郑桂珍[1]2002年在《Ca~(2+)与小麦的渗透胁迫反应和适应性的关系》文中提出本试验以冬小麦(Triticum aestivum L.)4185为试材，研究了正常供水和20％PEG-6000(-0.49MPa)渗透胁迫下不同浓度游离Ca~(2+)、EGTA、LaCl_2、Verapamil及CPZ、TFP对小麦幼芽、根的生长和POD活性的影响，及渗透胁迫下CaM水平的变化；并分析了25％PEG-6000(-0.73MPa)渗透胁迫下LaCl_3、CPZ、TFP、CaCl_2和EGTA对小麦幼苗含水量、膜透性及生长量的作用，同时测定了渗透胁迫下小麦幼苗钙、CaM含量的变化，结果如下： 1渗透胁迫下，10~7-10~4mol／L的Ca~(2+)对小麦幼芽及根系的生长有利，10~(?)和10~(?)mol／L的Ca~(2+)则抑制小麦幼芽、根系的生长，对于渗透胁迫下10mmol／L EGTA预处理的小麦，1mmol／L的CaCl_2能使其生长得到部分逆转，而5mmol／L和10mmol／L的CaCl_2则抑制其生长，这表明，只有适宜浓度的Ca~(2+)才对小麦的生长有利，Ca~(2+)浓度过高，反而会抑制生长，并且，渗透胁迫下小麦幼芽、幼根对外源Ca~2的依赖性增强，体现了钙对小麦抗旱的增强作用。 2渗透胁迫下，EGTA(1、5、10mmol／L)、LaCl_3(0.5、1mmol／L)、Verapamil(250、500μ mol／L)处理均抑制了小麦幼芽和根系的生长，并有明显的浓度效应，浓度越大，抑制程度也越大。而正常供水时，1mmol／L的EGTA和250μ mol／L Verapamil对小麦幼芽的生长无影响或稍有促进作用，这些结果表明，渗透胁迫下，小麦对缺钙更敏感，减少细胞外Ca~(2+)或阻断Ca(2+)吸收，会抑制小麦的生长，说明钙对小麦抵御干旱的重要性。 3渗透胁迫下，CPZ(25、50、100、200μ mol／L)及TFP(10、25、50、100、200μ mol／L)处理小麦幼芽，抑制了小麦根系和幼芽的生长，并表现出明显的浓度效应，浓度越大，抑制程度越高；而正常供水时，25μ mol／L的CPZ和10μ mol／L的TFP对小麦幼芽和根系的生长无影响或有促进作用，这表明，渗透胁迫下，抑制CaM活性对小麦的生长不利，降低了小麦的抗旱性。 4渗透胁迫下，与对照相比，小麦幼芽的CaM含量在胁迫6h时降低，然后逐渐升高，并且CaM的高峰时间与芽生长的高峰期一致，而根系的CaM含 量在最刊的 24 h一百低丁对照，36h后增加到高了对照的水平c这些结果 表明，渗透胁迫初期抑制小支幼芽和根系的hM台成，可能是于旱胁迫反 应的信号之一，冈而，保持正常的Ca＼1功能对维持植株的抗旱性是至犬重 要的。 5渗透胁迫卜，外源游离＊一、“八、hCI、＼，；丑p。。门、nZ、仆P处理 促进了小麦幼芽和根系POD活性，并且经相关分析POD活性与小麦的生K 量丫显着或极显着负相关，冈此，内源Ca’－Ca＼l信使系纹可能通过调V POD 话性而影叼了小支幼芽的抗旱性。 6 不同叮G－6000渗透胁迫表明，10‘。的PEG－6000即抑制了小支根羊叶的钙 含量，且叮巳浓度增加，对钙吸收的抑制柑度也增加；x‘；旺G－即（）O处理， 小支幼白钙含量与对照相比在12卜时吐这川夭，在24h－ISh义逐渐升高， 】h时急剧减少，并且根系m氏的柠度最人，＃从之，叶片的变化最小。 7 渗透胁迫与对照相比，小支根系和叫片的〔J含量丫不同的变化趋势， 叶片的CaM在胁迫IZh时迅这升高，然后陆低，而根系的CaM则是在胁迫 12h irk少，然后逐渐增加，到 72h时义降到低丁对照的水平。说明（参透胁 迫卜，小主根系、口十片的Ca＼l有各白的灯异性啊应c最刊叶片Ca＼1升高利 根系 C a＼1降低，可能是幼由干旱信号乙一。 8 i＆透胁迫－卜，lin。of．L的 LaCI．、100 u。of’L的 CPZ、100 u。of．L的 TFP。 10mmolL CaCI。和sin。。l’L gi EGTA使小麦幼苗叶片的相对含水量及根系的 绝对含水量有不同程度的降低，这一结果表明，〔。‘－Cd信使系统参与了 渗透胁卫卜小支幼苗水分平街的调节。 9 渗透W迫卜，1＊。。卜L的L。CI、1加卜。oIL的CR、1b。O1L hCI。和 5。。O IL的 EGTj＼处理增加了小支幼曲叶片和根系的细胞 B莫侵胜，使小支幼 苗受伤害的程度增加，这说明Ca‘－Ca＼1信使系纹参与了细胞膜功能调乃。 10 渗透胁迫卜，LaCI．、CPZ、ITP处理小主幼苗，降低了小主口｝片的干重， 说明，C。’－CJ系纹调节了渗透胁迫卜小支口f片的生K，进而影啊到干物 质积累。
李朔[2]2009年在《小麦耐盐渐渗系山融3号根系盐胁迫转录组分析及相关基因功能研究》文中研究指明植物的耐盐性是由多基因控制的复杂性状,盐胁迫应答基因涉及代谢、防御反应、能量、离子平衡和物质转运等诸多方面。深入理解控制这个性状的分子机制,有助于农作物的基因改良从而减少盐害带来的损失。对盐胁迫下植物转录组整体水平上的研究对于耐盐机理的揭示具有重要意义。目前对模式植物拟南芥和水稻盐胁迫下转录组变化研究取得了许多进展,而对非模式植物如小麦的研究较少。山融3号是从普通小麦济南177(Triticum aestivum L.2n=42)与其耐盐近缘属长穗偃麦草(Thinopyrum ponticum 2n=70)不对称体细胞融合杂种中筛选出来的耐盐渐渗系新品种。遗传和生理生化分析表明山融3号基因组中含有渐渗的长穗偃麦草基因组小片段,其耐盐指数及各项耐盐生理指标均优于其亲本,且其耐盐性状由一个主效基因位点和多个微效基因位点共同控制。本论文设计了山融3号原位合成长oligo表达谱芯片,包含15000个unigene,将之用于研究盐胁迫和渗透势相当的PEG(polyethylen glycol)胁迫下山融3号及其亲本济南177根部转录组的变化情况,通过对芯片杂交结果的分析,系统性的阐明了山融3号耐逆可能涉及的途径,还对盐胁迫早期渗透胁迫与离子胁迫对转录组影响的关系进行了探讨;在此基础上,进一步着重研究了山融3号中克隆的4个盐胁迫响应基因,结合在拟南芥中过表达等多种手段,进行功能相关研究,指出了这些基因在山融3号中参与耐逆调控的可能方式。