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‘波叶金桂’对干旱和高温胁迫的生理生态响应

本站小编 Free考研考试/2022-01-01
汪俊宇, 王小东, 马元丹, 傅卢成, 周欢欢, 王彬, 张汝民, 高岩,*浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室, 浙江临安 311300

Physiological and ecological responses to drought and heat stresses in Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’

WANG Jun-Yu, WANG Xiao-Dong, MA Yuan-Dan, FU Lu-Cheng, ZHOU Huan-Huan, WANG Bin, ZHANG Ru-Min, GAO Yan,*The State Key Laboratory of Subtropical Silviculture, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Lin’an, Zhejiang 311300, China

通讯作者: gaoyan1960@sohu.com

编委: 李凤民
责任编辑: 李敏
收稿日期:2018-01-14修回日期:2018-05-12网络出版日期:2018-06-20
基金资助:国家自然科学基金.31470704
国家自然科学基金.31270756


Received:2018-01-14Revised:2018-05-12Online:2018-06-20
Fund supported: Supported by the National Natural Science Foundation of China .31470704
Supported by the National Natural Science Foundation of China.31270756


摘要
为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应, 该研究以木犀(Osmanthus fragrans) ‘波叶金桂’为材料, 采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫, 利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定; 同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明: 干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著; 可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低, 在协同胁迫后持续性下降, 重度协同胁迫下, 葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降, 而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势; 高温胁迫后, HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势, 中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%; 协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低, 干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明: 干旱胁迫条件下, ‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节, 同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性; ‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫; 协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻, ‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫; 中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损, 自我调节能力降低。
关键词： 木犀;干旱高温胁迫;非结构性碳;挥发性有机化合物;次生代谢酶

Abstract
Aims Drought and heat stresses are two critical environmental factors affecting the growth and development of plants; climate change has exacerbated the occurrence of these conditions in many parts of the world. To elucidate the mechanisms of responses to drought and heat stresses in Osmanthus fragrans, we studied changes in nonstructural carbohydrate (NSC) and volatile organic compounds (VOCs) emissions using 3-year-old seedlings (cultivar ‘Boyejingui’) under conditions of low drought (LD), moderate drought (MD) and severe drought (SD), interactively with heat treatments (40 °C in daytime (12 h) and 30 °C at night (12 h)).Methods The VOCs emissions were measured using the dynamic headspace air-circulation method, and the composition and content of VOCs were analyzed using the thermal desorption system/gas chromatography/mass spectrometer technique (TDS-GC-MS). We determined the content of NSC and activities of lipoxygenase (LOX), 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase (HMGR) and 1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase (DXR) in seedlings under different drought and heat treatments.Important findings The content of NSC in leaves was not significantly affected by drought stress. The contents of soluble sugar and starch were significantly reduced by heat stress as well as combination of drought and heat stresses. The combination of severe drought and heat treatment significantly reduced the contents of glucose, fructose, sucrose and starch by 47.7%, 46.4%, 34.4% and 38.2% (p < 0.05), respectively. There were differences among the activities of HMGR, DXR and LOX in response to drought and heat stresses. Under drought and combined stresses, the activities of HMGR and DXR increased first and then decreased, and the LOX activity increased. The activities of HMGR, DXR and LOX were significantly higher under heat stress than in controls. The release of terpenes increased first and then decreased with the level of drought treatments. MD and SD stress stimulated the release of terpenes by 37.9% and 32.3% (p < 0.05), respectively, but the combined stresses induced a reduction in the release of terpenes. The release of aldehydes increased significantly in response to drought, heat treatment, and their combination. The results indicated that ‘Boyejingui’ seedlings can enhance resistance to drought stress by adjusting contents of non-structural carbohydrate and releasing terpene compounds. They also adjusted the biosynthesis of terpene compounds and GLVs emission to resist against heat stress. However, the biosynthesis pathway of terpene compounds was blocked in the occurrence of both drought and heat stresses, when the enhanced release of GLVs facilitated the resistance. Under heat stress, moderate and severe drought caused severe damage to cell membranes, thus reducing the self-regulatory capacity.
Keywords：Osmanthus fragrans;drought and heat stress;non-structural carbohydrate;volatile organic compounds;secondary metabolic enzymes


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本文引用格式
汪俊宇, 王小东, 马元丹, 傅卢成, 周欢欢, 王彬, 张汝民, 高岩. ‘波叶金桂’对干旱和高温胁迫的生理生态响应. 植物生态学报[J], 2018, 42(6): 681-691 doi:10.17521/cjpe.2018.0017
WANG Jun-Yu. Physiological and ecological responses to drought and heat stresses in Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’. Chinese Journal of Plant Ecology[J], 2018, 42(6): 681-691 doi:10.17521/cjpe.2018.0017


非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015)。干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015)。Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响。随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015)。受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响。蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016)。

植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014)。Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加。Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放。高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011)。刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加。VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012)。

植物VOCs释放受到相关酶的调控。甲羟戊酸和甘油醛磷酸/丙酮酸两条途径是合成萜烯类化合物的主要途径(Dudareva et al., 2013), 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)分别是两个途径的关键限速酶(Ramak et al., 2013), 直接调控萜烯类化合物的生物合成(Moses et al., 2013)。植物释放绿叶挥发物(GLVs)是由环境胁迫诱发的一种防御反应, 植物通过调控其中关键酶——脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)——催化不饱和脂肪酸形成GLVs (Hassan et al., 2015)。因而HMGR、DXR和LOX活性的提高诱导VOCs的形成是植物增强抗胁迫能力的重要前提。

木犀(Osmanthus fragrans)为木犀科常绿乔木或灌木, 中国十大名花之一, 树形优美, 芳香袭人, 是重要的园林芳香植物。木犀品种资源丰富, ‘波叶金桂’作为金桂品种群中观赏价值很高的优异品种, 具有很高的研究价值。在全球气候变暖的大环境背景下, 杭州夏季持续高温干旱, 导致大量植物受到伤害, 成为制约当地农林业可持续发展的关键限制因子(陈柯辰, 2013; Hijioka et al., 2014)。为了研究植物非结构性碳、VOCs及相关酶代谢对干旱高温交互作用的响应, 本研究以‘波叶金桂’为对象, 通过控制水分和温度模拟干旱高温胁迫对非结构性碳含量、VOCs组分以及次生代谢酶活性的影响,揭示‘波叶金桂’在防御干旱高温胁迫反应中可溶性碳库的变化和VOCs含量与次生代谢酶活性的生理响应调节机制, 以及‘波叶金桂’在抵抗干旱、高温及协同胁迫方面的应对对策; 同时为植物多样性保护、园林植物的合理利用以及可持续发展提供参考。

1 材料和方法

1.1 供试材料

试验材料为三年生‘波叶金桂’ (浙江杭州画境种业有限公司提供)。2016年4月选取长势良好的苗木栽植于盛有培养土(泥炭:沙土:蛭石体积比1:2:1, 干质量1.5 kg)的花盆中(直径25 cm, 高30 cm), 苗高40 cm左右, 每盆1株, 共计40盆。苗木培植于温室(昼/夜30 ℃/25 ℃, 相对湿度40%)进行正常的栽培管理。充分缓苗1个月, 再实施控水胁迫。

1.2 试验处理

选取盆栽苗40盆, 随机分为8组, 其中4组用作干旱处理, 剩余4组干旱处理后再进行高温处理。

干旱胁迫: 试验根据土壤含水量设置对照(CK, 75%田间持水量(FC))、轻度干旱(LD, 60%FC)、中度干旱(MD, 40%FC)、重度干旱(SD, 20%FC) 4个水分梯度。采用称质量法控制土壤水分含量, 每天18:00称质量并补充消耗的水分, 维持土壤含水量。每个处理5盆, 每盆作为1个独立重复实验, 每个梯度土壤含水量达标后维持处理3天, 第4天10:00测定各项指标。

高温胁迫: 将对照组和每个干旱梯度胁迫后的苗木, 放入人工气候箱(昼/夜40 ℃/28 ℃, 12 h/12 h, 相对湿度40%, 光照强度400 μmol·m-2·s-1)进行高温胁迫处理2天。将对照组进行高温胁迫作为高温组, 其他作为协同组。每个处理5盆, 每盆作为1个独立重复实验。

1.3 试验方法

可溶性糖含量测定: 称取0.5 g植物叶片, 研磨至匀浆, 加蒸馏水9 mL, 沸水浴提取10 min, 不断搅拌。冷却, 离心(3000 r·min-1, 5 min)后取上清液。蔗糖、果糖和葡萄糖含量分别采用果糖和蔗糖试剂盒(南京建成科技有限公司)、葡萄糖试剂盒(上海荣盛生物药业有限公司)测定, 具体方法按说明书操作。

淀粉含量测定: 将上述提取可溶性糖后的沉淀用80%乙醇冲洗1遍, 加蒸馏水3 mL, 搅拌均匀, 沸水浴15 min。冷却后, 加入冷的高氯酸(9.2 mmol·L-1) 4 mL, 搅拌提取20 min, 蒸馏水定容至25 mL, 混匀, 离心(3000 r·min-1, 10 min)。取上清液, 采用蒽酮硫酸法进行测定。

HMGR和DXR酶液提取: 称取0.5 g冰冻叶片, 加5 mL Tris-HCl缓冲液(50 mmol·L-1, pH值7.5), 冰浴条件下研磨至匀浆, 10000 r·min-1离心30 min (4 ℃), 取上清液, 用于HMGR和DXR活性的测定以及蛋白质含量测定。

