向日葵芽苗期离子对复合盐胁迫的响应

研究向日葵耐盐的离子响应机制,可为快速筛选耐盐向日葵品种提供科学依据。本试验以油用向日葵盐敏感品种‘YK18’、中度耐盐品种‘YK06’和耐盐品种‘GF01’为试验材料,研究0 mmol·L~(–1)、50 mmol·L~(–1)、100 mmol·L~(–1)、150 mmol·L~(–1)、200 mmol·L~(–1)和250 mmol·L~(–1)复合盐(NaCl和Na_2SO_4按9∶1摩尔比混合)浓度下的种子萌发和离子在萌发幼苗中积累分布情况,并利用离子流检测技术,动态监测了复合盐胁迫24 h后植株根系的K~+、Na~+、Ca~(2+)等离子的流速流向。结果表明,复合盐胁迫抑制向日葵种子萌发,导致发芽率下降,平均发芽时间延长。盐胁迫后向日葵根系K~+大量外排,流速为‘YK18’‘YK06’‘GF01’;随着盐胁迫浓度升高,根系Na~+流速由内吸转为外排,内吸时‘YK18’速度最大,‘YK06’次之,‘GF01’最小,外排时‘GF01’流速最大,其"排盐"现象明显。复合盐胁迫后,整株的Na~+积累量增加,K~+减少,K~+/Na~+随着盐浓度升高而下降;低盐浓度(150 mmol·L~(–1))下‘GF01’和‘YK06’茎秆中K~+/Na~+低于‘YK18’;高盐胁迫(≥150 mmol·L~(–1))下,‘GF01’整株Na~+积累最少,叶片K~+/Na~+最高。另外,盐胁迫下向日葵幼苗根系Ca~(2+)的吸收速率加快,‘GF01’是‘YK18’的2倍。由此可见,不同耐盐性的油用向日葵植株在盐胁迫下可通过调节Na~+、K~+和Ca~(2+)的吸收与外排来适应盐胁迫环境,耐盐性强的品种具有更强的保K~+能力,并通过区域化Na~+(低盐胁迫)和拒盐机制(高盐胁迫)来提高其对盐胁迫的耐受性,维持植株叶片中合理的K~+/Na~+值。本研究结果可为盐碱地耐盐品种筛选和栽培提供理论依据。     

藜麦的耐盐性评价及在滨海盐土的试种表现

为了评价不同藜麦种质资源的耐盐性差异,以123份藜麦种质资源为材料,设置4个盐浓度(100、150、250和350m M)进行苗期盐胁迫处理试验,并鉴定其盐胁迫表型。结果表明,分别有3、20和94份种质能够耐受350、250和150 m M浓度的盐胁迫,所有藜麦种质对100 m M盐处理均不敏感。之后选取可耐受350m M盐浓度的3份种质PI 614921、Ames 13726、Ames 13761和另外3个可耐受250 m M盐浓度的现代藜麦品种Pasto、Atlas和Riobamba进行全生育周期盐胁迫处理试验,盐浓度为100、150和250m M,检测盐处理后4周和收获期藜麦的株高、叶绿素含量、根系干重、地上部干重以及最终籽粒产量。结果表明,藜麦植株的各生理指标和盐处理浓度均呈显著负相关;藜麦根系干重受盐胁迫影响最大,籽粒产量所受影响最小。最后选取Pasto、Atlas和Riobamba在电导率为7.0 m S·cm-1的盐土耕地上进行株行距密度分别为5 cm×12.5 cm和5 cm×50 cm的小区试验,收获后检测各小区的产量。3个品种的折算产量最高分别可达2.18、2.48和2.26 t·hm-2,其中Atlas和Pasto适于高密度种植、Riobamba适于低密度种植。综上所述,藜麦是一种普遍耐盐的物种,但是不同种质的耐盐性之间存在较大差异;盐胁迫对于藜麦产量的影响较小,因此盐土环境下种植不会使其经济价值大幅度下降。藜麦良好的耐盐性和较高的经济价值对进一步科学合理地利用盐土资源具有重要意义。     

