干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化

我国80%以上的甘蔗种植在旱地,干旱缺水是影响甘蔗生产的主要因子。研究不同甘蔗品种的抗旱生理生化特性对于抗旱甘蔗品种选育和抗旱栽培技术研发具有重要意义。本研究采用桶栽方式,对抗旱性有差异的F172(抗旱性强)和YL6(不抗旱)2个甘蔗品种在苗期及伸长期分别进行不同程度的干旱胁迫及复水处理,探讨了不同甘蔗品种抗旱性与叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的关系。结果表明:抗旱性较强的甘蔗品种F172在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗氧化保护酶过氧化氢酶(CAT)活性及非可溶性蛋白(ISP)、可溶性糖(SS)含量显著提高;与不抗旱甘蔗品种YL6相比,甘蔗品种F172叶片中丙二醛(MDA)、非可溶性糖(ISS)含量相对比较稳定;而不抗旱甘蔗品种YL6在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶反应较迟钝,MDA和ISS含量上升幅度相对较大,而可溶性蛋白(SP)、ISP含量下降。说明甘蔗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的差异是品种耐干旱胁迫存在差异的生理基础。      

渗透调节在小麦抗旱鉴定和育种中的应用

２５５份小麦品种的渗透调节能力，以灌浆期＞苗期＞孕穗期的顺序变化。陕西、山西材料的平均渗透调节能力高，分别为０．１１２ＭＰａ，０．０８４ＭＰａ，此结果与田间抗旱鉴定结果相一致，渗透调节能力与苗期抗旱级别，与灌浆期叶片含水量相关极显著。以旱／水产量比≥８０％，渗透调节能力≥０．０５ＭＰａ为标准，选出不同生育期高渗透调节能力的材料２０３（次）份，占总数的３０％。６个杂交组合Ｆ２的ｈ＾２ｂ＝６５％，旱／     

干旱条件下大豆叶水分状况与渗透调节

本试验利用夏大豆品种鲁豆４号和小粒豆１号为材料，研究了叶片水分状况和渗透调节对水分胁迫的响应特性。土壤的缓慢水分胁迫降低了两个大豆叶片的最低水势［ψｗ（ｍｉｎ）］及相对含水量（ＲＷＣ），鲁豆４号降低的程度大于小粒豆１号，说明鲁豆４号的御旱能力不及小粒豆１号。在分枝期和开花期，水分胁迫降低了叶片的饱和渗透势（ψｓ°），叶片仍可维持一定的膨压，说明大豆在此生育期内具有渗透调节能力；结荚期和鼓粒期水分胁迫只使ψｓ°轻微降低，膨压则急剧减小或消失，甚至出现负值，说明此期渗透调节能力很小或完全消失。在快速土壤水分胁迫下，两大豆品种均无渗透调节能力。     

大豆不同抗旱性品种根系性状的比较研究 Ⅱ.生理功能

1985—1986年,分别以夏播和春播大豆为材料,研究大豆不同抗旱品种根系的生理功能.结果表明:大豆抗旱品种根系内可溶性糖和游离氨基酸的含量较高,并在开花结荚期出现高峰。根细胞的基态渗透浓度较大,渗透吸水能力较强.根系的伤流液较多,伤流液的电导率也较高。抗旱品种叶片含水量多,水势较高。     

渗透胁迫条件下不同抗旱性小麦品种萌发期生理生化指标的变化

为给小麦苗期抗旱鉴定提供依据。以17个抗旱性不同的小麦品种为材料，在渗透胁迫（-0．975MPa）条件下。研究了小麦萌发后期部分生理生化指标的变化，并在旱棚池栽控水条件下对品种的抗旱性进行了比较鉴定。结果表明，在渗透胁迫条件下，不同小麦品种萌发期胚芽鞘的脯氨酸含量、胚芽鞘和胚根的MDA含量升高，而胚芽鞘和胚根的SOD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量下降。其中胚芽鞘脯氨酸含量、CAT活性、SOD活性均与抗旱指数、抗旱系数相关极显著，反映抗旱性强弱趋势基本一致，可作为小麦早期的抗旱性鉴定指标。渗透胁迫条件下胚芽鞘脯氨酸、CAT和SOD的T／CK值（胁迫测定值／对照值）分别大于2．2、0．8和0．8为强抗旱性品种，而抗旱性弱的品种则分别小于1.5、0．65和0．4。     