主要的研究内容及结果包括:1.山融3号表达谱芯片的设计山融3号的来源与遗传背景特殊,其中有别于普通小麦的转录子可能对耐盐性状有着重要贡献,为了将这些转录子囊括于芯片分析的范围之内,首先构建了山融3号和济南177根部盐胁迫下的SSH cDNA文库,将文库测序得到的1000个EST序列聚类成180个unigene、连同山融3号全长cDNA文库EST序列聚类而成的2539个unigene、并整合DFCI小麦数据库中的unigene资源,设计了代表山融3号15000个unigene的原位合成长oligo表达谱芯片。2.山融3号及其亲本济南177根部盐胁迫转录组变化差异的分析利用上述芯片研究了山融3号及其亲本济南177在盐胁迫下不同时间点根转录组之间的差异,发现了836个具有显着性差异的探针,对这些差异基因的差异模式和功能的分析表明:山融3号在金属离子、水分和营养元素的运输、抗氧化、类黄酮类合成、部分ABA途径基因、部分防御反应相关基因上具有表达优势,而表达显着下降的基因包括大量的光合作用相关基因以及部分防御反应基因;对调控类基因(如转录因子和激素合成与代谢相关基因)和转运蛋白基因响应模式的分析发现,山融3号中盐胁迫下上调的探针数目更多,且上调程度更高,而盐胁迫下调探针的下调程度则较济南177中低,暗示山融3号的胁迫适应性反应强度提高,进而提高了胁迫耐受性;相对与济南177,JA(jasmonic acid)合成关键基因和GA(gibberellin)合成关键基因在山融3号中分别组成型的大幅度表达量降低和升高,暗示了两个品种中不同的激素平衡情况;最后,总结了芯片中54个在两个品种间表达有差异且代表未知小麦EST的探针,这些EST序列均来源于山融3号自身,有可能是体细胞融合带来的外源基因或基因变异的产物。以上发现有助于阐述山融3号的耐盐机理,并提供了许多潜在的耐盐候选基因,同时证明了体细胞融合对转录组的重大影响,以数据说明了该技术应用于耐盐品种培育的价值。3.利用NaCl和PEG等渗处理研究盐胁迫早期响应机制为了研究小麦根部对盐胁迫早期响应机制,并区分渗透胁迫与离子胁迫的关系,利用渗透势相当的NaCl和PEG对山融3号和济南177进行等渗胁迫处理,基于芯片杂交数据,分析了根部胁迫早期的转录组变化,发现:盐胁迫早期响应以调控基因的上调和转运相关基因的下调为主;等渗处理下盐胁迫和单纯渗透胁迫引发的转录组变化有很大一致性,但PEG胁迫引起了更大范围的转录组变化,同时调控类基因(转录因子和激素合成与代谢相关基因)对PEG胁迫的响应程度更大;存在非渗透胁迫响应的盐胁迫响应探针,并且转运蛋白基因中在胁迫早期下调的探针在NaCl胁迫下比PEG胁迫下下调程度更大。这些发现首次在转录组水平证明盐胁迫早期以渗透胁迫的影响为主,而离子胁迫的影响也同时存在。所筛出的差异探针也为研究早期盐胁迫信号传导和离子胁迫特异性信号传导提供了候选基因。4.山融3号盐胁迫早期响应基因TaDi19A和TaDi19B的克隆与功能研究基于对山融3号和济南177盐胁迫根部SSH文库表达差异筛选的结果,由EST片段克隆到山融3号TaDi19A和TaDi19B基因,它们都属于Di19(DROUGHTINDUCED19)基因家族。其中:TaDi19A定位于小麦3B染色体长臂,主要在细胞核中起作用,在非胁迫条件下小麦的根和叶中都有基本表达,在NaCl、PEG、冷以及非生物胁迫相关激素ABA和乙烯的处理下迅速上调表达;该基因在拟南芥中的组成型表达造成转基因植株在种子萌发阶段对盐胁迫、渗透胁迫以及ABA处理超敏感;转基因植株根的伸长实验表明植株盐耐受性降低且对乙烯的敏感性降低;在H_2O_2处理下,转基因植株的开花期比对照大大提前。另外,转基因拟南芥中ABA信号传导途径基因ABI1、RAB18、ERD15和ABF3,以及SOS(salt overly sensitive)途径基因SOS2的转录水平发生改变。因此,TaDi19A可能是作为胁迫信号传导的调控因子,通过改变这些基因的转录来对植物非生物胁迫及相关激素的响应产生影响。对TaDi19B基因的序列特征、亚细胞定位、表达谱进行了研究,并建立了拟南芥组成型表达的转基因株系。发现它主要定位于细胞核,其表达受到盐、渗透胁迫和冷胁迫的诱导,并且在山融3号中的上调更明显,推测它可能对山融3号的高耐盐性有贡献,参与了盐等非生物胁迫的响应。5.山融3号盐胁迫早期响应基因TaERD15A和TaERD15B初步的功能研究同样基于SSH文库表达差异筛选的结果,从山融3号中克隆了TaFRD15A和TaERD15B基因,对它们的序列分析表明,这类基因编码的蛋白在各个物种中差异较大,保守性较差,其拟南芥同源基因ERD15是ABA途径负调控因子。对它们的基因结构、亚细胞定位、表达谱进行了分析,并分别获得了拟南芥组成型表达的转基因株系。其中,TaERD15A位于小麦1A染色体短臂,蛋白在细胞内主要定位于细胞核,并且在盐胁迫和PEG造成的渗透胁迫下上调表达,且在济南177中的表达量更高,同时,它也受到低温胁迫的诱导,但不受ABA诱导。该基因在拟南芥中的组成型表达造成转基因植株的盐耐受性降低。这说明它可能是胁迫耐受性的负调控因子,并且通过非ABA依赖的途径起作用,而盐胁迫下该基因在山融3号中更低的表达量可能是山融3号更高盐耐受性的原因之一。TaERD15B的亚细胞定位与TaERD15A类似,并同样受PEG和冷胁迫诱导,但是不受NaCl胁迫诱导,而在PEG处理带来的渗透胁迫下,该基因在济南177中的表达量高于山融3号,推测它可能主要参与渗透胁迫和冷胁迫的响应过程。
