干旱及复水处理下坪用黑麦草和高羊茅抗旱特性比较

本试验以冷季型草坪草高羊茅(Festuca arundinacea)品种凌志（Barlexas）和黑麦草（Lolium perenne）品种首相（Premier）为供试材料,研究其在干旱胁迫和复水过程中的生长、形态指标的变化。结果表明,两种草坪草在干旱胁迫期间叶片相对含水量、叶片水势、蒸散量、土壤相对含水量、草坪质量、生长速率呈明显下降趋势,质膜透性(以相对电导率表示)、萎蔫率呈上升趋势;复水后两草种叶片相对含水量、萎蔫率、叶片水势、生长速率和凌志草坪质量恢复到对照水平,两草种质膜透性、蒸散量和首相草坪质量未恢复到对照水平。胁迫期间凌志各指标可保持较好水平,变化幅度也相对较低,复水期间凌志各指标恢复速度快,复水结束时较多指标恢复到胁迫前水平,说明高羊茅品种凌志的抗旱性及恢复能力优于黑麦草品种首相。     

8份披碱草属牧草苗期抗旱性综合评价

本试验对室内盆栽的8份披碱草属（Elymus L.）牧草进行干旱处理,通过分析干旱胁迫和复水下各种质资源叶片的相对电导率、相对含水量、丙二醛、叶绿素等8项生理指标的干旱胁迫指数,探究各种质资源间苗期抗旱性的差异。结果表明,在干旱及复水处理下,各种质表现出了不同程度的干旱适应性,其中E05的干旱适应性较强,表现为各项指标在干旱处理下变化较小,且在复水处理下恢复较明显。对各种质资源相对含水量、叶绿素含量、相对电导率和丙二醛四项生理指标进行隶属函数分析,得出其抗旱性从强到弱依次为：E05 > E08 > E06 > E01 > E03 > E07 > E02 > E04。综上所述,采集地年均降水量较少（319.25 mm）的垂穗披碱草（E. nutans,编号E05）在长期适应干旱少雨的过程中,表现出更强的抗旱能力。     

不同抗旱性结缕草品种在土壤干旱及复水过程中的生理差异

通过对结缕草的2个品种(抗旱性强的兰引3号和抗旱性弱的马尼拉)在土壤干旱及复水过程中的几项生理指标(游离脯氨酸、相对电导率、超氧化物歧化酶)的测定和对这些生理指标的变化规律的分析发现:兰引3号耐旱性强,干旱条件下草坪质量较高,叶片水势较大;干旱胁迫下抗旱性相对较弱的马尼拉叶片游离脯氨酸含量及相对电导率增加幅度较大;胁迫期间2品种超氧化物歧化酶活性均先升后降,兰引3号超氧化物歧化酶高峰期出现早且含量高;复水后2个品种恢复程度不同,兰引3号由于复水前持续干旱没有造成严重伤害,所以游离脯氨酸、相对电导率恢复快,而马尼拉各项指标恢复较慢。     

干旱及复水对山西野生草地早熟禾幼苗生长与生理特性的影响

以15份山西野生草地早熟禾种质为材料,待其长至4~5片真叶时,采用盆栽控水法进行21 d干旱及7 d复水处理,取样测定植株存活率、相对生长率(RGR)、叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量,并根据隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下,不同居群野生草地早熟禾幼苗的存活率、RGR、RWC和SOD活性下降,Pro、MDA含量则上升。复水后,各指标均有所恢复,但未能恢复至胁迫前水平。抗旱性综合分析将参试草地早熟禾分为3个类群,其中沁水Ⅱ、浑源Ⅰ、沁水Ⅰ、五台、浑源Ⅱ、应县、广灵和灵丘8个居群为Ⅱ级中等抗旱,垣曲、宁武、霍州、忻州、五寨和灵石6个居群为Ⅲ级弱抗旱,屯留居群为Ⅳ级不抗旱居群。沁水Ⅱ居群的隶属值最大,可作为重点对象进行选育研究。     

