谷子古称粟或稷，是起源于中国的古老粮食作物，在我国已经有8700年的种植历史，对我国的农耕文化产生了极其深远的影响[1]。谷子具有耐旱、耐瘠、耐贮存等生物学特性，是我国北方重要的杂粮作物，被认为是应对未来日益变暖气候和干旱生态环境的战略储备作物，在种植业结构调整中起着非常重要的作用[2-3]。谷子营养价值极高，富含氨基酸、维生素、类胡萝卜素和硒等，也是主要的粮食作物之一[4]。山西作为我国谷子主产区之一，属温带大陆性季风气候，由于春季气温变化较大，使得谷子幼苗期容易遭受低温冷害的影响[5]。近年来，倒春寒及低温天气频繁出现，常常引起谷子幼苗萎蔫、生长缓慢，形成低温损伤进而影响产量[6]。苗期低温冷害已成为制约谷子产量的重要因素之一。
低温胁迫是影响农作物生长发育和产量的重要非生物胁迫因素之一[7]。在低温胁迫下，农作物生长缓慢，叶片萎蔫失绿，产量和品质不同程度下降[8]。为了适应低温环境，作物会启动一系列机制来响应冷胁迫，包括作物细胞内酶活性、信号传导原生质体的变化以及细胞膜功能和结构的变化[9]。研究者在耐冷品种的筛选[10⇓-12]、低温对生理生化特性的影响[13-14]以及低温对生育特征及产量的影响[15-16]等方面已经做了大量工作，这些研究为提高作物的耐冷性和适应性提供了重要的理论依据。然而，关于低温胁迫对苗期谷子生理生态特性及后期生长方面的研究鲜见报道。本研究以耐冷品种晋谷21号及冷敏感品种长农48号为研究对象，在苗期进行8 ℃低温处理3 d，25 ℃恢复处理3 d，分析2个不同耐冷性谷子品种幼苗低温处理前、低温处理3 d后和恢复处理3 d后幼苗农艺性状、抗氧化酶活性和渗透调节物质等生理特性方面的差异，为耐低温谷子品种的选育提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2022年在吕梁学院作物栽培与调控实验室光照培养箱进行。试验材料选择耐冷品种晋谷21号（JG21，由山西农业大学经济作物研究所提供）和冷敏感品种长农48号（CN48，由山西农业大学谷子研究所提供）。
1.2 试验方法
谷子种子用强氯精消毒10 h后，清水浸种24 h，35 ℃催芽48 h，清水洗净后选取发芽一致的种子均匀置于塑料盆中，每个品种播16盆，每盆播20粒种子。在人工气候箱（GXZ280C型）常温25 ℃（昼夜温度为27 ℃/24 ℃）下培养，待谷子生长至三叶一心时，每个品种取其中8盆放在8 ℃（昼夜温度为10 ℃/6 ℃）的光照培养箱中低温处理3 d，余下8盆继续在人工气候箱生长作对照。处理期间光照条件相同，每天光照12 h（7:00-19:00），光照强度20 000 lx，相对湿度70%。处理结束后，常温恢复生长，3 d后取样调查。每个处理分别取谷子幼苗0.2 g，进行超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）和可溶性蛋白含量等生理指标的测定。
1.3 测定指标与方法
1.3.1 农艺性状
分别于处理前、低温处理3 d后和恢复处理3 d后选取长势均匀一致的成活谷子幼苗，分析幼苗农艺性状，取样时尽量保留完整的根系，将幼苗洗净擦干后测苗高和苗鲜重，然后将幼苗分别装于网袋，置于烘箱中80 ℃下烘干至恒重，冷却至室温后称苗干重。
1.3.2 抗氧化酶活性
1.3.3 叶片膜脂过氧化物
采用硫代巴比妥酸法测定MDA含量。称取0.1 g组织，加入1 mL提取液（磷酸缓冲液），进行冰浴匀浆，8000转/min、4 ℃下离心10 min，取上清液，置于冰上待测。
1.4 数据处理
采用Excel 2010分析和整理数据，使用SAS进行方差分析，用HSD检验法进行差异显著性检验（P<0.05）。
2 结果与分析
2.1 低温胁迫对谷子幼苗农艺性状的影响
由表1可知，与对照相比，低温处理3 d后不同耐冷性品种的苗高显著降低，冷敏感品种长农48号降幅为17.26%，耐冷品种晋谷21号降幅为11.34%，冷敏感品种降幅高于耐冷品种；与对照处理相比，低温处理3 d后不同耐冷性品种的鲜重和干重也显著降低。说明低温胁迫处理影响植株的正常生长发育，耐冷性品种晋谷21号受到伤害低于冷敏感品种长农48号。同时，恢复3 d后秧苗各性状指标均优于低温处理3 d后。
表1 低温胁迫对谷子幼苗农艺性状的影响
Table 1
| 品种 Cultivar | 处理 Treatment | 苗高 Seedling height (cm) | 鲜重（mg/100株） Fresh weight (mg/100 plants) | 干重（mg/100株） Dry weight (mg/100 plants) |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | 处理前 | 28.80b | 166.44d | 24.51g |
| 低温处理3 d后 | 27.37b | 197.08c | 37.12d | |
| 对照处理3 d后 | 30.87a | 282.83a | 41.86b | |
| 恢复处理3 d后 | 28.43b | 208.55bc | 39.23c | |