戴凌燕[3]2012年在《甜高粱苗期对苏打盐碱胁迫的适应性机制及差异基因表达分析》文中研究说明土壤盐碱化制约作物生长并导致减产，甜高粱是耐盐碱、生物产量高、可食用和饲用，具有发展潜力的作物。为探讨甜高粱对苏打盐碱胁迫的适应机制，本试验使用NaHCO_3和Na_2CO_3按5：1摩尔比混合的苏打盐碱胁迫筛选甜高粱芽期及苗期敏感性及耐性品种，然后以耐性强的M-81E和耐性弱的314B两个品种为试材，分析了不同甜高粱品种在苏打盐碱胁迫后生长发育、渗透调节、活性氧清除、Na~+吸收与分配、有机酸变化与分泌、叶片解剖结构、叶绿体及线粒体超微结构等方面的变化及差异，较全面的阐述了甜高粱苗期对苏打盐碱胁迫的适应机制，为盐碱土壤甜高粱种植种质的筛选和栽培提供参考。同时，通过SSH方法获得一批甜高粱抗盐碱相关基因的ESTs，可为甜高粱及禾本科植物耐盐碱相关基因克隆或抗盐碱基因工程育种提供理论依据和基因资源。主要研究结果如下：1.苏打盐碱胁迫下，随浓度升高，甜高粱发芽率逐渐降低，盐害率升高，各品种间存在较大差异。盐碱胁迫对根芽生长的抑制显着高于对发芽的影响，且对胚根生长的抑制尤其严重。根据多个发芽相关指标用隶属函数法对甜高粱品种进行耐盐碱性分析，7个品种的种子耐盐碱性由强到弱的综合排序为： MN3739>M-81E>贝利>Rio>ES725>3222>雷伊。2.经盐碱筛选发现甜高粱各品种在芽期和苗期对苏打盐碱胁迫的耐受性不同。进一步苗期试验表明，苏打盐碱胁迫可降低幼苗植株总重量、株高、根长、根系活力和总叶绿素含量，增加质膜相对透性和丙二醛的含量。但胁迫后根冠比在不同品种中或升或降。综合分析后认为，品种M-81E具有较强的耐受性，314B表现出较弱的耐受性。3.植物可通过产生渗透调节物质来缓解盐碱胁迫造成的渗透胁迫，还能提高自身抗氧化酶系统活力清除活性氧。苏打盐碱胁迫可增加供试的两个品种甜高粱幼苗的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和甜菜碱等4个渗透调节物质含量，耐性弱的314B产生更多的渗透调节物质。胁迫还使POD、CAT和GSH-Px酶活性增加，SOD在品种间变化不同，有增有降。耐性强的M-81E的抗性酶系统活力均比314B高，体现出更强的活性氧清除能力。甜高粱幼苗地上部的NO含量在胁迫后升高，而地下部则下降。4.盐碱胁迫增加了甜高粱幼苗整株、叶、叶鞘及根中的Na~+含量，但Na~+较多积累在根及叶鞘中；胁迫使幼苗各部分的K~+和Ca~(2+)含量降低，导致幼苗叶、叶鞘及根中K~+/Na~+值和Ca2+/Na+值降低，但离子选择性运输系数TS_(K，Na)和TS_(Ca，Na)明显升高，说明甜高粱从根向叶中运输K~+和Ca~(2+)的选择性强，而运输Na~+的选择性弱。5.苏打盐碱胁迫降低了甜高粱幼苗根液泡膜上PPase酶的水解和质子泵活力，而增强了ATPase酶的水解和质子泵活力。同时，胁迫使H~+/Na~+反向运输蛋白活力显着增强（P<0.05），但高浓度会使该运输体活力显着下降（P<0.05），但仍明显高于对照。6.苏打盐碱胁迫下，甜高粱幼苗叶片具有非常微弱的排Na~+能力，因此，幼苗叶片的泌Na~+行为不是其抵抗盐碱胁迫的主要方式。幼苗根及叶鞘的拒Na~+作用以及根液泡中Na~+的区域化是甜高粱适应苏打盐碱胁迫的主要方式。与品种314B相比，M-81E品种根和叶鞘的拒Na~+能力强，叶片中Na+含量少而受盐碱胁迫的影响较小；根液泡膜上ATPase酶和H~+/Na~+反向运输蛋白活力强，PPase酶活力下降程度小，使得液泡中Na+区域化程度高；同时体内K+含量高将进一步提高其耐盐性。7.甜高粱在受到苏打盐碱胁迫后，地上部及根部各类有机酸及有机酸总量均下降，且未发现主效有机酸积累。PEPC酶在低浓度胁迫时，活力升高，而在高浓度时则下降。盐碱胁迫下甜高粱有机酸含量与PEPC酶活力不存在直接相关性，但PEPC酶活力升高，有机酸含量下降幅度小，若PEPC酶活力降低，有机酸含量就会大幅下降。甜高粱在受到苏打盐碱胁迫时，能迅速降低根外pH值，且调节能力较强。但根系分泌的有机酸量很少，推测甜高粱利用有机酸降低根外pH值的作用很小。M-81E无论地上部还是根部，其各有机酸量及总酸量均比314B高；其PEPC酶活力在低浓度胁迫时升高幅度大，而在高浓度胁迫时下降幅度小。M-81E降低根外pH值的能力更强，可将培养液的pH值从9.34降低到8.81，而314B则只降到9.10。8.苏打盐碱胁迫影响了甜高粱幼苗的生长发育，使幼苗的株高和茎基周长显着降低；使植株基部叶片及叶尖变黄；并使叶片发育滞后，在相同的生长时间内，叶片数变少。胁迫后，甜高粱叶片厚度、中脉厚度和最大导管直径都极显着变小（P<0.01），叶片上下角质层的厚度均极显着增加（P<0.01），下表皮厚度也显着增加。品种314B在盐碱胁迫后叶片变黄面积大，中脉厚度、株高和茎基周长下降的程度均比M-81E大。9.苏打盐碱胁迫使叶绿体膨胀，被膜和基质分离，类囊体膜破坏，基粒片层松散肿胀，有些基粒片层还发生扭曲变形，淀粉粒积累，且形成较多嗜锇滴颗粒；线粒体的数量增加，且分布在叶绿体附近，外膜断裂、消解，多数线粒体内膜上嵴数量减少，甚至消失，结构紊乱。314B叶绿体的超微结构受损伤较严重，嗜锇滴颗粒出现数量多，尤其是叶绿体被膜和基质发生的类似质壁分离现象更明显。10.以耐苏打盐碱胁迫甜高粱品种M-81E为材料，使用SSH方法成功构建了苏打盐碱胁迫下差异表达基因的cDNA文库。经Blast比对分析，103个ESTs（81.1%）可以找到已知的同源序列，另有24个ESTs（18.9%）未获得同源匹配。其中只有48个ESTs（占46.6%）有功能注释，而55个ESTs（占53.4%）功能未知或者为假定蛋白。且在推测为假定蛋白的ESTs中，发现大多数ESTs与高粱逆境胁迫后构建cDNA文库中的ESTs序列有较高的相似性。11.根据数据库中的功能注释，结合GO和COG分类发现，在盐碱胁迫过程中，多种基因被诱导表达，涉及植物的光合作用、物质（包括碳水化合物、脂肪、氨基酸、辅酶和无机离子等）和能量代谢、细胞壁和细胞膜的组成、水通道、信号转导及转录调控因子等。