干旱胁迫和复水对草地早熟禾3个品种生理特性的影响

为探究干旱和复水对草坪草生理特性的影响,研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)3个品种在干旱胁迫及干旱后复水条件下草坪质量(TQ)、叶片相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。试验结果表明,干旱胁迫引起3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性明显下降和MDA含量明显升高;复水后,3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性和MDA含量不同程度地得以恢复,但3个品种的大部分指标都没能完全恢复到干旱胁迫前水平。Merit的各项指标较其他两个品种在干旱胁迫期间降幅小,复水后各指标恢复相对明显。     

干旱胁迫及复水对入侵植物节节麦幼苗生长及生理特性的影响

以节节麦幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,进行了28 d干旱及7 d复水处理,研究干旱胁迫及复水对节节麦幼苗叶、根生物量比等形态参数、保护酶活性等生理参数的影响。旨在探讨节节麦形态和生理特征可塑性对土壤水分变化的响应特性,为其耐旱机制研究提供参考依据。结果表明:1)干旱胁迫过程中,叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量均呈持续增加的变化趋势;叶绿素含量呈先升后降变化趋势;轻度及中度干旱胁迫下超氧化物岐化酶(SOD)活性持续增加,而重度干旱胁迫中则呈先升后降的变化趋势;2)干旱胁迫致使节节麦幼苗叶生物量比、比叶面积下降,根生物量比及根冠比增加;3)复水后,叶片相对含水量、脯氨酸等多数指标均能迅速恢复至正常水平,表明节节麦对干旱胁迫造成的损伤具有较高的修复能力。节节麦通过一系列形态及生理特征的可塑性变化适应土壤干旱生境,从而表现出较强的耐旱性。此外,生理参数可塑性指数的均值明显大于形态参数,说明节节麦主要通过调整生理代谢以适应短期干旱胁迫。     

干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

干旱胁迫和复水对冰草相关抗性生理指标的影响

干旱胁迫是干旱与半干旱地区限制植物生长的一个最主要的环境因子。本文研究了15 d的干旱胁迫和6 d的复水对冰草(Agropyron cristatum)叶片抗旱相关生理指标及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在干旱胁迫下冰草叶片具有较强的水分保持能力,并且在复水过程中叶片相对含水量快速恢复;干旱胁迫对冰草光化学系统的影响较小,10 d的干旱胁迫下,F_v/F_m仅下降了6.62%;5 d和10 d的干旱胁迫对冰草叶片电解质外渗的影响与对照差异不显著,而随着干旱胁迫时间的延长,叶片电解质外渗显著升高。在水分胁迫下, 冰草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,CAT对干旱胁迫最敏感,而POD活性下降最慢;复水后3种酶的活性升高,复水6 d后都恢复到干旱处理前的水平。由此表明,冰草的抗旱性可能和短期干旱胁迫下叶片的保水能力以及复水后叶片生理功能的快速恢复有关。     

滴灌模式下旱后复水对甜菜叶丛期光合光响应特性的影响

为探索甜菜叶丛期叶片光合生理特性及光响应特征参数对旱后复水的响应机制,以旱敏感型品种‘XJT9907’和耐旱型品种‘XJT9916’为材料,在甜菜叶丛期控水为45%~50%田间持水量持续7 d时,复水达70%~75%田间持水量(对照,CK)48 h后,测定其叶片光合生理指标,采用非直角双曲线模型进行叶片净光合速率(P_n)与光强非线性拟合,并计算其光响应特征参数。结果表明,甜菜叶丛期干旱胁迫显著降低甜菜叶片的叶绿素相对含量(SPAD)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)。复水后,两种品种的叶片SPAD值、P_n、G_s、C_i和T_r虽均有所提高,但XJT9916品种光合生理参数值明显高于XJT9907,且均未超过正常供水水平,表现出一定的补偿效应。旱后复水处理下,XJT9907和XJT9916品种叶片光响应特征参数最大净光合速率(P_nmax)分别比CK低17.1%和6.2%,表观量子效率(AQY)分别比CK低12.2%和6.5%,暗呼吸速率(Rd)分别比CK低14.9%和19.1%,光饱和点(LSP)分别比CK低14.1%和19.6%,而光补偿点(LCP)显著高于CK,分别高17.6%和15.4%,其光能利用区间较窄,光能利用效率降低。综合来看,当甜菜叶丛期土壤含水量为田间持水量的45%~50%时对其叶片光合潜能的发挥不利,其叶片光合能力减弱,复水后光合能力仍无法恢复到正常水平。耐旱型甜菜XJT9916品种光合作用旱后复水恢复能力更强。     