38个粒用高粱品种芽期耐盐性的综合鉴定及评价

为筛选适合盐碱地种植的粒用高粱品种,在150 mmol·L^-1NaCl浓度下对38个粒用高粱品种进行芽期耐盐性的筛选和评价。结果表明,盐胁迫下,38个高粱品种除根冠比外,发芽势、发芽率、根长和叶长均受到不同程度的抑制;各性状的相对值以相对根冠比(CV=62.84%)和相对根长(CV=44.55%)的变异较大;各性状的盐害率则以发芽率的盐害率(CV=39.86%)变异最大。盐胁迫下,相对发芽势与相对发芽率呈显著正相关(R=0.341),而二者与相对根长(R=0.214;R=-0.041)和相对叶长(R=0.041;R=0.205)之间无显著相关性。通过主成分分析确定了2类主成分,分别反映根部生长状况和萌发状况;同时根据各因子的载荷矩阵确定相对根冠比、相对发芽势和相对发芽率可以作为高粱耐盐性的鉴定指标。主成分得分值和模糊隶属函数值间呈显著正相关,表明可以通过二者的综合得分进行高粱耐盐性评价和分类。同时,本研究筛选出了耐盐性品种通杂141、晋粱白2号、吉杂137、龙米粱1号和吉杂148。本研究结果为芽期高粱耐盐性品种的筛选提供了理论基础和鉴定方法。     

紫花苜蓿种质资源萌发期耐盐性鉴定

为鉴定及评价紫花苜蓿种质资源萌发期耐盐性,以25份紫花苜蓿品种为试验材料,在种子萌发培养基中分别添加0(CK)、150、250和350 mmol·L-1NaCl进行持续胁迫处理,研究25个苜蓿品种的种子萌发期耐盐性相关指标。结果表明,苜蓿种子在第3、第7和第10天的相对发芽率和发芽势均随着NaCl胁迫浓度的增加呈降低趋势;盐害指数随着NaCl胁迫浓度的增加而升高;胚根长、胚芽长均随着NaCl胁迫浓度的增加而降低,且萌发时间相应延长;胚根、胚芽重均随着NaCl胁迫浓度的增加而逐渐减少,且生物量下降。25个苜蓿品种的种子萌发期耐盐性差异显著,其中苜蓿品种‘WL326GE’在350mmol·L-1NaCl胁迫处理下,发芽势为46.67%,相对发芽率为48.33%,生物量为最高,耐盐等级评价为高耐,萌发期耐盐性较强。本研究结果为适宜盐碱地种植的耐盐苜蓿品种的筛选提供了理论依据。     

大麦种质耐盐性鉴定及评价

为了鉴定及评价大麦的耐盐性,进行了Na Cl胁迫下不同大麦品种种子萌发及生长试验,结果表明:随着Na Cl胁迫浓度的增加,大麦种子的相对发芽率呈下降趋势,盐害指数随Na Cl胁迫浓度的增加而增大;不同大麦品种间种子萌发存在一定的差异,苏农6472、盐99218、C2118、美97-1338、Numar和海盐大麦表现出较强的耐盐性。通过盐土(土壤含盐量4‰)和脱盐土的对比试验,发现大麦品种在盐土条件下的穗数、穗粒数明显低于脱盐土,而盐土条件下的千粒重高于脱盐土;各品种在盐土下的株高明显低于脱盐土。在盐土条件下,海盐大麦、沪01-2946和苏农6472分别获得4 344、4 311和4 282.5kg·hm-2的籽粒产量,是供试品种中耐盐性最强的品种。本研究不仅为大麦的盐育种提供了理论依据,也为盐渍化地区的麦种植鉴定出了耐盐品种。     