| 对照恢复3 d后 | 31.67a | 296.85a | 44.05a | |
| CN48 | 处理前 | 21.87c | 152.13e | 23.03h |
| 低温处理3 d后 | 18.70d | 166.44d | 31.84f | |
| 对照处理3 d后 | 22.60c | 197.08c | 34.13e | |
| 恢复处理3 d后 | 19.17d | 179.50d | 33.82e | |
| 对照恢复3 d后 | 23.47c | 218.55b | 37.69d |
不同小写字母代表处理间差异显著（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters represent significant differences among treatments (P < 0.05), the same below.
2.2 低温胁迫对谷子幼苗SOD活性的影响
由表2可知，与低温处理前相比，低温处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的SOD活性均显著提高，分别提高54.93%和33.32%，其中耐冷品种提高值远大于冷敏感品种；而对照处理SOD活性呈降低趋势，分别降低了3.26%和7.37%。恢复处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的SOD活性呈继续降低趋势，但低温处理并恢复3 d后的SOD活性仍高于处理前SOD活性。
表2 低温胁迫对谷子幼苗SOD活性的影响
Table 2
| 品种Cultivar | 处理Treatment | A | B | C |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | CK | 143.19b | 138.52b | 151.76b |
| LT | 143.19b | 221.85a | 198.71ab | |
| CN48 | CK | 125.85b | 116.57b | 127.30b |
| LT | 125.85b | 167.78a | 162.15a |
A为低温处理前，B为低温处理3 d，C为恢复处理3 d，CK为对照，LT为低温胁迫，下同。
A is before low temperature treatment, B is low temperature treatment for 3 d, C is recovery treatment for 3 d, CK is the control, LT is low temperature stress, the same below.
2.3 低温胁迫对谷子幼苗POD活性的影响
由表3可知，与低温处理前相比，低温处理3 d后，POD活性变化与SOD的活性变化趋势基本相似，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的POD活性均呈不同程度提高，其中耐冷品种晋谷21号提高33.74%，冷敏感品种长农48号提高18.69%。对照较低温处理前分别降低了4.33%和6.50%。恢复处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的POD活性相对于低温处理3 d后继续降低，但低温处理并恢复处理3 d后的POD活性依然高于处理前水平。以上结果表明，低温胁迫下耐冷品种POD活性明显上升，能够更好地清除体内过氧化物等有害物质，从而保护细胞免受氧化损伤。
表3 低温胁迫对谷子幼苗POD活性的影响
Table 3
| 品种Cultivar | 处理Treatment | A | B | C |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | CK | 796.19b | 761.73b | 745.50b |
| LT | 796.19b | 1064.83a | 967.19ab | |
| CN48 | CK | 565.63ab | 528.89b | 519.36b |
| LT | 565.63ab | 671.33a | 642.73a |
2.4 低温胁迫对谷子幼苗CAT活性的影响
由表4可知，与低温处理前相比，低温处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的CAT活性显著提高，其中晋谷21号提高34.59%，长农48号的CAT活性提高22.80%。耐冷品种的提高值大于冷敏感品种，而对照处理较低温处理前分别降低了3.18%和5.14%。恢复生长3 d后，晋谷21号的CAT活性较低温处理后继续下降。以上结果表明，耐冷品种在低温胁迫下能更好地调节体内活性氧代谢，维持细胞正常生长所需的氧化平衡，减轻过氧化氢对细胞造成的氧化损伤，保护细胞结构和功能的完整性。
表4 低温胁迫对谷子幼苗CAT活性的影响
Table 4
| 品种Cultivar | 处理Treatment | A | B | C |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | CK | 358.09b | 346.71b | 344.50b |
