不同藜麦资源的抗旱性评价及渗透调节剂对其抗旱性的影响

为了对藜麦资源进行抗旱性评价并研究渗透调节剂对藜麦幼苗抗旱性的影响，以黑藜(black quinoa)、白藜(white quinoa)、红藜(red quinoa )、蒙藜(mongolian quinoa)为试验材料，对其幼苗进行干旱胁迫（DS）和正常浇水（CK）处理，研究干旱胁迫对不同藜麦幼苗形态及生理指标的影响；同时用水、5%蔗糖和1%磷酸三种渗透调节剂对藜麦种子进行前处理后，对幼苗进行干旱胁迫和正常浇水处理，研究渗透调节剂处理种子对其幼苗的抗旱性指标影响，最后综合评价不同藜麦资源的抗旱性。结果表明： ①随着干旱胁迫时间的延长，藜麦叶片的相对含水量逐渐降低，藜麦幼苗生长受到抑制，生物量积累逐渐减少，而叶绿素含量则呈现先上升后降低的趋势。②渗透调节剂处理过的藜麦种子，其幼苗的抗旱性变化不同，5%蔗糖处理的幼苗抗旱能力较水处理显著高22.22%；而1%磷酸处理的幼苗抗旱能力显著低于水处理，表明5%蔗糖处理可以提高藜麦幼苗抗旱性，而1%磷酸对藜麦抗旱性影响不显著。③隶属函数法评价结果显示，4种藜麦资源的表现为红藜>白藜>蒙藜>黑藜。综上，在干旱半干旱地区种植藜麦，应优选抗旱性强的红藜和白藜，5%蔗糖可以作为提高藜麦抗旱性的渗透调节剂。研究结果为我国北方干旱半干旱地区的藜麦产业发展提供理论基础。     

藜麦抗旱性研究进展与展望

干旱是造成农作物产量损失最大的非生物胁迫.藜麦作为一种新型的粮食作物,对干旱、盐胁迫、土壤贫瘠和冻害等非生物胁迫均有较好的耐受能力,可以作为土壤与气候逆境条件下的优选作物.筛选、培育耐旱藜麦品种并探明藜麦抗旱相关机制对保障粮食安全、提高藜麦产量与品质,以及提供抗旱基因资源将产生重要的影响.笔者从藜麦在干旱胁迫条件下的抗旱机制、生理生化指标和基因及转录组研究等方面分别进行概述,为藜麦抗旱性鉴定工作提供借鉴,并对今后藜麦抗旱性研究方向进行了展望.     

PEG模拟干旱胁迫下藜麦萌发期抗旱性评价

【目的】研究与评价PEG模拟干旱胁迫下10个藜麦品种的萌芽期抗旱性。【方法】采用5%~30%不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件。【结果】低浓度PEG-6000对藜麦种子萌发及根长具有促进作用,对茎长有一定的抑制作用。随着PEG-6000浓度增大,所有抗旱指标均下降。【结论】利用隶属函数分析得出,10个藜麦品种萌发期抗旱性强弱顺序为:YL2＞YL1＞YL7＞YL3＞YL9＞YL5＞YL10＞YL6＞YL8＞YL4。为较好的反映藜麦品种在不同胁迫程度的耐受能力,将10个藜麦品种划分为三个抗旱级别:YL1、YL2、YL7为强耐旱品种; YL3、YL9为中等耐旱品种;YL4、YL5、YL6、YL8、YL10为弱耐旱品种。     