三种三叶草幼苗期抗旱性差异的研究

在模拟干旱条件下测定了高加索三叶草、白三叶和红三叶幼苗期的抗旱生理指标.结果表明,随干旱时间的延续,三种三叶草都表现出相对含水量下降、细胞膜透性升高、游离脯氨酸含量增加、相对生长率下降等特征,但三种三叶草的反应速度及复水后各指标的恢复能力各不相同.综合评价后初步认为,高加索三叶草的抗旱性强于白三叶和红三叶.     

遮阴对大豆幼苗光合和荧光特性的影响

为了探寻不同遮阴条件下大豆幼苗叶片的光合响应机理及寻求适度的遮阴比例,本试验模拟田间玉/豆套作,以强耐阴“南豆12号”和弱耐阴“桂夏3号”2个大豆品种为材料,在不遮阴、半侧遮阴(30%,50%,70%)和全遮阴(50%)5个不同遮阴方式下,测定了不同生育期遮阴和复光后大豆幼苗叶片色素含量、光合速率和叶绿素荧光参数的变化。结果表明,随着遮阴程度增加,大豆幼苗叶片的色素含量和初始荧光强度(F₀)增加,叶绿素a/b值变小;光合速率(P_n)、最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)呈先升后降趋势,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈先降后升的趋势。遮阴胁迫对2个大豆品种幼苗第四复叶期的影响最为显著。2个品种间比较,“南豆12号”和“桂夏3号”在弱遮阴下都能通过改变色素组分比例、促进光合电子传递等途径提高光能潜力的利用来适应弱光环境。在强遮阴胁迫下,“南豆12号”的PSⅡ反应中心抗胁迫能力更强,“桂夏3号”则不能及时耗散过剩光能,导致光合机构受到破坏。     

草地早熟禾对干旱及旱后复水的生理响应研究

为了进一步明确冷季型草坪草形态、水分生理和碳分配模式对干旱及复水处理的反应,本试验以草地早熟禾草的3个栽培种:新歌来德、午夜和奖金为材料,进行人工模拟干旱处理21d,然后再恢复浇水21d。期间测定了草坪质量、叶片相对含水量(RWC)、总的非结构性碳水化合物(TNC)含量及¹⁴C同化物在根、茎、叶的分配率。试验结果表明,干旱胁迫造成3个品种的草坪质量和RWC明显下降,变化幅度因品种和处理时间不同而存在差异;复水后,草坪质量和RWC不同程度地得到恢复,其中奖金表现出较强的恢复能力。干旱胁迫初期,3个品种根部¹⁴C分配率明显增加,干旱14d时,3个品种¹⁴C分配模式为:根＞茎＞叶。随着干旱胁迫的进行,¹⁴C由根部向茎和叶片转移,其茎和叶片中¹⁴C分配率明显升高。复水21d后,3个品种中¹⁴C分配率模式为:茎＞叶＞根;干旱胁迫期间,3个品种的叶片、茎和根之间TNC积累量一直发生变化,干旱胁迫21d时,3个品种TNC含量在根、茎、叶中的积累模式为:叶＞茎＞根。复水后,3个品种根、茎、叶中TNC积累量较干旱胁迫21d时各自对应器官中TNC积累量有不同程度下降,但TNC在根、茎、叶中的积累模式与干旱胁迫期间保持一样。试验结果表明,在干旱和复水处理中碳同化物在植物体内不同器官不同分配率及碳水化合物在植物体内不同器官中积累是草坪草对干旱胁迫及复水处理的一种生理调节反应,将为今后研究草坪草在其他逆境胁迫下的抗性提供了一定的科学参考。     