刘怀攀[4]2004年在《渗透胁迫下小麦幼苗体内多胺形态、定位与功能》文中提出干旱是困扰世界粮食生产的主要问题。研究植物耐旱机理以及探索提高植物抗旱能力途径一直是各国科研工作者关注的热点之一。小麦是我国和全世界主要的粮食作物。多胺是生物体内广泛存在的一类低分子量脂肪族含氮碱，是调控植物生长和发育的重要生理活性物质。然而，有关多胺与植物抗旱性的研究较为少见，特别是有关水分胁迫下游离态腐胺(fPut)累积的意义存在着较大分歧；有关结合态多胺与水分胁迫关系的研究就更为罕见；目前，尚缺乏水分胁迫下有关共价和非共价结合态多胺的细胞定位以及多胺参与水分胁迫信号转导功能报告。因此，笔者选择生长于不同生态区抗旱性不同的两个小麦品种豫麦18(抗旱性强)和扬麦9号(抗旱性弱)为试材，用聚乙二醇(PEG-6000)模拟自然干旱对幼苗根际进行渗透胁迫，研究多胺的种类和形态的变化、细胞中定位及功能。研究结果如下： 渗透胁迫7d，小麦幼苗叶片叁种游离态多胺：游离态腐胺(fPut)、游离态亚精胺(fSpd)、游离态精胺(fSpm)和高氯酸不溶性共价结合态(PISCC)-Put均上升，但是豫麦18号的fSpd、fSpm和PISCC-Put的上升幅度明显大于扬麦9号，而扬麦9号的fPut的上升幅度明显大于豫麦18号，所以导致了在渗透胁迫条件下，豫麦18号的fSpd+fSpm／fPut的比值明显大于扬麦9号。渗透胁迫也引起了幼苗叶片中的PSCC-PAs(PScC-Put、PSCC-Spd和PSCC-Spm)含量的上升，但是在两个小麦品种之间的上升幅度没有差异。这些结果表明，渗透胁迫条件下，小麦幼苗叶片的fSpd、fSpm及PISCC-Put含量的上升有利于增强小麦幼苗的抗胁迫能力，而幼苗叶片的PSCC-PAs与幼苗的抗渗能力影响不大。外源多胺和抑制剂处理实验以及以胚芽鞘为材料的实验验证了这一结论。 渗透胁迫下多胺的动态变化研究表明，渗透胁迫6h，两个品种叶片的fPut含量都急剧升高，豫麦18的升高幅度大于扬麦9号，但在胁迫6h后fPut含量急剧下降，并稳定在200nmol／g Fw左右的水平，然而扬麦9号的fPut水平在胁迫6h后仅稍有下降，随后稳定在300 nmol／g Fw左右的水平。两个品种的fSpd和fSpm水平在胁迫6h内与对照无大差别，然而在胁迫6h后，豫麦18的fSpd和fSpm急剧升高，12h后，分别稳定在150-200 nmol／gFW和80-100nmol／g Fw水平，而扬麦9号的fSpd和fSpm含量在胁迫48h内变化不明显。检测PISCC-PAs发现，随着胁迫时间的延长，两个品种叶片的PISCC-Put逐渐升高，但是豫麦18在胁迫12h后的升高幅度明显大于扬麦9号。这些结果表明，小麦幼苗对渗透胁迫的适应不仅表现为胁刘怀攀南京农业大学博士学位论文:渗透胁迫下小麦幼苗体内多胺形态、定位与功能迫初期叶片内游离态腐胺(fPut)的大量累积，而且更重要的是这些fPut能否及时转化为游离态亚精胺(fspd)和游离态精胺(fSPm)以及高氛酸不溶性的共价结合态腐胺(PISCC一Put)o 豫麦18根系质膜上的NCC一Spd、NCC一Spm和PISCC一Put含量以及H’一ATPase活性在渗透胁迫下明显上升，而扬麦9号的变化不明显。豫麦18的P工sCC一Spd含量在渗透胁迫下的上升幅度明显大于扬麦9号。暗示了渗透胁迫下，小麦幼苗根质膜上的NCC一Spd、NCC一Spm、PISCC一Put和PISCC一Spd通过提高质膜H’一^TPase的活性而增强幼苗的杭渗透胁迫能力。 扬麦9号根系液泡膜H+一ATPase和H‘一PPase活性在渗透胁迫下明显下降，而豫麦18下降不明显;豫麦18根系液泡膜上NCC一Spd和PISCC一Put含量在渗透胁迫下的上升幅度明显大于扬麦9号。暗示了渗透胁迫下，液泡膜上NCC一Spd以及PIScC一Put有才}!于维持膜上H‘一ATPase和H‘一PPase活性的稳定，从而有助于提高小麦幼苗的抗渗透胁迫能力。 豫麦18根系线粒体膜H’一ATPase活性和膜上筑基(一SH)的含量在渗透胁迫下的下降幅度明显小于扬麦9号，而膜上NCC一SPd和Pl SCC一Put含量在渗透胁迫下的上升幅度明显大于扬麦9号.暗示了渗透胁迫下，小麦幼苗根线粒体膜上的NCC一SPd和PISCC一Put可能通过维持膜上筑基含量和H’一ATPase活性的稳定来提高小麦幼苗的抗渗透胁迫能力. 与其它细胞器不同，除了NCC一Put外，小麦幼苗类囊体膜上结合态多胺含量在渗透胁迫下都有所下降，且豫麦18的NCC一Spd、PISCC一Put和PISCC一Spd含量的下降幅度明显小于扬麦9号，而扬麦9号的NCC一SPm在渗透胁迫下明显下降，豫麦18的NCC一Spm变化不明显。暗示了渗透胁迫下，小麦幼苗类囊体膜上NcC一SPd、PISCC一Spd和PlsCC一Put含量的下降，可能是叶绿体光合作用对水分胁迫敏感的原因之一。NCC一SPd、P工SCC一Spd和PISCC一Put水平在胁迫条件下的稳定有利于增强小麦幼苗适应渗透胁迫的能力。 豫麦18根系核蛋白体上NCC一Spm、PISCC一Put和PISCC一Spd含量在渗透胁迫一的上升幅度明显大于扬麦9号，像麦18的NCC一Spd含量在渗透胁迫下的上升明显，而扬麦9号的NCC一SPd含量变化不明显.暗示了渗透胁迫下，小麦幼苗根核蛋白体上NCC一Spm、NCc一Spd、pIScC一put和pISCC一Spd水平的上升可能通过维持核蛋白体构象和功能的稳定以及调节基因的表达而增强幼苗适应渗透胁迫的能力。 渗透胁迫初期小麦幼苗根fPut的积累受ABA
刘晓红[5]2007年在《环境因子胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响》文中研究指明本文通过研究在土壤干旱、PEG、溶液重金属离子、土壤外源重金属离子、NaCl以及低温等环境因子胁迫下,小麦叶片的电阻抗图谱参数、生理参数及电阻抗图谱参数与生理参数关系的规律;阐释了上述环境因子变化对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响,探讨在受到胁迫时叶片电阻抗图谱参数与生理参数的关系,试图应用电阻抗图谱参数反映在环境因子胁迫下小麦叶片细胞膜内变化的信息,为小麦叶片受干旱、重金属离子污染、NaCl和低温胁迫程度的物理指标诊断提供初步的参数。主要研究结果如下:1.小麦叶片的阻抗图谱和等效电路小麦叶片的阻抗图谱为一个单一的弧,并且有一个凹陷中心,当胁迫因子和胁迫程度变化时,图谱的波幅和特征频率发生变化,但形状无明显变化。