干旱胁迫下钾对甘薯幼苗光合特性及根系活力的影响

为了揭示干旱胁迫下钾对甘薯幼苗的抗旱机制,选取长势一致的甘薯幼苗放入1/4 Hoagland营养液培养,待第五片叶完全展开时,对幼苗进行高钾处理和干旱胁迫处理,研究高钾水平下干旱胁迫对甘薯幼苗光合特性及根系活力的影响。结果表明,未干旱胁迫条件下,高钾处理能够显著提高根系活力,但对甘薯幼苗光合特性影响甚微。干旱胁迫条件下,正常供钾和高钾处理的甘薯幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、表观量子效率(AQY)和光饱和点最大同化速率(Amax)等显著下降,呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和根系活力等显著上升,但干旱胁迫条件下高钾处理的Pn、Gs、AQY和Amax高于正常供钾处理,Tr,Rd和LCP等低于正常供钾处理。干旱胁迫下高钾处理的甘薯幼苗根系活力显著高于正常供钾处理,根系能够吸收更多的养分,减轻干旱胁迫对植株伤害。     

地膜覆盖对土壤水分和夏薯苗期根系建成的影响

基于覆膜和无膜处理对夏薯土壤相对含水量动态变化影响的研究,通过营养液水培和PEG-6000模拟干旱等方式研究6个甘薯品种在正常供水(模拟覆膜)和梯度干旱(模拟无膜)处理条件下的根系生物学性状。结果表明:覆膜使土壤相对含水量的降低缓慢而避开干旱胁迫的影响,而无膜处理的土壤相对含水量降低迅速。在浇足窝水的情况下,即使20天内无水分补充,覆膜土壤的相对含水量仍能保持在60%以上;而在无膜条件下,栽后6天为夏薯发生干旱胁迫的临界时间,且从轻度干旱胁迫到重度干旱胁迫的过程短,仅2天。不仅如此,与覆膜处理相比,干旱情况下无膜处理的甘薯根长、根投影面积、根表面积、根平均直径、根体积、根鲜重和根干重等指标均显著降低。而品种间比较发现,覆膜情况下色素提取型甘薯根系生长快、根量多,遭遇干旱胁迫后,色素提取型甘薯根系生物学性状降低幅度最大,对水分变化表现更敏感。6个甘薯品种根长、根表面积和根体积主要集中在平均直径大于0.45 mm的不定根上。总之,地膜覆盖有利于减缓土壤水分损耗,促进夏薯早发根、多发根,降低干旱胁迫对根系建成的不利影响。     

不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响

【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW（全生育期正常灌水,对照）、DS1（发根分枝期干旱胁迫）、DS2（蔓薯并长期干旱胁迫）和DS3（快速膨大期干旱胁迫）,研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21（抗旱品种）的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号（不抗旱品种）分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。     

甘薯耐旱性品种苗期筛选及耐旱性指标研究

为实现甘薯耐旱性品种的快速筛选,本试验采用室内PEG模拟连续干旱法对22个甘薯品种(系)进行了研究。结果表明:济薯21、12057、11001和零9281等品种(系)的根系持水力、根系活力和幼苗成活率较高,具有较强的苗期耐旱性;通过统计分析发现,根系持水力、薯苗质量和含水量、根系活力等可作为重要的苗期耐旱性筛选指标;干旱胁迫下根系的持水能力和采苗后薯苗状况是影响甘薯苗期耐旱性的重要因素。在生产上,选用耐旱性品种和采用壮苗是抵御干旱胁迫的重要措施。     

不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响

【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW(全生育期正常灌水,对照)、DS1(发根分枝期干旱胁迫)、DS2(蔓薯并长期干旱胁迫)和DS3(快速膨大期干旱胁迫),研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21(抗旱品种)的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号(不抗旱品种)分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。     