HMGR活性测定: 测定方法参照Toroser和Huber (1998)的方法并略作修改。反应总体积为1 mL。取980 μL Tris-HCl缓冲液(150 mmol·L-1, pH值7.5), 加入20 μL酶液。立即计时, 用紫外分光光度计在340 nm处检测还原型辅酶II (NADPH)的氧化情况, 每隔10 s检测一次, 连续测定5 min, 测得无底物β-羟[基]-β-甲戊二酸单酰辅酶A (HMG-CoA)的情况下NADPH的氧化速率(a)。反应体系同上, 取940 μL反应液, 加20 μL酶液, 再加40 μL HMG- CoA母液。操作步骤同上, 测得有HMG-CoA情况下的NADPH的氧化速率(b)。HMGR活力单位: 一个活力单位为1 min氧化1 nmol NADPH所需酶量(1 U)。

DXR活性测定: 参照Hasunuma等(2008)的方法并略作修改。反应总体积1 mL。取980 mL Tris-HCl缓冲液(150 mmol·L-1, pH值7.5), 加入20 μL酶液。立即计时, 用紫外分光光度计在340 nm处检测NADPH的氧化情况, 每隔10 s检测一次, 连续测定5 min, 测得无底物DXP的情况下NADPH的氧化速率(a)。反应体系同上, 取955 μL反应液, 加20 μL酶液, 再加25 μL DXP母液。操作步骤同上, 测得有DXP情况下的NADPH的氧化速率(b)。DXR活力单位: 一个活力单位为1 min氧化1 nmol NADPH所需酶量(1 U)。

蛋白质含量测定: 参照Bradford (1976)的方法进行测定。

LOX酶液提取: 称取0.5 g叶片剪碎, 用9 mL Tris-HCl缓冲液(100 mmol·L-1, pH值7.8)冰浴研磨至匀浆, 10000 r·min-1离心10 min (4 ℃), 得到上清液。

LOX活性的测定参照Hatanaka (1993)的方法并做修改。3.25 mL反应体系中含有3.0 mL醋酸缓冲液(100 mmol·L-1, pH值5.0)、0.2 mL底物和0.05 mL酶液, 测定在3 min内234 nm波长处吸光度的变化。LOX活力单位: 234 nm波长处, 以亚油酸为底物, 1 min反应体系吸光度增加0.1为1个活力单位(1 U)。

1.4 VOCs采集及分析方法

在9:00-11:00, 采用动态顶空气体循环采集法采集‘波叶金桂’ VOCs, 气体流量设置为0.1 m3·min-1, 采样30 min。VOCs成分分析采用TDS-GC-MS法。仪器正常工作条件参数设置参照Gao等(2005)的方法。TDS (TD3, GERSTEL, Mulheim, Germany)工作条件: 载气压力20 kPa; 进样口温度250 ℃; 热脱附温度250 ℃, 保持10 min; 冷阱温度-100 ℃, 保持3 min; 冷阱进样时温度骤然升至260。GC (7890A, Agilent, Delaware, USA)工作条件: 色谱柱为30 m × 250 μm × 0.25 μm的HP-5MS柱; 升温程序: 初始温度40 ℃, 保持4 min后, 以6 ℃·min-1速率升至 250 ℃, 保持3 min后, 以10 ℃·min-1的速率升至270 ℃, 保持5 min。MS (5975C, Agilent, Delaware, USA)工作条件: 电离方式为EI; 电子能量为70 eV, 原子质量范围: 28-450; 接口温度280 ℃; 离子源温度为230 ℃; 四级杆温度150 ℃。

1.5 数据分析

所有数据均为5次重复的平均值±标准误差。利用Oringin 9.0软件进行数据处理、图表制作和统计分析, 统计方法采用单因素方差分析, 进行Turkey多重比较(p < 0.05)。采用双因素方差分析法分析高温×干旱处理的交互作用。通过TDS-GC-MS技术分析, 获得VOCs总离子流色谱图, 采用NIST2008谱库并进行定性分析组分, 以色谱峰的峰面积表示成分的相对含量。

2 结果和分析

2.1 干旱、高温及协同胁迫对葡萄糖含量的影响

图1显示了干旱、高温及协同胁迫对‘波叶金桂’叶片葡萄糖含量的影响。干旱胁迫下葡萄糖含量呈现持续上升趋势, 在重度干旱胁迫下达到最高值, 比对照增加了13.8% (p < 0.05); 高温胁迫下葡萄糖含量减少, 比对照降低了15.5% (p < 0.05); 协同胁迫下比高温胁迫下降低幅度大, 与对照相比, 轻度、中度、重度协同胁迫分别减少了25.6%、33.9%和47.7% (p < 0.05), 表明高温和协同胁迫导致‘波叶金桂’叶片葡萄糖含量减少。

图1

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图1干旱高温处理对波叶‘波叶金桂’叶片葡萄糖含量的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱处理的差异显著, 不同小写字母表示高温处理的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 1Effects of drought and heat stress on glucose content in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). p < 0.01. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.2 干旱、高温及协同胁迫对果糖含量的影响

干旱、高温及协同胁迫对‘波叶金桂’叶片果糖含量的影响见图2。在干旱胁迫下果糖含量变化不明显; 高温胁迫下果糖含量比对照降低了15.4% (p < 0.05); 果糖含量在协同胁迫下持续性下降, 与对照相比, 轻度、中度和重度协同胁迫下分别降低了19.3%、27.5%和46.4% (p < 0.05), 下降幅度显著大于单一高温胁迫, 显著影响果糖的合成与分解。

图2

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图2干旱高温处理对‘波叶金桂’叶片果糖含量的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 2Effects of drought and heat stress on fructose content in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). **, p < 0.01. CK, control; LD, light processing; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.3 干旱、高温及协同胁迫对蔗糖含量的影响

图3显示了干旱、高温及协同胁迫对‘波叶金桂’叶片蔗糖含量的影响。蔗糖含量随着干旱胁迫强度的增强呈现先升高后降低的趋势, 分别在轻度和重度干旱胁迫达到最高值和最低值, 与对照相比分别增加了12.3% (p < 0.05)和减少了15.3% (p < 0.05); 高温胁迫下蔗糖含量比对照减少了9.8% (p < 0.05); 轻度、中度、重度协同胁迫下蔗糖含量与对照相比分别减少了13.6%、26.0%和34.4 % (p < 0.05)。轻度干旱促进蔗糖的积累, 高温、协同胁迫促进蔗糖的分解, 为‘波叶金桂’抵御胁迫提供能量。

图3

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图3干旱高温处理对‘波叶金桂’叶片蔗糖含量的影响(平均值±标准误差, n=5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 3Effects of drought and heat stress on sucrose content in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). p < 0.01. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.4 干旱、高温及协同胁迫对淀粉含量的影响

从图4可以看出: 干旱、高温及协同胁迫下‘波叶金桂’叶片淀粉含量发生了不同程度的变化。随着干旱胁迫强度的增加, 淀粉含量表现出先上升后下降趋势, 在重度干旱胁迫下达到最低值, 比对照减少了20.6% (p < 0.05); 高温胁迫下淀粉含量比对照减少了14.0% (p < 0.05); 与对照相比, 轻度、中度和重度协同胁迫下淀粉含量分别降低了20.5%、29.9%和38.2% (p < 0.05), 协同胁迫下明显降低了‘波叶金桂’叶片中的淀粉含量。

图4

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图4干旱高温处理对‘波叶金桂’叶片淀粉含量的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 4Effects of drought and heat stress on starch content in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). **, p < 0.01. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.5 干旱、高温及协同胁迫对HMGR活性的影响

由图5可见, 随着干旱胁迫强度的增强, ‘波叶金桂’叶片HMGR活性先上升后下降, 在轻度干旱胁迫下达到最大值, 与对照相比增加了57.1% (p < 0.05), 重度干旱胁迫下减少了22.1% (p < 0.05); 高温胁迫下HMGR活性比对照增加了43.2% (p < 0.05); 干旱高温协同胁迫后, 与对照相比, HMGR活性在轻度协同胁迫下增加了52.8% (p < 0.05), 在重度协同胁迫下减少了37.7% (p < 0.05)。

图5

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图5干旱高温处理对‘波叶金桂’叶片3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶活性的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 5Effects of drought and heat stress on 3-hydroxy-3- methylglutaryl CoA reductase (HMGR) activity in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). **, p < 0.01. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.6 干旱、高温及协同胁迫对DXR活性的影响

如图6所示, 在干旱胁迫下, 随着胁迫强度的增强, ‘波叶金桂’叶片DXR活性呈现先上升后下降的趋势, 与对照相比, 中度干旱胁迫下增加了56.7% (p < 0.05), 重度干旱胁迫下略有减少; 高温胁迫下DXR活性比对照增加了41.1% (p < 0.05); 协同胁迫下DXR活性呈现先升高后下降的趋势, 轻度协同胁迫下与对照相比增加了45.6% (p < 0.05), 重度协同胁迫下降低了36.9% (p < 0.05)。

图6

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图6干旱高温处理对‘波叶金桂’ 叶片1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶活性的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。**, p < 0.01。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 6Effects of drought and heat stress on 1-deoxy- D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase (DXR) activity in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of drought and different lowercase letters denote statistically significant differences of d heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). **, p < 0.01;. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.7 干旱、高温及协同胁迫对LOX活性的影响

从图7可以看出, 干旱、高温及协同胁迫后, ‘波叶金桂’叶片LOX活性发生了不同程度的变化。随着干旱胁迫强度的增强, LOX活性呈上升趋势, 重度干旱胁迫下比对照增加了55.4% (p < 0.05); 高温胁迫下LOX活性比对照增加了39.7% (p < 0.05); 轻度、中度和重度协同胁迫下与对照相比分别增加了60.9%、67.7%和39.8% (p < 0.05)。

图7

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图7干旱高温处理对‘波叶金桂’叶片脂氧合酶活性的影响(平均值±标准误差, n = 5)。不同大写字母表示干旱的差异显著, 不同小写字母表示高温的差异显著(p < 0.05, 根据LSD测验)。*, p < 0.05; **, p < 0.01;。CK, 对照; LD, 轻度干旱; MD, 中度干旱; SD, 重度干旱。

Fig. 7Effects of drought and heat stress on lipoxygenase (LOX) activity in leaves of Osmanthus fragrans cv. ‘Boyejingui’ (mean ± SE, n = 5). Different uppercase letters indicate significant differences of different lowercase letters denote statistically significant differences of from drought and heat stress treatment (p < 0.05, according to LSD test). **, p < 0.01. CK, control; LD, light drought; MD, moderate drought; SD, severe drought.



