青藏高原东南缘沙地3种治沙草本根系形态格局特征

植物根系是沙化地中植物固沙的重要基础,为明确不同治沙草本植物根系形态格局特征,本研究在青藏高原东南缘比较了资源圃和沙化地中一年生燕麦(Avena sativa)、多年生垂穗披碱草(Elymus nutans)和以礼草(Kengyilia hirsuta)地下根系根尖数、分枝数、平均直径、根长、根表面积、根体积的形态特征,分析了3种草本根尖比、根长比、根表面积比、根体积比的形态格局特征,探讨3种草本根系对沙化环境的适应能力。结果表明,一年生燕麦根系表面积和根体积在资源圃中显著高于沙地(P 0.05);垂穗披碱草根系形态在资源圃和沙地中没有明显差异(P 0.05);以礼草根系根尖数、根分枝数、根长、根表面积在资源圃中明显低于沙地,但是以礼草根系平均直径在资源圃中明显高于沙地(P 0.05)。一年生燕麦根系体积在沙地中大量减少,增加0.2～0.4 mm各径级下的根尖比、根长比、表面积比、体积比用于适应沙化环境;多年生的垂穗披碱草并未显著调整自身根系结构用于适应沙化环境;多年生以礼草通过减少了较大径级(0.7～0.8 mm)的根长和表面积来增加了小径级(0.1～0.2 mm)的根长、表面积和体积的格局,来增加对沙化环境的适应性;垂穗披碱草和以礼草根系形态格局比燕麦根系形态格局更加适应沙化环境。     

外源GABA对NaCl胁迫下垂穗披碱草种子萌发及幼苗生理特性的影响

本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,探究了外源 γ-氨基丁酸(7-aminobutyric acid,GABA)对NaCl胁迫下垂穗披碱草种子的萌发和幼苗生理特性的影响,对盐碱地的开发利用和盐渍化草地的生态修复具有重要意义.研究结果表明,100 mmol·L-1 NaCl盐胁迫抑制了垂穗披碱草种...     

硅对NaCl胁迫下垂穗披碱草种子萌发及幼苗生长的影响

以采自高寒草甸的野生垂穗披碱草(Elymusnutans)种子为材料,采用培养皿发芽法研究了不同浓度NaCl(0、40、60、80 mmol/L)胁迫下,添加不同浓度硅元素(0、1.5、2.0、2.5 mmol/L)对垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明:单独NaCl胁迫明显抑制垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长,而...     

野生垂穗披碱草成苗期间的耐旱性研究

选取适宜于"三江源"地区寒旱环境生长的垂穗披碱草为试验材料,采用纸上发芽法,利用高分子渗透剂聚乙二醇(PEG-6000)配制成-0.15、-0.30、-0.50、-0.75和-1.00 MPa溶液模拟干旱胁迫,以超纯水(0 MPa)溶液为对照组,研究了垂穗披碱草在成苗期间的耐旱性及其发芽出苗阶段的需水阈值.结果表明,干旱胁迫降低了种子发芽出苗率和发芽出苗速率.推迟了种子群体发芽、出苗的高峰期,且复水后种子发芽出苗高峰期同样存在推迟现象;垂穗披碱草种子发芽率、出苗率、发芽指数和活力指数、芽长、芽干鲜重和干物质积累率均随水分亏缺的加重呈下降的趋势,根长和根干鲜重则随水分亏缺的加重呈先升后降趋势;复水后,垂穗披碱草种子发芽率、出苗率、发芽指数、活力指数随着水分亏缺的加重呈先升后降的趋势,而根长、芽长及根芽干鲜重则呈下降的趋势;干旱胁迫对垂穗披碱草幼苗根的伸长影响较小,但对芽的伸长影响较大,且随着水分亏缺的加重而越发明显,从而使幼苗根芽比不断增加;垂穗披碱草发芽阶段与出苗阶段对环境水势的要求不同,发芽阶段的耐旱性较强.垂穗披碱草在成苗期间具有较强的耐旱性,且干旱后复水对垂穗披碱草种子发芽、出苗具有积极作用,即使重度(-0.50 MPa)干旱胁迫,复水后种子仍可大量发芽、出苗.本研究对于进一步探讨垂穗披碱草干旱适应机理具有重要理论研究价值,同时对利用垂穗披碱草有效防治"三江源"地区草地退化、沙化及水土流失具有重要的现实意义.     

