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ala预处理缓解桃树幼叶低温伤害的效应

果树学报 2022年第8期39卷 1407-1421页

作者：张建婷魏欣张海雯梁若琳安玉艳汪良驹南京农业大学园艺学院南京210095

【目的】了解外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ala)预处理对桃树幼叶低温胁迫的影响。【方法】以春季桃树幼叶为试材,用50 mg·L^(-1)ala溶液喷施叶片,然后于处理后3、6、9和12 d采集幼叶,置于-6℃低温冰柜中处理0、2、4和6 h... 详细信息

【目的】了解外源5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid,ala)预处理对桃树幼叶低温胁迫的影响。【方法】以春季桃树幼叶为试材,用50 mg·L^(-1)ala溶液喷施叶片,然后于处理后3、6、9和12 d采集幼叶,置于-6℃低温冰柜中处理0、2、4和6 h,测定不同处理的叶片叶绿素快速荧光曲线,分析PSⅡ和PSⅠ反应中心最大光化学效率及其电子传递速率。选取ala预处理6 d的叶片,测定相对电导率、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量,分析PSⅡ反应中心蛋白编码基因和脯氨酸代谢关键基因的相对表达量。【结果】与对照相比,ala预处理6~12 d,可以显著抑制低温胁迫导致的桃树叶片叶绿素快速荧光诱导动力学曲线早期荧光上升和晚期荧光下降。方差分析表明,ala预处理6 d时显著提高PSⅡ和PSⅠ反应中心最大光化学效率(分别为φP_(o)和φR_(o))、PSⅠ反应中心被氧化的最大速率(V_(PSI))以及PSⅡ传递电子还原PSI反应中心的最大速率(V_(PSII-PSI))。生理生化分析表明,低温胁迫导致桃树叶片相对电导率上升,而ala预处理显著抑制其上升幅度。ala预处理提高了低温胁迫下的桃叶SOD、CAT和POD酶活性,提高了可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量,降低了MDA含量。qRT-PCR分析表明,ala预处理上调了PSⅡ反应中心关键基因PsbB、Psb28、PsbO、PsbR和PsbY以及脯氨酸合成关键基因P5CS1和P5CR的表达,下调了脯氨酸降解基因PDH的表达。【结论】外源ala预处理可以缓解低温胁迫对桃树幼叶PSⅡ和PSⅠ反应中心的伤害,维持PSⅡ反应中心重要蛋白相关基因表达水平,提高抗氧化酶活性,增加渗透溶质含量。

关键词：桃叶片低温胁迫 ala 叶绿素荧光抗氧化酶活性渗透溶质

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ala对干旱胁迫下绣球生理特性的影响

北方园艺 2022年第10期 63-69页

作者：龙思宇李萌邓亚婷毛容婕谭子祎曹受金中南林业科技大学林学院湖南长沙410004 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004

以绣球品种‘无尽夏’盆栽为试材,采用盆栽控水和叶面喷施(ala)法,研究了不同质量浓度(0、25、50、75、100mg·L^(-1))的ala溶液对干旱胁迫下绣球叶片的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、游离脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶(... 详细信息

以绣球品种‘无尽夏’盆栽为试材,采用盆栽控水和叶面喷施(ala)法,研究了不同质量浓度(0、25、50、75、100mg·L^(-1))的ala溶液对干旱胁迫下绣球叶片的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、游离脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶(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、丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子(O_(2)^(·-))产生速率的影响,以期为研究外源ala增强植物在干旱胁迫下的抗旱能力提供参考依据,为提高绣球对干旱胁迫环境的生理适应性提供可行性方案。结果表明:干旱胁迫下绣球叶片表型失绿、渗透调节物质大量积累、抗氧化酶活性增强,植物生长受到抑制;适宜浓度的ala溶液可以提高干旱胁迫下绣球渗透调节物质含量、抗氧化酶活性,缓解活性氧伤害,降低干旱胁迫对细胞质膜抗氧化程度,外源ala可以有效缓解干旱胁迫对绣球的伤害,增强绣球对干旱胁迫的适应能力。

关键词：绣球干旱胁迫 ala 生理特性

ala和氨基酸肥料对桃光合特性及品质的影响

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分子植物育种 2022年第6期20卷 1930-1936页