甘薯对干旱胁迫的生理响应及分子机理研究进展

甘薯作为一种较为耐旱的作物，在干旱胁迫下能够调节相关的生理生化反应来抵御干旱胁迫。综述了甘薯的光合系统、抗氧化系统、渗透调节系统以及一些重要的抗性基因在干旱胁迫下的响应，以期为提高甘薯产量、增加甘薯种植产业的经济效益提供参考。     

干旱胁迫下丛枝菌根真菌对草莓根系生长的影响

[目的]研究干旱胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)对草莓根系生长的影响。[方法]以"甜查理"草莓为供试品种,以接种摩西球囊霉菌根(Glomus mosseae)为处理,不接种为空白对照,分别在正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫3种水分条件下观测草莓根系生长的变化。[结果]随着干旱胁迫的加重,菌根侵染率迅速下降,菌根依存度随着干旱胁迫的加重而上升。在干旱胁迫下,接种AMF可以改变草莓根系形态,增加草莓根系干鲜重,提高草莓根系抗氧化酶活性,从而缓解干旱胁迫对草莓根系造成的伤害。[结论]接种AMF提高了草莓的耐旱性。试验结果可为将AMF应用于草莓耐旱性研究提供理论依据。     

砂糖椰子对干旱和水分补偿的生理变化

为了研究干旱胁迫和复水对砂糖椰子（Arenga pinnata）幼苗叶片和根系的影响,以两年生砂糖椰子幼苗为材料,分别进行干旱胁迫0,7,14和21 d,再复水3和6 d,然后测定叶片和根系的超氧化物歧化酶（SOD）活性、脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白含量、丙二醛（MDA）含量、相对电导率以及叶绿素含量。结果表明,叶片的SOD活性在各个处理中均呈显著的波动性变化,根系的SOD活性在干旱胁迫和复水后都显著高于对照。叶片和根系的Pro含量在重度干旱胁迫下显著升高,复水后显著降低;而可溶性蛋白含量在中度和重度干旱胁迫时均显著减少,复水3 d后显著增加;叶片和根系的MDA含量变化趋势具有互补性;叶片和根系的相对电导率均随着干旱胁迫时间的延长而增加,在中度和重度干旱胁迫时显著高于其他处理,复水后减少;叶绿素含量在重度干旱胁迫时达到最高值。总之,在干旱胁迫下,叶片和根系不同指标变化规律不一样,脯氨酸含量、可溶性蛋白含量和相对电导率在叶片和根系中的变化趋势相似,SOD活性和MDA含量的变化趋势不一致,表明砂糖椰子地上部和地下部对干旱胁迫的响应具有协同效应。     

土壤自然干旱胁迫对甘蔗幼苗根系保护酶系统的影响

[目的]研究干旱胁迫对甘蔗苗期根系保护酶系统及相关指标的影响,探讨甘蔗苗期根系对干旱胁迫的应答机制.[方法]以新台糖22号为材料,在甘蔗苗期进行土壤自然干旱胁迫,测定甘蔗根系保护酶系统及质膜过氧化产物相关指标的变化,并进行相关性分析.[结果]随着干旱胁迫程度的加强,根系中可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,细胞膜脂过氧化保护酶系统的酶活性均呈先升后降的趋势,干旱胁迫处理15 d后SOD和POD活性达到峰值然后降低,CAT活性于11d到达峰值后下降.甘蔗苗期根系保护酶活性与膜脂过氧化作用呈显著或极显著正相关.[结论]甘蔗根系保护酶系统的干旱胁迫响应机制为:轻度干旱与中度干旱时表现为积极应对,重度干旱时则为被动忍耐.根系保护酶系统与甘蔗抗旱性的关系密切.     

