铺地木蓝对不同程度淹水胁迫的生理响应

应用于感潮河涌两岸或具有季节性消涨带河道景观绿化的植物必须能耐水淹。本试验以铺地木蓝为对象,研究了不同淹水深度和淹水时间下,铺地木蓝的存活率、叶绿素含量、根系活力和根冠比等指标的变化情况,旨在探索铺地木蓝对淹水生境的响应机制,阐明铺地木蓝耐淹的生理机理,为该植物种用于感潮河涌或有水位变化的河道两岸绿化工程的可行性提供理论依据。结果表明,1)经过21 d淹水胁迫,铺地木蓝的存活率达到100%,虽然其叶绿素含量显著下降,但能够长时间维持在一个比较稳定的水平;2)随着淹水时间的延长,地下根的根系活力显著下降,全淹处理下淹水茎部无不定根形成,而半淹处理下淹水茎部不定根迅速形成且根系活力较强;3)淹水后铺地木蓝的茎叶生物量大幅下降,根冠比增加。     

水淹胁迫对紫穗槐生长及营养元素积累的影响

通过对不同水淹条件下紫穗槐(Amorpha fruticosa)植株营养生长及各组织中营养元素积累量的分析,发现紫穗槐在表面水淹条件下根系浅生化,半水淹条件下茎根生长不定根,近全淹条件下先生长茎后生出不定根来适应水淹胁迫。3个水淹处理组植株对氮、磷、钙、铁及锰的吸收表现为增益;对铜的吸收表现为降低;改变氮、磷、钙、锌和铜的分配以适应水淹逆境,均与对照组植株存在明显差异(P<0.05)。所有处理各营养元素的积累量均不低于植物正常生长水平,营养生长指标未见严重缺素症,表明紫穗槐可针对不同水淹条件选择最有效节能的适应机制,是优良的抗涝灌木种。     

两种结缕草品系对低温胁迫的生理响应研究

为探明不同生态条件下日本结缕草(Zoysia japonica Steud.)对低温胁迫的生理响应,以生态条件具明显差异的日本结缕草两品系室兰(Muroran)和表山北(Tawarayama Kita)为材料,采用电导法测定不同低温处理条件下其离体叶片及匍匐茎相对电导率的变化,拟合Logistic方程求得低温半致死温度(LT₅₀),并分析结缕草在低温胁迫下脯氨酸、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量的变化规律。结果表明室兰叶片、匍匐茎的半致死温度均低于表山北,低温处理后两结缕草品系的脯氨酸、可溶性糖含量均有不同程度的升高,且随着温度的降低,室兰可溶性糖含量增幅比表山北大;两品系SOD活性随温度的降低呈"下降-升高-再下降"变化趋势,而MDA含量呈相反变化趋势。0℃时,SOD活性及MDA含量在两品系间表现出极显著差异(P<0.01)。综合各项生理指标评价,室兰的抗寒性强于表山北。     

基于植株各器官生理响应对12种苜蓿抗旱性的综合评价

为筛选抗旱性强的苜蓿（Medicago sativa L.）品种,本试验以12个苜蓿品种为材料,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱处理,设置了100 g·L^-1和200 g·L^-1两个胁迫梯度,分别测定叶片、茎、根颈、根系4个器官的渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和植株根冠比,通过主成分分析计算植株各器官生理指标在抗旱性评价过程中所占权重,结合抗旱系数评价苜蓿品种的抗旱性。结果表明,在100 g·L^-1和200 g·L^-1 PEG模拟干旱胁迫下,植株的生长受到抑制,生物量、株高、叶面积、根长均减小,根冠比增加;各器官脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高;在所有的生理指标中,脯氨酸、可溶性糖、过氧化氢酶活性对干旱胁迫的响应较敏感。不同器官生理调节物质的抗旱系数存在差异,叶片各指标对干旱胁迫的响应小于茎和根系,根颈脯氨酸和可溶性糖含量对干旱胁迫的响应大于叶片、茎和根系。在评价品种抗旱性时,根系可溶性蛋白含量、根颈脯氨酸含量、根颈可溶性糖含量、根系可溶性糖含量及根系过氧化氢酶活性占权重较大。综合分析得出,100 g·L^-1 PEG处理时,‘公农1号’、‘中苜1号’和‘前景’的抗旱性比较强;200 g·L^-1PEG处理时,‘骑士2’、‘东苜1号’、‘巨能2’和‘斯贝德’的抗旱性较强,可作为苜蓿抗旱栽培的参考品种。     