干旱胁迫对3种披碱草属牧草光合特性的影响

在干旱胁迫条件下对垂穗披碱草、老芒麦和圆柱披碱草光合特性进行分析,比较其抗旱性强弱。结果表明:3种禾草叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)随干旱胁迫程度的增加呈现不同程度降低,而CO2浓度(Ci)在干旱胁迫过程中变化较小。在重度干旱胁迫(第8~10d)时,垂穗披碱草的净光合速率、蒸腾速率、CO2浓度最高,其次老芒麦,圆柱披碱草最低;而老芒麦的叶片气孔导度显著高于垂穗披碱草和圆柱披碱草(P<0.05)。综合得出,垂穗披碱草对干旱的适应性较强,是一种较耐旱的牧草,可在干旱半干旱地区推广种植。     

西藏野生垂穗披碱草种子萌发及幼苗生理对铜、锌和锰离子胁迫的响应

为了研究垂穗披碱草修复铜(Cu)、锌(Zn)和锰(Mn)污染土壤的能力,试验以采自西藏3个不同地区野生垂穗披碱草种子(01号、02号、03号)为试验材料,采用人工模拟Cu~(2+)、Zn~(2+)及Mn~(2+)胁迫的方法初步探究了Cu~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)胁迫对垂穗披碱草种子萌发、幼苗生长和幼苗中丙二醛(MDA)含量的影响,并采用隶属函数法进行了重金属抗性评价。结果表明:Cu~(2+)胁迫对垂穗披碱草种子的发芽率、发芽势、根长、株高、根重、芽重具有抑制作用,Zn~(2+)和Mn~(2+)胁迫对垂穗披碱草种子的萌发指数及幼苗生长指数的影响均表现为"低促高抑"的规律;3种垂穗披碱草幼苗中MDA含量随金属离子浓度的升高表现出上升的趋势;重金属抗性评价显示,01号垂穗披碱草对3种金属的耐性较高,可驯化育种,可为重金属污染土壤的修复提供良好的种质资源。     

外源NaHS对盐胁迫下红砂根系形态及碳氮磷含量的影响

硫氢化钠(Sodium hydrosulfide, NaHS)在植物响应盐胁迫中起着不可或缺的作用。为探究外源NaHS对荒漠植物根系形态的影响,以一年生红砂(Reaumuria soongorica)幼苗为试验材料,研究300和400 mmol·L^-1NaCl胁迫下,叶面喷施蒸馏水(CK),0.000,0.010,0.025,0.050,0.100,0.250,0.500,1.000 mmol·L^-1的NaHS溶液对红砂根系形态及碳(Carbon, C),氮(Nitrogen, N),磷(Phosphorus, P)含量的影响。结果显示：300,400 mmol·L^-1NaCl胁迫下根长,根系C,N,P含量较对照(CK)显著降低;经不同浓度外源NaHS处理后,根生物量、根长、比根长、根比表面积显著提高;C,N,P含量先升高后降低;根长与比表面积、C/P与C/N之间呈显著正相关关系。上述结果表明,盐胁迫抑制了红砂根系的生长,适宜浓度的外源NaHS可有效缓解盐胁迫对红砂幼苗根系生长的抑制。本研究结果可为促进红砂在盐碱地良好生...     

外源脯氨酸对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草幼苗生长和抗氧化酶相关基因表达的影响

本试验以西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）为研究对象,采用盆栽试验,研究叶面喷施外源脯氨酸（10 mM）对低温胁迫（4℃）下垂穗披碱草幼苗生长及抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：低温胁迫下脯氨酸处理能够显著提高垂穗披碱草幼苗的根长、地上和地下鲜重、地上和地下干重,与低温胁迫相比分别增加27.11%,48.80%,48.83%,51.74%,38.87%;外源脯氨酸增加了低温胁迫下内源脯氨酸和可溶性糖的积累,分别增加42.96%和22.98%（P<0.05）;而且脯氨酸处理提高了APX、CAT、ChICu/ZnSOD、CytCu/ZnSOD基因的表达水平以及过氧化物酶（Peroxidase,POD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）活性,降低了丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和相对电导率水平（P<0.05）。综上所述,脯氨酸能够增强低温胁迫下垂穗披碱草幼苗的渗透调节能力及抗氧化酶活性,维持细胞膜的稳定性,缓解其生长抑制,从而提高垂穗披碱草的抗寒性。     