作者：杨雅兰王诗赞田旖王聪敏商丘学院风景园林学院商丘476000 湖南省湘北职业中专学校常德415000

以桃(Prunu persica ***)为研究材料,在其生长发育期间喷施稀释75倍、150倍5-氨基乙酰丙酸(ala)稀释液以及1 000、2 000倍‘禾稼春’氨基酸水溶性肥稀释液,检测桃树叶片SPAD、叶绿素快速荧光特性、单果重、以及果实品质。结果显示:不同... 详细信息

以桃(Prunu persica ***)为研究材料,在其生长发育期间喷施稀释75倍、150倍5-氨基乙酰丙酸(ala)稀释液以及1 000、2 000倍‘禾稼春’氨基酸水溶性肥稀释液,检测桃树叶片SPAD、叶绿素快速荧光特性、单果重、以及果实品质。结果显示:不同稀释倍数的ala溶液和‘禾稼春’,均能不同程度地提高桃树叶片SPAD值、诱导I-P相荧光强度增加,叶片单位面积PSⅡ反应中心吸收(ABS/CSm)、捕获(TR_(0)/CSm)的能量上升,而热耗散量(DI_(0)/CSm)显著下降,J相相对荧光(V_(J))和PSⅡ反应中心最大关闭速率(Mo)下降,桃树叶片的光合性能指数(PI_(ABS),PI_(CS),PI_(total))显著上升。此外,ala及‘禾稼春’处理后能显著提高桃单果重,同时果实可溶性固形物、可溶性蛋白、可溶性糖、VC及花青素含量得到不同程度提高,但降低可滴定酸含量。可见,ala溶液和‘禾稼春’可应用于桃生产,增强桃光合作用,提高桃果实品质。

关键词： ala ‘禾稼春’ 桃光合作用品质

ala对盐胁迫下苦参种子萌发及幼苗生理特性的影响

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分子植物育种 2023年第12期21卷 4043-4048页

作者：刘福顺陈媛媛李宗谕刘秀岩杨世海吉林农业大学中药材学院长春130000

以苦参种子为材料,研究不同强度(25,50,100,150,200,250 mmol/L)NaCl胁迫及不同浓度(6.25,12.5,25,50,100 mg/L)ala对苦参种子发芽率、发芽势、发芽指数和芽苗根长、苗高以及苦参幼苗中MDA含量和CAT、POD、SOD活性的影响。结果表明,盐... 详细信息

以苦参种子为材料,研究不同强度(25,50,100,150,200,250 mmol/L)NaCl胁迫及不同浓度(6.25,12.5,25,50,100 mg/L)ala对苦参种子发芽率、发芽势、发芽指数和芽苗根长、苗高以及苦参幼苗中MDA含量和CAT、POD、SOD活性的影响。结果表明,盐胁迫对苦参种子发芽率、发芽势、发芽指数和芽苗根长、苗高有抑制作用,浓度超过250 mmol/L苦参将不能发芽。ala可缓解抑制作用,100 mg/L ala能显著缓解抑制作用,使苦参种子发芽率、发芽势、发芽指数和芽苗根长、苗高接近未受胁迫状态。盐胁迫使苦参幼苗中MDA含量显著升高,并随着盐浓度升高呈上升趋势,而ala能浓度依赖地降低因盐胁迫而升高的MDA含量。随着盐浓度的升高,苦参幼苗中CAT、POD、SOD活性呈先升高后下降趋势,在盐浓度为200 mmol/L时达到最大值,而ala能浓度依赖地提高苦参幼苗中CAT、POD、SOD活性,在100 mg/L时达到最大值。

关键词：苦参盐胁迫 ala 种子萌发生理特性

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ala对‘珍珠’番石榴果实品质的影响

分子植物育种 2022年第7期20卷 2396-2402页

作者：姜昊符栩任正恺彭文丽李萃玲吴凡李茂富海南大学园艺学院海口570228

以6年生‘珍珠’番石榴果实为材料,于谢花后15 d开始,果面分别喷施6.25、12.5、25、37.5、50 mg/L的5-ala,以探究不同浓度5-ala对成熟期番石榴果实品质的影响。结果表明:(1)外源喷施ala可同时显著提升番石榴果实横径和纵径,从而显著提... 详细信息

