羊草早期幼苗在盐、碱生境下生长与生理适应性的研究

为明确羊草早期幼苗在盐、碱生境下的适应机制,混合两种中性盐( NaCl∶Na2SO4=9∶1)与两种碱性盐(Na2CO3∶NaHCO3=9∶1)分别模拟不同强度的盐、碱胁迫条件,测量羊草幼苗在两种胁迫下的生长与生理指标变化.结果表明:与盐胁迫相比,羊草幼苗在碱胁迫下的生长量、鲜重及含水量下降幅度更大.盐、碱胁迫均造成幼苗Na+浓度与Na+/K+升高,K+浓度下降,碱胁迫下这三种指标变化幅度均大于盐胁迫.盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl-,有机酸含量变化不大;碱胁迫下,Cl-、NO-3与H2PO-4均呈下降趋势,而有机酸则大量积累.另外,脯氨酸与可溶性糖含量随盐、碱胁迫强度的增加而增加,且碱胁迫下积累量更大.碱胁迫由于其高pH值对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl与有机酸积累特征的差异表明,羊草早期幼苗在盐、碱生境下具有不同的生理适应策略.     

盐碱胁迫对盐地碱蓬生长、有机酸等溶质积累及其生理功能的影响

为探究碱蓬（Suaeda salsa（L.） Pall.）适应盐碱生境的关键生理机制,以盐地碱蓬为试验材料,采用人工模拟盐、碱胁迫的处理方法,测定其生长指标、根和叶片细胞液中有机酸等溶质积累并对其功能进行分析。结果表明：盐胁迫并不影响碱蓬的生长,而碱胁迫则抑制其生长。盐碱胁迫下有机酸为碱蓬根和叶片中主要的渗透调节物（除Na⁺,K⁺）。离子平衡方面,盐碱胁迫下,Na⁺和K⁺是正电荷的主要贡献者,而有机酸在平衡正电荷方面起主导作用。盐碱胁迫（尤其碱胁迫）由于Na⁺激增、阴离子亏缺,正负电荷严重失衡,诱导合成大量有机酸以保证电荷平衡和pH稳定。综上,盐碱胁迫下碱蓬积累的有机酸在渗透调节、电荷平衡及调节pH方面均起到主导作用。有机酸的积累是碱蓬适应盐碱胁迫重要的生存策略之一。     

外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗根系生长及生理的影响

为了探究外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗生理特性的影响,以草地早熟禾品种午夜(Poa pratensis cv.Midnight)为试验材料,研究在1 000μmol/L的镉胁迫下, 50μmol/L的外源NO对镉胁迫的缓解效应,试验共设置4个处理CK(蒸馏水)、Cd、NO、Cd+NO。NO供体硝普钠(SNP)采用叶面喷施,Cd处理采用根部施入,测定NO对草地早熟禾幼苗叶片相对含水量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性及根系总根长、根表面积、根尖数、分支数、交叉数的影响。结果表明:Cd胁迫可降低早熟禾相对含水量,抗氧化酶活性,增加MDA和脯氨酸的积累,抑制根系生长;Cd胁迫下添加NO可增加草地早熟禾叶片相对含水量,提高抗氧化酶活性,减少MDA和游离脯氨酸的累积,增加总根长、总根表面积、根尖数、分支数、交叉数。试验表明1000μmol/L的镉胁迫可加重草地早熟禾氧化损伤,抑制草地早熟禾幼苗生长,施加50μmol/L NO可提高抗氧化酶活性,降低游离脯氨酸的累积和促进根系生长,缓解镉胁迫对草地早熟禾的生长抑制。     

