ABA(脱落酸)对植物二氧化硫伤害的保护作用

植物叶钾离子(K~+)渗出量,是指示SO_2伤害的敏感指标,它与气孔开度呈显著正相关变化。将经ABA溶液培养的植物,通过熏气试验和HSO_3~-模式处理证实:ABA有促进气孔关闭,减少SO_2进入体内的作用;也具抑制HSO_3~-的伤害,减少K+渗出的功能,因此可以认为ABA是兼使植物增加蔽性和耐性的一种化学保护物质。     

叶片结构特征与SO2伤害和吸收的关系

对白蝉等植物进行SO_2熏气试验,观察叶片的伤害情况,并测定叶片含硫量的变化.试验结果表明:角质层厚度、细胞壁厚度与SO_2的伤害呈负相关;胞间隙与伤害呈正相关;在一定密度范围内,伤害程度随气孔密度的增大而加重,但当密度增大到一定程度后,反而有减轻的趋势.胞间隙与SO_2吸收量呈正相关;而气孔密度与吸收量的关系与伤害情况相类似.     

重金属对气孔保卫细胞功能和活性的影响

为深入了解重金属的毒性作用,我们选用蚕豆气孔保卫细胞系统检测了Al ~(3+)、Cr~(6+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)及电镀废水对气孔开度和细胞活性的影响,发现0.05mg/L的Al ~(3+)、Cr~(6+)、Cu~(2+)、Hg~(2+)作用于蚕豆表皮,可降低叶面气孔开度;抗坏血酸或LaCl_3能阻止金属离子诱发的气孔关闭,说明活性氧和钙离子参与了金属离子诱导的气孔关闭;当金属离子浓度提高至0.5~5mg/L时,气孔保卫细胞活性降低,随着浓度增大,金属离子对细胞的毒性增高。用电镀废水处理同样导致气孔开度减小,细胞活性降低。上述结果表明,环境金属离子含量达到一定值后会对植物细胞的功能产生影响,浓度提高时细胞活性受损,即使单一离子含量达到国家颁布的废水排放标准,也可能直接影响气孔开度,进而干扰植物生理,而高浓度金属离子引发的植物细胞活性丧失,对植物的危害将更为严重。     

水杨酸在氯化镉胁迫诱导蚕豆气孔运动中的作用

本文采用药理学方法,研究了氯化镉(CdCl2)、水杨酸(salicylicacid,SA)以及两者共同处理对蚕豆幼苗气孔开度的效应,以探明SA在CdCl2胁迫诱导蚕豆气孔运动中的作用.结果表明,0.025mg/L~10mg/LCdCl2处理显著诱导气孔关闭,随着Cd2+浓度的增加,气孔开度逐渐减小,且随着处理时间的延长,其诱导气孔关闭的效应也显著增强.不同浓度SA(0.01mmol/L、0.1mmol/L、0.5mmol/L和1mmol/L)单独处理表皮条时能显著诱导气孔开度减小,且具有明显的时间效应;1mmol/LSA处理2h~3h后,气孔接近完全关闭.与CdCl2单独处理相比,0.01mmol/LSA与CdCl2复合处理能显著抑制气孔关闭,但随着SA浓度的增加,抑制效应逐渐减弱.总之,一定浓度SA具有缓解CdCl2胁迫诱导蚕豆幼苗气孔关闭的效应.     