以6年生‘珍珠’番石榴果实为材料,于谢花后15 d开始,果面分别喷施6.25、12.5、25、37.5、50 mg/L的5-ala,以探究不同浓度5-ala对成熟期番石榴果实品质的影响。结果表明:(1)外源喷施ala可同时显著提升番石榴果实横径和纵径,从而显著提升果实单果重,对果实纵径提升幅度大于横径幅度,但果形指数无显著变化。(2)外源喷施ala可提高番石榴果实TSS含量、可溶性糖含量、VC、可溶性蛋白和总酚的含量,同时可在一定程度上降低果实可滴定酸含量。所试浓度中,以25 mg/L ala处理番石榴果实TSS、可溶性蛋白和VC含量最高,37.5 mg/L ala处理可溶性糖含量最大,6.25 mg/L ala处理降低果实可滴定酸效果最佳,该处理糖酸比显著高于其他浓度处理。(3)模糊隶属函数综合分析表明,本试验所设浓度中以25 mg/L ala处理综合处理效果最佳。由此可见,外源ala可以有效促进番石榴果实品质的提升,但对番石榴果实品质影响存在浓度效应,提升不同品质指标的最佳浓度各异。本试验初步探究了ala对番石榴的品质影响,确定25 mg/L ala有较好的效果,为进一步研究海南‘珍珠’番石榴品质提升提供参考意义。

关键词： ala ‘珍珠’番石榴果实品质

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外源ala缓解梨花器官低温伤害的效应研究

中国果树 2023年第6期 16-21,37页

作者：王鹏飞赵健霄李涛于春亮李云峰贾艳利张玉星张海霞权畅许建锋马辉河北农业大学园艺学院保定071000 河北省梨工程技术研究中心威县农业农村局魏县林果开发服务中心河北省气象科学研究所

为探究低温胁迫下外源5-氨基乙酰丙酸(ala)对梨花器官生理特性的影响,以新梨7号、玉露香花器官为试验材料,分别对其喷施25、50、75、100 mg/L ala溶液,以喷清水作对照,置于-2℃低温环境下处理3 h后,测定其相对电导率、可溶性糖含量、可... 详细信息

为探究低温胁迫下外源5-氨基乙酰丙酸(ala)对梨花器官生理特性的影响,以新梨7号、玉露香花器官为试验材料,分别对其喷施25、50、75、100 mg/L ala溶液,以喷清水作对照,置于-2℃低温环境下处理3 h后,测定其相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量,并进行主成分分析。结果表明:低温胁迫下,100 mg/L ala处理显著提高了新梨7号花器官可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和SOD、POD、CAT活性,显著降低了相对电导率,MDA含量与对照相比无显著变化;75 mg/L ala处理显著降低了玉露香花器官相对电导率,50 mg/L ala处理提高了可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD活性,25、50 mg/L ala处理脯氨酸含量显著低于对照,CAT活性、MDA含量无显著变化;对8个生理指标进行主成分分析,并构建综合评价模型,结合花器官形态,确定了缓解新梨7号、玉露香花器官低温伤害的最佳ala浓度分别为100、50 mg/L。

关键词： ala 新梨7号玉露香主成分分析

ala与氯化钙、蔗糖配施对南红梨果实品质及着色的影响

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中国果树 2022年第10期 35-38页

作者：李文絮曹晓云汪晓谦沈阳农业大学园艺学院辽宁110866

为筛选促进南红梨着色的植物生长调节剂,于果实转色期使用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸(ala)与氯化钙、蔗糖等配合进行田间喷施。结果表明,与对照相比,300 mg/L ala与氯化钙、蔗糖等配施可显著提高果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量、果... 详细信息

为筛选促进南红梨着色的植物生长调节剂,于果实转色期使用不同浓度的5-氨基乙酰丙酸(ala)与氯化钙、蔗糖等配合进行田间喷施。结果表明,与对照相比,300 mg/L ala与氯化钙、蔗糖等配施可显著提高果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量、果实颜色指数(CIRG)和果皮花青素含量,显著降低了果实可滴定酸含量、果实硬度及果皮叶绿素含量。进一步研究表明,ala与氯化钙、蔗糖配施处理显著促进了花青素相关合成结构基因ANS、UFGT、GST和调控因子MYB10的表达。因此,ala与氯化钙、蔗糖配施可通过提高花青素途径下游基因的表达来促进花青素的积累,进而提升南红梨果实品质,改善果皮色泽。

关键词：南红梨 ala 花青素果实品质着色

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ala对高温干旱胁迫下绣球生理特性的影响

ALA对高温干旱胁迫下绣球生理特性的影响

作者：龙思宇中南林业科技大学

学位级别：硕士

绣球(Hydrangea macrophylla),虎耳草科(Saxifragaceae)八仙花属(Hydrangea),为落叶观赏灌木,花期为5～8月,此时高温干旱,容易导致花和叶片的灼伤,影响观赏效果。5-氨基乙酰丙酸(ala)作为一种新型植物生长调节剂可有效缓解植物逆境伤害... 详细信息