2.8 干旱、高温及协同胁迫对挥发物的影响

干旱、高温和协同胁迫, ‘波叶金桂’叶片VOCs种类和含量发生显著变化, VOCs共鉴定出23种化合物(表1)。随着干旱胁迫强度的增加, VOCs释放量呈上升趋势, 中度和重度干旱胁迫下VOCs释放量分别比对照增加了24.1%和22.8% (p < 0.05)。干旱胁迫下萜烯类化合物释放量呈现先增加后减少的趋势, 轻度和中度干旱胁迫下萜烯类化合物释放量分别比对照增加了16.8%和37.9% (p < 0.05), 重度干旱胁迫下减少了12.1% (p < 0.05); 干旱胁迫下醛类化合物释放量分别比对照增加了35.3%、46.8%和124.5% (p < 0.05), 诱导释放新增苯基丁醛和辛烯醛。高温胁迫醛类、萜烯类和酯类化合物分别比对照增加了83.6%、32.3%和70.3% (p < 0.05)。同时诱导新增辛烯醛、壬醛和异丁酸庚酯3种新组分。协同胁迫萜烯类化合物释放量减少, 醛类化合物释放量增加, 轻度、中度和重度协同胁迫下醛类化合物释放量分别比对照增加了94.0%、127.3%和96.3% (p < 0.05), 新诱导出丁香烯、壬醛、3-壬烯醇、辛烯醛、苯基丁醛和异丁酸庚酯。

Table 1
表1
表1波叶金桂’叶片挥发性有机化合物的主要成分(峰面积, A × 105·10 g-1)(平均值±标准误差)
Table 1The main components of the volatile organic compounds (VOCs) from the leaf of Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’ (peak area, A × 105·10 g-1) (mean ± SE)
序号
No.		挥发性有机物
Volatile organic compounds		分子式
Chemical
formula		28 ℃40 ℃
对照
Control		轻度干旱
Light drought		中度干旱
Moderate drought		重度干旱
Severe drought		对照
Control		轻度干旱
Light drought		中度干旱
Moderate drought		重度干旱
Severe drought
1己烯醛 3-HexenalC6H10O3.33 ± 0.230.58 ± 0.652.27 ± 0.12-3.61 ± 0.26--1.15 ± 0.05
22-甲基-4-戊烯醛
2-Methyl-4-pentenal		C6H10O0.99 ± 0.112.36 ± 0.23-5.97 ± 0.35-2.88 ± 0.123.14 ± 0.161.69 ± 0.13
32-已烯醛 (E)-2-HexenalC6H10O2.48 ± 0.182.14 ± 0.232.54 ± 0.218.67 ± 1.144.53 ± 0.544.35 ± 0.088.01 ± 0.247.03 ± 0.19
4苯基丁醛 4-PhenylbutanalC10H12O-1.85 ± 0.11---5.48 ± 0.132.58 ± 0.062.74 ± 0.06
5山梨醛 SorbaldehydeC6H8O1.08 ± 0.062.82 ± 0.081.90 ± 0.043.05 ± 0.641.80 ± 0.08-2.61 ± 0.112.33 ± 0.08
6辛烯醛 2-EthylhexenalC8H14O-1.91 ± 0.044.86 ± 0.81-3.77 ± 0.121.37 ± 0.060.67 ± 0.02-
7壬醛 n-NonanalC9H18O----0.76 ± 0.021.21 ± 0.040.90 ± 0.050.53 ± 0.02
8反-3-己烯醇
trans-3-Hexenol		C6H12O6.80 ± 0.458.07 ± 0.627.85 ± 0.674.12 ± 0.359.26 ± 1.612.50 ± 0.275.38 ± 1.013.20 ± 0.32
9(3E)-3-壬烯醇
(3E)-3-Nonen-1-ol		C9H18O------1.24 ± 0.071.17 ± 0.11
102-乙基己醇
2-Ethylhexan-1-ol		C8H18O4.28 ± 0.141.25 ± 0.08-1.93 ± 0.07-8.29 ± 0.612.08 ± 0.102.15 ± 0.09
11反罗勒烯 OcimeneC10H161.65 ± 0.061.53 ± 0.112.02 ± 0.081.85 ± 0.051.55 ± 0.08-0.80 ± 0.02-
12薄荷烯 cis-p-MenthaneC10H203.38 ± 0.04-2.03 ± 0.06-1.50 ± 0.122.48 ± 0.21-1.08 ± 0.05
13柠檬烯 LimoneneC10H163.83 ± 0.071.42 ± 0.121.61 ± 0.121.74 ± 0.103.29 ± 0.291.65 ± 0.151.67 ± 0.030.94 ± 0.04
14罗勒烯OcimeneC10H160.18 ± 0.013.25 ± 0.242.58 ± 0.221.44 ± 0.141.40 ± 0.10-0.94 ± 0.05-
15α-蒎烯alpha-PineneC10H160.07 ± 0.012.68 ± 0.163.13 ± 0.022.52 ± 0.095.24 ± 0.344.83 ± 0.373.60 ± 0.342.69 ± 0.27
16紫苏烯 PerillenC10H14O0.34 ± 0.040.53 ± 0.051.05 ± 0.111.60 ± 0.061.03 ± 0.020.63 ± 0.010.54 ± 0.02-
17长叶烯 LongifoleneC15H241.77 ± 0.133.69 ± 0.052.05 ± 0.230.71 ± 0.030.83 ± 0.011.46 ± 0.041.03 ± 0.020.88 ± 0.04
18丁香烯π CaryophyllenC15H24-----1.07 ± 0.05--
19顺-3-乙酸叶醇酯
cis-3-Hexenyl acetate		C8H14O21.55 ± 0.061.61 ± 0.862.25 ± 0.614.73 ± 1.376.11 ± 1.012.63 ± 0.312.20 ± 0.924.09 ± 0.56
20丙烯酸正己酯
Hexyl acrylate		C9H16O21.90 ± 0.09----2.58 ± 0.181.55 ± 0.021.08 ± 0.04
21异丁酸庚酯
Heptyl isobutyrate		C11H22O2--0.96 ± 0.035.66 ± 0.632.45 ± 0.236.00 ± 0.933.10 ± 0.432.47 ± 0.41
22丁酸庚酯 Heptyl butyrateC11H22O21.39 ± 0.051.31 ± 0.034.22 ± 0.082.05 ± 0.395.02 ± 0.714.40 ± 1.212.79 ± 0.942.18 ± 0.52
23丁酸丁酯 Butyl butyrateC8H16O23.87 ± 0.143.07 ± 0.545.93 ± 0.351.71 ± 0.481.25 ± 0.08---
合计38.8940.0748.2547.7553.452.8144.8337.37
-, 未检测到化合物。
-, the compound was not detected

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3 讨论

NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012)。相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015)。温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少。Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低。本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节。说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014)。葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成。高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理。高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010)。

植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016)。刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015)。HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用。Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调。本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量。在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009)。同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016)。在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍。协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成。

GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010)。Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加。本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009)。高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1)。

植物体内的初生代谢和次生代谢途径处于动态平衡, NSC是合成次生代谢产物的主要来源, VOCs的排放可能会大幅减少植物的固碳量(Dicke & Loreto, 2010; Pe?uelas & Staudt, 2010; Copolovici et al., 2014)。本研究中, 干旱胁迫下‘波叶金桂’通过蔗糖和淀粉降解积累葡萄糖维持正常膨压进行渗透调节; 同时, 还给次生代谢途径供给碳源合成萜烯类化合物(表1), 以此降低活性氧对‘波叶金桂’细胞膜的伤害。高温胁迫加强呼吸作用, 消耗可溶性糖和淀粉为萜烯类化合物的合成提供能量与碳源, 萜烯类化合物释放量显著增加; 协同胁迫导致细胞结构被破坏, 碳摄取和利用受到限制, 供应到次生代谢途径的碳源和能源减少, 最终萜烯类化合物的合成减少, ‘波叶金桂’体内活性氧大量积累以及细胞膜脂质过氧化, 在中度和重度协同胁迫下对‘波叶金桂’细胞膜造成严重伤害, 从而导致GLVs释放量增加。

综上所述, NSC既为植物自我调节提供能源和碳源, 同时又作为渗透调节物质进行渗透调节。干旱胁迫下‘波叶金桂’通过降解淀粉和蔗糖积累葡萄糖, 进行渗透调节维持正常膨压, 同时提高次生代谢酶活性调控萜烯类化合物大量合成, 从而抵御干旱胁迫。重度干旱胁迫导致GLVs释放量增加, ‘波叶金桂’细胞膜已经受到伤害; 高温胁迫下‘波叶金桂’呼吸作用加快, 可溶性糖和淀粉降解, 为抵御胁迫提供能量和碳源, 同时提高次生代谢酶活性, 促进萜烯类化合物合成, 从而抵御高温胁迫; 协同胁迫后, 可溶性糖含量明显下降, 萜烯类化合物的生物合成受阻, ‘波叶金桂’通过提高LOX活性合成大量GLVs; 中度和重度协同胁迫对‘波叶金桂’的伤害已经超过‘波叶金桂’自身生理生化调节的阈值, 细胞膜已经严重受损并导致组织损伤, 无法正常发挥保护机能。