硫化氢参与镉诱导拟南芥气孔的关闭

以拟南芥为实验材料,利用分光光度法、显微观测法及药理学实验,研究了镉(Cd~(2+))、硫化氢(H2S)和脱落酸(ABA)处理对拟南芥野生型(wild type,WT)、abi5和lcd气孔运动的影响,以及H_2S合成酶L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)的活性和体内H2S含量的变化。结果表明:光照条件下,随着Cd~(2+)浓度的增加,野生型拟南芥气孔孔径逐渐减小,LCD的活性及内源H_2S含量依次升高。200μmol/L的CdCl_2可以减小abi5的气孔开度,且50μmol/L的H_2S也可以减小abi5和WT的气孔开度,而ABA并不能减小abi5的气孔开度,说明Cd~(2+)诱导的气孔关闭主要依赖H2S信号。实验进一步验证了这种现象:与WT相比,200μmol/L的CdCl_2对LCD缺失突变体(lcd)气孔开度的影响不大,加入H2S的供体NaHS后,lcd气孔关闭。研究发现,Cd~(2+)可通过增强LCD的活性,促进L-半胱氨酸分解生成H_2S,进而诱导拟南芥气孔关闭     

光呼吸化学调节的研究——Ⅱ.α-羟基吡啶甲磺酸(α-HPMS)对光呼吸和光合作用的影响

α—HPMS 是高等植物光呼吸的抑制剂,但它又是蒸腾作用的抑制剂,能迅速地引起气孔开度变小甚至关闭(Zelitch 1959、1961、1966)。而气孔的抗阻左右着CO_2的传导,在一定的范围内与光合作用速度具有明显的相关性(津野 1965,石原邦 1971、1979,Peet等1977),因而要力求光呼吸下降的效果反映在净光合速度的提高上。也就是说,要控制α—     

丙酮酸转运体AtMPC3介导植物干旱胁迫响应机理研究

在干旱胁迫下,植物通过自身复杂而有效的应对机制减少水分散失,其中关闭植物气孔降低蒸腾作用是一个重要环节。脱落酸(ABA)是植物响应干旱胁迫产生的可以诱导气孔关闭、减少水分散失的重要植物激素。丙酮酸是光合作用糖酵解的产物,需要借助线粒体丙酮酸转运体(MPCs)进入线粒体中进行后续物质和能量代谢。本研究发现拟南芥线粒体丙酮酸转运体AtMPC3参与介导植物干旱胁迫响应,在外源施加ABA条件下,AtMPC3基因缺失突变体的气孔较野生型开度更小,植物失水率更低,表现出更强的抗旱能力。结果说明AtMPC3在脱落酸促进植物气孔关闭及干旱应答过程中的重要作用,对于提高植物抗旱能力以及作物产量提升具有潜在应用价值及重要意义。     

SO_2影响下植物钾离子(K~+)渗出量变化规律的研究

本文以七个树种为材料。系统分析了在SO_2影响下植物叶片K~+渗出量的变化规律,确认K~+渗出量与培养液K~+浓度和叶片K~+含量无关:依光照强度和植物种类而异;气孔开度大、叶片含硫量高者K~+渗出量也多,具有很强的相关性。上述关系为合理利用这一生理指标进行大气质量评价提供了理论依据。     

γ-氨基丁酸经由细胞微丝骨架对拟南芥气孔开闭的负调控

为研究γ-氨基丁酸(GABA)信号在气孔开闭中的作用,将标记微丝的质粒35S-talin-GFP导入LBA4404农杆菌中,用浸花法转化哥伦比生态型(Columbia phenotype)拟南芥.通过卡那霉素抗性筛选,分别筛选到5个抗性株系.对T2代转基因幼苗根的荧光观察,证实了抗性株系均为转基因植株,在根的分生组织、伸长区、成熟区和气孔保卫细胞处都有较强的荧光表达.将GFP标记细胞骨架的转基因植株的叶片下表皮放在气孔张开液中充分反应2h,98%的气孔已经完全张开;将完全张开的气孔转移到含有1 mM GABA的溶液反应30 min,80%左右的气孔逐渐关闭,说明GABA信号是引起拟南芥气孔关闭的诱导因素,GABA能显著降低气孔开度,该信号促进气孔关闭是一个快速反应的过程.     