绣球(Hydrangea macrophylla),虎耳草科(Saxifragaceae)八仙花属(Hydrangea),为落叶观赏灌木,花期为5～8月,此时高温干旱,容易导致花和叶片的灼伤,影响观赏效果。5-氨基乙酰丙酸(ala)作为一种新型植物生长调节剂可有效缓解植物逆境伤害,为了寻找提高绣球耐高温和干旱的有效途径,本研究以绣球品种‘无尽夏’二年生盆栽苗为对象,分别在两个温度梯度(35、42℃)和两个水分梯度(40%FC、20%FC)下,外源施加不同质量浓度(0;25;50;75;100 mg·L-1的ala溶液,从生理生化特性、叶片解剖结构和光合特性三个方面研究外源ala对高温和干旱胁迫下绣球的影响。主要研究结果如下:(1)高温和干旱胁迫导致绣球叶片中SOD、POD、CAT、APX活性上升,可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸含量上升,且随着胁迫温度和干旱程度的增加呈持续上升趋势;O2·-产生速率随着胁迫温度和干旱程度的增加先下降后上升;MDA含量随胁迫温度增加持续上升,随干旱程度增加先下降后上升。外源施加ala溶液可以不同程度地增加绣球叶片中SOD、POD、CAT、APX活性,抑制高温和干旱胁迫诱导的MDA和O2·-的产生,降低了膜脂过氧化程度,缓解了活性氧伤害;外源ala诱导绣球积累了更多的可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸等渗透调节物质,有效缓解了渗透胁迫,缓解了高温和干旱胁迫对绣球的损伤。其中35℃下以50 mg·L-1的ala、42℃下以75 mg·L-1的ala缓解活性氧和渗透胁迫损伤的效果最好;中度和重度干旱下以50 mg·L-1的ala缓解活性氧和渗透胁迫损伤的效果最好。(2)外源ala诱导高温和干旱下绣球叶片厚度、上下表皮厚度增加,使绣球叶片储水能力增强,诱导叶肉结构栅/海比、紧实度增大,使叶片对光能的利用效率提高,对叶片在高温和干旱环境下的修复调节起到了积极作用,有效缓解了非生物胁迫造成的叶片解剖结构损伤。其中42℃高温下以75 mg·L-1的ala对叶片结构损伤的修复调节效果最好,重度干旱下以50 mg·L-1的ala对叶片结构损伤的修复调节效果最好。(3)高温和干旱胁迫后绣球叶片叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量积累受到显著抑制,Pn、Tr、Gs降低,Ci升高,导致绣球Pn降低的主要是非气孔因素。外源ala诱导高温和干旱胁迫下绣球叶片叶绿素积累,改善了光合色素的损耗,同时诱导Ci降低,Tr、Gs升高来提升净光合速率,提高了绣球的光合能力。其中42℃高温下以75 mg·L-1的ala提升光合能力的效果最好,重度干旱下以50mg·L-1的ala提升光合能力的效果最好。

关键词：绣球 ala 高温胁迫干旱胁迫

ala提高草莓抗旱性机理的探究 ——茉莉酸的可能作用

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ALA提高草莓抗旱性机理的探究 ——茉莉酸的可能作用

作者：魏欣南京农业大学

学位级别：硕士

干旱是影响植物生长的重要环境因素之一。草莓是浅根系植物,因其叶片繁茂,蒸腾量大,因而对水分需求量较大。干旱会限制草莓的光合作用,进而影响其匍匐茎的生长、开花和结果,最终导致草莓产量和品质下降。因此,研究草莓对干旱胁迫的适应... 详细信息