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文献年度倒序
文中引用次数倒序
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In order to clarify the seasonal variation characteristics of Hangzhou under the background of the climate warming and the influence from the temperature variation to the seasonal variation, using the daily temperature data of the Hangzhou station from 1961 to 2012, according to the newest delineation standard of climatic season, the length and beginning date of four seasons were divided. The variation features of the temperature and the length and beginning date of four seasons in recent 52 years and the correlations among them were investigated with the modern statistical diagnostic methods, such as climatic trend rate, correlation analysis, and abrupt detection. The results showed that: summer was the longest season in Hangzhou, while autumn was the shortest season. Meanwhile the summer was becoming longer significantly at a rate of 5.33 d/10 a, and the winter was getting shorter obviously at a rate of -3.62 d/10 a. The lengthening of the summer was influenced by the advancing of the beginning date of the summer and the delaying of the beginning date of the autumn. The shortening of the winter was influenced by the advancing of the beginning date of the spring and delaying of the beginning date of the winter, furthermore the influence of former was more than that of the latter. The summer length becoming longer, the spring and summer beginning date advancing, and the autumn beginning date delaying occurred at the same abrupt change time of the early of the 1990s. The air temperature of Hangzhou had increased clearly with the climatic rate 0.35 /10 a in recent 52 years. The yearly mean air temperature had relationship with the length and beginning date of the four seasons. It mainly showed that when the air temperature increased, the beginning date of the spring and summer advanced and the two seasons lengthened, and the beginning date of the autumn and winter delayed and the two seasons shortened.
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以盆栽紫罗勒Ocimum basilicum‘Purple Ruffles’为试验材料,经3个不同温度(20,30,40℃)处理后,使用动态顶空法采集香气,然后采用自动热脱附-气相色谱/质量色谱联用技术(ATD-GC/MS)对萜烯类香气成分和释放量进行鉴定和分析。结果表明,紫罗勒香气中的萜烯类化合物数量随温度升高表现出降低的趋势,并且相对含量也表现出明显变化,说明温度能显著影响紫罗勒萜烯化合物的释放,但各个萜烯类化合物的变化规律不同。在检测到的萜烯化合物中桉叶油醇含量最高,3个温度下的平均含量达到了81%,远远高于其他成分,可初步判断桉叶油醇为紫罗勒挥发物中萜烯化合物的主要成分。
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Plants are multifaceted chemical factories that produce a multitude of compounds ranging from ethylene and methanol to complex terpenoids and nitrogen-containing alkaloids. More than 100,000 chemical products are known to be produced by plants and at least 1700 of these are known to be volatile. The study of plant volatiles has long been restricted to floral volatiles, but studies on plant volatiles emitted from the vegetative tissues are rapidly increasing. The amounts of Volatile Organic Compounds that plants disseminate into the atmosphere (VOCs or BVOCs from their ''Biogenic'' origin) are enormous. For instance, terrestrial plants are estimated to release about 500 tera-gram of carbon per year as isoprene, and probably a similar amount of carbon as monoterpenes. Other plant volatiles include e.g. green leaf volatiles, nitrogen-containing compounds and aromatic compounds. The emission of plant VOCs is not restricted to aboveground tissues but also occurs belowground from their roots.

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Summary Plants have evolved numerous constitutive and inducible defence mechanisms to cope with biotic and abiotic stresses. These stresses induce the expression of various genes to activate defence-related pathways that result in the release of defence chemicals. One of these defence mechanisms is the oxylipin pathway, which produces jasmonates, divinylethers and green leaf volatiles (GLVs) through the peroxidation of polyunsaturated fatty acids (PUFAs). GLVs have recently emerged as key players in plant defence, plant–plant interactions and plant–insect interactions. Some GLVs inhibit the growth and propagation of plant pathogens, including bacteria, viruses and fungi. In certain cases, GLVs released from plants under herbivore attack can serve as aerial messengers to neighbouring plants and to attract parasitic or parasitoid enemies of the herbivores. The plants that perceive these volatile signals are primed and can then adapt in preparation for the upcoming challenges. Due to their ‘green note’ odour, GLVs impart aromas and flavours to many natural foods, such as vegetables and fruits, and therefore, they can be exploited in industrial biotechnology. The aim of this study was to review the progress and recent developments in research on the oxylipin pathway, with a specific focus on the biosynthesis and biological functions of GLVs and their applications in industrial biotechnology.

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DOI:10.1016/0031-9422(91)80003-JURL [本文引用: 2]
The ‘green odour’ of green leaves arises from eight volatile compounds, C 6 -aldehydes and C 6 -alcohols which include leaf aldehyde, (2 E )-

Hijioka Y, Lin E, Pereira J, Corlett R, Cui X, Insarov G, Lasco R, Lindgren E, Surjan A ( 2014). Asia. In: Christopher B, Vicente R eds. Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability, Part B: Regional Aspects, Contribution of Working Group II, Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
Cambridge University Press, Cambridge,UK . 1327-1370.
[本文引用: 1]

Hoch G, Richter A, K?rner C ( 2003). Non-structural carbon compounds in temperate forest trees
Plant, Cell & Environment, 26, 1067-1081.
DOI:10.1046/j.0016-8025.2003.01032.xURL [本文引用: 1]
The current carbon supply status of temperate forest trees was assessed by analysing the seasonal variation of non-structural carbohydrate (NSC) concentrations in leaves, branch wood and stem sapwood of 10 tree species (six deciduous broad-leafed, one deciduous conifer and three evergreen conifer trees) in a temperate forest that is approximately 100 years old. In addition, all woody tissue was analysed for lipids (acylglycerols). The major NSC fractions were starch, sucrose, glucose and fructose, with other carbohydrates (e.g. raffinose and stachyose) and sugar alcohols (cyclitols and sorbitol) playing only a minor quantitative role. The radial distribution of NSC within entire stem cores, assessed here for the first time in a direct interspecific comparison, revealed large differences in the size of the active sapwood fraction among the species, reflecting the specific wood anatomy (ring-porous versus diffuse-porous xylem). The mean minimum NSC concentrations in branch wood during the growing season was 55% of maximum, and even high NSC concentrations were maintained during times of extensive fruit production in masting Fagus sylvestris . The NSC in stem sapwood varied very little throughout the season (cross species mean never below 67% of maximum), and the small reductions observed were not significant for any of the investigated species. Although some species contained substantial quantities of lipids in woody tissues ('fat trees'; Tilia , Pinus , Picea , Larix ), the lipid pools did not vary significantly across the growing season in any species. On average, the carbon stores of deciduous trees would permit to replace the whole leave canopy four times. These data imply that there is not a lot of leeway for a further stimulation of growth by ongoing atmospheric CO 2 enrichment. The classical view that deciduous trees rely more on C-reserves than evergreen trees, seems unwarranted or has lost its justification due to the greater than 30% increase in atmospheric CO 2 concentrations over the last 150 years.

Joó é, Dewulf J, Amelynck C, Schoon N, Pokorska O, ?impraga M, Steppe K, Aubinet M, van Langenhove H ( 2011). Constitutive versus heat and biotic stress induced BVOC emissions in
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Jud W, Vanzo E, Li Z, Ghirardo A, Zimmer I, Sharkey TD, Hansel1 A, Schnitzler JP ( 2016). Effects of heat and drought stress on post-illumination bursts of volatile organic compounds in isoprene-emitting and non-emitting poplar
Plant, Cell & Environment, 39, 1204-1215.
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Klein T, Hoch G, Dan Y, K?rner C ( 2014). Drought stress, growth and nonstructural carbohydrate dynamics of pine trees in a semi-arid forest
Tree Physiology, 34, 981-992.
DOI:10.1093/treephys/tpu071URL [本文引用: 1]

Li L, Sheen J ( 2016). Dynamic and diverse sugar signaling
Current Opinion in Plant Biology, 33, 116-125.
DOI:10.1016/j.pbi.2016.06.018URLPMID:5050104 [本文引用: 1]
Sugars fuel life and exert numerous regulatory actions that are fundamental to all life forms. There are two principal mechanisms underlie sugar ‘perception and signal transduction’ in biological systems. Direct sensing and signaling is triggered via sugar-binding sensors with a broad range of affinity and specificity, whereas sugar-derived bioenergetic molecules and metabolites modulate signaling proteins and indirectly relay sugar signals. This review discusses the emerging sugar signals and potential sugar sensors discovered in plant systems. The findings leading to informative understanding of physiological regulation by sugars are considered and assessed. Comparative transcriptome analyses highlight the primary and dynamic sugar responses and reveal the convergent and specific regulators of key biological processes in the sugar-signaling network.