| LT | 358.09b | 481.94a | 455.21ab | |
| CN48 | CK | 304.01ab | 288.39b | 276.71b |
| LT | 304.01b | 373.33a | 356.67a |
2.5 低温胁迫对谷子幼苗MDA含量的影响
从表5可以看出，与低温处理前相比，低温处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的MDA含量均显著增加，耐冷品种晋谷21号增加了20.83%，冷敏感品种长农48号增加了29.70%，冷敏感品种的MDA含量增加值大于耐冷品种。低温处理并恢复生长3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的MDA含量呈继续增加趋势。上述结果表明，不耐冷品种更容易受到氧化损伤，而耐冷品种更能适应低温环境。这可能是耐冷品种具有更好的抗氧化能力和细胞保护机制，能够有效地降低MDA含量，进而减少MDA对细胞膜结构的损害。
表5 低温胁迫对谷子幼苗MDA含量的影响
Table 5
| 品种Cultivar | 处理Treatment | A | B | C |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | CK | 7.73b | 8.03ab | 8.21ab |
| LT | 7.73b | 9.34a | 9.61a | |
| CN48 | CK | 8.62b | 8.73b | 8.92b |
| LT | 8.62b | 11.18a | 11.74a |
2.6 低温胁迫对谷子幼苗可溶性蛋白含量的影响
由表6可知，与低温处理前相比，低温处理3 d后，耐冷品种晋谷21号和冷敏感品种长农48号的可溶性蛋白含量均呈增加趋势，分别增加了18.65%和15.24%，均达显著差异水平，其中耐冷品种的增加值大于冷敏感品种；低温并恢复处理3 d后，2个品种的可溶性蛋白含量逐渐降低，其中冷敏感品种长农48号可溶性蛋白含量更接近于对照水平。
表6 低温胁迫对谷子幼苗可溶性蛋白含量的影响
Table 6
| 品种Cultivar | 处理Treatment | A | B | C |
|---|---|---|---|---|
| JG21 | CK | 12.44b | 12.75ab | 12.07b |
| LT | 12.44b | 14.76a | 13.23ab | |
| CN48 | CK | 7.35b | 7.17b | 7.64ab |
| LT | 7.35b | 8.47a | 8.16a |
3 讨论
低温胁迫是影响谷子生长发育的非生物胁迫因素之一，影响谷子整个生育进程[18]。低温使谷子出现大面积的烂种烂芽，导致幼苗出现黄叶、卷叶和死苗现象，严重影响谷子生产[19-20]。本研究表明，谷子处于低温胁迫条件下时，其生长会受到显著影响，主要表现为苗高、鲜重和干重等农艺性状降低。闫锋[9]研究表明，谷子经低温胁迫后，出苗率不同程度下降，根长、叶长和苗鲜重均显著降低，类似的结果也在其他作物[21⇓-23]中得到证实。这可能归因于低温胁迫影响谷子幼苗正常代谢过程，其中最显著的为光合作用和呼吸作用。在低温胁迫下，叶片光合作用受到抑制，导致作物生长受限。罗艳[24]研究表明，低温胁迫下谷子叶片中的叶绿素含量和光合速率显著降低。同时，低温胁迫也会影响作物的呼吸作用，导致能量供应不足，从而抑制谷子苗期正常生长代谢。此外，低温胁迫还会影响植株的水分吸收和分布，缺水环境下植株根系发育不良，吸水吸肥能力降低，导致植株生长缓慢，甚至出现枯萎死亡的情况[25]。低温胁迫对作物生长的影响程度因品种因素而异。不同作物品种对低温胁迫的响应和适应机制不同，因此受到的影响程度也会有所不同。本研究表明，低温胁迫下晋谷21号仍能保持较高的生长率，而长农48号则表现出明显的生长抑制，与王文霞等[26]研究结果一致。可见，不同品种对低温胁迫的响应和适应机制存在差异，这种差异主要与品种的遗传特性有关。
正常环境下植株体内活性氧（ROS）的产生和清除保持平衡，而低温胁迫容易引起细胞内分子氧还原生成高反应活性的ROS，ROS和自由基的过量积累会对植物的分子生物学功能造成破坏[27-28]。低温胁迫下植株体内抗氧化抵御系统被诱导激活是其能够维持生长代谢的重要机制，酶促和非酶促抗氧化系统共同作用于ROS清除过程。Guo等[29]研究水稻苗期遭遇低温胁迫发现，随着温度降低程度加剧，叶片中抗氧化酶活性均呈先升高后降低趋势。Yu等[30]指出，低温胁迫初期小麦叶片中SOD、CAT和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）等抗氧化酶活性显著提高，以降低细胞内过氧化物的积累。本研究显示，低温胁迫下2个耐冷性差异谷子品种叶片中SOD、CAT和POD活性均显著提高，这有利于谷子抵御低温冷害，其中晋谷21号抗氧化酶活性提高更显著，表明耐冷品种晋谷21号抵抗低温胁迫的能力较强，在生产中可作为抗低温逆境栽培的首选品种。