干旱是影响植物生长的重要环境因素之一。草莓是浅根系植物,因其叶片繁茂,蒸腾量大,因而对水分需求量较大。干旱会限制草莓的光合作用,进而影响其匍匐茎的生长、开花和结果,最终导致草莓产量和品质下降。因此,研究草莓对干旱胁迫的适应性,探究提高草莓抗旱性的机制具有重要的理论指导和实践意义。前人研究表明,5-氨基乙酰丙酸（5-Aminolevulimic acid,ala）作为一种天然的氨基酸,在植物的生长发育以及抗逆反应中具有重要的意义,可以提高草莓的抗旱性,但是,其调控的分子机制尚不明确。为此,本文以‘红颜’草莓为材料,设置对照,20%PEG和20%PEG+25mg/L ala三个处理,比较了处理后2、4和6 d草莓叶片和根系形态及生理指标的变化,并基于转录组测序构建了不同处理条件下组织和时间双维度的基因表达谱。并结合挖掘到的相关结果在后期通过增加20%PEG+25 mg/L Me JA,20%PEG+50 mg/L茉莉酸抑制剂（DIECA）和20%PEG+25 mg/L ala+50 mg/L DIECA三个处理进一步探究茉莉酸（JA）在ala提高草莓抗旱性中的作用,主要结果如下:***模拟的干旱胁迫抑制草莓地上部和地下部的生长,降低植株鲜重和地上部干重;降低草莓叶片和根系的相对含水量,叶片的光合气体交换参数Pn、Ci和Tr等;抑制草莓根系的生长,表现在根系长度、分支数、表面积和体积等显著下降以及根系活力的降低。另外,ala处理可以缓解干旱胁迫对草莓的伤害,表现为:ala能缓解干旱胁迫造成的叶片失水,以及生长量、干重的下降;特别是根系的生长,叶片和根系含水量降低的状况;ala处理缓解干旱胁迫导致的气体交换参数的下降;ala处理对干旱胁迫降低草莓根系长度、分支数、表面积、体积和吸水能力等负面影响具有缓解作用;使根系更加强壮,提高根系的吸水性和根系活力。2.为进一步探究ala提高草莓耐旱性的可能生理机制,我们对PEG模拟的干旱胁迫下草莓叶片和根系中抗氧化酶活性、渗透调节物质、HO和激素的含量进行检测。结果显示,PEG胁迫下草莓叶片和根系的HO、渗透调节物质的含量升高,SOD、POD和CAT活性升高。而ala处理后进一步增加两个组织中抗氧化酶的活性,且抗氧化酶活性升高的更早。我们还发现ala对HO和脯氨酸含量的影响均具有组织特异性,即增加根系中的含量,但是降低叶片中的含量。此外,ala处理后会降低由PEG胁迫带来的草莓叶片和根系中可溶性蛋白、可溶性糖和MDA含量的增加。更重要的是,我们发现ala能提高PEG胁迫下草莓叶片和根系中JAs及其合成前体的含量。3.为了进一步探讨ala提高草莓抗旱性的分子机制,我们收集了‘红颜’草莓叶片和根系（包括3个处理时期,3个处理）,共54个测序样本进行转录组测序。通过分析,发现了干旱胁迫下草莓叶片和根系茉莉酸信号转导路径得到显著富集,且路径中的基因得到了明显的上调表达。基于STEM的表达模式分析,发现ala对干旱胁迫下草莓叶片和根系中profile 7（持续下调）在草莓叶片和根系中富集到激素信号转导路径,profile 0（持续上调）富集到系统获得性抗性、响应脱水胁迫等路径。再次推测,ala促进了草莓早期的激素合成和信号转导,并提高了胁迫后期的系统获得性抗性。4.为进一步探究和验证茉莉酸是否在ala提高草莓抗旱性中起作用。我们使用茉莉酸甲酯（Me JA）和茉莉酸合成抑制剂二乙基二硫代氨基甲酸钠（DIECA）外源处理‘红颜’草莓。结果表明:外源ala和Me JA均能缓解由干旱造成的草莓生物量、干重和相对含水量的下降。提高了草莓叶片的气体交换参数Pn、Tr和Pn/Ci,叶绿素荧光参数Fv、Fv/Fm和PI和叶绿素含量。而且能够促进草莓根系的伸长,提高根系活力和草莓根系水孔蛋白基因的表达。而添加DIECA能在一定程度上对ala缓解PEG胁迫的效应起到抑制作用;而在此基础上添加ala之后又能在一定程度上缓解DIECA对干旱胁迫下草莓的损伤,但是无法恢复到不添加DIECA的状态。以上结果表明:JA在ala提高草莓抗旱性中起着重要作用,ala可能通过茉莉酸路径提高草莓抗旱。本研究通过形态和生理指标测定以及转录组测序分析,揭示了ala提高草莓抗旱性的生理及分子机制,在ala诱导草莓抗旱性的早期挖掘到JA信号,并通过外源Me JA和DIECA,证实了茉莉酸在ala提高草莓抗旱性中起作用,提出了JA介导ala提高草莓抗旱性假说。

关键词： ala 草莓干旱胁迫转录组测序茉莉酸