不同品种甘蓝型油菜的抗旱性评价

【目的】合理评价不同油菜品种,筛选抗旱油菜资源,保障油菜稳产,为抗旱育种奠定基础.【方法】在苗期采用反复干旱法,评价17份甘蓝型油菜资源;在成株期进行田间直接鉴定,评价19份资源的抗旱性.【结果】苗期3次干旱处理幼苗存活率平均值不断减小,存活率变异系数均在50%以上,材料间存活率的差异较大;单株产量抗旱系数、单株产量抗旱指数分别与综合抗旱性度量值呈极显著正相关,苗期反复干旱存活率与单指标评价和综合评价均无显著相关性.苗期评价得到了5份强抗旱品种,即青杂12号、陇油11号、中双11号、青杂9号和圣光401;成株期3种抗旱评价方法中青油14号和青杂9号均为强抗旱品种.【结论】在筛选到的8个抗旱品种中,综合不同发育期和不同干旱胁迫方法下的各项抗旱性评价指标,青杂9号为强抗旱品种,且在干旱胁迫下仍具有一定丰产性和稳产性,可为后期育种工作抗旱亲本材料的选择提供理想资源.     

PEG胁迫处理对圆果种黄麻萌发期抗旱性影响的研究

采用15%和25%聚乙二醇(PEG6000)处理模拟自然干旱胁迫条件,对60个圆果种黄麻品种进行萌发期抗旱试验。结果表明,不同黄麻品种对PEG干旱胁迫表现差异显著,其中根长、芽长、发芽率和发芽指数的抗旱系数随着PEG浓度的提高而显著降低。对黄麻抗旱系数进行聚类分析,将60个品种划分成A、B、C、D和E共5大类群,C类群和D类群的品种抗旱性较强,E类群品种的抗旱性差,A类群和B类群品种的抗旱性差异较大;其中抗旱品种占16.7%,不抗旱品种占40%,相对抗旱品种占43.3%。PEG胁迫处理可以作为黄麻抗旱性资源筛选的重要手段。     

水杨酸浸种处理对藏药甘青青兰种子萌发及幼苗抗旱性的影响

为了探讨外源水杨酸对干旱胁迫下甘青青兰(Dracocephalum tanguticum)种子萌发及幼苗抗旱能力的影响,采用PEG-6000模拟干旱胁迫,以不同浓度外源水杨酸(0、0.2、0.4、0.6、0.8 mmol/L)对藏药甘青青兰进行浸种24 h处理,研究不同浓度SA对甘青青兰种子萌发及幼苗抗旱性的影响。结果表明,0.6 mmol/L SA浸种甘青青兰种子萌发效果最好,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数较CK(蒸馏水处理)分别提高了34.82%、34.42%、34.87%和54.86%;干旱胁迫(20%PEG-6000模拟干旱)下,与CK相比,0.6 mmol/L SA浸种显著提高了甘青青兰幼苗叶片中脯氨酸含量,降低丙二醛含量,但幼苗叶片中叶绿素含量和可溶性蛋白含量与CK无显著差异。说明外源水杨酸浸种可通过提高种子发芽势、发芽指数和活力指数,进而促进种子萌发,并增强植物抗渗透胁迫能力,降低细胞膜脂过氧化损伤,提高甘青青兰幼苗的抗旱能力,且0.6 mmol/L SA浸种24 h效果最佳。     

磁场对黄瓜种子抗旱性的影响

[目的]研究磁场对黄瓜（Cucumis sativus L.）种子抗旱性的影响。[方法]用不同磁感应强度的磁场处理黄瓜种子,在干旱胁迫条件下检测磁场处理对黄瓜幼苗抗旱性的影响。[结果]经磁场处理后,黄瓜幼苗中过氧化物酶（POD）活力增强,脯氨酸含量增加,丙二醛（MDA）含量减少。[结论]磁场处理通过清除幼苗体内自由基、降低细胞渗透势,减轻了黄瓜幼苗体内膜脂过氧化水平,提高了幼苗抗旱能力。     