干旱条件下大豆叶水分状况渗透调节

本试验利用夏大豆品种鲁豆４号和小粒豆１号为材料，研究了叶片水分状况和渗透调节对水分胁迫的响应特性。土壤的缓慢水分胁迫降低了两个大豆叶片的最低水势［ψｗ（ｍｉｎ）］及相对含水量（ＲＷＣ），鲁豆４号降低的程度大于小粒豆１号，说明鲁豆４号的御旱能力不及小粒豆１号。在分枝期和开花期，水分胁迫降低了叶片的饱和渗透势（ψｓ°），叶片仍可维持一定的膨压，说明大豆在此生育期内具有渗透调节能力；结英期和鼓粒期水分胁     

渗透胁迫对小麦萌发生长及其某些生理生化特性的影响

采用乙二醇（ＰＥＧ６０００）渗透胁迫的方法,研究了两个不同抗旱性小麦品种对渗透胁迫的反应。结果表明,在渗透胁迫下,随水势的降低,小麦咱子萌发发生长减弱,表现为发芽率降低;芽长、根长和根数减少;根系活力和活跃的根比表面积下降;细胞膜伤害程序和叶片脯氨酸含量影响。抗旱性不同的品种相比,抗旱性强的品种受渗透胁迫影响较小,而抗旱性弱的相对较大     

冬小麦品种叶表皮导度的变异及其与叶片形态生理特性的相关性

为给小麦抗旱和高水分利用效率育种提供理论根据,选用陕西关中不同年代生产上主要推广种植的8个品种,研究了叶表皮导度的变异及其与叶片形态生理特性之间的关系。结果表明,小麦拔节期的叶表皮导度为21.2～30.8 mmol·m^-2·s^-1,灌浆期为11.9~23.2 mmol·m^-2·s^-1,灌浆期的叶表皮导度低于拔节期。抗旱品种长武134的叶表皮导度显著低于其他品种。拔节期8个品种的叶表皮导度并无显著差异,灌浆期则存在极显著差异。拔节期叶表皮导度与叶面积和叶下表面气孔宽度呈显著正相关,与蜡质含量呈显著负相关;灌浆期叶表皮导度与叶形态特性、蜡质含量和气孔特性无相关性。说明拔节期和灌浆期影响小麦叶表皮导度变异的机制不同。     

渗透胁迫对小麦萌发生长及某些生理生化特性的影响

采用乙二醇 (PEG6 0 0 0 )渗透胁迫的方法 ,研究了两个不同抗旱性小麦品种对渗透胁迫的反应。结果表明 ,在渗透胁迫下 ,随水势的降低 ,小麦种子萌发生长减弱 ,表现为发芽率降低 ;芽长、根长和根数减少 ;根系活力和活跃的根比表面积下降 ;细胞膜伤害程度和叶片脯氨酸含量增加。抗旱性不同的品种相比 ,抗旱性强的品种受渗透胁迫影响较小 ,而抗旱性弱的相对较大。     

根际干旱对大豆幼苗细胞质膜相对透性及生物产量的影响

大豆幼苗叶片的相对含水量随着PEG处理浓度的增加而降低。同一处理浓度下(7％PEG渗透势培养液),不同抗旱类型大豆栽培品种具有的保水能力(或吸水能力)是不同的。用PEG作为干旱渗透剂时,随PEG浓度的增加,叶片质膜的相对透性逐渐增大,全株生物产量逐渐降低,植株的生长高度也下降。膜透性的增大或全株生物产量降低的幅度因品种类型而异,抗旱类型品种的生物产量波动不显著。在浓度为0—8％的PEG渗透势培养液中,质膜的相对透性与叶片相对含水量、干旱期间植株的生长高度呈负相关;敏感类型品种其质膜的相对透性与全株生物产量呈显著负相关,而抗旱类型品种呈不显著的负相关。     