当谷子幼苗遭遇低温冷害时，可通过渗透调节过程来维持细胞内外的渗透平衡，起到提高耐低温胁迫能力的作用[26]。Yang等[31]研究表明，2种不同耐冷性小麦品种叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量随低温胁迫时间增加呈现先升高后降低趋势。Kim等[32]指出，幼苗期低温胁迫5 d后，大豆叶片可溶性蛋白和游离脯氨酸含量明显增加。本研究表明，谷子在幼苗期经历低温胁迫后叶片中可溶性蛋白含量显著上升。这归因于逆境环境下，植株体内可溶性蛋白含量增加具有提高细胞的渗透压、保持细胞形态和稳定细胞膜的作用，从而使植株适应低温环境。MDA作为植物体内的一种代谢产物，其含量可以作为衡量植株遭受低温胁迫程度的指标之一[33]。Yin等[34]研究表明，低温胁迫下敏感型玉米品种叶片羟自由基和MDA含量明显上升。也有研究[30]表明，不同耐寒性小麦品种随着胁迫温度的降低，叶片MDA含量先升高后降低。本研究结果发现，不同耐冷品种在低温胁迫下叶片MDA含量均显著上升，与Biankas[35]研究结果一致。说明低温胁迫对谷子抗氧化系统产生了一定的损伤，引起了植物体内膜脂过氧化作用的加剧，导致脂质过氧化物增多。本研究还显示，低温胁迫下耐冷品种的MDA含量增幅显著低于冷敏感品种，类似的研究结果也出现在耐冷差异性的水稻[36]和小麦[37]中。这可能归因于耐冷性较强的植株通常能够通过调节自身的生理机制和抗氧化系统，降低过氧化程度，从而减少MDA的产生。
4 结论
通过对不同耐冷性谷子品种幼苗进行低温处理，发现低温胁迫显著降低了谷子秧苗的苗高、鲜重和干重，冷敏感品种的降幅高于耐冷品种，低温并恢复3 d后秧苗农艺性状指标均不同程度恢复但仍未达到对照水平。低温胁迫下，谷子通过提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性和可溶性蛋白等渗透调节物质含量来降低细胞内过氧化物的积累，调节细胞的渗透压，这些代谢途径构成了谷子苗期应对低温胁迫的重要防御机制之一。
参考文献
Transcriptome Analysis reveals brassinolide signaling pathway control of foxtail millet seedling starch and sucrose metabolism under freezing stress, with implications for growth and development
Comparative analysis of two phytochrome mutants of tomato reveals specific physiological, biochemical, and molecular responses under chilling stress
棉花出苗期耐冷综合评价体系的构建及耐冷指标筛选
DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2022.22.002
[本文引用: 1]
【目的】 综合评价棉花品种（系）出苗期耐冷性，建立可靠评价模型，筛选鉴定指标，为耐冷品种选育鉴定提供简便有效的评价方法。【方法】 以200份陆地棉品种（系）为试验材料，设恒定低温、昼夜变温和适宜温度3个处理，测定其出苗率、下胚轴长、根长、百粒重等指标，采用耐冷系数差异分析、频次分析、降幅分析、主成分分析、聚类分析和多元回归分析等方法，对群体进行耐冷型划分，并建立耐冷性评价模型和确定鉴定指标。【结果】 各指标在适宜温度下变异幅度较小，变异系数为3.12%—18.89%，各品种（系）出苗率在85.00%以上，具有较高的生活力，可用于后续耐冷性分析。在低温胁迫下群体内各指标变异幅度增大，为7.14%—108.33%，在恒定低温和昼夜变温下，变幅最大的指标依次为根长和萌发指数。主成分分析将14个低温相关指标和百粒重转换为6个相互独立的综合指标，代表了全部数据74.98%的信息量。利用隶属函数法计算综合耐冷评价值（D），并对其进行聚类分析，按照耐冷性强弱将200份陆地棉品种（系）划分为5类，第Ⅰ类群属于强耐冷型共2份，第Ⅱ类群属于耐冷型共42份，第Ⅲ类群属于中耐冷型共69份，第Ⅳ类群属于较敏感型共83份，第Ⅴ类群属于敏感型共4份，其中，新陆中16号为耐冷性最强的品种。采用多元回归分析方法，建立棉花出苗期耐冷性预测模型为Y=-4.10+0.58X4+0.40X14+0.32X1+0.22X5（R<sup>2</sup>=0.92），筛选出4个耐冷性鉴定指标，分别为恒定低温下的棉苗总长、出苗率、干物重和昼夜变温下的萌发率。田间早播试验中各品种（系）的出苗率，与室内试验结果基本一致。【结论】 采用恒定低温和昼夜变温处理结合多元统计分析方法对棉花出苗期耐冷性评价是可行的，恒定低温下的棉苗总长、出苗率、干物重和昼夜变温下的萌发率，可作为鉴定指标。