5种引进意大利黑杨无性系幼苗抗旱性研究

为了选择适宜的杨树抗性杂交育种亲本,以新引进意大利黑杨La、Pa、Ta、Ti、Qg及中林46和107杨的1年生扦插苗为材料,利用人工盆栽称重控水法,研究轻度（田间持水量的60%）、重度（30%）干旱胁迫下各无性系幼苗较对照生长、生理生化指标的变化,结合主成分分析并聚类,综合评价各无性系抗旱能力强弱。结果表明,随着干旱胁迫加剧,不同无性系间生长量、生物量、渗透调节等11个指标差异显著,均可作为抗旱性评价指标。主成分分析表明,4个主成分能反映各无性系幼苗95.78%的抗旱信息,结合隶属函数法综合评价,Qg和107杨幼苗受胁迫影响较小,表现出较强的抗旱性,而Ta幼苗受干旱胁迫影响最大。综合评价各杨树无性系幼苗抗旱性强弱为Qg>107杨>La＞Ti＞Pa＞中林46＞Ta。     

应用PV技术对树莓、黑莓不同品种抗旱性的研究

用盆栽法研究了百胜、威廉姆特、黑巴提、图拉名、秀美特、俄国红不同品种的抗旱能力.设置4种土壤水分处理,应用压力室和PV技术测定6个品种的多项水分参数,评价6个品种的耐旱特征,比较其抗旱性.结果表明:在干旱胁迫条件下,6个品种均有一定的渗透调节和保持膨压能力,但调节方式不同. 俄国红、黑巴提、威廉姆特、百胜能通过增加束缚水含量来实现渗透调节;图拉名、秀美特通过改变细胞壁弹性来保持膨压;俄国红、威廉姆特、百胜、图拉名在干旱胁迫条件下通过增加溶质含量来实现渗透调节.通过对6个品种渗透调节和维持膨压能力进行综合比较,抗旱能力由强至弱依次为威廉姆特、图拉名、百胜、俄国红、黑巴提、秀美特.     

山西小麦地方品种幼苗期抗旱性的鉴定

小麦幼苗长至二叶一心时,以200 g/L PEG-6000胁迫处理72 h,测定幼苗最大根长、根冠比、叶片相对含水量、相对电导率、SOD和POD活性以及MDA含量;采用模糊隶属函数与抗旱系数相结合的方法对各品种苗期的抗旱性进行综合分析;利用灰色关联度分析各个形态、生理指标与抗旱性的关系.结果表明:1)PEG胁迫下,9个小麦品种的最大根长、根冠比、相对电导率、SOD和POD活性及MDA含量均比对照高,而叶片相对含水量较对照低,而且差异均达到显著或极显著水平.2)利用隶属函数和抗旱系数相结合的方法对品种苗期抗旱性进行综合分析,各品种苗期的抗旱性表现依次为:白和尚头＞晋麦47＞竹杆青＞小红麦＞四月黄＞红皮冬麦＞灯笼红＞中麦9号＞忻县冬麦.3)SOD活性与苗期抗旱性关联度最大,其次为最大根长.     

干旱和铅双重胁迫对刺槐叶片有机渗透调节物质的影响

研究西北干旱、半干旱地区常见豆科木本植物刺槐(Robinia pseudoacacia)对铅胁迫的响应,为干旱地区铅污染土壤植被恢复提供依据。采用旱棚盆栽控水方法,对1年生刺槐幼苗在水分和铅双重胁迫条件下叶片内主要有机渗透调节物质的含量变化进行了研究。结果表明:刺槐叶片可溶性糖含量受干旱胁迫历时和铅胁迫持续时间影响显著;受干旱胁迫强度和铅胁迫强度影响其含量有所变化,但是不显著。干旱胁迫对刺槐脯氨酸含量和可溶性蛋白含量变化起主导作用,其中,重度干旱胁迫(田间持水量的40%)对脯氨酸影响达到显著性水平,轻度和重度干旱胁迫都对可溶性蛋白影响达到显著性水平。可溶性蛋白含量在土壤含有300mg·kg-1醋酸铅时差异显著。在干旱和铅双重胁迫作用下,刺槐可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量均有变化,但是脯氨酸和可溶性蛋白所起的渗透调节作用较大。     