Li P, Sun YF, Wang SG, Wang XD, Cai X, Zhu WZ, Paolo C, Li MH ( 2008). Altitudinal changes in leaf mass per unit area and tissue non-structural carbohydrates content of
Abies fabri on Gongga Mountain of southwest China. Chinese Journal of Applied Ecology, 19, 8-12.
URL [本文引用: 1]
以贡嘎山地区磨西山谷东北坡和康定山谷西南坡为样地，研究了高山林线和低海拔冷杉休眠期和生长旺盛期针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量．结果表明：生长在温暖湿润的磨西山谷东北坡的冷杉针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量均高于炎热干燥的康定山谷西南坡；高山林线冷杉比叶质量大于低海拔冷杉；高山林线冷杉组织非结构性碳水化合物含量总体高于低海拔冷杉，且生长期比休眠期更为显著．研究结果不支持“碳供应不足导致高山林线形成”的假说．
[ 李蟠, 孙玉芳, 王三根, 王小丹, 蔡小虎, 朱万泽, Cherybini Paolo, 李迈和 ( 2008). 贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化
应用生态学报, 19, 8-12.]
URL [本文引用: 1]
以贡嘎山地区磨西山谷东北坡和康定山谷西南坡为样地，研究了高山林线和低海拔冷杉休眠期和生长旺盛期针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量．结果表明：生长在温暖湿润的磨西山谷东北坡的冷杉针叶比叶质量和组织非结构性碳水化合物含量均高于炎热干燥的康定山谷西南坡；高山林线冷杉比叶质量大于低海拔冷杉；高山林线冷杉组织非结构性碳水化合物含量总体高于低海拔冷杉，且生长期比休眠期更为显著．研究结果不支持“碳供应不足导致高山林线形成”的假说．

Lin SK, Lin J, Liu QL, Ai YF, Ke YQ, Chen C, Zhang ZY, He H ( 2014). Time-course of photosynthesis and non-?structural carbon compounds in the leaves of tea plants (
Camellia sinensis, L.) in response to deficit irrigation. Agricultural Water Management, 144, 98-106.
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Liu F, Zuo ZJ, Xu GP, Wu XB, Zheng J, Gao RF, Zhang RM, Gao Y ( 2013). Physiological responses to drought stress and the emission of induced volatile organic compounds in
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[ 刘芳, 左照江, 许改平, 吴兴波, 郑洁, 高荣孚, 张汝民, 高岩 ( 2013). 迷迭香对干旱胁迫的生理响应及其诱导挥发性有机化合物的释放
植物生态学报, 37, 454-463.]
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Loreto F, Schnitzler JP ( 2010). Abiotic stresses and induced BVOCs
Trends in Plant Science, 15, 154-166.
DOI:10.1016/j.tplants.2009.12.006URLPMID:20133178 [本文引用: 3]
Plants produce a wide spectrum of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) in various tissues above and below ground to communicate with other plants and organisms. However, BVOCs also have various functions in biotic and abiotic stresses. For example abiotic stresses enhance BVOCs emission rates and patterns, altering the communication with other organisms and the photochemical cycles. Recent new insights on biosynthesis and eco-physiological control of constitutive or induced BVOCs have led to formulation of hypotheses on their functions which are presented in this review. Specifically, oxidative and thermal stresses are relieved in the presence of volatile terpenes. Terpenes, C6 compounds, and methyl salicylate are thought to promote direct and indirect defence by modulating the signalling that biochemically activate defence pathways.

Ma C, Feng YL, Zhang J, Wang HZ, Yuan JL, Li YJ ( 2017). Effects of exogenous methyl jasmonate on endogenous hormones and yield formation in wheat after anthesis under drought stress
Plant Physiology Journal, 53, 1051-1058.
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[ 马超, 冯雅岚, 张均, 王贺正, 原佳乐, 李友军 ( 2017). 外源茉莉酸甲酯对干旱胁迫下小麦花后内源激素含量及产量形成的影响
植物生理学报, 53, 1051-1058.]
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Maguire AJ, Kobe RK ( 2015). Drought and shade deplete non-structural carbohydrate reserves in seedlings of five temperate tree species
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Marias DE, Meinzer FC, Woodruff DR, McCulloh KA ( 2017). Thermotolerance and heat stress responses of Douglas-fir and ponderosa pine seedling populations from contrasting climates
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Morshedloo MR, Craker LE, Salami A, Nazeri V, Sang H, Maggi F ( 2017). Effect of prolonged water stress on essential oil content, compositions and gene expression patterns of mono- and sesquiterpene synthesis in two oregano (Origanum vulgare L.) subspecies.
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Moses T, Pollier J, Thevelein JM, Goossens A ( 2013). Bioengineering of plant (tri) terpenoids: From metabolic engineering of plants to synthetic biology
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Mu ZZ ( 2015). Research on the Impacts of High Temperature and Drought on Korla Fragrant Pear Photosynthetic Characteristics. Master degree dissertation, Xinjiang Agricultural University
ürümqi.
DOI:10.11937/bfyy.201506005URL [本文引用: 3]
本文以库尔勒香梨为材料，在36℃高温条件下，采用高温干旱、灌水、喷水3种处理方式，研究高温干旱对库尔勒香梨光合特性的影响。研究结果如下:　　1、高温干旱条件下库尔勒香梨的净光合速率的变化表现为“双峰型”，还有“午休”现象的出现，而且各时间段的净光合速率均小于灌水处理。　　2、高温干旱条件下库尔勒香梨的蒸腾速率与气孔导度变化趋势相同，呈凹型，且气孔导度在各时间段均小于灌水处理。　　3、高温干旱条件下库尔勒香梨细胞间二氧化碳浓度可能受净光合速率的影响，呈现出中午降低的趋势;灌水处理下库尔勒香梨的细胞间二氧化碳浓度变化幅度较...
[ 穆蓁蓁 ( 2015). 高温干旱对库尔勒香梨光合特性的影响研究
新疆农业大学, 乌鲁木齐.]
DOI:10.11937/bfyy.201506005URL [本文引用: 3]
本文以库尔勒香梨为材料，在36℃高温条件下，采用高温干旱、灌水、喷水3种处理方式，研究高温干旱对库尔勒香梨光合特性的影响。研究结果如下:　　1、高温干旱条件下库尔勒香梨的净光合速率的变化表现为“双峰型”，还有“午休”现象的出现，而且各时间段的净光合速率均小于灌水处理。　　2、高温干旱条件下库尔勒香梨的蒸腾速率与气孔导度变化趋势相同，呈凹型，且气孔导度在各时间段均小于灌水处理。　　3、高温干旱条件下库尔勒香梨细胞间二氧化碳浓度可能受净光合速率的影响，呈现出中午降低的趋势;灌水处理下库尔勒香梨的细胞间二氧化碳浓度变化幅度较...

Murcia G, Pontin M, Reinoso H, Baraldi R, Bertazza G, Gómez-Talquenca S, Bottini R, Piccoli PN ( 2015). ABA and GA3 increase carbon allocation in different organs of grapevine plants by inducing accumulation of non-?structural carbohydrates in leaves, enhancement of phloem area and expression of sugar transporters
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Nahar K, Hasanuzzaman M, Alam MM, Fujita M ( 2015). Exogenous glutathione confers high temperature stress tolerance in mung bean (
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Pan QM, Han XG, Bai YF, Yang JC ( 2002). Advances in physiology and ecology studies on stored non-structure carbohydrates in plants
Chinese Bulletin of Botany, 19, 30-38.
DOI:10.3969/j.issn.1674-3466.2002.01.004URL [本文引用: 1]
非结构性碳水化合物是参与植物生命过程的重要物质。蔗糖不仅是植物体内碳水化合物运输的主要形式 ,而且可以在基因表达水平上对细胞内的代谢进行调节。果聚糖是植物营养组织碳水化合物的主要暂贮形式 ;淀粉是植物主要的长期贮存物质之一。植物体内非结构性碳水化合物的代谢在很大程度上影响着植株的生长发育和对环境因子的响应。综述了植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展 ,着重介绍了蔗糖、果聚糖和淀粉代谢的生理过程及对环境因子 (温度和水分 )和人为因素的响应机制。
[ 潘庆民, 韩兴国, 白永飞, 杨景成 ( 2002). 植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展
植物学报, 19, 30-38.]
DOI:10.3969/j.issn.1674-3466.2002.01.004URL [本文引用: 1]
非结构性碳水化合物是参与植物生命过程的重要物质。蔗糖不仅是植物体内碳水化合物运输的主要形式 ,而且可以在基因表达水平上对细胞内的代谢进行调节。果聚糖是植物营养组织碳水化合物的主要暂贮形式 ;淀粉是植物主要的长期贮存物质之一。植物体内非结构性碳水化合物的代谢在很大程度上影响着植株的生长发育和对环境因子的响应。综述了植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展 ,着重介绍了蔗糖、果聚糖和淀粉代谢的生理过程及对环境因子 (温度和水分 )和人为因素的响应机制。

Pe?uelas J, Staudt M ( 2010). BVOCs and global change
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Santino A, Bonsegna S, Domenico SD, Poltronieri P ( 2010). Plant oxylipins and their contribution to plant defense
Current Topics in Plant Biology, 11, 103-111.
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Plants have evolved complex signalling pathways to cope with different biotic stresses. Complex interactions among these pathways permit a tight control between development and stress response. Oxylipin metabolism represents one of the main defence mechanisms employed by plants. It begins with the oxygenation of polyunsaturated fatty acids by lipoxygenases (LOX), to form fatty acid hydroperoxid...