不同盐分类型胁迫对豌豆幼苗离子吸收、累积及运输的影响

为了探究不同类型盐分(NaCl、混合Na盐和混合Cl盐)胁迫下3个品种(‘银豌1号’、‘S5001-1’和‘737’)的豌豆幼苗对离子吸收与运输的生理机制,采用水培方法对3个品种的豌豆幼苗的盐分离子吸收、分布、累积特性进行了研究。结果表明,1)3个品种的豌豆幼苗在NaCl和混合Na盐处理下,地上部和根系Na⁺ 含量较对照均显著增加,而K⁺、Ca²⁺含量则显著降低;混合Cl盐处理下,豌豆幼苗地上部和根系Na⁺ 含量较对照均无显著差异,而Cl^-、K⁺、Ca²⁺ 和Mg²⁺含量均显著高于NaCl处理和混合Na盐处理。2)3个品种的豌豆幼苗在正常生长条件下均优先吸收并富集K⁺,其次是Ca²⁺;在NaCl和混合Cl盐处理下优先吸收并富集K⁺,其次是Na⁺ 和Cl^-;混合Na盐处理下则优先吸收并富集Na⁺ 和K⁺,其次是Ca²⁺,但不同处理下离子的分布和累积状况在不同品种的豌豆幼苗间有所不同。3)NaCl和混合Na盐处理下,3个品种的豌豆幼苗的离子选择性吸收系数SA_K,Na、SA_Ca,Na和SA_Mg,Na显著升高,而在混合Cl盐处理下显著降低。同一处理下,3个品种的豌豆幼苗间的离子选择性运输系数也表现不同,NaCl和混合Na盐处理下,‘S5001-1’的ST_K,Na和ST_Ca,Na较对照显著升高,而‘银豌1号’的ST_K,Na和ST_Ca,Na在混合Na盐和混合Cl盐处理下较对照显著降低,3个品种的豌豆幼苗间的ST_K,Na在混合Cl盐处理下无显著差异。以上结果说明,NaCl和混合Na盐处理下,豌豆幼苗地上部对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的累积量明显下降,同时为了应对盐分胁迫,根系对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及运输能力则显著增强;在混合Cl盐处理下,豌豆幼苗地上部对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及累积量较其他两种盐分处理明显增加,但根系对于Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及运输能力则显著低于其他两种盐分处理,而且品种间差异显著。本结果对于阐明不同盐分类型胁迫下植物对离子吸收与运输的生理机制提供一定的理论依据。     

复杂盐碱对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响及机理初探

将2种中性盐NaCl、Na₂SO₄及2种碱性盐Na₂CO₃、NaHCO₃按不同比例混合,模拟出24种盐度和碱度各不相同的复杂盐碱条件,处理黄顶菊种子,测定其发芽率、发芽指数以及黄顶菊幼苗的茎高和根长,旨在明确盐碱胁迫对黄顶菊种子萌发和幼苗生长的影响;同时测定了盐碱胁迫下黄顶菊叶片叶绿素、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量及超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,初步探讨了黄顶菊耐盐碱胁迫的机理。结果表明,盐浓度与A、B、C、D4组的发芽率、发芽指数、根长以及茎高均表现为负效应,在相同盐浓度的处理下,随着盐溶液碱性的降低各处理的发芽率、发芽指数、根长以及茎高均明显上升;对各胁迫因素与发芽率、发芽指数、根长以及茎高之间进行统计学分析表明,在各胁迫因素中盐浓度是影响黄顶菊种子萌发和幼苗生长的主导因素,pH值对黄顶菊种子萌发和幼苗生长没有决定性作用。盐碱胁迫处理后黄顶菊叶片叶绿素相对破坏率上升,细胞膜透性加大,叶片中丙二醛含量升高,盐碱胁迫初期黄顶菊叶片中SOD和POD的活性升高,CAT活性与对照相比差异不显著,表明盐碱胁迫初期黄顶菊叶片中主要靠SOD和POD的活性来暂时维持活性氧产生与清除的动态平衡。     

镉在草地早熟禾中的分布和化学形态研究

为探究草地早熟禾(Poa pratensis L.)对重金属镉(Cadmium, Cd)的分配和耐受机制,以草地早熟禾耐Cd品种‘午夜’(‘Midnight’,M)和Cd敏感品种‘橄榄球2号’(‘Rugby II’,R)为试验材料,在水培条件下施加600μmol·L^-1Cd胁迫,研究Cd在草地早熟禾中的组织分布、亚细胞分布及化学形态。结果表明,与R品种相比,Cd胁迫下M品种叶片失绿较少,生长抑制较小;表皮+叶肉、维管束及根表皮+皮层中的Cd含量显著低于R品种;另外,根系可溶部分Cd含量高于R品种。进一步分析发现,R品种含有更多毒性较高的无机态Cd及果胶和蛋白质结合态Cd,而M品种水溶性有机酸结合的Cd在根表皮+皮层、中柱等组织中含量较多,草酸盐结合的Cd在根系中柱含量显著高于R品种。因此,M品种通过减少Cd吸收、增加液泡区隔化、增加有机酸盐结合的Cd并降低Cd向地上的长距离运输来增强对Cd的抗性。     