单-DCE模型为小麦叶片最适合的等效电路。2.土壤干旱对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响方差分析表明,在品种之间,胞内电阻和弛豫时间分布系数具有极显着差异,弛豫时间差异显着;在生育期和水分处理之间,胞外电阻和胞内电阻差异极显着;在品种和水分处理的交互效应中,胞内电阻差异显着。小麦叶片的电阻抗图谱参数在不同抗旱类型中的分布呈现出交错性,与品种的抗旱性强弱没有明显的对应关系。水分胁迫使叶片的胞外、胞内电阻和弛豫时间分布系数增大,弛豫时间减小。不同生育期对胞外电阻和弛豫时间的影响为:开花期>孕穗期>抽穗期>灌浆期,对胞内电阻的影响为:开花期>抽穗期>灌浆期>孕穗期,对弛豫时间分布系数的影响则为:开花期>孕穗期>灌浆期>抽穗期。在受到水分胁迫时,所有品种小麦叶片的含水率都减小,抗旱性强的品种比抗旱性弱的品种减小的幅度要小,相对电导率都增大,但抗旱性弱的品种相对电导率增加的幅度更大。在受到土壤干旱胁迫时,所有品种的脯氨酸含量都增加了,但抗旱性强的品种比抗旱性弱的品种增加的幅度要大。随着土壤干旱胁迫程度的增加,叶片的CAT、POD活性的变化表现为先增加后减小或逐渐减小的趋势,其中,抗旱性强的品种减小的幅度较小,叶片的MDA含量在受到干旱胁迫后均增加,但品种的抗旱性不同,增加的幅度不同,抗旱性强的品种增加的幅度较小,而抗旱性弱的品种增加的幅度较大。3. PEG胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响4个电阻抗图谱参数在品种、溶液渗透势和胁迫时间的差异极显着,在品种和溶液渗透势的交互效应中,只有胞内电阻差异极显着。在品种和胁迫时间的交互效应中,只有胞外电阻差异不显着,其它参数的差异均为极显着。品种A、B、E和品种C、D之间差异显着,随着胁迫的深入,对叶片的伤害程度增加,在电阻抗图谱参数上表现的品种差异性逐渐减小。不同品种叶片的电阻抗图谱参数的变化规律为,胞外电阻:旱地品种>旱肥型品种>水地品种;胞内电阻:旱肥型品种>水地品种>旱地品种;弛豫时间:旱地品种>旱肥型品种>水地品种;弛豫时间分布系数:水地品种>旱地品种和旱肥型品种。胞外电阻和弛豫时间在溶液渗透势为-0.4 MPa、-0.2 MPa时较大,在渗透势为-1.0MPa、-1.2 MPa时较小;胞内电阻在溶液渗透势为-0.8 MPa最大,在渗透势为0时最小;弛豫时间分布系数在溶液渗透势为-1.2 MPa时最大,在-0.2 MPa最小。胞外电阻和弛豫时间在胁迫起始时值最大,随着胁迫时间的延长显着减小,在时间为72h时值最小。胞内电阻和弛豫时间分布系数在胁迫时间为72h时最大,在胁迫起始时值最小。相关分析表明,对品种A、B、C、E,胞外电阻与弛豫时间显着或极显着正相关;对品种B、C、D,胞外电阻与弛豫时间分布系数显着负相关;对品种A、E,胞内电阻与弛豫时间分布系数显着正相关。除了品种C的变化反常外,其余品种的胞内电阻与CAT都具有显着或极显着的负相关性。4.重金属离子溶液胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响4个电阻抗图谱参数在重金属离子、离子浓度、时间以及重金属离子和时间的交互效应中差异极显着,在重金属离子和浓度以及浓度和时间的交互效应中,只有弛豫时间分布系数差异不显着,其它参数均表现为差异显着或极显着。比较6种重金属离子胁迫下各个电阻抗图谱参数的大小,对胞外电阻,Ni2+>Pb2+>Cr3+>Cu2+>Zn2+>Cr6+,对胞内电阻,Zn2+>Pb2+>Cr3+>Cr6+>Cu2+>Ni2+,对弛豫时间, Zn2+>Pb2+>Cr6+>Cr3+>Cu2+>Ni2+ ,对弛豫时间分布系数,Cu2+>Ni2+>Cr3+>Pb2+>Cr6+>Zn2+。弛豫时间在Zn2+、Pb2+、Cr3+、Ni2+之间的差异显着,与生理参数的变化相对比较一致(但其中Cr6+的弛豫时间值不是最小,其中的原因有待于进一步的研究),可以反映重金属离子胁迫对小麦叶片的影响。相关分析表明,对6种离子,胞内电阻与弛豫时间分布系数均显着正相关,对Zn2+、Cr3+和Cr6+,弛豫时间与弛豫时间分布系数显着负相关。6种离子的胞内电阻与POD都具有显着或极显着的正相关性。除了Cr6+,其余离子均表现为弛豫时间分布系数与POD之间显着或极显着正相关。5.土壤外源重金属离子胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响4个电阻抗图谱参数在重金属离子以及浓度之间的差异均为显着或极显着。比较在6种重金属离子胁迫下各个电阻抗图谱参数的大小,对胞外电阻,Cu2+>Ni2+>Zn2+>Pb2+>Cr6>Cr3+,对胞内电阻,Cr3+>Cr6+>Ni2+>Pb2+>Zn2+>Cu2+,对弛豫时间, Cu2+>Zn2+>Pb2+>Ni2+>Cr6+>Cr3+ ,对弛豫时间分布系数, Cr3+>Ni2+>Cr6+>Pb2+>Zn2+>Cu2+。弛豫时间与生理参数的变化相对比较一致(但其中是Cu2+而不是Zn2+的弛豫时间最大,Cr3+而不是Cr6+的弛豫时间最小,其中的原因还有待于进一步的研究),可以基本反映土壤外源重金属离子胁迫对小麦叶片的影响。相关分析表明,除了Cu2+和Cr6+,其余离子均表现为胞内电阻与弛豫时间显着或极显着负相关,弛豫时间与弛豫时间分布系数显着或极显着负相关,除了Cr6+,其余离子均表现为胞内电阻与弛豫时间分布系数显着或极显着正相关。6.盐胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响4个电阻抗图谱参数在时间的差异极显着,在浓度的差异只有胞内电阻不显着,其它参数均为极显着。随着盐浓度和胁迫时间的增加,叶片的胞外电阻和弛豫时间减小或者表现为先增后减的趋势,在时间小于12h或盐浓度小于100 mmol·L-1时,变化剧烈;胞内电阻和弛豫时间分布系数随浓度和时间的增加表现为先降后升的趋势,其中弛豫时间分布系数在浓度为0~50 mmol·L-1,时间为0~12h内变化剧烈。