干旱胁迫对甘薯生理特性的影响

为了探明干旱胁迫下甘薯的生理变化特性,采用盆栽水分胁迫的方法对2种耐旱特性不同的甘薯品种进行研究。结果表明:持续干旱胁迫下,2种甘薯材料叶片相对含水量(RWC)不断降低,叶绿素降解且含量持续减少,而丙二醛(MDA)和脯氨酸含量不断上升,超氧化物歧化酶(SOD)表现为先增加后减少趋势。     

模拟干旱条件下植物生长调节剂对夏薯苗期根系生理生化特性的影响

为了探索解决夏薯苗期干旱的农艺措施,研究PEG-6000模拟干旱条件下,烯效唑、缩节胺和生根粉浸根处理对根系形态、生理生化指标和内源激素质量分数的影响。结果表明:烯效唑和缩节胺浸根处理显著降低甘薯各品种根系的根长和根表面积,而生根粉显著增加根系根长、降低根表面积;烯效唑显著提高各甘薯品种的根系平均直径和根系体积;缩节胺提高5个甘薯品种根系的POD活性,降低各甘薯品种根系的MDA质量摩尔浓度,而烯效唑和生根粉不同程度降低各甘薯品种根系的POD活性和MDA质量摩尔浓度;与烯效唑和缩节胺不同,生根粉提高全部供试甘薯品种根系中的SOD活性;3种调节剂处理均提高部分品种的根系活力,但仅提高部分品种根系中的ZR质量分数,显著降低各甘薯品种的GAs质量分数;烯效唑提高所有供试品种根系中的ABA质量分数,烯效唑和缩节胺显著提高部分供试品种根系中的IAA质量分数;而生根粉不同程度降低全部供试品种根系IAA质量分数。总之,3种调节剂对干旱条件下甘薯苗期根系的形态性状、生理生化指标和内源激素水平都有显著的影响,但是存在调节剂种类和甘薯品种之间的特异性。     

东澳棕叶片和根系对干旱和复水的生理响应

为了研究植物整体对干旱胁迫和复水的生理响应,以2年生的东澳棕（Carpentaria acuminata）实生苗为材料,分别进行干旱胁迫0、7、14 d和21 d,再复水3 d和6 d,测定叶片和根系的超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和叶绿素含量的生理指标,用于明确东澳棕叶片和根系对对干旱胁迫和复水的生理响应。结果表明:叶片的SOD活性、Pro含量、可溶性蛋白含量、MDA含量在轻度干旱胁迫7 d时显著增加,随着干旱进行而减少,复水后又增加,相对电导率的变化规律与之相反。叶绿素含量在干旱胁迫21 d时达到最大值,复水后降低。根系的SOD活性只在干旱胁迫21 d时显著提高,复水后显著降低;Pro含量在干旱胁迫14 d时升高,后降低,复水后升高;可溶性蛋白含量在干旱胁迫7 d时升高,后降低,复水后升高,MDA含量干旱胁迫7 d时降低,干旱胁迫21 d时升高,复水后降低,根系的相对电导率在干旱胁迫7 d时略增加,后降低。叶片的SOD活性和MDA含量在干旱7 d-复水期间的变化趋势相同,根系的SOD活性和MDA含量在干旱7 d-复水期间的变化趋势也相同,说明叶片和根系之间、SOD和MDA之间具有协同效应。干旱7 d-复水期间叶片的SOD活性和MDA含量显著高于根系,干旱14 d-复水期间叶片的Pro含量显著低于根系。植物地上部和根系之间存在协同和互补效应,有利于提高植物的水分的适应性。     

不同浓度PEG模拟干旱胁迫对燕麦种子胚根和胚芽生长的影响

本研究采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,比较研究了冀北地区12个燕麦品种(品系)种子胚根和胚芽的生长变化及萌芽期抗旱性表现。结果表明,不同燕麦品种种子初生根数、初生根长、胚芽长和胚芽鞘长对干旱胁迫的响应不同。不同干旱胁迫条件下,燕麦种子初生根数在0～5之间,其中低度干旱胁迫增加了燕麦种子初生根数,高度干旱胁迫降低燕麦种子初生根数。不同燕麦品种种子最长初生根长在5～20.9 mm之间,干旱胁迫均降低了燕麦种子最长初生根长,其中200919-7-1、坝莜3号和品五对干旱胁迫的忍耐性最高。干旱胁迫也影响了燕麦种子胚芽长和胚芽鞘长,不同燕麦品种种子胚芽长和胚芽鞘长对干旱胁迫的响应表现出相似的趋势。     

Analysis of drought tolerance and genetic and epigenetic variations in a somatic hybrid between Ipomoea batatas(L.) Lam. and I. triloba L.