燕麦萌发期抗旱指标体系构建及综合评价

为探究不同燕麦品种间的抗旱性强弱,构建燕麦品种抗旱评价体系,以6种燕麦品种为试验材料,分别测定蒸馏水(对照,CK)、-0.2、-0.4、-0.8及-1.2 MPa聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫下不同燕麦品种发芽势、发芽率、发芽指数等7项指标,分析不同干旱胁迫对燕麦种子萌发的影响;以鉴定指标相对值作为抗旱评价指标,在主成分分析的基础上利用GGE-biplot双标图,构建供试燕麦品种抗旱性的评价指标体系,并结合加权隶属函数法综合评价各燕麦品种的抗旱性能。结果表明,-0.2 MPa和-0.4 MPa PEG-6000处理对种子萌发和幼苗生长具有促进作用,其中不同燕麦品种在-0.4 MPa胁迫下相对发芽率、相对活力指数均显著高于CK和-1.2 MPa胁迫组(P0.05)。利用主成分分析与GGE-biplot双标图将7项评价指标转换为3个综合指标(Z1、Z2、Z3),构建出不同燕麦品种萌发期抗旱性评价体系。在Z1、Z2、Z3权重的基础上,结合加权隶属函数法评价出供试材料种子萌发期抗旱性强弱为青海燕麦甜燕1号燕麦奥塔燕麦ESK燕麦普兰顿燕麦干旱燕麦。本研究结果为燕麦抗旱性评价、抗旱品种选育及其机理研究提供了理论依据。     

基于超弱光子辐射评价玉米萌发期耐盐性的方法

为了探索作物萌发期耐盐性评价的无损检测方法,采用100 mmol/L的NaCl溶液形成盐胁迫,研究了NaCl胁迫下2个玉米品种万瑞168号和郑单958号种子萌发过程中超弱光子辐射的变化规律。结果发现,在正常萌发过程中,2个玉米品种的种子自发光子辐射强度与鲜质量都呈现逐渐增长的趋势,相关系数r分别为0.962 51和0.982 27;在NaCl胁迫下,2个玉米品种的自发光子辐射强度与种子鲜质量的变化也呈现正相关,相关系数r分别为0.983 57和0.991 06,NaCl胁迫对萌发过程中2个玉米品种自发光子辐射和种子鲜质量的升高都有抑制作用。研究还发现,2个玉米品种在LED诱导下的延迟光子辐射也随着萌发进程逐渐增长,NaCl胁迫对2个玉米品种LED诱导下的延迟光子辐射的增长有不同的抑制作用。采用NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射的相对抑制率和延迟光子辐射的相对抑制率评价2个玉米品种萌发期耐盐性的强弱,评价结果与采用NaCl胁迫下种子萌发耐盐指数和储藏物质转运率的评价结果是相同的,表明根据NaCl胁迫下萌发种子自发光子辐射或者延迟光子辐射相对抑制率的大小可以无损伤的诊断与评价玉米萌发期耐盐性的强弱。     