在盐胁迫下,胞外电阻与弛豫时间极显着正相关,与弛豫时间分布系数极显着负相关;弛豫时间与弛豫时间分布系数显着负相关。7.低温胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响4个电阻抗图谱参数中除胞内电阻在温度的差异为显着外,其余3个参数在温度的差异均为极显着。随着温度降低,胞外电阻、弛豫时间和弛豫时间分布系数逐渐减小,在-12~-18℃之间变化剧烈,胞内电阻表现为先降后升的趋势。Logistic函数可以很好地拟合小麦叶片胞外电阻的变化,通过拟合,求得用胞外电阻表示的小麦叶片的抗寒性为-14.10℃,与用相对电导率表示的抗寒性-14.43℃相比,结果极为接近,前者只比后者高0.33℃。因此,胞外电阻是冷冻处理后确定小麦叶片抗寒性最适合的参数,这个结果与文献报道的结果非常一致。低温胁迫时,胞外电阻与弛豫时间、弛豫时间分布系数极显着正相关,胞内电阻与弛豫时间、弛豫时间分布系数显着负相关,弛豫时间与弛豫时间分布系数极显着正相关。
贾东升[6]2008年在《小麦抗旱相关转录因子基因TaMyb2s的克隆及功能验证》文中研究表明干旱缺水是影响世界粮食生产的最主要限制因子之一,它不仅限制了作物的种植区域,还严重影响作物的产量。挖掘、利用优异抗旱基因资源,改良作物抗旱性是提高作物产量的重要手段。近年来大量的研究从转录调控水平揭示了植物抗旱的机理,转录因子在抗旱过程中的作用已成为目前研究的热点。为了深入研究小麦响应干旱的分子机制,本研究以强抗旱小麦品种旱选10号为试验材料,分离了小麦转录因子TaMyb2的叁种cDNA序列,对叁者的进化关系、表达模式和功能进行了分析,主要结果包括如下:1.在普通小麦中分离到转录因子TaMyb2的3种全长cDNA序列,分别命名为TaMyb2-Ⅰ、TaMyb2-Ⅱ和TaMyb2-Ⅲ序列,叁者编码蛋白具有很高的同源性,任意两者之间同源性均高于95%,仅在激活域和C末端区域存在较大的差异;蛋白比对和聚类分析结果表明,叁者均具有R2R3-MYB转录因子的特性,与大麦HvMYB4和水稻Osmyb4的同源性最高,而HvMYB4、Osmyb4均与抗旱抗寒性有关;cDNA核酸序列聚类分析表明TaMyb2的叁种类型与小麦的叁个基因组A、B、D没有明显的对应关系。2.实时定量PCR检测表明TaMyb2参与对多种非生物逆境胁迫的应答,其表达受渗透、高盐、低温和外源ABA的诱导,在逆境胁迫信号转导途径中起重要的作用。但各自表达模式不尽相同,其中TaMyb2-Ⅲ对PEG处理反应最迅速;受低温胁迫时,TaMyb2-Ⅰ、TaMyb2-Ⅱ和TaMyb2-Ⅲ的表达高峰分别出现在胁迫处理的后、中和前期;在ABA诱导下,TaMyb2-Ⅰ和TaMyb2-Ⅲ表达模式相似,均在12 h出现表达高峰,而TaMyb2-Ⅱ的表达高峰出现的较晚;受盐胁迫时,叁者的表达最高峰均出现在3 h,其中TaMyb2-Ⅲ表达量最高。综合比较叁种类型基因在四种胁迫下的表达模式,TaMyb2-Ⅲ基因对非生物胁迫应答最迅速,TaMyb2-Ⅰ次之,而TaMyb2-Ⅱ对逆境胁迫的应答相对比较迟缓,表达量也低于其他两种类型。此外,TaMyb2s的叁种类型在幼苗期根中的表达量均高于其他时期在叶中的表达水平,TaMyb2-Ⅰ和TaMyb2-Ⅲ在生长后期的表达量降低,而TaMyb2-Ⅱ在拔节期和挑旗期仍保持较高的表达水平。3.转TaMyb2基因拟南芥植株在幼苗期比野生型具有较强的耐渗透胁迫能力,幼苗期的转基因植株在ABA胁迫下根的生长速度比野生型快,具有较强的抗ABA胁迫能力;成株期转基因植株比野生型耐干旱和盐胁迫能力强,说明TaMyb2基因能够增强植物的抗旱和耐盐能力。本文的研究结果表明:小麦转录因子TaMyb2s参与了干旱和渗透胁迫的应答反应,其过量表达能提高植物的抗旱性和耐盐能力。
周小梅[7]2008年在《渗透胁迫下水稻体内多胺代谢及其生理功能研究》文中提出以水稻品种旱116、嘉早935和湘早籼32号为材料,不同浓度的PEG6000模拟自然干旱及自然干旱对水稻进行渗透胁迫处理,添加多胺及多胺合成抑制剂等外源物质,研究了渗透胁迫下水稻生长,多胺代谢,活性氧及相关酶活性的变化及多胺在渗透胁迫信号转导过程中的地位,探讨了多胺在水稻适应渗透胁迫过程中的生理调节功能,主要研究结果如下:1、渗透胁迫促进水稻幼苗根系干物质的积累和根冠比的增大,在渗透胁迫下水稻幼苗体内的Put、Spd和Spm含量明显上升,且抗旱性强的旱116的上升幅度明显大于湘早籼32号,Put、Spd和Spm含量与根冠比呈一定的正相关,表明Put、Spd和Spm参与了水稻幼苗对渗透胁迫的适应性代谢。外源Spm处理增加了水稻体内Put、Spd和Spm的含量,减缓渗透胁迫对水稻的伤害,而多胺合成抑制剂MGBG和D-Arg处理则明显抑制水稻体内Put、Spd和Spm含量的上升,加重渗透胁迫的伤害程度,外源Put能明显逆转D-Arg的抑制效应。渗透胁迫下水稻幼苗体内Put、Spd和Spm含量的变化可作为苗期抗旱性的鉴定指标。2、渗透胁迫诱导水稻胚芽鞘和幼根中的Put、Spd和Spm含量的上升,对抗旱性强的旱116和嘉早935的促进作用更明显,外源MGBG和D-Arg抑制渗透胁迫下水稻体内Put、Spd和Spm含量的上升,加重渗透胁迫对胚芽鞘和幼根的伤害程度,而外源Spd处理明显促进胚芽鞘中Put、Spd和Spm含量的升高,减轻渗透胁迫的伤害。外源Spd处理虽明显促进幼根中Put、Spd和Spm含量的升高,但却加重渗透胁迫的伤害程度。渗透胁迫下胚芽鞘中PAs含量的变化可作为水稻芽期抗旱性鉴定的生理指标。3、对分蘖期进行渗透胁迫主要影响水稻的分蘖数,进而影响后期的产量。在渗透胁迫,外源Spm及MGBG的处理下,旱116叶片中Put、Spd和Spm的含量与分蘖数的变化率及抗旱系数呈极显着的正相关,表明在渗透胁迫下Put、Spd和Spm含量的上升有利于提高分蘖期水稻的抗旱性,与苗期的试验结果相一致。渗透胁迫下水稻叶片中Put、Spd和Spm含量的变化可作为分蘖期抗旱性的鉴定指标。