不同形态氮素营养和水分条件对苗期水稻生长及渗透调节能力的影响

 为比较不同形态氮素营养下籼稻与粳稻对水分胁迫的响应,采用室内营养液培养,通过供应不同形态氮素及100 g/L PEG6000模拟水分胁迫的方法,对4种不同基因型水稻的生长状况及渗透调节能力进行了分析。结果表明：1）与铵态氮营养相比,水分胁迫明显抑制了硝态氮营养籼稻和粳稻的地上部生长,降低了叶片净光合速率,且对粳稻的抑制效果更加显著;2）水分胁迫条件下,铵态氮营养籼稻和粳稻植株内的游离氨基酸和K+可以更有效地积累、转运和穿梭,以致伤流液和韧皮部汁液拥有更强的渗透调节能力;3）铵态氮营养籼稻和粳稻在通过渗透调节降低叶片渗透势的同时,能够提高或维持叶片含水量。由此可见,铵态氮营养下,籼稻和粳稻均可通过渗透调节促使叶片在渗透势下降和维持含水量之间达到合理的平衡,保证叶片在水分胁迫下维持正常的光合速率,提高了水稻的抗旱能力。     

不同水分条件下甘蔗品种幼苗性状研究

在不同水分处理条件下，研究了６个甘蔗品种幼苗性状的差异。结果表明，在正常供水条件下，抗旱品种表现为叶片较窄，叶片叶绿素含量较高，叶片上下表皮刚毛较多；抗旱品种在复水条件下比正常供水时具有更大的根系表面积和最大的根系伤流量；而品种间切叶自然失水速度和叶片水分饱和亏的差异有待进一步研究。     

水分胁迫情况下甘蔗叶片脯氨酸累积和活体内硝酸还原酶活性的遗传

评价了以甘蔗品种Co740和Co671作为父本或母本杂交选育的几个甘蔗品系在水分胁迫下叶片渗透保护剂脯氨酸和叶片体内硝酸还原酶活性的遗传。结果表明，在水分胁迫下，抗旱耐盐甘蔗品种Co740的叶片脯氨酸含量比Co671高，叶片硝酸还原酶活性比Co671低，而且，以Co740作为母本的甘蔗杂种的叶片脯氨酸含量也比较高，叶片硝酸还原酶活性也比较低。从同样都以Co671作为父本的甘蔗杂种Co86032与Co94014之间抗旱性的不同或许可以认为所用母本的抗旱性具有天然遗传潜力。     

节水条件下供氮水平对冬小麦氮素吸收利用特性的影响

为给小麦水氮高效栽培提供依据,以高水肥品种保麦10和抗旱品种石麦22为材料,研究了春季节水条件下高氮（施N 225 kg·hm^-2）、低氮（施N 112.5 kg·hm^-2）处理的小麦植株氮素吸收利用特性。结果表明,与低氮处理相比,高氮处理下小麦各生育时期的植株氮累积量增多,累积强度增大。小麦成熟期籽粒、茎秆、叶片和颖壳的氮累积量、花前氮转运量和籽粒产量随着施氮水平的提高而增加。高氮处理下,品种间各生育时期、阶段氮累积数量、吸收强度、氮利用特征参数和产量无明显差异;低氮处理下,与保麦10相比,石麦22各生育时期、阶段的氮累积量、氮素累积强度、氮收获指数、花前氮转运量、花前氮转运率和氮肥偏生产力均不同程度增高,且差异多达显著水平。这说明小麦对低氮供应的响应特征在品种间存在较大差异。其中,抗旱小麦品种石麦22节水低氮栽培下具有较强的氮素吸收和转运能力,这可能是该类别小麦品种抗旱高产的重要生理基础。     

干旱胁迫下冠菌素对花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响

以鲁花11号花生（Arachis hypogaeaL．）种子为试验材料,在温室条件下研究不同浓度的冠菌素浸种,对干旱胁迫下花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响。结果表明：干旱胁迫下,冠菌素可提高花生幼苗叶片主要渗透调节物质一可溶性糖、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的含量,且随着胁迫时间的延长,增幅加大;花生幼苗叶片丙二醛（MDA）含量明显减少。冠菌素浸种浓度以0．01μmol／L的抗旱效果最好。研究表明冠菌素对提高花生幼苗的抗旱性具有积极作用。     

花生种子萌发特性和抗旱性关系的高渗溶液法

利用PEG高渗溶液，研究在渗透胁迫条件下花生种子萌发特性及其作为芽期抗旱指标的可靠性。结果表明：不同品种在不同性状上表现受抑程度不同，用单一性状确定品种的耐旱性是不准确的。而以萌发率、胚根长和胚根于重3个性状的对照比为指标，参试品种进行系统聚类分析，筛选耐旱品种和田间鉴定结果基本相符。可以认为在高渗溶液中花生种子萌发特性的综合表现作为筛选耐旱品种的指标是有效的。     