棉花品种资源全生育期抗旱性评价及抗旱指标筛选

为分析棉花品种资源全生育期抗旱性及筛选抗旱性评价指标，以238份抗旱性不同的棉花品种为材料，设置正常灌水和干旱胁迫两个处理，选取株高、铃数、单铃重及可溶性糖含量等指标，采用抗旱系数、主成分分析、关联分析和聚类分析相结合的方法对238份棉花品种进行抗旱性综合评价及抗旱指标筛选。结果表明：干旱胁迫对棉花全生育期生长有显著影响。以抗旱性度量值（D值）为主要参数，以加权抗旱系数（WDC值）和综合抗旱系数（CDC值）作为辅助参数，可以将238份棉花品种资源分为5类，第Ⅰ类（高抗旱型）10份、第Ⅱ类（抗旱型）61份、第Ⅲ类（中等抗旱型）84份、第Ⅳ类（敏感型）78份和第Ⅴ类（高度敏感型）5份。株高、单铃重、衣分及可溶性糖含量对干旱胁迫的反应较其他指标更为敏感，可作为棉花全生育期抗旱性评价的指标。上述结果为优质高产的抗旱棉花品种评价和选育理论依据。     

干旱胁迫下文冠果幼苗叶片的生理响应

以文冠果(Xanthoceras sorbifolia)1年生幼苗为材料,通过试验生态学的方法,按土壤绝对含水量13%、18%和25%3个水分梯度对文冠果盆栽幼苗进行水分胁迫30d后,测定文冠果幼苗叶片中游离脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜相对透性等生理指标。结果表明,在适宜土壤含水量、轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫条件下,文冠果叶片中游离脯氨酸含量、丙二醛含量和细胞膜透性差异显著。随着干旱胁迫程度的增加,文冠果幼苗叶片中游离脯氨酸、丙二醛含量显著增加,细胞膜相对透性大幅度增加。在土壤干旱胁迫下文冠果幼苗叶片通过增大细胞膜透性、增加体内脯氨酸含量来提高自身的抗旱能力。土壤干旱胁迫程度越严重,文冠果幼苗叶片细胞膜脂过氧化和脱氧化程度越高。文冠果具有较强的耐旱能力,可以在干旱和半干旱地区推广栽培。     

长期水分胁迫下甘草叶片的抗旱生理响应

为给甘草药材的高效生产提供理论依据,通过人工控制水分模拟干旱来研究甘草对水分胁迫的生理反应,采用完全随机区组设计,设5个水分处理(20%~30%4、0%~50%、60%~70%、80%~90%、100%),研究水分胁迫对甘草的生长状况、叶片水分状况、渗透调节物质以及保护系统的影响。结果表明:随水分含量的降低,相对含水量(RWC)降低R28,20%~30%和40%~50%处理丙二醛(MDA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物岐化酶(POD)活性、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量均显著或极显著高于其他处理。说明甘草自身通过抗氧化酶系及渗透调节物质之间的协调维持代谢平衡,但20%~30%处理的生物量显著低于其他处理,说明过度干旱不利于甘草的生长。     

保水剂对高羊茅种子萌发及幼苗生长发育的影响

通过种子发芽试验和盆栽试验研究了不同土壤水分条件下保水剂对高羊茅出苗及生长发育的影响.结果表明,经保水剂处理后,草种发芽率平均提高2.04%,幼苗生长增快,单株鲜重增加.干旱条件下适当浓度的保水剂对高羊茅草种出苗及生长发育有一定促进作用,高羊茅草地上部分鲜重和干物质积累增加.反复干旱胁迫下,保水剂显示较强的抗旱作用,可延长草初期枯萎间隔时间,减少生育期内的浇水量.     