干旱胁迫对西藏4份野生披碱草属牧草幼苗生理指标的影响

以西藏地区4种不同生境的野生披碱草属植物作为试验材料进行干旱胁迫模拟盆栽试验,通过对比幼苗叶片中相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)、以及植物体内可溶性糖(SSC)含量的变化对供试幼苗进行抗旱性分析与评价。干旱处理4d、8d、12d、16d,测其叶片生理指标(RWC、MDA、Pro、SOD、SSC)。研究表明:4种披碱草属植物幼苗在干旱胁迫条件下,RWC含量随胁迫程度的加剧而下降,MDA、Pro及SSC含量随胁迫程度的加剧而上升,SOD则是先上升后下降。5个生理指标在4种披碱草属植物幼苗间均存在显著差异,可以作为披碱草属植物抗旱性的评价指标。在胁迫8d后各测试指标的变化趋势均出现了明显的转折点,表明8d后土壤的含水量可能是披碱草属幼苗耐旱的关键水势点。本试验采用隶属函数法对4种西藏野生披碱草属幼苗进行抗旱性综合评价后,得出其抗旱性强弱顺序依次为:申扎垂穗披碱草那曲垂穗披碱草林芝垂穗披碱草拉萨老芒麦。     

铝胁迫对西藏野生垂穗披碱草种子萌发及幼苗生长的影响

采用水培的方法,以采自西藏高寒区域不同地区的野生垂穗披碱草种子为材料,初步探讨了酸性环境下(pH 4.5)不同浓度的Al³⁺(0、0.5、1.0和1.5 mmol·L^-1)胁迫对垂穗披碱草种子萌发及幼苗生长的影响,以期为酸铝土壤的改良提供优良的种质资源。研究结果显示,低浓度Al³⁺(0.5、1.0 mmol·L^-1)对3种垂穗披碱草种子的发芽率无显著影响(P>0.05),但Al³⁺浓度为1.5 mmol·L^-1时,3种垂穗披碱草种子的发芽率均被显著抑制(P<0.05)。同时,3种野生牧草的根长、株高、根重及茎叶重在Al³⁺胁迫下受到了不同程度的抑制,且根系被抑制的程度大于茎叶。此外,植物幼苗中丙二醛和可溶性糖作为受胁迫程度的重要指标,其含量在3种垂穗披碱草幼苗中均随Al³⁺浓度的升高呈现出上升的趋势。结果还表明,1.5 mmol·L^-1 Al³⁺处理时,那曲、申扎、浪卡子垂穗披碱草根系中铝含量分别是地上部的12.2、15.3、17.5倍。铝毒和磷缺失往往是酸性土壤中同时存在的问题,这严重影响了植物生长,研究表明Al³⁺抑制了垂穗披碱草对磷的吸收及转运。通过隶属函数法对3种垂穗披碱草的抗铝特性评估结果显示,采自申扎县的垂穗披碱草对Al³⁺的耐性较高,可驯化育种,为酸性土壤的改良提供优质的种质资源。     

川西北沙化草地7种牧草根系构型及根鞘特征分析

以川西北沙化草地7种禾本科牧草为研究对象,通过测定并分析牧草根系的几何形态指标、分形维数、拓扑指数和根鞘重,探讨了影响根系构型和根鞘重的主要根系形态因子,确定了牧草根系的综合评分。结果表明:(1)根表面积、总根长和分叉数是影响供试牧草根系构型的主要几何形态指标,决定了牧草根系的空间分布属性;(2)7种牧草的根系拓扑指数都接近于1,属于鱼尾形分支模型;根系的综合得分大小顺序依次为糙毛以礼草>赖草>垂穗披碱草>冷地早熟禾>■草>草地早熟禾>紫羊茅;(3)7种供试牧草的根平均连接长度、根体积、根平均直径是影响根鞘重的3个根系形态指标。糙毛以礼草、赖草和垂穗披碱草的根系空间分布更适宜于川西北高寒沙化草地的生境条件,具有更好的生态适应性,可以作为当地沙化草地治理的主要草种来利用。     

披碱草属六种野生牧草苗期抗旱胁迫的生理变化

采用干旱胁迫处理不同来源的披碱草属六种野生牧草幼苗,对其生长高度、相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和叶绿素(Chl)含量进行测定.结果表明:供试材料幼苗生长明显受到干旱胁迫的抑制,在水分条件较好情况下老芒麦株高生长迅速,明显高于其它材料,但随着干旱胁迫的加强,干旱对幼苗生长的影响较大,而肥披碱草和紫芒披碱草受到的抑制较小.叶片RWC和Chl均随着干旱胁迫的加强呈下降趋势,其中叶片RWC下降幅度较小的为披碱草,下降较多的为肥披碱草和紫芒披碱草,而Chl含量降低较多的为麦宾草和紫芒披碱草,降低较少的为老芒麦和垂穗披碱草.MDA含量和.Pro含量均随胁迫的加强呈上升趋势,MDA增加幅度较大的材料为麦宾草和紫芒披碱草,增加幅度较小的为披碱草和垂穗披碱草;Pro增幅较大的材料为紫芒披碱草和垂穗披碱草.恢复供水以后,除Pro含量持续升高外,其它指标都有不同程度的恢复.经层次聚类分析,6份材料的抗旱性可分为3类:相对抗旱材料为垂穗披碱草,中等抗旱的为肥披碱草和披碱草,相对敏感的为老芒麦、麦宾草和紫芒披碱草.     