高盐胁迫下小麦幼苗离子吸收动态及耐盐性筛选

耐盐能力评价是小麦引种、筛选和育种的研究基础。为利用离子流检测技术快速筛选耐盐小麦品种提供依据,本文以普通小麦耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’、中度耐盐材料3D232、盐敏感品种‘辽春10号’和‘京411'为试验材料,利用动态离子流检测技术对250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫下小麦苗期根部对K~+、Na~+、C~-的吸收情况进行检测,并对小麦生长性状及离子浓度变化进行测定,以确立离子吸收与小麦耐盐性的关系。研究结果表明:1)与无盐胁迫(CK)相比,250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫24 h后,盐敏感小麦品种‘辽春10’和‘京411’的K~+由内流转变为外流,中等耐盐材料3D232表现出K~+外流速度减少,耐盐品种‘德抗961’和‘薛早’则表现出维持K~+的内流或K~+外流变为内流;Na~+均表现为胁迫后外排速度增大,速度值区间由13.86～46.88 pmol·cm~(-2)·s~(-1)变为61～150 pmol·cm~(-2)·s~(-1):相较Na~+,Cl~-外排速度升高幅度较大,其中‘辽春10号’外排量变化最大,外排速度是胁迫前的10倍,Na~+、Cl~-外排速度变化与品种耐盐性无明显相关性。2)高盐胁迫下,盐敏感小麦的根苗比降低,耐盐小麦根苗比升高;盐敏感小麦品种鲜重较CK显著下降,耐盐小麦品种变化不显著。3)盐胁迫条件下,耐盐及中等耐盐小麦品种,根部及地上部K~+含量较CK分别增加57%～88%和18%～112%,盐敏感小麦则分别降低40%～44%和24%～42%;耐盐小麦地上部Na~+增加倍数小于盐敏感材料,将更多的Na~+阻隔在根部,表现出了较好的区隔Na~+能力。4)盐胁迫后k~+流速与耐盐性评价指标根冠比变化量、鲜重变化率均呈高度的相关,其拟合度分别为0.972和0.832。250 mmol·L~(-1) NaCl胁迫24 h后小麦根部成熟区K~+流速可以作为小麦耐盐性筛选的重要生物标记。     

六倍体小黑麦萌发期抗旱性分析

利用20%PEG-6000(-0.975 MPa)为渗透介质室内模拟干旱,分析六倍体小黑麦萌发期发芽率、发芽势、胚芽鞘长、根长、根数的变化,采用模糊隶属函数与抗旱系数相结合的方法对品种萌发期的抗旱性进行综合分析,并利用灰色关联分析法分析各个形态指标与抗旱性的关系,结果表明:干旱胁迫下,小黑麦各品种的发芽率、发芽势、胚芽鞘长、根长都比对照不同程度地降低或缩短,不同品种之间的差异达显著或极显著水平,但根数却增减不一,表明根数对水分胁迫的反应方向不一致;品种"Tornado"(S9)萌发期综合抗旱性强,为小麦抗旱育种提供了种质资源;发芽率与六倍体小黑麦萌发期抗旱性的关联度最大,可作为形态指标加以利用。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对紫苏种子萌发的影响

为研究不同紫苏品种种子在萌发期对干旱胁迫的响应,给评价紫苏种子的抗旱性和栽培管理提供理论依据,以紫苏品种TS003号和贵苏4号为试料,采用不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,分别测定2个品种的种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚根长和鲜重等指标。结果表明,不同浓度的PEG-6000干旱胁迫处理对TS003号、贵苏4号的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚根长和鲜重均产生抑制作用,均随着PEG-6000浓度的增加呈下降趋势。与蒸馏水空白对照相比,在低浓度PEG-6000(3%、6%)干旱胁迫下,各指标值下降幅度差异不显著(P ＞ 0.05),PEG-6000浓度在12%及以上时显著下降(P < 0.05),尤其在PEG-6000浓度为24%(重度干旱胁迫)处理下紫苏种子发芽完全受到抑制。     

盐旱交叉胁迫对各施氮水平下小麦苗期的影响

为探究不同浓度盐胁迫和水分胁迫及两者互作对小麦幼苗生理特性的影响,于2017年3月至5月布置盆栽试验,分别设置两个NaCl胁迫(S1,NaCl 1.9 g/kg;S2,NaCl 2.9 g/kg)和两个水分处理水平(W1,78%田间持水量;W2,47%田间持水量),测定了冬小麦幼苗地上部和地下部干物质量、全氮、叶绿素和可溶性糖含量。结果表明:①在本试验盐胁迫范围内,单一盐胁迫下盐分含量的上升会显著抑制小麦的生长,冬小麦各部分干重、全氮、叶绿素含量明显下降,渗透物质可溶性糖含量会上升;②低盐干旱胁迫互作改善冬小麦幼苗生长状况,叶绿素含量、各部分干物质累积、氮积累量以及可溶性糖含量最大,呈现出对盐旱复合胁迫的适应性;③高盐干旱胁迫互作会加剧对小麦幼苗的生长限制。因此,低盐胁迫下对冬小麦进行适度的干旱刺激可以促进小麦幼苗适应复合胁迫,有利于小麦幼苗生长。     