活性氧与NO在SO2诱导蚕豆气孔运动中的作用

以蚕豆叶表皮为材料,研究SO2胁迫时叶面气孔运动及其调节途径.研究发现,用浓度1～200μmol/L的SO2衍生物(亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合液)处理蚕豆叶下表皮后,气孔开度明显减小,气孔保卫细胞内活性氧(ROS)、一氧化氮(NO)和钙离子(Ca2+)水平显著升高.采用抗氧化剂抗坏血酸和过氧化氢酶,钙离子干扰剂EGTA和LaCl3,以及NO合成抑制剂NaN3与NO清除剂c-PTIO,分别与SO2衍生物同时作用时,SO2诱发的气孔关闭效应得到有效缓解,保卫细胞内ROS、NO和Ca2+水平随之改变.抗氧化剂和NO干扰剂能阻止SO2诱导的胞内ROS、NO和Ca2+水平升高;EGTA和LaCl3能降低SO2诱导的胞内NO和Ca2+升高,但不影响ROS水平.研究结果表明,较高浓度SO2能诱导气孔关闭,SO2胁迫诱导ROS和NO合成增加,ROS和NO通过钙信号系统调节气孔开度.     

草莓试管苗与土培苗气孔形态和气孔密度的比较

通过对草莓(fragariaananassaduch)试管苗与土培苗气孔形态和叶片下表皮气孔密度的观察比较,结果表明:试管苗气孔大小和气孔开度都明显大于土培苗,气孔无关闭能力;土培苗与试管苗两者叶片下表皮气孔密度的差异不显著,说明试管苗叶片保水能力差可能主要与气孔无关闭能力有关.     

亚硫酸氢钠生理效应的探讨 11.NaHSO_3对气孔、光合的影响

本文进一步追索了 NaHSO_3对气孔和光合作用影响的动态变化,通过与 Na_2SO_4等同步实验,间接证明 NaHSO_3可能在体内形成σ-羟基磺酸(σ-HPMS),它既是乙醇酸氧化酶的抑制剂,又可使气孔关闭。     

丰产条件下小麦水分状况的变化

一、引言水是植物进行各种生理活动的必要因素,各项生理活动的进行与相互协调和植物的水分供应是密切相关的。因此保证植物体内的水分平衡是保证植物良好的生长发育和高额产量的首要条件之一。为此,很多研究者(如A.Arland 等等。)都进行了植物体内水分生理指标的研究,他们认为叶片的蒸腾强度,吸水力,细胞液浓度,气孔开度,叶片或地上部的含水量及自由水与束缚水的含量之比等水分代谢的指标,可以反映植物体内的水分供应状况,并可借以推知植物内部的各项生理活动的正常与否。而吸水力,细胞液浓度,气孔开度等,也可作为灌溉的直接生理指标。同时,他们也研究     

大气中SO_2对植物生态效应的影响

本文从SO_2在植物体内的运转规律入手,用生态学的观点探讨大气中SO_2对植物伤害的症状与机理,以及SO_2对植物的生态效应.最后讨论SO_2对植物的利弊与城市绿化的关系.     

PI3P和NO在UV-B诱导蚕豆气孔关闭中的关系

以蚕豆(Vicia faba L.)叶片下表皮为材料,结合气孔开度分析和保卫细胞内源一氧化氮(NO)水平的测定,研究了NO和磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的催化产物磷脂酰肌醇3-磷酸(PI3P)在紫外线B(UV-B)诱导气孔关闭中的关系。结果显示:UV-B辐射诱导蚕豆保卫细胞NO产生和气孔关闭的效应能被PI3K抑制剂沃曼青霉素(WM)和LY294002(LY)显著抑制。同时,外源NO释放剂硝普钠(SNP)处理能完全逆转WM和LY对UV-B诱导气孔关闭的抑制效应,而WM和LY却不能抑制外源SNP诱导蚕豆气孔关闭的效应。结果说明,在UV-B诱导蚕豆气孔关闭的信号转导途径中PI3P的作用在NO上游。     