干旱胁迫对鸭茅根、叶保护酶活性、渗透物质含量及膜质过氧化作用的影响

以2种不同耐旱性的鸭茅基因型(敏感型“01998”和耐旱型“宝兴”) 为研究对象,研究干旱胁迫下鸭茅根、叶膜质过氧化作用,渗透调节和保护酶活性的生理变化,探讨鸭茅耐旱机制。结果表明, 随着干旱胁迫时间的延长,2种基因型鸭茅根系及叶片电导率,丙二醛含量逐渐增加,渗透调节物质可溶性糖和游离脯氨酸不断积累,而可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性呈先上升后下降趋势。其中,叶片脂膜过氧化产物MDA累积和膜透性增幅较大,说明在持续的干旱胁迫下叶片所受伤害重于根系。而渗透物质积累方面,叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量高于根系,而根系中的游离氨基酸的相对增加量则大于叶片,这可能与叶片是糖的主要产生部位,而根系则可以合成氨基酸有关。研究还表明,干旱胁迫第24天,耐旱型品种“宝兴”根系及叶片APX、POD活性显著高于“01998” 表明重度干旱胁迫并没有降低APX和POD酶清除H₂O₂和单态氧的能力,说明“宝兴”鸭茅在干旱条件下抗氧化清除系统响应更积极、更持久。     

多年生黑麦草对干旱-低温交叉适应的生理响应

草坪草在冬季的时候常常面临着干旱和低温的双重胁迫,严重影响着春季返青时草坪草的质量。为了探讨多年生黑麦草的干旱-低温胁迫交叉适应的生理机制,以多年生黑麦草“爱神特(Accent)”为植物材料,设置3个水分梯度,土壤相对含水量分别为30%(重度胁迫)、60%(中度胁迫)、100%(良好浇水)。处理5 d后在人工气候箱中进行低温处理(2℃)15 d。低温胁迫使多年生黑麦草的叶片相对含水量、叶绿素含量显著降低,电解质渗漏、脯氨酸、可溶性总糖、抗氧化酶的含量增加。3种水分处理条件下,经过中度干旱处理后的多年生黑麦草的叶片相对含水量、叶绿素含量的降低幅度减小,但脯氨酸、可溶性糖、抗氧化酶的含量增加显著。实验结果表明多年生黑麦草对干旱-低温胁迫具有交叉适应能力。适当地进行干旱处理有利于提高多年生黑麦草对低温胁迫的适应能力。但值得注意的是,严重的干旱处理会造成过度伤害,致使植株更快死亡。     

三种牧草对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为了解不同牧草对干旱胁迫的响应,筛选抗旱性强的牧草种类,试验选用扁穗牛鞭草、高丹草和拉巴豆为材料,盆栽研究了水分胁迫对牧草生长的影响及其生理反应。结果表明,牧草对干旱的响应因牧草种类和生理指标不同而异。随着旱情加剧,3种牧草的生物量持续降低,最大降幅可比对照降低18．29％（牛鞭草）、31．21％（高丹草）和33．55％（拉巴豆）。但是,轻、中度干旱对牛鞭草和高丹草的根系生长影响较小,根冠比增加。牧草地上部生物量减少有益于降低水分消耗,根冠比增加使相对更多的根系参与水分和养分吸收。干旱导致细胞膜破坏,丙二醛含量提高,胞内物质外渗,电导率增加,叶绿素和根系活力降低,进而抑制牧草生长。在干旱条件下,牧草体内的脯氨酸是对照的1．3～8．1倍,可溶性糖和蛋白质含量显著提高,产生渗透调节。干旱还能诱导激活牧草体内的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶,促进消除游离氧自由基,减轻干旱危害。采用隶属函数法综合评价牧草的抗旱性表明,扁穗牛鞭草的抗旱性最强,拉巴豆次之,高丹草最差。     