亚精胺对渗透胁迫下小麦幼苗渗透调节物质含量和脯氨酸代谢酶活性的影响

为了探讨多胺提高小麦抗旱性的机理,以两个抗旱性不同的小麦品种(豫麦48,抗旱性较弱;洛麦22,抗旱性较强)为材料,研究了亚精胺对短期渗透胁迫下小麦幼苗叶片渗透调节物质含量以及脯氨酸代谢的调控效应。结果表明,渗透胁迫下,两个小麦品种幼苗叶片中脯氨酸、葡萄糖和蔗糖含量增加,且抗旱性较强的洛麦22增加幅度显著大于抗旱性较弱的豫麦48;脯氨酸代谢关键酶Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和Δ1-吡咯啉-5-羧酸还原酶(P5CR)活性增强,且洛麦22的P5CS活性增强幅度大于P5CR。但渗透胁迫处理对两个品种鸟氨酸转氨酶(OAT)活性影响不大。外源亚精胺处理则进一步提高了渗透胁迫下脯氨酸、葡萄糖、蔗糖含量以及P5CS和P5CR活性,且对抗旱性较弱的豫麦48效应较明显,但对两个品种的OAT活性基本没什么影响。这些结果表明,外源亚精胺处理能通过提高脯氨酸合成代谢谷氨酸途径的关键酶P5CS和P5CR的活性促进脯氨酸和可溶性糖的积累,从而提高小麦幼苗的保水性,增强其抗旱性,对抗旱性较弱的小麦品种的效果更加明显。     

油菜素内酯对寒地冬小麦越冬期生理代谢的影响

为探讨油菜素内酯对不同品种冬小麦在越冬期生理代谢的影响,以冬小麦强抗寒性品种东农冬麦1号和弱抗寒性品种济麦22为试验材料,在三叶期对叶片喷洒不同浓度的油菜素内酯(brassinolide,BR) （0.01 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1和 mg·L^-1）,对照组用蒸馏水进行喷洒,在室外连续10 d平均最低温达到 5、0、-10和-25 ℃时对小麦分蘖节进行取样,分别用NBT显色法、比色法及高锰酸钾滴定法测定抗氧化酶SOD、POD及CAT的活性,分别利用TBA比色法、考马斯亮蓝法和磺基水杨酸法测定渗透调节物质可溶糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,利用TBA比色法测定膜损伤指标MDA含量,利用比色法测定光合色素含量。结果表明,随着温度的降低,东农冬麦1号和济麦22分蘖节的抗氧化酶活性和渗透调节能力都有所降低;BR处理后,两个品种的分蘖节抗氧化酶活性和渗透调节能力与对照组相比均呈现升高趋势;对照组MDA含量随着温度的降低而逐渐升高,膜质损伤程度逐渐加深,BR处理的MDA含量与对照组相比显著降低;BR处理后叶绿素含量高于对照组,但效果不显著。总之,在越冬期低温下BR能够提高冬小麦抗寒性,最适浓度为0.1 mg·L^-1,对强抗寒品种东农冬麦1号的效果好于弱抗寒品种济麦22。     

NaCl胁迫对玉米幼苗有机渗透调节物质的影响

以玉米品种硕秋8(耐盐)、金刚5号(盐敏感)为实验材料,设置0、40、80、120 mmol/L共4个NaCl浓度处理,从萌发期开始胁迫至幼苗期,对部分有机渗透调节物质进行研究。结果表明,两个品种可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、叶片中游离氨基酸含量均随NaCl胁迫浓度增加而增加;根系中游离氨基酸含量在120 mmol/L浓度时显著高于其他处理,盐敏感品种的增加幅度不如耐盐品种增加的幅度大;盐敏感品种在NaCl胁迫下的渗透调节能力小于耐盐品种。     

茶树抗旱生理研究进展

本文从水分亏缺对茶树生长的影响、渗透调节能力、保护酥系统、光合作用、内源激素与抗旱性的关系等六个方面综述了近三十年来国内外茶树抗旱生理方面的研究进展。提出了今后的研究方向。研究茶树品种抗旱生理,明确茶树对水分胁迫的生理响应,对茶树旱早期鉴定技术及今后茶园管理技术的完善具有理论和生产实践意义。本文就近三十年来国内外茶树抗旱生理方面的研究进展综述如下。