假俭草抗寒性与体内碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白含量的关系

为了阐述假俭草(Eremochloa ophiuroides(Munro.)Hack.)的抗寒性与碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白含量季节动态变化之间的关系,于2008年10月-2009年5月,研究了在自然温度变化过程中,假俭草E126匍匐茎中碳水化合物、脯氨酸、可溶性蛋白的季节性动态变化及其与半致死温度(LT₅₀)变化的关系。结果表明:在越冬前后假俭草E126匍匐茎LT₅₀呈现先降低后升高的季节变化趋势,可溶性总糖、蔗糖、果糖含量,可溶性总糖淀粉比率以及脯氨酸含量伴随田间气温变化均呈现先升高后降低的趋势,可溶性蛋白、淀粉含量则呈现出先降低又升高的趋势。假俭草E126匍匐茎LT₅₀季节变化与可溶性总糖、蔗糖、果糖含量,可溶性总糖淀粉比率季节变化之间存在极显著负相关(P<0.01),而与淀粉含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量的季节变化间相关性不显著。因此,可溶性总糖含量、蔗糖含量、果糖含量、可溶性总糖淀粉比率对其冬季抗寒性增强有重要作用。     

日本结缕草抗寒相关性状的QTL分析

为寻找与结缕草(Zoysia japonica steud.)抗寒性状相关的数量性状位点(QTLs),利用生态条件具明显差异的2个日本结缕草品系室兰(Zoysia japonsic cv. Muroran)和俵山北(Zoysia japonsic cv. Tawarayama Kita)及其假测交产生的F₁代86个个体为材料,研究其在人工低温胁迫条件下叶片的半致死温度(LT₅₀)及可溶性糖、可溶性蛋白含量及过氧化物歧化酶(SOD)活性的变化,并以447个SSR标记构建的日本结缕草遗传连锁图谱为基础,对抗寒相关的性状可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD活性进行了QTL定位分析。结果表明:F₁群体的可溶性蛋白含量与叶片LT₅₀呈显著负相关(P<0.05),可溶性糖含量及SOD活性与叶片LT₅₀呈极显著负相关(P<0.01)。分别定位到与叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD活性相关的QTL各1个,分布于3个连锁群上,QTL的LOD值介于2.19~2.42之间,单个QTL可解释性状表型变异的范围在13.3%~13.8%。     

盐分胁迫对紫穗槐幼苗生理生化特性的影响

本研究通过人为控制土壤盐分梯度,以盆栽当年生紫穗槐幼苗为材料,研究不同盐分条件下紫穗槐叶片光合速率、酶活性、有机渗透调节物质等生理特性,探讨紫穗槐耐盐机制。结果表明,随盐分胁迫程度的加剧,紫穗槐幼苗的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、K⁺含量逐渐下降,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物歧化酶(POD)活性、Na⁺、可溶性糖和游离脯氨酸含量则显著上升;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素含量随土壤盐分浓度的增加逐渐增大,而叶绿素a与叶绿素b含量之比无显著变化。以上生理指标反映出紫穗槐幼苗对盐渍环境的适应性变化,是其抵御逆境的一种积极调节机制。     

苜蓿叶片及根系对水分亏缺的生理生化响应

利用PEG-6000模拟研究水分胁迫(ψ_s=-0.2 MPa)48 h,后复水48 h,阿尔冈金和陇东苜蓿(Medicago sativa L.)品种幼苗根系与叶片的渗透调节作用及抗氧化酶活性的变化。结果表明:叶片的渗透调节能力及抗氧化酶活性均强于根系;受到水分胁迫后,叶片与根系水势、渗透势及饱和渗透势明显下降并随着时间的延长而逐渐降低;但抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性显著增强并随着胁迫的延续而保持高活性;细胞膜相对透性在胁迫中后期逐渐增大,MDA开始累积;叶片脯氨酸、可溶性糖、K⁺和可溶性蛋白含量随着胁迫时间的延长亦逐渐累积,根系可溶性糖含量逐渐显著升高,脯氨酸含量没有明显变化,而可溶性蛋白和K⁺含量呈现下降趋势;复水后产生一定的恢复补偿效应,但叶片生理代谢未能恢复到正常水平;陇东与阿尔冈金苜蓿抗氧化酶活性间存在差异,且二者对水分胁迫的适应能力亦略有差别。     