君子兰叶片光合特性初步探讨——Ⅰ气孔及对O_2和CO_2的交换

君子兰叶片气孔仅存叶之远轴面,属葱形气孔,每平方毫米15——30个,气孔器长径45——35微米。宽叶型品种气孔大于窄叶型品种气孔。昼间随光照增强气孔开度增大,夜间无光气孔开度变小。在3万——10万 Lux 的光强成株[图1]中上层叶片吸收 CO_2量为1.2——5.5mg、dm~(-2).hr~(-1),放 O_2量1——4 mg、dm~(-2)、hr~(-1)。CO_2补偿点50ppm 以下。光饱合点6——9万 Lnx。无光时放出微量 CO_2,吸收微量 O_2,吸收 O_20.07——0.25mg.dm~(-2).hr~(-1),呼吸商(RQ)1.3。气孔及其气体交换显旱境阳生植物特性,但 CO_2同化率低。     

NO对不同耐旱性杨树光合作用的影响

在水分胁迫条件下,研究了NO供体硝普钠(SNP)对乡土树种小青杨(Populus pseudo-simonii Kitag)和速生品种欧美杨107(Populus×euramericana cv.“74/76”)气孔运动及光合作用的影响。结果表明,经不同浓度SNP处理后,杨树叶片气孔相对开度降低,叶片气孔导度降低,蒸腾作用减弱;NO对杨树叶片的光合作用具有双重性,一定浓度的SNP可以调节植物的光合作用,缓解干旱胁迫的伤害,浓度达到2.0mmol.L-1时,则会产生伤害。SNP对107杨的作用效果优于小青杨,表明SNP更有利于提高速生杨对干旱胁迫的气孔反应能力。     

植物激素对气孔运动的调节

气孔是植物与外界环境进行气体交换的通道。植物通过调节表皮气孔的开闭来优化气体的通过量,从而适应自身的生存环境。植物气孔开度的大小受干旱、CO2浓度、光照、湿度等多种环境因子控制。作为植物应答环境因子变化的良好模式,建立各种刺激与气孔运动的关系,将直接推动相关领域研究工作的深入开展,为解决目前和将来面临的农业生产和环境恶化问题,进而为培育高抗和农作物新品种提供重要的理论基础。主要综述了脱落酸、生长素、细胞分裂素、乙烯、水杨酸、茉莉酸这6种植物激素对气孔运动的调节,进而了解植物利用气孔来调节并适应环境变化的内在机制。     

油菜素内酯诱导蚕豆气孔关闭与过氧化氢和一氧化氮的关系

研究了油菜素内酯(BR)对蚕豆气孔运动的效应及其与过氧化氢和一氧化氮的关系。结果表明,BR能显著诱导气孔关闭,其最适处理浓度和时间分别为5μmol/L和3h。H2O2清除剂抗坏血酸和过氧化氢酶、NO清除剂c-PTIO和血红蛋白、过氧化氢产生酶NADPH氧化酶抑制剂二苯基碘和NO产生酶一氧化氮合酶(NOS)抑制剂L-NAME均显著抑制BR诱导的气孔关闭,显示NADPH氧化酶催化产生的H2O2和NOS催化产生的NO参与BR诱导气孔关闭。BR有显著抑制ABA诱导气孔关闭的效应。     

铜胺氧化酶在乙烯诱导蚕豆气孔关闭中的作用

研究了铜胺氧化酶(CuAO)及其催化产物过氧化氢(H2O2)在乙烯利诱导蚕豆气孔关闭中的作用.乙烯释放化合物2-氯乙基磷酸(乙烯利)激活了非质体CuAO活性、提高了保卫细胞H2O2产生并诱导气孔关闭,乙烯利的上述效应被CuAO的两种不可逆抑制剂氨基胍(AG)和2-溴乙胺(BEA)抑制.在几种CuAO催化产物中,只有H2O2能阻止AG或BEA抑制乙烯利诱导气孔关闭.CuAO的主要底物腐胺(Put)也不抑制乙烯利诱导气孔关闭.研究结果表明,CuAO催化产生的H2O2参与了乙烯诱导的蚕豆气孔关闭.