干旱胁迫对黄秋葵幼苗生长以及叶片光合特性的影响

通过PEG模拟干旱胁迫,初步研究干旱胁迫对黄秋葵幼苗生长及叶片光合特性的影响。结果显示:2个品种的叶柄长、株高、茎粗、根长、苗鲜重、苗干重、最大叶长、最大叶宽、功能叶面积以及抗旱系数均随着PEG浓度的增加而减少,表明干旱胁迫抑制了黄秋葵幼苗的生长,随着干旱胁迫程度的增加,其抗性逐渐减弱;2个品种叶片的净光合速率、气孔导度均随PEG浓度的增加而减少,说明干旱胁迫抑制了黄秋葵的光合能力。相关性分析表明,黄秋葵叶柄长、株高、茎粗、根长、苗鲜重、苗干重、最大叶宽、最大叶长、净光合速率、气孔导度均与抗旱系数极显著相关,说明相关性状及生理生化指标可作为干旱胁迫下黄秋葵幼苗的抗旱性鉴定指标。     

外源褪黑素对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响

【目的】探究外源褪黑素（Melatonin,MT）对干旱胁迫下苦荞幼苗生长及生理特性的影响,为其在苦荞抗旱生理基础研究和应用上提供理论参考。【方法】以苦荞品种川荞2号为试验材料,采用15%聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫,设CK（蒸馏水）、PEG、PEG+50 μmol/L MT、PEG+100 μmol/L MT和PEG+200 μmol/L MT共5个处理。测定不同处理苦荞幼苗的地上部分鲜干重、地下部分鲜干重、光合色素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,并利用熵权TOPSIS分析法和灰色关联度分析对外源MT处理干旱胁迫下苦荞幼苗生理指标进行综合评价。【结果】喷施不同浓度MT均可减轻干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制,其中喷施100 μmol/L MT处理的效果较佳,苦荞幼苗地上部分鲜重、地下部分鲜重、地上部分干重、地下部分干重和根冠比等较PEG处理分别增加18.6%、38.6%、18.1%、136.4%和96.7%,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素含量分别提高35.0%、19.6%、48.3%和30.8%,过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性分别提高27.1%和74.4%,丙二醛（MDA）含量降低45.9%,脯氨酸和可溶性糖含量分别增加11.07%和50.2%。灰色关联度分析结果表明,外源MT主要通过提高POD活性及可溶性糖和类胡萝卜素含量等途径来减缓干旱胁迫对苦荞幼苗的伤害。【结论】100 μmol/L MT能有效缓解干旱胁迫对苦荞幼苗生长的抑制和损伤作用,提高苦荞幼苗抗旱性。     

油莎豆的抗旱性评价及抗旱生理机制研究

[目的]探究不同干旱程度下油莎豆的生理响应、揭示其抗旱机制,可为油莎豆在北方沙区的引种种植提供理论依据.[方法]本研究以干旱、半干旱沙区引种的热点油料作物油莎豆为试验材料,通过盆栽控水试验设置对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4个处理,其土壤含水率分别为>12％、8％ ～12％、5％ ～8％和<5％,探究干旱胁迫对油莎...     

土壤水分动态对胡杨幼苗生长分配策略的影响

分析土壤水分对幼苗地上及地下部分生长及其分配策略是阐明自然生境中胡杨种子更新困难以及人工培育成活率低的重要途径。本文以2年生胡杨幼苗为研究材料,采用不同土壤水分处理试验,监测幼苗地上部分生长指标(地径、冠幅、株高、叶片数)以及地下部分生长指标(总根长、总根表面积、单位平方米土壤总根长、总根体积),分析不同水分处理及水分梯度对幼苗生长的影响。结果表明:对于胡杨幼苗地上部分的生长,在连续给水处理时,25%含水量更有利于地上部分的生长;而断续给水处理时,最适土壤含水量为30%;胡杨幼苗地下部分生长在不同给水处理下存在显著差别,而25%的含水量要显著区别于其他水分梯度,更有利于根系的生长。一定程度的干旱胁迫后,断续给水比连续给水更有利于根系的生长,且水分梯度在20%~25%之间最有利于根系生物量的积累,地下生物量的积累大于地上生物量,这种地上与地下生长权衡作用有利于幼苗纵向生长的养分、水分获取。在根系构型方面,在土壤水分条件好的情况下则有利于幼苗根系的横向扩展。