内生真菌对感染锈病黑麦草生长和生理的影响

在田间条件下对带内生真菌和不带内生真菌球道黑麦草品种被锈菌不同程度感染后的生长、光合特性和生理指标进行测定。结果表明,带内生真菌的植株无论感病轻重,其病叶损失率和植株矮化程度均显著低于不带内生真菌的植株(P<0.05)。并且在轻度和重度病株中,内生真菌可提高黑麦草叶片相对含水量、可溶性糖含量、叶绿素含量,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,叶内游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶与过氧化物酶的活性;同时有效地降低了丙二醛的含量,说明内生真菌的存在可提高寄主黑麦草在田间条件下的抗锈病能力。     

多效唑作用下紫穗槐对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为了探究多效唑作用下紫穗槐对干旱胁迫的响应,采用盆栽方法研究6水平多效唑下(D₀~D₅依次为0,10,50,100,150,200 mg/L)紫穗槐在不同干旱程度下的过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖、叶绿素、叶片保水力指标,用隶属函数法进行抗旱性综合评价。结果表明,随着干旱程度的加深,POD、MDA、叶片失水率呈上升趋势;可溶性蛋白呈下降趋势;除D₀外,其余多效唑水平叶绿素含量上升;可溶性糖总体上升。轻度和重度干旱胁迫时,D₅的POD值最大,D₂和D₃的MDA值最小,D₄的可溶性蛋白、叶绿素、可溶性糖含量、叶片保水力最高。隶属函数分析得紫穗槐的抗旱性强弱顺序为 D₄>D₅>D₃>D₂>D₁>D₀,施加多效唑显著提高了紫穗槐的抗旱性,最适的多效唑水平为D₄。灰色关联分析得到多效唑下紫穗槐的可溶性蛋白、叶绿素、可溶性糖含量与抗旱性联系最紧密,可作为抗旱性的代表指标。研究结果可为多效唑在紫穗槐的岩石边坡防护中的推广应用提供参考。     

鼓粒期淹水胁迫对大豆叶片AsA-GSH循环的损伤及烯效唑的缓解效应

为研究淹水胁迫下喷施烯效唑（S3307）对不同大豆品种的影响,以耐涝品种‘垦丰14’和涝渍敏感品种‘垦丰16’大豆为试验材料,进行盆栽试验,研究鼓粒期（R5）淹水胁迫对大豆叶片膜脂过氧化程度（MDA）、活性氧（ROS）和抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环系统的损伤及S3307的缓解效应。结果表明：R5期淹水胁迫显著增加了两品种大豆叶片内MDA含量,加速了ROS的积累,且相同时间垦丰16增幅大于垦丰14。叶面喷施S3307可有效提高非酶抗氧化剂含量,增加关键酶活性,降低叶片MDA含量,抑制ROS积累,减少淹水胁迫对膜系统造成的伤害,并在恢复正常水分处理后,维持较高的关键酶活性和非酶抗氧化剂含量,促进两品种大豆叶片恢复至正常状态,且垦丰14恢复能力优于垦丰16。综上,淹水胁迫对两种耐涝性不同的大豆品种叶片中AsA-GSH循环具有不同程度的影响,S3307可在一定程度上减缓淹水胁迫所造成的危害。     