Silva EN, Ferreirasilva SL, Fontenele ADV, Ribeiro RV, Viégas RA, Silveira JAG ( 2010). Photosynthetic changes and protective mechanisms against oxidative damage subjected to isolated and combined drought and heat stresses in
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Staudt M, Morin X, Chuine I ( 2017). Contrasting direct and indirect effects of warming and drought on isoprenoid emissions from Mediterranean oaks
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Toroser D, Huber SC ( 1998). 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase kinase and sucrose-phosphate synthase kinase activities in cauliflower florets: Ca 2+ dependence and substrate specificities
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Trifilò P, Casolo V, Raimondo F, Petrussa E, Boscutti F, Gullo MAL, Nardini A ( 2017). Effects of prolonged drought on stem non-structural carbohydrates content and post-drought hydraulic recovery in
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Velikova V, Varkonyi Z, Szabo M, Maslenkova L, Nogues I, Kovacs L, Peeva V, Busheva M, Garab G, Sharkey TD, Loreto F ( 2011). Increased thermostability of thylakoid membranes in isoprene-emitting leaves probed with three biophysical techniques
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Vickers CE, Possell M, Cojocariu CI, Velikova VB, Laothawornkitkul J, Ryan A, Mullineaux PM, Nicholas Hewitt C ( 2009). Isoprene synthesis protects transgenic tobacco plants from oxidative stress
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DOI:10.1111/j.1365-3040.2009.01946.xURLPMID:19183288 [本文引用: 1]
Isoprene emission represents a significant loss of carbon to those plant species that synthesize this highly volatile and reactive compound. As a tool for studying the role of isoprene in plant physiology and biochemistry, we developed transgenic tobacco plants capable of emitting isoprene in a similar manner to and at rates comparable to a naturally emitting species. Thermotolerance of photosynthesis against transient high-temperature episodes could only be observed in lines emitting high levels of isoprene; the effect was very mild and could only be identified over repetitive stress events. However, isoprene-emitting plants were highly resistant to ozone-induced oxidative damage compared with their non-emitting azygous controls. In ozone-treated plants, accumulation of toxic reactive oxygen species (ROS) was inhibited, and antioxidant levels were higher. Isoprene-emitting plants showed remarkably decreased foliar damage and higher rates of photosynthesis compared to non-emitting plants immediately following oxidative stress events. An inhibition of hydrogen peroxide accumulation in isoprene-emitting plants may stall the programmed cell death response which would otherwise lead to foliar necrosis. These results demonstrate that endogenously produced isoprene provides protection from oxidative damage.

Vitale M, Salvatori E, Loreto F, Fares S, Manes F ( 2008). Physiological responses of
Quercus ilex leaves to water stress and acute ozone exposure under controlled conditions. Water, Air & Soil Pollution, 189, 113-125.
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Zhang T, Cao Y, Chen Y, Liu G ( 2015). Non-structural carbohydrate dynamics in
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Zhao C, Wang HY, Liu MZ ( 2017). Metabolic regulation of soluble sugar, starch and related enzymes in cassava stems under drought stress
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[ 赵超, 王海燕, 刘美珍, 王文泉 ( 2017). 干旱胁迫下木薯茎杆可溶性糖、淀粉及相关酶的代谢规律
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Zhou S, Lin FP, Wang YK, Shen YB, Zhang RM, Gao RF, Gao Y ( 2012). Effects of mechanical damage of leaves on volatile organic compounds and chlorophyll fluorescence parameters in seedlings of
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[ 周帅, 林富平, 王玉魁, 沈应柏, 张汝民, 高荣孚, 高岩 ( 2012). 樟树幼苗机械损伤叶片对挥发性有机化合物及叶绿素荧光参数的影响
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[本文引用: 1]

Ultraviolet-B induced changes in gene expression and antioxidants in plants
1
2009

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

Acclimation to heat and drought—Lessons to learn from the date palm (
2
2016

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Impact of flooding and drought conditions on the emission of volatile organic compounds of
1
2014

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding
1
1976

... 蛋白质含量测定: 参照Bradford (1976)的方法进行测定. ...

1961-2012年杭州的升温趋势和四季分配之变化
1
2013

... 木犀(Osmanthus fragrans)为木犀科常绿乔木或灌木, 中国十大名花之一, 树形优美, 芳香袭人, 是重要的园林芳香植物.木犀品种资源丰富, ‘波叶金桂’作为金桂品种群中观赏价值很高的优异品种, 具有很高的研究价值.在全球气候变暖的大环境背景下, 杭州夏季持续高温干旱, 导致大量植物受到伤害, 成为制约当地农林业可持续发展的关键限制因子(陈柯辰, 2013; Hijioka et al., 2014).为了研究植物非结构性碳、VOCs及相关酶代谢对干旱高温交互作用的响应, 本研究以‘波叶金桂’为对象, 通过控制水分和温度模拟干旱高温胁迫对非结构性碳含量、VOCs组分以及次生代谢酶活性的影响,揭示‘波叶金桂’在防御干旱高温胁迫反应中可溶性碳库的变化和VOCs含量与次生代谢酶活性的生理响应调节机制, 以及‘波叶金桂’在抵抗干旱、高温及协同胁迫方面的应对对策; 同时为植物多样性保护、园林植物的合理利用以及可持续发展提供参考. ...

1961-2012年杭州的升温趋势和四季分配之变化
1
2013

... 木犀(Osmanthus fragrans)为木犀科常绿乔木或灌木, 中国十大名花之一, 树形优美, 芳香袭人, 是重要的园林芳香植物.木犀品种资源丰富, ‘波叶金桂’作为金桂品种群中观赏价值很高的优异品种, 具有很高的研究价值.在全球气候变暖的大环境背景下, 杭州夏季持续高温干旱, 导致大量植物受到伤害, 成为制约当地农林业可持续发展的关键限制因子(陈柯辰, 2013; Hijioka et al., 2014).为了研究植物非结构性碳、VOCs及相关酶代谢对干旱高温交互作用的响应, 本研究以‘波叶金桂’为对象, 通过控制水分和温度模拟干旱高温胁迫对非结构性碳含量、VOCs组分以及次生代谢酶活性的影响,揭示‘波叶金桂’在防御干旱高温胁迫反应中可溶性碳库的变化和VOCs含量与次生代谢酶活性的生理响应调节机制, 以及‘波叶金桂’在抵抗干旱、高温及协同胁迫方面的应对对策; 同时为植物多样性保护、园林植物的合理利用以及可持续发展提供参考. ...

不同温度对紫罗勒萜烯类挥发物释放的影响
1
2015

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

不同温度对紫罗勒萜烯类挥发物释放的影响
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2015

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Global convergence in the vulnerability of forests to drought
1
2012

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Volatile organic compound emissions from
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2014

... 植物体内的初生代谢和次生代谢途径处于动态平衡, NSC是合成次生代谢产物的主要来源, VOCs的排放可能会大幅减少植物的固碳量(Dicke & Loreto, 2010; Pe?uelas & Staudt, 2010; Copolovici et al., 2014).本研究中, 干旱胁迫下‘波叶金桂’通过蔗糖和淀粉降解积累葡萄糖维持正常膨压进行渗透调节; 同时, 还给次生代谢途径供给碳源合成萜烯类化合物(表1), 以此降低活性氧对‘波叶金桂’细胞膜的伤害.高温胁迫加强呼吸作用, 消耗可溶性糖和淀粉为萜烯类化合物的合成提供能量与碳源, 萜烯类化合物释放量显著增加; 协同胁迫导致细胞结构被破坏, 碳摄取和利用受到限制, 供应到次生代谢途径的碳源和能源减少, 最终萜烯类化合物的合成减少, ‘波叶金桂’体内活性氧大量积累以及细胞膜脂质过氧化, 在中度和重度协同胁迫下对‘波叶金桂’细胞膜造成严重伤害, 从而导致GLVs释放量增加. ...

Induced plant volatiles: From genes to climate change
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2010

... 植物体内的初生代谢和次生代谢途径处于动态平衡, NSC是合成次生代谢产物的主要来源, VOCs的排放可能会大幅减少植物的固碳量(Dicke & Loreto, 2010; Pe?uelas & Staudt, 2010; Copolovici et al., 2014).本研究中, 干旱胁迫下‘波叶金桂’通过蔗糖和淀粉降解积累葡萄糖维持正常膨压进行渗透调节; 同时, 还给次生代谢途径供给碳源合成萜烯类化合物(表1), 以此降低活性氧对‘波叶金桂’细胞膜的伤害.高温胁迫加强呼吸作用, 消耗可溶性糖和淀粉为萜烯类化合物的合成提供能量与碳源, 萜烯类化合物释放量显著增加; 协同胁迫导致细胞结构被破坏, 碳摄取和利用受到限制, 供应到次生代谢途径的碳源和能源减少, 最终萜烯类化合物的合成减少, ‘波叶金桂’体内活性氧大量积累以及细胞膜脂质过氧化, 在中度和重度协同胁迫下对‘波叶金桂’细胞膜造成严重伤害, 从而导致GLVs释放量增加. ...

Biosynthesis, function and metabolic engineering of plant volatile organic compounds
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2013

... 植物VOCs释放受到相关酶的调控.甲羟戊酸和甘油醛磷酸/丙酮酸两条途径是合成萜烯类化合物的主要途径(Dudareva et al., 2013), 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)分别是两个途径的关键限速酶(Ramak et al., 2013), 直接调控萜烯类化合物的生物合成(Moses et al., 2013).植物释放绿叶挥发物(GLVs)是由环境胁迫诱发的一种防御反应, 植物通过调控其中关键酶——脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)——催化不饱和脂肪酸形成GLVs (Hassan et al., 2015).因而HMGR、DXR和LOX活性的提高诱导VOCs的形成是植物增强抗胁迫能力的重要前提. ...

Volatile organic compounds and their roles in bacteriostasis in five conifer species
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2005

... 在9:00-11:00, 采用动态顶空气体循环采集法采集‘波叶金桂’ VOCs, 气体流量设置为0.1 m3·min-1, 采样30 min.VOCs成分分析采用TDS-GC-MS法.仪器正常工作条件参数设置参照Gao等(2005)的方法.TDS (TD3, GERSTEL, Mulheim, Germany)工作条件: 载气压力20 kPa; 进样口温度250 ℃; 热脱附温度250 ℃, 保持10 min; 冷阱温度-100 ℃, 保持3 min; 冷阱进样时温度骤然升至260.GC (7890A, Agilent, Delaware, USA)工作条件: 色谱柱为30 m × 250 μm × 0.25 μm的HP-5MS柱; 升温程序: 初始温度40 ℃, 保持4 min后, 以6 ℃·min-1速率升至 250 ℃, 保持3 min后, 以10 ℃·min-1的速率升至270 ℃, 保持5 min.MS (5975C, Agilent, Delaware, USA)工作条件: 电离方式为EI; 电子能量为70 eV, 原子质量范围: 28-450; 接口温度280 ℃; 离子源温度为230 ℃; 四级杆温度150 ℃. ...

