧化/加氧酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶活性显著升高,且Rubisco亚基(CsrbcS和CsrbcL)、CsFBA、CsRCA、CsFBPase、CsTK的mRNA水平均下调表达。综上,外源MT能够提高盐碱胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素、渗透调节物质含量、光合化学效率和碳同化关键酶活性,增强幼苗光合能力,减轻复合盐碱胁迫对植株的伤害。研究结果可为抗盐碱栽培提供理论依据。