3种冷季型草坪草对短期盐胁迫的生长响应

采用盐水灌溉的方法,比较了3种冷季型草坪草黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和早熟禾(Poa pratensis),在短期不同盐胁迫条件下(NaCl质量分数分别为0%,0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)生长特性。结果表明:3种草坪草的外观质量和叶片萎蔫系数总体上变化一致,随着盐浓度的不断增加而降低,生长受到严重抑制。黑麦草、高羊茅和早熟禾的叶片相对含水量比对照分别下降了12%,9%和4%,早熟禾的下降幅度最低。盐胁迫对根系生物量的影响大于对地上部分。绿叶盖度与植物生物量呈显著的正相关,早熟禾具有较高的抗盐性。3种草坪草在盐浓度为1.0%下叶片脯氨酸和电导率含量均达到最大值,早熟禾叶片电导率最高。叶片和根系K~+含量随着盐浓度的提高而逐渐降低,Na~+含量逐渐升高。根据短期盐胁迫各生长指标的结果,3种草坪草的抗盐能力依次为早熟禾高羊茅黑麦草。     

碱性盐胁迫对芨芨草苗期脯氨酸和可溶性蛋白含量的影响

在芨芨草（Achnatherum splendens）苗期,分别用浓度为0,25,50,75,100,125,150 mmol/L的NaHCO3和Na2CO3进行胁迫,并测定叶片与根系中脯氨酸和可溶性蛋白的含量。结果表明：在Na2CO3和NaHCO3胁迫下,芨芨草叶片与根系的脯氨酸和可溶性蛋白含量显著高于未胁迫组（P〈0.05）;在浓度相同的两种碱性盐的胁迫下,芨芨草叶片中的脯氨酸和可溶性蛋白含量均显著高于其在根系中的含量（P〈0.05）;Na2CO3对芨芨草的伤害程度大于NaHCO3。     

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。     

盐碱胁迫对华蒲公英质膜ATP酶和5'-核苷酸酶的影响

研究华蒲公英(Taraxacum sinicum Kitag.)分别在4种盐碱(NaCl、Na2SO4、Na2CO3、NaHCO3)胁迫下,PM-ATPase活性和质膜5′-AMPase活性变化,探讨华蒲公英在不同盐碱胁迫下生理生化的变化,并对其耐盐碱性进行评价.结果表明:华蒲公英体内PM-ATPase和质膜5′-AMPase活性都随着盐浓度的增加先升高后降低,但不同种类盐碱胁迫下存在差异;在盐碱胁迫下,华蒲公英根系首先对逆境作出了积极地反映,而叶片对盐碱胁迫的调节能力强于根系;华蒲公英耐盐碱顺序为NaCl＞Na2SO4＞NaHCO3＞Na2CO3.     

3种冷季型草坪草对盐胁迫的生理响应

以华北地区常见的3种冷季型草坪草匍匐翦股颖、多年生黑麦草和草地早熟禾为试验材料,每个草种选取了有代表性的2个品种进行NaCl胁迫试验。盐浓度分为0、3、6和9dS/m,经过3周的盐胁迫处理后,通过对细胞膜透性、叶绿素、丙二醛、脯氨酸、以及可溶性蛋白等指标的测定,对草坪草耐盐性进行了综合评判,结果表明,3种冷季型草坪草种的6个品种耐盐性能由强到弱的顺序为:草地早熟禾Midnight草地早熟禾Kenblue匍匐翦股颖A4匍匐翦股颖T1多年生黑麦草Premier多年生黑麦草Accent。     