The somatic hybrid KT1 was previously obtained from protoplast fusion between sweetpotato(Ipomoea batatas(L.) Lam.)cv.Kokei No.14 and its wild relative I.triloba L.However,its genetic and epigenetic variations have not been investigated.This study showed that KT1 exhibited significantly higher drought tolerance compared to the cultivated parent Kokei No.14.The content of proline and activities ofsuperoxide dismutase(SOD) and photosynthesis were significantly increased,while malonaldehyde(MDA) content was significantly decreased compared to Kokei No.14 under drought stress.KT1 also showed higher expression level of well-known drought stress-responsive genes compared to Kokei No.14 under drought stress.Amplified fragment length polymorphism(AFLP) and methylation-sensitive amplified polymorphism(MSAP) analyses indicated that KT1 had AFLP and MSAP band patterns consisting of both parent specific bands and changed bands.Further analysis demonstrated that in KT1 the proportions of Kokei No.14 specific genome components and methylation sites were much greater than those of I.triloba.KT1 had the same chloroplast and mitochondrial genomes as Kokei No.14.These results will aid in developing the useful genes of I.triloba and understanding the evolution and phylogeny of the cultivated sweetpotato.     

干旱胁迫对沙枣幼苗根茎叶保护酶系统的影响

在不同浓度PEG-6000溶液模拟的干旱胁迫条件下,对沙枣根茎叶中的SOD、CAT和POD 3种保护酶和丙二醛进行研究,结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,沙枣叶中SOD酶活性和CAT酶活性均呈现上升趋势,但POD酶活性却先上升后下降;(2)沙枣茎中SOD酶活性在轻度胁迫下高于CK,中度和重度胁迫下却低于CK,POD酶活性和CAT酶活性却随着干旱胁迫的增加呈增加趋势,这说明虽然在中度和重度胁迫下,SOD酶活性有所下降,POD酶和CAT两种酶清除SOD转化的H2O2的能力还在增强;(3)随着干旱胁迫的加剧,沙枣根中SOD酶活性在轻度胁迫下高于CK,中度和重度胁迫下和CK差异不显著, 各干旱胁迫下POD酶活性均显著高于CK,但各干旱胁迫之间差异不显著, CAT酶活性先升高后下降,但仍高于CK;(4)轻度干旱胁迫下,沙枣根茎叶中膜质过氧化程度均较低,和CK差异不显著;中度胁迫下,沙枣根茎中膜质过氧化程度增高(茎>根),但重度干旱胁迫下,沙枣根茎叶中膜质过氧化程度均明显增高(叶>茎>根).     

干旱胁迫下大豆幼苗根系基因的表达谱分析

【目的】了解干旱胁迫下大豆幼苗根系的抗旱机制。【方法】利用基因芯片技术,分析在不同干旱胁迫时间下强抗旱品种晋豆23幼苗根部基因的表达情况。【结果】获得了61171个大豆根系基因的差异表达动态图谱。在不同干旱胁迫时间下根部基因的表达发生变化,3个时间点下,下调表达的基因数量均多于上调表达的基因数量。同时对杂交数据进行多种聚类分析。利用实时荧光定量PCR验证4个基因在干旱胁迫条件下的差异表达,其结果和芯片杂交分析的结果基本一致。【结论】初步建立了大豆幼苗根系干旱胁迫应答基因的动态表达谱,并通过其动态表达了解植物与逆境的互作机制,比较全面地获得了干旱胁迫应答基因,从而更完整地揭示了大豆干旱胁迫应答基因的表达情况。