硼素对甜菜内源激素的影响研究

优化利用高效液相色谱法测定甜菜叶片中IAA、GA₃、ZT、ABA 4种内源激素的条件,研究不同硼浓度下4种内源激素含量及比例的变化,为甜菜生产实践提供理论支持。以甜菜单粒种HI0099为试验材料,在室内水培条件下,设置十分缺乏、缺乏、适量及过量硼营养浓度,利用高效液相色谱法,对甜菜叶片中IAA、GA₃、ZT、ABA进行测定,分析各激素含量变化与硼处理浓度之间的关系。结果表明,随着硼浓度的增加,甜菜叶片内IAA、GA₃、ZT的含量呈先升高后降低的趋势,ABA含量随着硼浓度的增加表现为先降低然后升高的趋势。缺硼和硼毒害胁迫都会使甜菜叶片中IAA、GA₃、ZT含量降低,同时使ABA含量升高,IAA/ABA、GA₃/ABA、ZT/ABA比值降低。缺乏胁迫情况下,硼素营养水平与甜菜叶片ZT/ABA比值之间呈现显著正相关(r=0.866^*);硼素毒害胁迫情况下,硼素营养与植株叶片ABA含量呈显著正相关(r=0.958^*),与ZT/ABA比值呈显著负相关(r=-0.915^*)。综合分析说明,硼素改变了甜菜叶片激素的含量及平衡关系,可以通过大田试验验证和利用外源植物生长调节剂来调控植物内源激素平衡最终缓解甜菜硼胁迫影响。     

硼素胁迫对甜菜叶片结构及性能的影响

研究硼素水平对甜菜叶片硼素状况和叶片结构及性能的影响,阐明硼素对甜菜叶片性能的影响机制,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种HI0099为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏(T1,0.05 mg/L)、缺乏(T2,0.5 mg/L)、正常(T3,2.0 mg/L)及过量毒害(T4,30.0 mg/L)4个硼营养浓度,对甜菜叶片硼含量及其光合性能进行测定,分析甜菜叶片硼含量及光合性能变化规律。结果表明：甜菜叶片的硼含量随着施硼量的增加而增加;在硼胁迫下,叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率均有下降的趋势。胞间CO2浓度在硼素缺乏时呈先降低后升高的趋势,在毒害时则呈现升高趋势。硼素胁迫均增加了栅栏组织、海绵组织及叶片厚度,硼毒害处理降低了上表皮和下表皮厚度。综合分析表明,硼素胁迫改变了叶片硼素水平和叶片结构,在一定程度上降低了叶片的光合性能。因此,在甜菜生产中合理施用硼肥来改善叶片结构及光合性能具有重要实践意义。     

硼素对甜菜根系影响的研究

研究硼素对甜菜根系形态参数、生理活性的影响,阐明硼素对甜菜根系性能的影响机制,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种‘HI0099’为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏(T₁,0.05 mg/L)、缺乏(T₂,0.5 mg/L)、正常(T₃,2.0 mg/L)及过量毒害(T₄,30.0 mg/L)4个硼营养浓度,对甜菜根系干物质量、冠根比、根系形态及活力进行测定,分析甜菜根系生长及生理变化规律。结果表明：硼素缺乏和毒害胁迫均降低了甜菜根系的干物质重;硼素缺乏胁迫降低了冠根比值,硼素毒害胁迫升高了冠根比值。在硼素缺乏与毒害胁迫下,根系体积、根粗、根系活力均有下降的趋势,且随着生育进程推进降低的幅度增大。综合分析表明,硼素胁迫降低了甜菜的根系活力,影响了根系的生长及干物质积累,进而导致根系性能恶化和根冠比例失调。因此,在甜菜生产中合理施用硼肥来改善根系生长与生理活性、调节冠根比例,对甜菜高产优质栽培具有重要实践意义。     

硼素对甜菜植株全硼影响的研究

研究不同硼供应水平下甜菜植株硼营养吸收规律,为甜菜生产实践硼肥施用提供理论依据。以甜菜单粒种HI0099为试验材料,在水培条件下,设置十分缺乏（T1,0.05mg/L）、缺乏（T2,0.5mg/L）、正常（T3,2.0mg/L）及过量毒害（T4,30.0mg/L）4个硼营养浓度,利用甲亚胺比色法对甜菜植株全硼含量进行测定,分析甜菜全硼含量变化与不同供硼营养之间的关系。结果表明：不同硼素营养处理后各时期同一部位硼含量均表现为硼素毒害处理＞硼素正常处理＞硼素缺乏处理＞硼素十分缺乏处理;同一处理不同部位硼含量趋势表现相同,均为成熟叶片＞幼叶片＞成熟叶柄＞幼叶柄＞根。综合分析说明,植株硼含量受硼营养水平影响显著,随着硼供应的增加而增加,且成熟叶片需硼量最大,对硼供应水平最敏感,因此甜菜生产中根外追肥为简单有效补充硼营养的一种方法。     

甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应

以抗旱性不同的甜菜品种HI0466和KWS9454为供试材料,在不同水分处理条件下研究了甜菜抗氧化系统生理指标对苗期不同程度水分亏缺的响应机制及其与甜菜抗旱性的关系。结果表明:持续水分胁迫下甜菜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性及抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)含量基本呈现出先升高后下降的趋势,而类胡萝卜素(Car)含量逐步降低。由于抗旱甜菜品种在水分胁迫下各生理指标具有增幅大或降幅较小的特征,因此在胁迫加重时抗旱甜菜品种可维持较高的SOD、POD、CAT活性及Car、AsA含量,以降低膜质过氧化程度,使得其丙二醛(MDA)含量维持在较低水平,但在品种间差异明显。主成分分析结果表明,干旱胁迫条件下SOD、POD活性,MDA、AsA含量均可作为甜菜品种苗期抗旱性鉴定的有效生理指标。     

亚麻幼苗对干旱胁迫的生理响应

分别用不同浓度的PEG-6000模拟干旱胁迫的方法处理亚麻幼苗,测定了叶片质膜相对透性、可溶性蛋白质含量、游离脯氨酸含量以及保护酶SOD、POD活性的变化。结果表明,随着胁迫时间的延长和胁迫强度的增加,质膜相对透性呈现不断上升的趋势,可溶性蛋白含量先升后降,脯氨酸出现了大量积累的现象。两种保护酶的活性变化不同,5%、10%PEG处理的SOD活性在胁迫初期大幅度升高之后不断下降,15%处理呈缓慢上升趋势。POD活性大体上呈现先降后升的变化,其中15%处理的POD活性变化波动较大。从本实验可以看出,亚麻幼苗对干旱胁迫具有一定的适应性。     

低温胁迫对番茄幼苗脯氨酸积累及其代谢关键酶活性的影响

以抗寒性不同的3个番茄品种‘耐运2000’、‘京乐502’和‘O-33-1’为试材,采用常规方法测定不同低温胁迫时间和不同低温胁迫温度下番茄幼苗叶片中脯氨酸含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性、鸟氨酸转移酶(8-0AT)活性、脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性的变化,以期探讨番茄的脯氨酸代谢对低温胁迫的响应机制及其与抗寒性的关系。结果表明：番茄幼苗叶片中的脯氨酸含量随低温胁迫时间的延长和温度的降低均呈先升高后降低的趋势,冷敏感品种‘耐运2000’的平均脯氨酸含量较低,抗寒性越强的品种的脯氨酸保护阈值越大;番茄幼苗叶片中P5CS和8-0AT活性随低温胁迫时间的变化均呈现先升后降的趋势,与脯氨酸积累正相关。在不同低温胁迫温度下,对低温越敏感的品种P5CS和8-0AT活性随温度的变化程度越大;当低温处理1天时,番茄叶片中脯氨酸含量下降,ProDH活性显著增加;随后ProDH活性呈现先降低后升高的趋势,这与脯氨酸的积累呈负相关。在不同低温胁迫下,番茄叶片中ProDH活性在一定低温范围内均出现降低以减少对脯氨酸的降解,增强植株的抗寒能力。     

干旱胁迫对不同冬小麦品种幼苗期生理特性的影响

研究小麦幼苗时期生理指标等方面的抗旱特性,为今后抗旱小麦新品种的培育提供基础的理论依据。选用5个肥水类型不同的小麦品种,在20% PEG-6000(w/v)水分胁迫条件下,研究不同冬小麦品种幼苗时期的生理抗旱特性,并对幼苗期抗旱生理指标与抗旱指数做了相关性分析。结果表明,在20%的PEG-6000(w/v)渗透胁迫后,5个小麦品种渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量均上升,且上升的程度与抗旱性一致;胁迫条件下保护酶系统SOD和POD活性均降低,其中POD活性呈先上升后降低的趋势;膜脂过氧化产物MDA含量升高。与高肥水品种相比,‘青麦7号’和‘鲁麦21’的可溶性糖和脯氨酸含量较高,随胁迫时间延长增加的幅度大;MDA含量积累的速度以及SOD、POD活性降低的速度较为缓慢。其中,可溶性糖含量、脯氨酸含量、SOD活性以及POD活性与抗旱性鉴定指标抗旱指数存在极显著相关性,可以作为小麦抗旱性鉴定的早期生理指标。     