Rootstock priming with shikimic acid and Streptomyces griseus for growth, productivity, physio-biochemical, and anatomical characterisation of tomato grown under cold stress
植物对低温胁迫的生理响应及外源脱落酸缓解胁迫效应的研究进展
DOI:10.11686/cyxb2020091
[本文引用: 1]
近年来全球气候变化异常，极端天气和农业气象灾害频发，突发性低温胁迫已经成为农业生产中最常见的非生物胁迫之一。低温胁迫影响植物生长发育，对植物的生理机能、细胞膜组分及结构可产生直接或间接影响，降低作物产量和品质，严重制约农业生产。合理施用外源脱落酸（ABA）能够缓解低温胁迫对植物理化进程的影响。本综述系统阐述了低温胁迫对植物理化过程的影响，分别从光合生理、逆境生理、细胞膜组分及细胞结构、激素水平及基因表达等方面阐明了植物对低温胁迫的应激反应，分析了外源ABA缓解低温胁迫的积极效应。本课题论述了外源ABA缓解低温胁迫的研究现状和发展趋势，对农业稳产保产具有重要意义，也为今后植物抗冷研究提供理论依据。
结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉形成与积累的影响
DOI:10.16819/j.1001-7216.2022.211105
[本文引用: 1]
【目的】研究结实期低温胁迫对水稻强、弱势粒淀粉组分含量、积累速率及关键酶活性的影响，明确淀粉合成关键酶活性变化对淀粉积累速率的调控效应，探究强、弱势粒淀粉形成积累差异对水稻产量的影响。【方法】以耐冷型品种东农428和冷敏型品种松粳10为试验材料，设置1个常温处理(白天温度28℃，14h/夜间温度22℃，10 h，7 d)和4个低温处理(17℃，低温处理时间分别为1、3、5、7 d)，分析了结实期低温胁迫对强、弱势粒淀粉组分积累、合成关键酶活性、水稻产量及构成因素的影响，并探讨了灌浆期各阶段淀粉积累差异与酶活性变化的关系。【结果】与对照相比，结实期低温胁迫降低了两个品种水稻强、弱势粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)的峰值活性以及支链淀粉和总淀粉含量，提高了齐穗后28~38 d 低温处理3、5、7 d的颗粒结合型淀粉合成酶(GBSS)活性和直链淀粉含量。与对照相比，各低温处理酶活性最高和淀粉积累最快的时间均有不同程度的推迟，低温处理7 d的影响最大，强、弱势粒低温处理7 d的支链淀粉和总淀粉含量分别在齐穗后13、18 d降幅最大，直链淀粉含量在28 d增幅最大。相关分析表明，强、弱势粒直链淀粉含量及强势粒支链淀粉、总淀粉含量与其最大积累速率呈极显著正相关，弱势粒支链淀粉、总淀粉含量还受到其最大积累速率出现时间的影响。AGPase、GBSS、SSS、SBE活性变化与淀粉积累速率和积累时间早晚密切相关，对淀粉及淀粉组分含量的变化有着明显的影响。同时，结实期低温胁迫显著降低了水稻的千粒重、结实率和产量，且随低温处理天数的增加降幅逐渐增大。结实期低温胁迫对弱势粒中淀粉合成关键酶活性变化影响大于强势粒，弱势粒淀粉合成积累减慢，含量降低，导致水稻千粒重显著下降，产量降低。【结论】就品种而言，耐冷型东农428具有较高的淀粉合成关键酶活性，淀粉及其组分含量较高，在低温胁迫下产量能维持在较高的水平。因此，强、弱势粒淀粉合成关键酶活性对淀粉合成起着非常关键的调控作用，淀粉组分和含量及其变化对产量有着十分重要的影响。
Combinational variation temperature and soil water response of stomata and biomass production in maize, millet, sorghum and rice
不同品种甜高粱苗期耐寒性分析研究
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb17080048
[本文引用: 1]
低温胁迫是影响甜高粱产量和品质的主要非生物因素之一，为更好地了解低温胁迫下苗期甜高粱耐低温的机制，并服务于甜高粱耐低温品种的选育，本研究以6 个甜高粱品种为材料，对其在低温胁迫及恢复处理后苗期叶片中的各项生理指标进行测定，并以各项指标的抗冻系数作为衡量抗冻性的指标，采用主成分分析法以及聚类分析对抗寒性做出综合评价。研究表明，低温胁迫后，6 个甜高粱品种Pro 含量均不同程度上升；而SOD、POD、CAT活性以及可溶性糖含量却呈现不同的变化趋势，部分品种表现为下降趋势。通过主成分分析以及聚类分析最终将6 个品种分为3 类，‘BJ0603’和‘EN-11’为强抗寒类型，‘EN-12’、‘IMP-2’和‘KFJT-1’为中度抗寒类型，‘BJ0602’为弱抗寒类型。本研究结果为甜高粱抗寒品种的选育提供了一定的理论依据。
The Methylation Patterns and transcriptional responses to chilling stress at the seedling stage in rice
ABA enhanced cold tolerance of wheat ʻdn1ʼ via increasing ROS scavenging system