淹水对紫花苜蓿南北方品种抗氧化酶和无氧呼吸酶的影响

以紫花苜蓿南方育成品种渝苜1号和北方地方品种新疆紫泥泉为材料,在幼苗长出4片真叶时进行淹水处理,在淹水的第10天测定植株的生物量,并分别在淹水的第0,2,4,6,8,10天测定叶片中的丙二醛(MDA)含量以及叶片抗氧化酶和根系无氧呼吸酶的活性,以探明两个品种对淹水胁迫的耐受性差异及其生理响应机制。结果表明,淹水胁迫使紫花苜蓿的生物量减少,但与新疆紫泥泉相比,渝苜1号生物量的降幅小。淹水时渝苜1号叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性比新疆紫泥泉的高,而叶片MDA含量比新疆紫泥泉的低;根系无氧呼吸酶活性在淹水胁迫中均增强,但渝苜1号的乙醇脱氢酶(ADH)和丙酮酸脱羧酶(PDC)活性增加明显,乙醇发酵更强;而新疆紫泥泉的乳酸脱氢酶(LDH)的活性增加更为突出,乳酸发酵强。淹水影响紫花苜蓿正常生长,但南方品种渝苜1号比北方品种新疆紫泥泉对淹水胁迫更具耐受性,因为前者具有比较高的抗氧化酶活性和比较强的乙醇发酵途径,有利于增强植株抗淹水胁迫能力。     

紫穗槐生长前期对铅胁迫下不同土壤水分的生长和生理响应

为探究紫穗槐(Amorpha fruticosa)幼苗在生长前期对铅和水分胁迫的抗性,采用盆栽控水方法对幼苗生长、光合和水分生理方面进行了研究。结果表明:在铅胁迫下,随水分胁迫的加剧,幼苗株高和地径增长量、净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)逐渐减小;叶面积和叶绿素含量表现为先增大再减小;水分饱和亏和水分利用效率(WUE)呈增加趋势。与无铅对照相比,充分供水条件下,株高增长量高出对照32.9%。2000 mg·kg^-1的铅胁迫对紫穗槐幼苗的高生长有一定促进作用,土壤水分是影响幼苗前期生长的主导因子。     

异质生境空心莲子草的结构基础与生态适应性

以营养器官的部分性状,对旱生和水生空心莲子草不同器官的结构和物质进行了研究,并据此对2种生境空心莲子草形态结构变化进行了比较。对比研究结果表明,二者营养器官因环境适应而发生了较大变化,其中叶宽、叶片角质层厚度、孔下室面积、气孔数量与分布表现显著差异,旱生者具有长的表皮毛,而水生的则完全没有。茎中节间长度、髓腔直径、髓射线宽度和输导组织的类型、数量及比例在不同生境的茎和不同生长型的茎中均表现出显著的变化。旱生匍匐茎和根状茎节上具宿根,含大量贮藏物质,并生有多量的不定芽,具备成为独立散布体的物质和结构基础,而水生茎则因适应吸收需要,产生大量不定根。空心莲子草花粉败育率高(约80%),可能是其较低结实率的原因之一。空心莲子草在较低的有性生殖率下如何完成远距离扩布值得进一步探讨,此点在杂草防治中可能具有一定的意义。     

紫穗槐护坡根际土壤中量、微量元素的含量特征

高速公路边坡生态修复过程中,所选取的恢复植物对其所需的中量、微量元素有效含量的影响和改善边坡生态环境至关重要.本研究以高速公路典型护坡物种紫穗槐(Amorpha fruticosa)根际土壤为研究对象,分析了不同土壤深度紫穗槐根际与非根际土壤主要中量和微量元素有效含量及其根际对元素的富集效应.结果表明:微量元素铁和铜以...     

聚乙二醇模拟干旱胁迫对老芒麦幼苗生长及次生代谢部分产物的影响

本研究采用不同浓度的聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG-6000）溶液对老芒麦（Elymus sibiricus L.）幼苗进行模拟干旱胁迫，研究干旱胁迫对老芒麦幼苗生长、次生代谢相关酶活性和相关产物含量的影响。结果表明：与对照相比，干旱胁迫抑制了老芒麦幼苗生长，叶片不同程度萎蔫，显著降低了叶片相对含水量（Relative water content，RWC）、株高、根长、叶和根鲜重，且中度干旱的降幅大于轻度干旱；干旱胁迫下，过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性在中度干旱胁迫中响应比轻度干旱更迅速；苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性在轻度干旱20 d和中度干旱15 d时最强；两种干旱处理第15 d时，老芒麦叶片的总酚、类黄酮和单宁含量显著高于对照（P<0.05），且中度干旱胁迫下的增幅较大。综上所述，干旱胁迫导致老芒麦幼苗生长减缓，幼苗叶片POD快速响应，表现较为敏感，POD和PAL相互协作，促进部分次生代谢产物积累，从而使老芒麦适应干旱胁迫。     