4、渗透胁迫下水稻体内PAO活性随Put、Spd和Spm含量的变化而变化,且呈一定的正相关,细胞壁结合态PAO活性明显高于游离态PAO,是游离态PAO活性的9.8-15.65倍,且具一定的相关性(R=0.952),表明水稻体内PAO绝大部分定位于细胞壁上。5、在渗透胁迫,外源Put和MGBG的处理下,水稻幼苗叶片中SAMDC、ADC活性的变化与Put、Spd和Spm含量变化趋势基本一致,而ODC活性基本上没有明显变化,表明渗透胁迫下水稻幼苗叶片中Put的合成主要是经ADC的脱羧而形成。6、渗透胁迫诱导水稻叶片中Put、Spd和Spm含量的上升,促进叶片中SOD、POD的活性的升高及Vc的含量的增加来降低H_2O_2和丙二醛的水平,降低活性氧对水稻幼苗的伤害。7、渗透胁迫下水稻幼苗根中Put、Spd和Spm的积累受ABA、NADPH氧化酶产生的活性氧和Ca~(2+)的调节,Put、Spd和Spm可调节质膜NADPH氧化酶活性,表明可能存在Osmotic Stress→ABA→PAs→NADPH oxidase→H_2O_2→Ca~(2+)的信号转导途径,Put、Spd和Spm与NADPH氧化酶产生的活性氧及Ca~(2+)水平之间可能存在有交叉对话,Ca~(2+)与活性氧也存在交叉对话。
张立新[8]2006年在《氮、钾、甜菜碱对提高作物抗旱性的效果及其生理机制》文中研究指明氮、钾是作物需求量大而旱地土壤往往缺乏的矿质营养元素,除直接营养作物外,又对抗旱有一定效果。甜菜碱是季铵型水溶性生物碱,是作物细胞质中重要的渗透调节剂,喷施可提高作物抗旱能力。旱农地区,水分胁迫是常见现象,确定这3种物质的抗旱效果并揭示其抗旱机理,在理论和实践上都具有重要意义。过去绝大多数试验仅在干旱条件下进行,未能区分氮、钾的营养作用和其影响生理过程而表现出来的抗旱效果,也未区分甜菜碱本身的作用与抗旱功能。本研究在盆栽和水培条件下,以对水分胁迫有不同反应的2个玉米基因型品种和小麦为材料在水分胁迫和适量供水条件进行试验,从生物特性和生理反应等方面揭示它们增强作物抗旱性的效果和机理。主要结论如下:1.水分胁迫下,陕单9号干物质量和籽粒产量降低31.9%和6.8%,抗旱系数为0.93,是抗旱型品种;陕单911降低42.4%和24.4%,抗旱系数为0.76,是水分敏感型品种。水分胁迫下施钾和甜菜碱能显着提高干物质量及籽粒产量和水分利用效率,而在适量供水下无显着效果,表明二者有抗旱作用。水分胁迫和适量供水条件下施氮均有效,但水分胁迫下更突出。对水分敏感型品种效果更好。施用氮、钾和甜菜碱能不同程度降低蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高净光合速率,为干物质量和籽粒产量提高奠定了物质基础。2.水分胁迫下,水分敏感型品种的硝酸还原酶活性下降幅度,可溶性渗透物质脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白质、可溶性糖和K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量上升幅度均大于抗旱型品种。氮、钾肥对硝酸还原酶活性和渗透物质提高有显着效果。施用甜菜碱对提高硝酸还原酶活性,增加脯氨酸、甜菜碱、可溶性蛋白质和K~+含量的效果更显着。适量供水施氮作用降低,施钾和甜菜碱未显示明显效果。表明氮、钾和甜菜碱通过改善氮代谢和提高渗透调节能力是增强作物抗旱性能的机理之一。3.水分胁迫下,抗旱品种的叶片相对含水量、保护酶活性、根系活力下降幅度小,而水分敏感品种下降幅度大。水分胁迫虽能促使叶片抗坏血酸含量上升,丙二醛不同程度累积,质膜透性增大,但抗旱品种的变动幅度小于水分型敏感品种。钾和甜菜碱能显着提高叶片相对含水量、保护酶活性、抗坏血酸含量和根系活力,降低丙二醛含量,减缓水分胁迫下的膜质过氧化作用;而氮肥效果则因品种、生育期和施用量而定。适量供水,上述生理效果明显下降,甚至消失。由此可见,这些物质引起的这些生理变化是增强作物抗旱性的根源所在。4.在加入PEG液培条件下研究了水分和氮素胁迫时,甜菜碱对2种玉米品种苗期生
康文钦[9]2010年在《NaCl胁迫对燕麦幼苗生长与营养吸收的影响》文中认为本试验在室内水培的条件下,开展了NaCl胁迫对内蒙古主栽燕麦品种内农攸一号幼苗生长与营养吸收的影响的研究,同时以小麦品种农麦二号做对照,比较两种作物品种在NaCl胁迫下的生长与营养元素吸收分布特性,其结果如下:1.与对照相比,低浓度NaCl(40mmol/L)处理28天后,促进了燕麦的株高、根长、生物量的增加,而当NaCl浓度分别达到60mmol/L与80 mmol/L时,明显降低了小麦与燕麦的株高、根长、生物量,其中小麦较燕麦下降幅度大,说明燕麦品种内农攸一号较小麦品种农麦二号耐盐。2.随着NaCl浓度的增加,燕麦茎叶、小麦根中全N含量有所下降,燕麦与小麦茎叶内硝态氮含量以及叶片的NR活性均下降,而燕麦与小麦植株中全P含量有所增加;K~+、Ca~(2+)含量迅速降低,NaCl胁迫对小麦品种农麦二号营养吸收的影响明显高于燕麦品种内农攸一号。3.盐胁迫下,燕麦与小麦幼苗Na~+和Cl~-含量主要积累在茎叶中,且各器官中Na~+和Cl~-含量均随盐度升高而增加,在相同浓度的NaCl胁迫下,小麦植株体内Na~+和茎叶中Cl~-含量的增长率明显高于燕麦。4.燕麦与小麦植株中K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+比值随NaCl浓度的增加迅速降低,且小麦的降低幅度大于燕麦,在同一处理NaCl胁迫下燕麦的K~+/Na~+高于小麦;随着盐浓度的增加,小麦的SK/Na(吸收)降低,而燕麦的SK/Na(吸收)增大,两者的SK/Na(运输)和SCa/Na(运输)都增大, SCa/Na(吸收)都明显下降,小麦的下降幅度更大。