Enhanced sugar accumulation and regulated plant hormone signalling genes contribute to cold tolerance in hypoploid Saccharum spontaneum
Efficient citrus (Citrus unshiu) byproduct extract-based approach for Lactobacillus sakei WiKim 31 shelf-life extension
低温胁迫对甜菜抗氧化系统的影响
DOI:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0844
[本文引用: 1]
旨在研究低温胁迫对甜菜细胞膜过氧化及抗氧化系统的影响,并为研究其他植物的抗寒性生理机制提供参考依据。以甜菜品种‘KWS9147'为实验材料,采用水培方式栽培,设置了4℃的低温处理(L)和25℃的室温对照(CK),测定低温处理前后甜菜叶片中丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性的变化。结果表明,低温胁迫会对细胞膜造成损害并促使抗氧化系统产生防御作用,甜菜低温胁迫处理1天后与对照组对比,丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性发生了显著的变化,丙二醛(MDA)的含量增加了31.32%,总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,分别上升了10.74%、4倍、2.22倍、32.85%、和2.56倍。综上,甜菜在低温胁迫下抗氧化能力提高,从而清除活性氧自由基(ROS)的积累,减缓细胞膜脂过氧化对细胞造成的伤害。
Morphological and physiological responses of two chrysanthemum cultivars differing in their tolerance to waterlogging
The role of ethylene and ROS in salinity, heavy metal, and flooding responses in rice
DOI:10.3389/fpls.2014.00685
PMID:25538719
[本文引用: 1]
Plant growth and developmental processes as well as abiotic and biotic stress adaptations are regulated by small endogenous signaling molecules. Among these, phytohormones such as the gaseous alkene ethylene and reactive oxygen species (ROS) play an important role in mediating numerous specific growth or cell death responses. While apoplastic ROS are generated by plasma membrane-located respiratory burst oxidase homolog proteins, intracellular ROS are produced mainly in electron transfer chains of mitochondria and chloroplasts. Ethylene accumulates in plants due to physical entrapment or by enhanced ethylene biosynthesis. A major crop that must endure high salt and heavy metal concentrations upon flooding in regions of Asia is rice. Ethylene and ROS have been identified as the major signals that mediate salinity, chromium, and flooding stress in rice. This mini review focuses on (i) what is known about ethylene and ROS level control during these abiotic stresses in rice, (ii) how the two signals mediate growth or death processes, and (iii) feedback mechanisms that in turn regulate ethylene and ROS signaling.