NaCl胁迫对3种冷季型草坪草种子萌发和幼苗生长的影响

以3种冷季型草坪草黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和草地早熟禾(Poa pratensis)种子为材料,研究了6个NaCl浓度(0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%)处理下的种子萌发和幼苗生长指标。结果表明:随着盐浓度的升高,3种冷季型草坪草种子发芽势、发芽率、相对发芽势、相对发芽率和发芽指数均受到不同程度的抑制,盐浓度越高抑制越明显。3种冷季型草坪草的相对发芽势、相对发芽率与盐浓度均呈抛物线趋势。黑麦草、高羊茅和早熟禾的临界耐盐浓度分别为1.09%,1.11%和1.10%。高羊茅种子萌发期的耐盐性最好,其次,早熟禾和黑麦草。早熟禾幼苗生物量的下降幅度较小,细胞膜透性和脯氨酸含量的增加幅度较大,幼苗耐盐性表现为早熟禾高羊茅黑麦草。从种子萌发和幼苗生长状况综合分析,3种草坪草中高羊茅的耐盐性较好,可用于盐渍土草坪建植,有利于更好地发挥其耐盐和改良作用。     

富氢水对草地早熟禾耐盐性的影响以及与抗氧化酶活性的关系

本研究以草地早熟禾（Poa pratensis）‘Midnight II’为材料,采用50%的富氢水（Hydrogen-rich water,HRW）叶片喷施及灌根的方法,分析HRW处理对200 mM NaCl胁迫条件下草地早熟禾叶片干物质含量、相对含水量、叶绿素含量、电解率外渗（Electrolyte leakage,EL）及抗氧化酶活性的影响。结果表明：HRW处理显著增加了盐胁迫条件下细胞的持水能力,提高了叶片的叶绿素含量,降低了EL值;通过分析0 d,5 d和20 d盐胁迫条件下草地早熟禾叶片活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和丙二醛含量,抗氧化酶活性以及抗氧化酶基因表达发现,在盐胁迫,尤其是长时间盐胁迫条件下,HRW处理显著降低了ROS含量,增加细胞膜稳定性,同时提高了长时间盐胁迫条件下部分抗氧化酶的活性,且诱导了抗氧化酶基因CAT2,APX1,MR的下调表达。研究结果表明,在HRW对草地早熟禾耐盐性的影响中,ROS的含量变化可能发挥关键作用。研究结果对草坪草耐盐生理以及氢气生物学的研究具有一定的指导意义。     

一氧化氮信号途径参与草地早熟禾耐镉机制的研究

为探究信号分子一氧化氮（Nitric Oxide,NO）对镉（Cadmium,Cd）胁迫下草地早熟禾（Poa pratensis）的调控机理,揭示草地早熟禾耐镉机理,本试验采取根施1000 μmol·L^-1氯化镉（Cadmium chloride hemidihydrate,CdCl₂·2.5H₂O）及叶面喷施NO合成酶抑制剂（L-硝基精氨酸甲酯（L-NAME））、硝酸还原酶抑制剂（钨酸钠（Tungstate））、NO清除剂（4-羧基苯-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物（cPTIO））处理草地早熟禾叶片,研究不同处理对草地早熟禾幼苗叶片生长及抗氧化酶活性、光合色素含量、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）、游离脯氨酸、内源NO含量的影响。研究发现,镉胁迫下草地早熟禾内源NO含量增加,添加一氧化氮清除剂、一氧化氮合酶抑制剂、硝酸还原酶抑制剂可增加超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）活性,降低过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性,增加叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、丙二醛含量,降低脯氨酸（Proline,Pro）含量、叶片相对含水量（Relative Water Content,RWC）和干物质量（Dry matter content）。结果表明,一氧化氮合酶途径可能是早熟禾合成NO的主要途径,内源NO可通过调节抗氧化酶活性、光合色素含量、游离脯氨酸含量等途径缓解镉胁迫。     