旱盐互作对盐地碱蓬生长及其渗透调节物质的影响

采用盆栽土培的方法,研究了不同干旱条件下盐胁迫对盐地碱蓬生长及其渗透调节物质的影响.结果表明:适量NaCl可提高干旱条件下盐地碱蓬的生物量和植株含水量,缓解其干旱胁迫.盐分改变了干旱条件下盐地碱蓬的渗透调节物质,随着盐浓度的增加,叶片中Na 、Cl-的积累增加,而叶片中的K 积累减少;干旱条件下,叶片Na 、Cl-以及K 的积累增加,增强了盐地碱蓬在干旱条件下的渗透调节能力.叶片中脯氨酸的积累随着土壤含盐量和土壤干旱程度的增加而增加.     

不同桃自根砧对干旱胁迫的生理响应及抗逆机理研究

砧木的抗旱能力直接影响桃品种生长发育,选择适宜抗旱性桃砧木对桃产业发展有积极的促进作用。为阐明不同桃砧木对干旱胁迫生理响应机制,以5种桃砧木扦插苗为试材,通过盆栽控水方式,研究不同程度干旱胁迫下5种桃自根砧的叶片水分特性、渗透调节物质、抗氧化物酶及叶绿素含量变化。结果表明,随着干旱程度加重,5种砧木相对含水量、临界含水量下降,自然饱和亏、临界饱和亏及需水程度上升,组织密度和自由水含量逐渐减少,束缚水含量则增大,持水能力、组织水势和耐旱系数下降。各干旱胁迫处理的丙二醛(MDA)含量、 游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量和叶绿素含量均增加;过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,其中随干旱程度加重,丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)含量均呈增加趋势,SOD活性、CAT活性也均呈提升趋势,可溶性糖含量、叶绿素含量、POD活性变化不尽相同。综合隶属函数分析可知,桃自根砧品种间抗旱性由强到弱依次为樱桃李5号、RA、樱桃李3号、GF677、樱桃李1号。     

微咸水灌溉对冬小麦叶片抗干热风能力的影响

干热风是华北地区冬小麦生产的主要气象灾害之一,同时该区农业用水资源严重短缺,为缓解灌溉水资源不足,华北地区开展了微咸水灌溉应用技术,而微咸水灌溉对冬小麦抗干热风能力的影响尚无定论。为此,在中国科学院禹城综合试验站设置1 g·L–1(淡水对照)、3 g·L–1和5 g·L–1 3个矿化度微咸水在返青—拔节期和开花—灌浆期分别对冬小麦进行灌溉处理,在灌浆期进行干热风模拟试验,观测冬小麦叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度等生理参数。综合4年(2016—2019年)4次试验结果,发现:1)与1 g·L–1矿化度微咸水灌溉相比, 3 g·L–1和5 g·L–1矿化度微咸水灌溉可以显著降低冬小麦叶片光合速率32.2%和59.3%、蒸腾速率29.2%和51.9%、气孔导度30.7%和54.8%。2)干热风可以显著降低叶片光合速率35.4%～86.6%、蒸腾速率35.6%～67.5%、气孔导度36.4%～69.4%。3)在1 g·L–1、3 g·L–1和5 g·L–1矿化度微咸水灌溉下,叶片光合速率干热风胁迫指数4年均值分别为0.55、0.45和0.74;叶片标准化蒸腾速率(蒸腾速率/水汽压饱和差)热风胁迫指数4年均值分别为0.54、0.26和0.41;气孔导度干热风胁迫指数4年均值分别为0.56、0.28和0.43。这些结果表明:1)微咸水灌溉的生理胁迫作用与干热风的生理胁迫作用对叶片光合蒸腾和气孔行为产生的影响具有相似性;2)3g·L–1矿化度微咸水灌溉比淡水提高了叶片对干热风的生理适应能力,证明适量微咸水灌溉可以提高冬小麦叶片适应干热风的能力。     