王玉凤[10]2008年在《玉米苗期对NaCl胁迫的响应与耐盐性调控机理的研究》文中进行了进一步梳理本研究对不同浓度NaCl胁迫下玉米幼苗的干重、渗透调节物质含量、保护酶活性、各器官离子的吸收与运转等生理生化特性进行研究,分析并探讨了盐胁迫对玉米幼苗的伤害及其耐盐机制,为进一步在分子水平上深入研究玉米耐盐性奠定了基础。同时,在盐胁迫下,施用适量的外源物质钙、钾、磷、硅和NO供体硝普钠(sodium nitroprussideSNP),分析了其对玉米幼苗生理生化特性的影响,探讨了外源物质提高玉米耐盐性的作用机理,为提高植物的耐盐性提供一定的理论依据。主要研究结果如下:1盐胁迫对玉米幼苗的伤害及其耐盐机制盐分胁迫包括渗透胁迫和离子胁迫,渗透胁迫导致吸水困难,离子胁迫造成生物膜破坏和生理紊乱。盐胁迫对玉米幼苗的伤害及其耐盐机理主要有以下几个方面:1.1玉米幼苗具有一定的耐盐性,50mmol·L~(-1)NaCl胁迫下,玉米幼苗干重略有增加,主要是根系干重显着增加。随着NaCl浓度增加玉米幼苗各器官干重下降,干重下降较大的器官是生长叶和成熟叶叶片。随NaCl浓度增加,各器官的含水量降低,含水量变化幅度为:根系＞生长叶＞成熟叶叶片＞成熟叶叶鞘。1.2 NaCl胁迫导致叶绿素含量降低,其中叶绿素a降低的幅度小于叶绿素b。盐胁迫下玉米幼苗净光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2浓度、气孔导度降低,而水分利用率和气孔限制值上升,表明盐胁迫使玉米幼苗光合速率降低主要是由气孔因素引起的。1.3 NaCl胁迫导致玉米幼苗细胞膜受到伤害,随NaCl浓度增加,叶片的电解质渗漏率增加,叶片和根系中MDA含量增加。1.4 NaCl胁迫下,玉米幼苗叶片和根系中可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸和脯氨酸含量均增加,但叶片增加幅度大于根系。1.5玉米幼苗在50 mmol·L~(-1)、100mmol·L~(-1)NaCl胁迫下,叶片和根系中SOD、CAT、POD活性均增加。但此时叶片和根系中MDA的含量并没有下降,反而增加,说明玉米叶片和根系组织的膜伤害有更复杂的机理。当NaCl浓度达到一定限度后,酶的活性受到抑制,酶活力降低,盐害加重。1.6玉米各个部分Na~+和Cl~-含量、Na~+/K~+和Na~/Ca~(2+)比值都是随着培养液中NaCl浓度的增加而迅速提高,Na~+、K~+和Cl~-含量的变化幅度是:根系＞成熟叶叶鞘＞生长叶＞成熟叶叶片,玉米幼苗的根系最易受外界离子浓度的影响,叶片受外界环境影响较小。各器官中Ca~(2+)、Mg~(2+)对盐胁迫的响应不一致,NaCl胁迫使根系中Ca~(2+)、Mg~(2+)量下降,成熟叶叶鞘中Mg~(2+)含量变化规律性不明显;而NaCl胁迫下,成熟叶叶片中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量增加。NaCl胁迫对各器官中的Zn~(2+)含量的影响不大。玉米幼苗具有拒Na~+机制,具有一定的耐盐性,它的耐盐性是根和成熟叶叶鞘来实现的,Na~+主要贮存在根系和成熟叶叶鞘中,而向成熟叶叶片和生长叶中运输较少。成熟叶叶鞘同时还具有拒Cl~-能力。2外源物质对盐胁迫的缓解作用植物的耐盐性是一种综合机制,其对盐胁迫的适应也是多种多样的,作物的耐盐性是一种相当复杂的生理功能,是遗传特性与外界环境共同作用的结果,不同的外源物质对盐胁迫的缓解作用是通过不同途径实现的,因而很难用某一个指标来说明外源物质与耐盐性的关系。总体上,外源物质对盐害的缓解作用表现在以下几方面:2.1盐胁迫最显着的效应是生长受抑制,本试验中几种外源物质钙、磷、钾、硅和NO在一定浓度下均不同程度的增加了盐胁迫下玉米幼苗的干物质产量。2.2外源物质提高了盐胁迫下叶片中的叶绿素含量,维持了盐胁迫下玉米幼苗较高的光合速率,但不同物质对叶绿素含量的影响不同,例如:外源钾和NO使叶绿素a/b比值增加,而外源磷、硅处理的玉米幼苗绿素a/b比值降低。2.3细胞膜是盐胁迫对植物伤害的原初部位,盐胁迫下细胞电解质渗漏的增加是盐伤害的重要特征之一,适量的外源物质均可降低盐胁迫下玉米幼苗的电解质渗漏率。2.4活性氧清除能力增加。外源钙、磷、钾、硅和NO均可不同程度地增强叶片和根系中SOD、CAT、POD活性,同时使叶片和根系中的膜脂过氧化产物-MDA含量降低。2.5外源物质通过促进盐胁迫下玉米幼苗体内渗透调节物质的运输,使其在叶片和根系中分配更合理,增强了玉米幼苗的渗透调节能力。判断盐胁迫下玉米幼苗渗透调节能力的大小,应看渗透调节物质在叶片和根系中的分配是否合理,单纯叶片中渗透调节物质含量的高低并不能完全说明渗透调节能力的大小。这可能是外源物质提高玉米幼苗耐盐性的一个重要方面。2.6外源钙、磷、钾、硅和NO降低了盐胁迫下玉米幼苗各器官的Na~+/K~+和Na~+/Ca~(2+)比值,维持了盐胁迫下玉米幼苗各器官的离子平衡。盐胁迫下外源钙、磷、钾、硅和NO的这些效果是改善玉米幼苗离子吸收与分配、促进生长发育的综合结果,尽管其作用的途径和机理各不相同,但都达到了对盐害缓解的目的,这说明通过外源物质提高植物耐盐性的直接机理不是唯一的。
参考文献：
[1]. Ca~(2+)与小麦的渗透胁迫反应和适应性的关系[D]. 郑桂珍. 河北师范大学. 2002
[2]. 小麦耐盐渐渗系山融3号根系盐胁迫转录组分析及相关基因功能研究[D]. 李朔. 山东大学. 2009
[3]. 甜高粱苗期对苏打盐碱胁迫的适应性机制及差异基因表达分析[D]. 戴凌燕. 沈阳农业大学. 2012
[4]. 渗透胁迫下小麦幼苗体内多胺形态、定位与功能[D]. 刘怀攀. 南京农业大学. 2004
[5]. 环境因子胁迫对小麦叶片电阻抗图谱参数的影响[D]. 刘晓红. 西北农林科技大学. 2007
[6]. 小麦抗旱相关转录因子基因TaMyb2s的克隆及功能验证[D]. 贾东升. 西北农林科技大学. 2008
[7]. 渗透胁迫下水稻体内多胺代谢及其生理功能研究[D]. 周小梅. 湖南农业大学. 2008
[8]. 氮、钾、甜菜碱对提高作物抗旱性的效果及其生理机制[D]. 张立新. 西北农林科技大学. 2006
[9]. NaCl胁迫对燕麦幼苗生长与营养吸收的影响[D]. 康文钦. 内蒙古农业大学. 2010
[10]. 玉米苗期对NaCl胁迫的响应与耐盐性调控机理的研究[D]. 王玉凤. 沈阳农业大学. 2008