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。     

草地早熟禾转CMO-BADH双基因和转CMO基因耐盐性分析

通过对非转基因草地早熟禾(Poa pratensis L.)、转CMO-BADH双基因草地早熟禾、转CMO基因草地早熟禾进行不同浓度的NaCl胁迫试验,测定其细胞膜的透性,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、氧化氢酶(CAT)活性,评定各株系耐盐能力的强弱,同时还验证并比较了CMO-BADH双基因和CMO基因的耐盐性功能,为耐盐新品种的选育提供了理论依据。结果表明:所有株系的相对电导率、MDA含量均随盐浓度增加而增大,在NaCl胁迫下相对电导率和MDA含量的大小顺序为:非转基因株系>转CMO基因株系>转CMO-BADH双基因株系;在NaCl的胁迫下,各个株系的SOD活性、POD活性、CAT活性都有明显的提高,此3种指标的大小顺序为:转CMO-BADH双基因株系>转CMO基因株系>非转基因株系;综合考虑各个指标,各株系耐盐性强弱顺序为:转CMO-BADH双基因株系>转CMO基因株系>非转基因株系。     

五个草地早熟禾品种蒸散量及节水性

研究5个草地早熟禾品种的蒸散量及节水性，结果表明，在土壤水分充足，其它条件相同的情况下，Dawn和Nuglade品种的蒸散量大于S－21，Midingnt和Nassau,大分胁迫下，S－21和Nassau的节水性好，耗水量低，较高的相对含水量和叶片水势，同时土壤含水量变幅小，土壤水吸值小，而Dawm与Nuglade恰好相反，Midnight的节水性介于前两者及后两者之间。     

不同早熟禾品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为鉴定评价早熟禾幼苗抗旱性,将14个早熟禾品种的种子经消毒后播种在塑料花盆中,出苗后间苗,2~3个真叶定株,每盆留生长一致、分布均匀的幼苗15株,定期浇水,以保证幼苗的正常生长。待生长到3~4个真叶时进行干旱处理,依据Michel公式计算不同水势所需的PEG-6000的量,然后加入PEG-6000溶液进行干旱处理,处理的水势梯度为0 MPa(即为对照),-0.3,-0.6,-0.9和-1.2 MPa。处理后每2 d进行称重补水以维持溶液浓度。设干旱处理与对照(正常浇水)两组,对14个早熟禾品种幼苗进行模拟干旱胁迫,4次重复。测定叶绿素(CHL)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,早熟禾幼苗叶片CHL含量呈下降趋势;Pro含量、MDA含量、SOD活性总体呈上升趋势;POD活性总体呈先降再升后降的趋势;利用隶属函数分析得出14个早熟禾品种的抗旱性强弱顺序依次为:3号恩托佩草地早熟禾>10号细叶早熟禾>1号优异草地早熟禾>2号斗士草地早熟禾=9号蓝钻草地早熟禾>7号草地早熟禾>11号草地早熟禾>4号草地早熟禾>5号瓦巴斯草地早熟禾>8号早熟禾=13号肯塔基草地早熟禾>14号草地早熟禾>6号莫诺波利草地早熟禾=12号菲尔津草地早熟禾。     

干热对草地早熟禾生理反应与坪用质量的影响

研究18个早熟禾(kentucky bluegrass)品种在干热胁迫下的生理反应并给予评价。将18个早熟禾品种干热胁迫21 d,每隔3 d评定草坪质量(TQ)、叶片萎蔫率(LW),测定叶片相对电导率(EL)、叶片相对含水量(RWC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果显示:随着干热胁迫天数的增加,草坪质量、叶片相对含水量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性都明显下降,而叶片萎蔫率、叶片相对电导率和丙二醛的含量却明显上升。经层次聚类分析,18个品种的抗旱抗热性可分为3大类,其中午夜(Midnight)、橄榄球2号(Rugby)、纽布鲁(Nublue)、浪潮(I mpact)、抢手股(Bluechip)、公园(Park)为高抗旱抗热类群;诺德(Ronde)、康尼(Conni)、蓝月(Blue moon)、优异(Merit)、史诗(Odyssey)、纳苏(Nassau)和新哥来德(Nuglade)为中抗旱抗热类群;奖品(Award)、奖金(Prize)、新港(Newport)、塞尼(Celle)和校园(Campus)为低抗旱抗热类群。该研究旨在为选育抗旱抗热草坪草种提供理论依据。