3种枫香的根系构型及功能特征对干旱的响应

以 3 种 2 年生枫香幼苗：中国枫香(Liquidambar formosana)、缺萼枫香(Liquidambar acalycina)、北美枫香(Liquidambar styraciflua)为供试材料,采用完全随机区组试验研究了自然干旱对枫香实生苗根系构型和功能特征的影响。结果表明,除根系碳含量以外,各处理根系特征之间(包括树种及干旱处理)差异极显著 (P<0.01)。干旱胁迫下,缺萼枫香比根长、比表面积、根系分叉相对增长率最高,分别为 56%、30%、-4%,北美枫香最低,分别为 9%、-3%、-19%;北美枫香根尖密度、根系平均直径相对增长率最高,分别为 40%、-10%,缺萼枫香最低,分别为?-27%、-16%;北美枫香根系氮含量相对增长率最高,为 127%,中国枫香最低为 41%;中国枫香根系 C/N 比相对增长率最高为 -26%,北美枫香最低,为 -56%;0北美枫香>缺萼枫香。     

Nodulation and growth of common bean (Phaseolus vulgaris) under water deficiency

Three experiments were conducted in order to investigate the effect of water deficiency on nodulation, rhizobial diversity and growth of common bean. In the first experiment, the effect of water deficiency was studied on two soil samples under glasshouse conditions. A significant decrease in nodulation and shoot dry weight production was observed. The molecular characterization of the root nodule isolates by PCR-RFLP of 16S rRNA and nodC genes showed that the nodulation by Rhizobium etli was severely inhibited. The in vitro analysis of salt tolerance indicated that drought stress favoured nodulation by salt-tolerant strains. In the second experiment, the effect of water deficiency was studied on sterilized sand using Rhizobium tropici CIAT899^T and Ensifer meliloti bv. mediterranense 4H41 as inoculants. The results showed that strain 4H41, which is the more salt tolerant, was more competitive and more effective under water deficiency than strain CIAT899^T. In the third experiment, the strain 4H41 was used to inoculate four fields. A significant increase in nodule number, shoot dry weight and grain yield was observed even in the non-irrigated soils. This work constitutes the first report of a strain enhancing the growth and the grain yield of common bean under water deficiency.     

盐胁迫下不同小麦品种的耐盐性及其离子特征

用盆栽试验方法研究了盐胁迫环境中三种小麦品种的生长速率与耐盐笥差异。结果表明,盐度处理对小麦品种“德系ｊ８６－３３－２５”和“鲁麦１０号”植株生长速率的影响低于对“科２６”品种的影响,前两个品种较“科２６”品种更为耐盐。     

丛枝菌根提高植物耐盐性的研究进展

近年来,土地盐渍化越来越多的引起人们的关注,已成为最常见的农业问题之一,其对人类造成的危害主要是使农作物减产甚至绝收,并间接造成生态环境恶化。研究表明丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhiza Fungi,AMF)在盐胁迫下能与很多种植物共生,能够提高植物的耐盐性,促进植物在盐胁迫中生长。因此,探索AMF缓解盐胁迫对植物的危害是近年来生态学和农业生产中的热点问题。综述了AMF在植物干物质的积累、营养吸收、渗透调节、抗氧化酶系统、叶绿素浓度、水分状况、植物激素信号以及一些耐盐相关基因方面国内外最新的研究成果,并对利用AMF提高植物耐盐性相关研究提出了展望,以期为盐碱地的改良及农业生产提供参考依据。