磷素和干旱胁迫对大豆叶片活性氧和保护酶系统的影响

研究干旱和磷素双重胁迫对大豆叶片产生的生理影响,获取大豆营养和抗旱生长信息。缺磷素处理下水培不同基因型大豆,采用不同浓度聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱处理。测定活性氧和保护酶系统。随着干旱胁迫强度加大,超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性下降。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性随干旱胁迫时间的延续,同样表现出活性先升后降的趋势。可根据叶片活性氧及保护酶系统特性,初步监测大豆磷肥施用量和大豆干旱情况下的生长状况。     

NaCl胁迫对不同苗龄甜菜生长及生理特性的影响

为了阐明甜菜对盐胁迫的适应性及其生理响应,采用盆栽试验,研究NaCl胁迫对不同苗龄甜菜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,同一苗龄甜菜随NaCl浓度递增,保苗率在NaCl质量分数0.6%时开始下降,株高逐渐降低;干质量呈单峰曲线变化,低盐胁迫有利于甜菜生物量的增加;叶绿素含量升高,叶片质膜透性和丙二醛含量增加,细胞膜系统受损严重;SOD活性和POD活性升高,抗氧化酶活力增强。依苗龄的推进,不同盐胁迫处理间,甜菜保苗率、株高、干质量、叶绿素含量和叶片质膜透性、丙二醛含量的差异逐渐减小,而SOD活性和POD活性的差异逐渐增大,甜菜的耐盐能力提高。总体来看,随着NaCl质量分数的增加,甜菜的SOD和POD活性增强,叶片质膜透性增加,丙二醛含量升高,甜菜保苗率、株高和干质量降低,叶绿素含量升高,且随着苗龄的推进,对甜菜生长的抑制作用减弱。     

低温胁迫对甜菜抗氧化系统的影响

旨在研究低温胁迫对甜菜细胞膜过氧化及抗氧化系统的影响,并为研究其他植物的抗寒性生理机制提供参考依据。以甜菜品种‘KWS9147'为实验材料,采用水培方式栽培,设置了4℃的低温处理(L)和25℃的室温对照(CK),测定低温处理前后甜菜叶片中丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性的变化。结果表明,低温胁迫会对细胞膜造成损害并促使抗氧化系统产生防御作用,甜菜低温胁迫处理1天后与对照组对比,丙二醛(MDA)含量和抗氧化系统酶活性发生了显著的变化,丙二醛(MDA)的含量增加了31.32%,总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,分别上升了10.74%、4倍、2.22倍、32.85%、和2.56倍。综上,甜菜在低温胁迫下抗氧化能力提高,从而清除活性氧自由基(ROS)的积累,减缓细胞膜脂过氧化对细胞造成的伤害。     

氮胁迫对甜菜幼苗生理以及相关NRTs基因表达的影响

为了深入研究缺氮环境下甜菜(Beta vulgaris L.)的氮利用调控机制,并为利用分子育种以及基因工程途径提高植物的氮利用率奠定基础,本研究以甜菜幼苗‘780016B/12优’为试材,通过对其施加低氮和缺氮逆境胁迫,利用表型观察、叶绿素含量的测定以及相关基因和酶活性的应答变化分析,来研究甜菜植株在生理以及分子方面的应答机制。研究结果表明,甜菜叶片由于缺氮而表现出局部变黄,并且SPAD值显示,叶绿素含量随逆境时间呈下降趋势。qPCR表明,BvNRT2.1和BvNRT3.2基因均受到低氮和缺氮胁迫的诱导,且它们在根部的表达量要高于叶中,BvNRT2.1基因对逆境的应答更为显著。同时,随着胁迫时间的增长,甜菜体内的硝酸还原酶活性逐渐下降,但叶片中该酶的活性始终要高于根中。因此可以得出结论,低氮或缺氮逆境对甜菜幼苗的光合作用、硝酸还原酶活性造成了较为严重的影响,从而导致其生长在一定程度上受到抑制。可以推断,为了适应氮胁迫环境,甜菜自身可能通过上调硝酸盐转运蛋白基因的表达等途径来直接或间接的补偿由于环境氮缺乏或低氮造成的营养缺失,以抵御逆境伤害。     