Emissions of volatile organic compounds and leaf structural characteristics of European aspen (
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2009

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Lethal drought leads to reduction in nonstructural carbohydrates in Norway spruce tree roots but not in the canopy
1
2013

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

Green leaf volatiles: biosynthesis, Biological functions and their applications in biotechnology
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2015

... 植物VOCs释放受到相关酶的调控.甲羟戊酸和甘油醛磷酸/丙酮酸两条途径是合成萜烯类化合物的主要途径(Dudareva et al., 2013), 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)分别是两个途径的关键限速酶(Ramak et al., 2013), 直接调控萜烯类化合物的生物合成(Moses et al., 2013).植物释放绿叶挥发物(GLVs)是由环境胁迫诱发的一种防御反应, 植物通过调控其中关键酶——脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)——催化不饱和脂肪酸形成GLVs (Hassan et al., 2015).因而HMGR、DXR和LOX活性的提高诱导VOCs的形成是植物增强抗胁迫能力的重要前提. ...

Overexpression of 1-Deoxy-D-xylulose-5-phosphate reductoisomerase gene in chloroplast contributes to increment of isoprenoid production
1
2008

... DXR活性测定: 参照Hasunuma等(2008)的方法并略作修改.反应总体积1 mL.取980 mL Tris-HCl缓冲液(150 mmol·L-1, pH值7.5), 加入20 μL酶液.立即计时, 用紫外分光光度计在340 nm处检测NADPH的氧化情况, 每隔10 s检测一次, 连续测定5 min, 测得无底物DXP的情况下NADPH的氧化速率(a).反应体系同上, 取955 μL反应液, 加20 μL酶液, 再加25 μL DXP母液.操作步骤同上, 测得有DXP情况下的NADPH的氧化速率(b).DXR活力单位: 一个活力单位为1 min氧化1 nmol NADPH所需酶量(1 U). ...

The biogeneration of green odour by green leaves
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1993

... LOX活性的测定参照Hatanaka (1993)的方法并做修改.3.25 mL反应体系中含有3.0 mL醋酸缓冲液(100 mmol·L-1, pH值5.0)、0.2 mL底物和0.05 mL酶液, 测定在3 min内234 nm波长处吸光度的变化.LOX活力单位: 234 nm波长处, 以亚油酸为底物, 1 min反应体系吸光度增加0.1为1个活力单位(1 U). ...

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

Asia. In: Christopher B, Vicente R eds. Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability, Part B: Regional Aspects, Contribution of Working Group II, Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
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2014

... 木犀(Osmanthus fragrans)为木犀科常绿乔木或灌木, 中国十大名花之一, 树形优美, 芳香袭人, 是重要的园林芳香植物.木犀品种资源丰富, ‘波叶金桂’作为金桂品种群中观赏价值很高的优异品种, 具有很高的研究价值.在全球气候变暖的大环境背景下, 杭州夏季持续高温干旱, 导致大量植物受到伤害, 成为制约当地农林业可持续发展的关键限制因子(陈柯辰, 2013; Hijioka et al., 2014).为了研究植物非结构性碳、VOCs及相关酶代谢对干旱高温交互作用的响应, 本研究以‘波叶金桂’为对象, 通过控制水分和温度模拟干旱高温胁迫对非结构性碳含量、VOCs组分以及次生代谢酶活性的影响,揭示‘波叶金桂’在防御干旱高温胁迫反应中可溶性碳库的变化和VOCs含量与次生代谢酶活性的生理响应调节机制, 以及‘波叶金桂’在抵抗干旱、高温及协同胁迫方面的应对对策; 同时为植物多样性保护、园林植物的合理利用以及可持续发展提供参考. ...

Non-structural carbon compounds in temperate forest trees
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2003

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

Constitutive versus heat and biotic stress induced BVOC emissions in
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2011

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

Effects of heat and drought stress on post-illumination bursts of volatile organic compounds in isoprene-emitting and non-emitting poplar
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2016

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Drought stress, growth and nonstructural carbohydrate dynamics of pine trees in a semi-arid forest
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2014

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Dynamic and diverse sugar signaling
1
2016

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化
1
2008

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

贡嘎山地区不同海拔冷杉比叶质量和非结构性碳水化合物含量变化
1
2008

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Time-course of photosynthesis and non-?structural carbon compounds in the leaves of tea plants (
1
2014

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

迷迭香对干旱胁迫的生理响应及其诱导挥发性有机化合物的释放
2
2013

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

迷迭香对干旱胁迫的生理响应及其诱导挥发性有机化合物的释放
2
2013

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Abiotic stresses and induced BVOCs
3
2010

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

外源茉莉酸甲酯对干旱胁迫下小麦花后内源激素含量及产量形成的影响
1
2017

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

外源茉莉酸甲酯对干旱胁迫下小麦花后内源激素含量及产量形成的影响
1
2017

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

Drought and shade deplete non-structural carbohydrate reserves in seedlings of five temperate tree species
1
2015

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Thermotolerance and heat stress responses of Douglas-fir and ponderosa pine seedling populations from contrasting climates
1
2017

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Mechanisms of plant survival and mortality during drought: Why do some plants survive while others succumb to drought?
1
2008

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Effect of prolonged water stress on essential oil content, compositions and gene expression patterns of mono- and sesquiterpene synthesis in two oregano (Origanum vulgare L.) subspecies.
1
2017

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Bioengineering of plant (tri) terpenoids: From metabolic engineering of plants to synthetic biology
1
2013

... 植物VOCs释放受到相关酶的调控.甲羟戊酸和甘油醛磷酸/丙酮酸两条途径是合成萜烯类化合物的主要途径(Dudareva et al., 2013), 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)分别是两个途径的关键限速酶(Ramak et al., 2013), 直接调控萜烯类化合物的生物合成(Moses et al., 2013).植物释放绿叶挥发物(GLVs)是由环境胁迫诱发的一种防御反应, 植物通过调控其中关键酶——脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)——催化不饱和脂肪酸形成GLVs (Hassan et al., 2015).因而HMGR、DXR和LOX活性的提高诱导VOCs的形成是植物增强抗胁迫能力的重要前提. ...

高温干旱对库尔勒香梨光合特性的影响研究
3
2015

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

... 研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

高温干旱对库尔勒香梨光合特性的影响研究
3
2015

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

... 研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

ABA and GA3 increase carbon allocation in different organs of grapevine plants by inducing accumulation of non-?structural carbohydrates in leaves, enhancement of phloem area and expression of sugar transporters
1
2015

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

Exogenous glutathione confers high temperature stress tolerance in mung bean (
1
2015

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展
1
2002

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

植物非结构性贮藏碳水化合物的生理生态学研究进展
1
2002

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

BVOCs and global change
1
2010

... 植物体内的初生代谢和次生代谢途径处于动态平衡, NSC是合成次生代谢产物的主要来源, VOCs的排放可能会大幅减少植物的固碳量(Dicke & Loreto, 2010; Pe?uelas & Staudt, 2010; Copolovici et al., 2014).本研究中, 干旱胁迫下‘波叶金桂’通过蔗糖和淀粉降解积累葡萄糖维持正常膨压进行渗透调节; 同时, 还给次生代谢途径供给碳源合成萜烯类化合物(表1), 以此降低活性氧对‘波叶金桂’细胞膜的伤害.高温胁迫加强呼吸作用, 消耗可溶性糖和淀粉为萜烯类化合物的合成提供能量与碳源, 萜烯类化合物释放量显著增加; 协同胁迫导致细胞结构被破坏, 碳摄取和利用受到限制, 供应到次生代谢途径的碳源和能源减少, 最终萜烯类化合物的合成减少, ‘波叶金桂’体内活性氧大量积累以及细胞膜脂质过氧化, 在中度和重度协同胁迫下对‘波叶金桂’细胞膜造成严重伤害, 从而导致GLVs释放量增加. ...

Inhibition of the mevalonate pathway enhances carvacrol biosynthesis and DXR gene expression in shoot cultures of
1
2013

... 植物VOCs释放受到相关酶的调控.甲羟戊酸和甘油醛磷酸/丙酮酸两条途径是合成萜烯类化合物的主要途径(Dudareva et al., 2013), 3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase, HMGR)和1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(1-deoxy-D-xylulose 5-phosphate reductoisomerase, DXR)分别是两个途径的关键限速酶(Ramak et al., 2013), 直接调控萜烯类化合物的生物合成(Moses et al., 2013).植物释放绿叶挥发物(GLVs)是由环境胁迫诱发的一种防御反应, 植物通过调控其中关键酶——脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)——催化不饱和脂肪酸形成GLVs (Hassan et al., 2015).因而HMGR、DXR和LOX活性的提高诱导VOCs的形成是植物增强抗胁迫能力的重要前提. ...

Plant oxylipins and their contribution to plant defense
1
2010

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

Photosynthetic changes and protective mechanisms against oxidative damage subjected to isolated and combined drought and heat stresses in
2
2010

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Contrasting direct and indirect effects of warming and drought on isoprenoid emissions from Mediterranean oaks
1
2017

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

3-Hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase kinase and sucrose-phosphate synthase kinase activities in cauliflower florets: Ca 2+ dependence and substrate specificities
1
1998

... HMGR活性测定: 测定方法参照Toroser和Huber (1998)的方法并略作修改.反应总体积为1 mL.取980 μL Tris-HCl缓冲液(150 mmol·L-1, pH值7.5), 加入20 μL酶液.立即计时, 用紫外分光光度计在340 nm处检测还原型辅酶II (NADPH)的氧化情况, 每隔10 s检测一次, 连续测定5 min, 测得无底物β-羟[基]-β-甲戊二酸单酰辅酶A (HMG-CoA)的情况下NADPH的氧化速率(a).反应体系同上, 取940 μL反应液, 加20 μL酶液, 再加40 μL HMG- CoA母液.操作步骤同上, 测得有HMG-CoA情况下的NADPH的氧化速率(b).HMGR活力单位: 一个活力单位为1 min氧化1 nmol NADPH所需酶量(1 U). ...