基于转录组学比较研究甜高粱幼苗响应干旱和盐胁迫的生理特征北大核心CSCD

探究甜高粱响应干旱与盐胁迫的生理学差异及其分子机制,分析甜高粱在干旱和盐胁迫下的不同基因调控机制和代谢通路,可为饲草作物甜高粱抗逆栽培和育种提供依据。以辽甜1号甜高粱幼苗为材料,使用10%的PEG-6000和0.9%的NaCl模拟中度干旱和盐胁迫,胁迫2和7 d时进行光合气体交换参数、内源激素含量、有机渗透调节物质含量和抗氧化物酶活性测定,同时对幼苗叶片进行转录组测序及生物信息学分析,采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果表明:与对照相比,干旱和盐胁迫均显著影响甜高粱幼苗叶片生理指标的变化,但盐胁迫对甜高粱幼苗叶片光合参数和内源激素生长素、细胞分裂素含量抑制程度均高于干旱胁迫,可溶性糖含量在干旱胁迫下显著高于盐胁迫,抗氧化物酶活性和脱落酸含量低于盐胁迫,说明甜高粱对干旱和盐胁迫响应的生理机制不同;利用转录组测序技术鉴定出甜高粱叶片在处理2 d时,干旱和盐胁迫下分别有922和2047个上调基因以及975和1714个下调基因,处理7 d时分别鉴定到157和795个上调基因以及54和722个下调基因;同时鉴定出40个干旱胁迫响应基因和493个盐胁迫响应基因,基于GO富集分析发现甜高粱幼苗在干旱和盐胁迫下响应基因均显著富集于植物逆境响应相关通路,KEGG富集分析发现,干旱胁迫响应基因显著富集于内质网加工和剪切体代谢通路,盐胁迫响应基因显著富集在植物激素信号转导代谢通路;对光合作用、植物激素信号转导、抗氧化物酶和淀粉与蔗糖代谢通路相关差异基因进行分析发现,这些差异基因的表达模式与生理指标变化趋势吻合。因此,甜高粱在转录水平上对盐胁迫的适应稳态落后于干旱胁迫,中度胁迫下甜高粱幼苗对盐胁迫的耐受性要低于干旱胁迫,可溶性糖在甜高粱幼苗抵御干旱胁迫中发挥重要作用,植物激素信号转导和抗氧化物酶活性变化的共同调控是甜高粱幼苗对抗盐胁迫的关键。     

暖季型与冷季型草坪草差异响应干旱及旱后复水的生理生态机制

暖季型草坪草与冷季型草坪草抗旱及旱后复水恢复能力不同,解析这种差异的生理生态机制有助于抗旱草坪草育种。本试验以暖季型草坪草海滨雀稗和冷季型草坪草草地早熟禾为试验材料,探讨了干旱和旱后复水处理对两种草坪草叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、比叶面积(SLA)、渗透调节能力(OA)、水分利用效率(WUE)以及根系总长度等生理生态指标的影响。结果表明,海滨雀稗比草地早熟禾具有较强的抗旱能力,表现为具有较高的RWC、P_n、T_r、G_s和WUE,最高时分别比草地早熟禾高出11%,33%,52%,119%,27%;另外,干旱条件下草地早熟禾0~20 cm土层中的根系总长度出现显著下降也是其抗旱性低于海滨雀稗的一个重要因素;复水后,较高的RWC (9%)、T_r (43%)、G_s (154%)、WUE (34%)和较低的SLA (8%)是海滨雀稗旱后恢复能力优于草地早熟禾的原因。