模拟干旱胁迫下镁对高羊茅种子萌发的影响

采用PEG-6000(100,200,300g/L)模拟水分胁迫,研究不同浓度的硫酸镁溶液(0.2,0.4,0.6,0.8g/L)浸种对高羊茅(Festuca arundinacea)种子萌发的影响。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,高羊茅的发芽率,发芽指数,苗长,根长,幼苗鲜重及根鲜重等指标均呈下降趋势。在种子萌发阶段,轻度干旱胁迫(PEG=100g/L)下,硫酸镁浸种对高羊茅种子的萌发促进作用不明显,其发芽率、发芽势、发芽指数与对照差异不显著;中度干旱胁迫(PEG=200g/L)下,0.6g/L的镁使得高羊茅种子的萌发相对最佳,其发芽等指标与对照差异显著(P0.05);重度干旱胁迫下(PEG=300g/L),0.4g/L镁处理明显的促进了高羊茅种子的萌发,其发芽指标与对照差异显著(P0.05),而当镁浓度是0.8g/L时,则抑制了高羊茅种子的萌发。在幼苗的生长前期,轻度干旱和中度干旱胁迫下,0.6g/L镁处理对高羊茅的苗长、根长、幼苗鲜重及根鲜重等生长指标有显著的促进作用;重度干旱胁迫下,0.4g/L和0.6g/L的镁处理使其生长指标高于对照且差异显著(P0.05)。     

水分逆境对发草脯氨酸及其代谢途径的影响

本研究以发草为研究对象,通过盆栽模拟水分胁迫,研究干旱、水涝胁迫下发草地上部分及根系中脯氨酸（Pro）积累状况及其代谢途径中底物、中间产物和关键酶的变化。结果显示：1）干旱胁迫和水涝胁迫均使发草Pro含量显著升高（P<0.05）,相同的水分处理下发草地上部分及根系中Pro含量相差不大。2）干旱胁迫和水涝胁迫下,发草地上部分和根系中谷氨酸（Glu）含量均显著下降（P<0.05）,相同的水分处理下根系中Glu含量大于地上部分。水分胁迫使发草地上部分的鸟氨酸（Orn）含量显著下降（P<0.05）,而根系中Orn含量没有显著变化。同时,干旱胁迫和水涝胁迫下,发草地上部分和根系中Δ¹-吡咯琳-5-羧酸合成酶、鸟氨酸转氨酶（δ-OAT）、Δ¹-吡咯琳-5-羧酸还原酶的活性均显著增强（P<0.05）,且地上部分δ-OAT活性强于根系。另外,Δ¹-吡咯琳-5-羧酸脱氢酶和脯氨酸脱氢酶活性显著降低（P<0.05）。研究结果表明发草通过积累Pro缓解干旱和水涝胁迫,地上部分Pro的积累是Glu途径和Orn途径协同作用的结果,但根系中Pro的积累以Glu途径为主。     

类芦根系对不同磷胁迫的形态学响应

为探讨类芦(Neyraudia reynaudiana)在极耐瘠薄条件下生存的机制,通过设计5个不同磷胁迫盆栽模拟试验,测定磷胁迫条件下类芦根系生物量和根系形态特征.结果表明:随着低磷胁迫的加剧,类芦地上部生物量、根系生物量、根条数、根系总长度、根表面积、根系体积均呈增加趋势,其中根径 < 0.5 mm的细根长度、表面积增加明显,根冠比增大,在中度磷胁迫条件下达到最大;从中度磷胁迫至极度磷胁迫,随着磷胁迫程度加重,根系各形态指标逐渐减少.根平均直径则相反.可见类芦根系通过缩小根直径,促进不定根形成,增加细根数量、延长根系长度,形成庞大根系网络,增加根系-土壤接触面,扩大根系吸收磷范围,以此来提高根系的吸收能力.