不同缺硼处理对甜菜苗期叶片生长及光合性能的影响

探讨不同缺硼胁迫处理对甜菜叶片生长发育及光合性能的影响,为生产实践提供理论依据。以甜菜品种‘H004’为试验材料,采用水培试验方法,设定硼浓度0 (B1)、0.5 (B2)、5 (B3) μmol/L为缺硼处理,以硼浓度50 (B4) μmol/L为正常硼浓度对照,于胁迫后21天对甜菜幼苗叶片形态参数及光合性能进行测定和分析。结果表明：缺硼胁迫对甜菜叶片的生长发育具有显著的抑制作用,且缺硼胁迫程度越高抑制作用越明显。具体表现为：缺硼显著降低了叶片面积、叶片鲜重和干重,增加了叶片厚度、叶色值;使叶片叶绿素a和叶绿素b分别比对照降低了22.3%~51.5%、23.3%~42.3%;光合参数在缺硼处理时较对照下降了0.6%~28.4%。相关分析表明,缺硼胁迫下叶面积与光合色素、光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度的相关性均达到了极显著水平(P<0.01)。综上,缺硼胁迫影响了植株叶片形态、抑制了光合色素的形成,降低叶片光合特性,进而阻碍了甜菜幼苗叶片生物量积累,导致叶片的生长发育异常。     

水分胁迫对八宝景天生理特性的影响

为了解八宝景天对水分胁迫的适应性,本试验以八宝景天1a生扦插苗为试验材料,研究了水分胁迫下土壤含水量、叶片相对含水率(RWC),超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、以及相对电导率的变化。结果表明：在干旱胁迫下,土壤含水量和叶片组织相对含水量呈下降趋势;在水涝胁迫下,土壤含水量和叶片组织相对含水量呈升高趋势。在水分胁迫下,相对电导率和丙二醛含量升高,而超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性则呈现先上升后下降的趋势。综合指标分析认为,八宝景天对水分胁迫具有较强的忍耐能力。     

中国沙棘和俄罗斯沙棘在不同土壤水分条件下保护酶系统和丙二醛的变化

在野外不同生境和田间不同干旱条件下对中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)和俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)的SOD,CAT和MDA进行研究后发现,野外沟底土壤水分含量显著高于坡上土壤水分含量,因此,沟底中国沙棘叶片的SOD,CAT活性高于坡上,MDA含量则为坡上植株高于沟底植株。田间不同干旱胁迫条件下,随着土壤含水量的降低,沙棘叶片中的SOD活性在胁迫初期显著降低,随着干旱胁迫时间的延长持续降低,沙棘叶片SOD活性表现为中国沙棘雄株>俄罗斯沙棘雌株>俄罗斯沙棘雄株>中国沙棘雌株;CAT活性在胁迫初期有所升高,之后开始逐渐下降,种间的差异为中国沙棘高于俄罗斯沙棘,雌、雄株的差异为雌株高于雄株;膜脂过氧化物质MDA的含量随着干旱胁迫程度的增加和胁迫时间的延长持续增加,雌株叶片内MDA含量高于雄株,中国沙棘的MDA含量高于俄罗斯沙棘。     

不同浓度钾素对甜菜幼苗生理生化指标的影响

试验采用1/2Hoagland营养液水培,研究不同浓度K⁺对甜菜幼苗生长和生理生化指标的影响。结果表明,甜菜幼苗叶片、叶柄、根系和整株的干物质量均随钾素浓度提高而增加,在K⁺浓度为3.00 mmol/L时最高;随K⁺浓度提高,甜菜幼苗根系、叶柄、叶片钾含量,幼苗全氮、磷、钾积累量,叶片、叶柄含水量,叶片相对含水量以及叶片面积随之逐步升高,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量,SOD、GPX活性,根系、叶柄和叶片全N含量随之逐步下降,3.00与6.00 mmol/L K⁺处理无明显差异;叶片CAT活性,根系、叶柄和叶片P含量保持不变或变化无规律。在本研究条件下,3.00 mmol/L K⁺是甜菜幼苗生长最佳营养浓度。