Effects of prolonged drought on stem non-structural carbohydrates content and post-drought hydraulic recovery in
2
2017

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

... ) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

Increased thermostability of thylakoid membranes in isoprene-emitting leaves probed with three biophysical techniques
1
2011

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

Isoprene synthesis protects transgenic tobacco plants from oxidative stress
1
2009

... 植物VOCs是体内重要的次生代谢产物, 在抵御环境胁迫中发挥着重要的抗氧化作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Silva et al., 2010; Jud et al., 2016).刘芳等(2013)研究迷迭香(Rosmarinus officinalis)发现干旱胁迫导致VOCs释放总量减少, 但种类增加, 萜烯类化合物和绿叶挥发物相对含量显著增加; Hartikainen等(2009)研究欧洲山杨(Populus tremula)发现, 温度升高显著增加单萜和绿叶挥发物释放量, 但在罗勒(Ocimum basilicum)中萜烯类化合物呈现降低趋势(程璐璐等, 2015).HMGR和DXR活性调控着萜烯类化合物的合成量, 在防御反应中发挥重要应激防御作用.Morshedloo等(2017)研究发现, 轻度和中度水分胁迫下牛至(Origanum vulgare)精油含量显著增加, 同时HMGR转录上调.本研究中, 萜烯类化合物释放量与HMGR、DXR活性变化趋势基本一致(表1), 说明HMGR和DXR活性能够调控萜烯类化合物释放量.在干旱胁迫下‘波叶金桂’通过释放萜烯类化合物防止活性氧大量累积, 降低氧化胁迫的伤害, 发挥应激保护作用(Vickers et al., 2009).同时高温能诱导提高HMGR和DXR活性促使萜烯类化合物合成并释放, 有助于膜的稳定性(Arab et al., 2016).在重度干旱胁迫下萜烯类化合物减少, HMGR和DXR活性受到抑制, 也可能是严重干旱导致气孔关闭, 萜烯类化合物的释放通道受到阻碍.协同胁迫处理萜烯类化合物释放量降低, 一方面是HMGR和DXR活性受到抑制; 另一方面可能是协同胁迫导致光合产物NSC含量减少, 供给合成挥发物途径的碳源减少, 影响到萜烯类化合物的生物合成. ...

Physiological responses of
1
2008

... GLVs是由脂氧合酶(LOX)催化不饱和脂肪酸形成的含氧VOCs, 是植物应激反应过程中产生的一类具有抵御能力的物质(Santino et al., 2010), 在参与植物防御机制和应激适应中发挥着重要作用(Hatanaka, 1993; Loreto & Schnitzler, 2010).Nahar等(2015)研究发现, 高温胁迫显著增加了绿豆(Vigna radiata)的LOX活性; 干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum)各器官LOX活性显著升高(马超等, 2017); Vitale等(2008)发现, 干旱胁迫明显诱导冬青栎(Quercus ilex) LOX活性增加, 同时(E)-2-己烯醇和(Z)-3-己烯醛释放量也相应增加.本实验结果显示, 重度干旱胁迫下‘波叶金桂’ LOX活性显著增加, 诱导GLVs释放量相应增加, 可能是‘波叶金桂’细胞膜受到损伤, 活性氧积累触发和刺激LOX途径, 促进GLVs释放以清除活性氧, 发挥抗氧化作用(Agrawal et al., 2009).高温有利于提高LOX活性, 增加GLV释放量; 协同胁迫严重破坏细胞膜结构, 诱导细胞膜脂质过氧化, 醛类化合物释放量显著增加(表1). ...

Non-structural carbohydrate dynamics in
1
2015

... 非结构性碳水化合物(NSC)作为植物体内的可溶性碳库, 不仅为植物生长发育提供碳源与能源, 还能调控植物生理活动(Hoch et al., 2003); 同时, 植物体内NSC的积累是一种重要的渗透调节保护机制(Lin et al., 2014; Murcia et al., 2015).干旱胁迫导致欧洲云杉(Picea abies)树根NSC含量减少, 在地上和地下组织之间的碳分配、使用和运输方面有显著差异(Hartmann et al., 2013), 随干旱胁迫时间的延长, 刺槐(Robinia pseudoacacia)叶片NSC含量降低(Zhang et al., 2015).Marias等(2017)研究发现热处理能够诱导西黄松(Pinus ponderosa)和花旗松(Pseudotsuga menziesii)淀粉含量减少, 果糖和葡萄糖含量增加, 总NSC和蔗糖含量并没有受到影响.随着高温干旱协同胁迫加剧, 新疆梨(Pyrus sinkiangensis)可溶性糖含量呈上升趋势, 淀粉含量逐渐降低(穆蓁蓁, 2015).受到环境胁迫时, 植物初级代谢发生紊乱, 可溶性糖的积累受到严重影响.蔗糖裂解为果糖和葡萄糖, 不仅作为代谢物质和能量来源, 还充当信号分子, 通过信号转导途径识别, 协调合成代谢和分解代谢过程, 促进植物生长发育(Li & Sheen, 2016). ...

干旱胁迫下木薯茎杆可溶性糖、淀粉及相关酶的代谢规律
1
2017

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

干旱胁迫下木薯茎杆可溶性糖、淀粉及相关酶的代谢规律
1
2017

... NSC是参与植物生命代谢的重要物质, 作为“可移动碳库”为植物体生长发育提供碳源和能源, 其碳库大小和组分含量可反映出NSC在植物体的碳代谢和碳平衡(潘庆民等, 2002; 李蟠等, 2008), 在逆境条件下维持碳平衡是树木抵抗胁迫的应对机制(McDowell et al., 2008; Choat et al., 2012).相关研究表明, 一定程度干旱胁迫下植物积累可溶性糖进行渗透调节, 但也有研究表明, 干旱胁迫能够导致植物叶片气孔关闭, 减小光合速率, 可能迫使植物耗竭NSC储备, 导致因碳饥饿而死亡(Maguire & Kobe, 2015).温度升高能够加强细胞呼吸作用, 消耗体内大量的可溶性糖和淀粉, 为抵御高温胁迫提供能量, 最终出现负碳平衡, 导致NSC含量减少.Trifilò等(2017)研究发现月桂(Laurus nobilis)长期轻度缺水使植株生长速度减慢, 可溶性NSC含量降低, 淀粉含量增加; 热处理导致西黄松和花旗松幼苗葡萄糖和果糖含量增加, 淀粉含量减少, 总NSC和蔗糖含量没有受到热处理的影响(Marias et al., 2017); 赵超等(2017)研究发现, 木薯(Manihot esculenta) NSC含量在轻度干旱胁迫下升高, 而在严重干旱胁迫下大幅度降低.本研究结果显示, 随着干旱胁迫强度的增强, 葡萄糖含量增加, 淀粉含量降低, 与Trifilò等(2017)的研究结果不一致, 可能是因为淀粉降解为可溶性糖进行渗透调节.说明‘波叶金桂’通过积累葡萄糖来调节体内细胞渗透势, 保持一定含水量, 缓解干旱胁迫造成的不利影响, 从而保障‘波叶金桂’正常生理活动来适应和抵御干旱胁迫(Klein et al., 2014).葡萄糖含量的提高一方面来源于蔗糖和淀粉的降解(图2, 图3); 另一方面是通过光合作用途径合成.高温胁迫后, ‘波叶金桂’体内可溶性糖和淀粉含量减少, 并在协同胁迫后持续性下降, 协同胁迫后的研究结果与穆蓁蓁(2015)研究结果不一致, 原因可能是实验设计不一致, 穆蓁蓁(2015)的对照组是灌水和喷水处理.高温和干旱高温协同胁迫, 一方面导致呼吸速率加强, 消耗大量可溶性糖, 同时还形成应激防御物质(表1), 导致NSC所有组分含量显著下降; 另一方面协同胁迫可能导致光合器官遭到破坏, 使光合作用受到抑制, 可溶性糖合成降低(Silva et al., 2010). ...

樟树幼苗机械损伤叶片对挥发性有机化合物及叶绿素荧光参数的影响
1
2012

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...

樟树幼苗机械损伤叶片对挥发性有机化合物及叶绿素荧光参数的影响
1
2012

... 植物释放的挥发性有机物(VOCs)能够维持类囊体膜的完整性, 起到抗氧化作用(Velikova et al., 2011; Arab et al., 2016); 在抵御逆境胁迫方面发挥重要的信号作用(Loreto & Schnitzler, 2010; Bourtsoukidis et al., 2014).Arab等(2016)研究海枣(Phoenix dactylifera)发现, 高温诱导使异戊二烯排放大幅增加; 同时, 在干旱胁迫下脂肪酸增加.Staudt等(2017)发现温度升高能够提高Quercus ilex和Quercus pubescens类异戊二烯的排放量; 干旱胁迫提高单萜释放量, 同时减少类异戊二烯的排放.高温胁迫后花旗松倍半萜、水杨酸甲酯、芳樟醇比单萜排放释放量增加更快(Joó et al., 2011).刘芳等(2013)研究发现, 迷迭香(Rosmarinus officinalis) VOCs中萜类和醛类化合物受到干旱胁迫诱导表现出显著增加.VOCs释放有助于诱导植物非生物应激性抵抗, 增强植物抵御非生物胁迫能力(周帅等, 2012). ...




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