外源硅对镉胁迫下玉米生理参数及根系构型分级的影响

为探究镉（Cd）胁迫条件下，施硅（Si）对玉米幼苗生长以及根系构型分级的影响，寻求可缓解Cd对玉米毒害的有效途径，本研究采用水培试验，在Cd胁迫条件下施加不同浓度Si，测定玉米的Cd浓度及含量、生长相关指标、光合指标、根系构型，并将根系构型按根系直径进行分级比较其变化特征。结果表明，Cd胁迫条件下玉米幼苗的生长发育受到抑制，叶绿素含量上升，光合参数显著降低，总根长、根表面积、根体积、根尖数和分枝数，包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长，和Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根表面积以及根体积显著下降。施加不同浓度Si后，玉米幼苗整株Cd含量降低了12.65%~88.07%，Cd毒害在不同程度上得到缓解，表现为株高、主根长、生物量和耐受指数的提高；总叶绿素含量在Si浓度为0.25 mmol·L^-1时提高了11.76%，Cd胁迫下气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率分别在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时显著提高；总根长、分枝数、Ⅰ级径级区间的根长、根表面积和根体积在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时达到最大，当Si浓度为1.50 mmol·L^-1时，根表面积和根体积达到峰值。相关性分析表明Ⅰ~Ⅲ级径级区间内的总根长和根表面积，以及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积与Cd转运系数呈显著负相关；生长耐受性综合评价表明，总体上1.00 mmol·L^-1外源Si缓解50 μmol·L^-1玉米Cd毒害的效果最佳。结果表明，施Si可通过降低玉米幼苗根系对Cd的吸收、积累和转运，减少地上部的Cd浓度及积累，从而减小Cd对光合系统的影响，提高玉米幼苗生物量，并进一步促进光合产物向地下部的分配，减轻Cd对根系构型的影响，提高玉米耐Cd能力，缓解Cd对玉米的毒害作用。     

外源2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下桑树根系生长的影响

为探明外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide, EBR)对桑树耐旱性的影响,以杂交桑为试验材料,研究外施不同浓度EBR对15%PEG6000胁迫下桑树幼苗根系生理特性的影响。结果表明：外施EBR能显著缓解干旱胁迫对桑苗根系生长的抑制,其鲜质量、干质量、总根长、表面积、根体积和平均直径比干旱胁迫下提高。与干旱胁迫处理相比,添加0.1μmol/L EBR使桑树幼苗根系产生O₂^·-活力、H₂O₂含量、产生·OH能力、丙二醛含量、电导率显著降低,同时使SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著增加。结果显示,0.1μmol/L EBR可以缓解15%PEG6000胁迫对桑树幼苗根系的伤害,增强其抗旱性。     

干旱胁迫对垂穗披碱草苗期抗旱生理特性的影响

采用干旱胁迫处理不同海拔高度来源的3份野生垂穗披碱草幼苗,对其叶片相对含水量（RWC）、叶绿素、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）和可溶性糖含量进行测定。结果表明：随着干旱胁迫天数的增加,叶片相对含水量和叶绿素含量显著降低（P〈0.05）,脯氨酸、丙二醛和可溶性糖含量都显著增加（P〈0.05）。相关性分析表明,各指标之间都存在极显著相关。运用隶属函数法综合评价3种垂穗披碱草,其抗旱性顺序为：Ⅲ号垂穗披碱草〉Ⅱ号垂穗披碱草〉Ⅰ号垂穗披碱草。     

干旱胁迫对红豆草根系生长及生理特性的影响

采用不同浓度 PEG-6000 模拟干旱胁迫(渗透势分别为 0、-0. 4、-0. 8、-1. 2、-1. 6 和 -2. 0 MPa),研究干旱胁迫对 5 份红豆草材料根系生长及生理指标的影响,并对其苗期抗旱性进行分析和评价。结果表明：随干旱胁迫的加剧,供试红豆草的根冠比、根表面积、根尖数、根系可溶性蛋白、 根系可溶性糖、根系活力均先增加后下降,根系平均直径、根体积、叶片相对含水量下降,根长和丙二醛含量增加;重度胁迫下,材料 P1 的根体积、根表面积、根直径降幅最小、丙二醛含量最低,材料 P2 的可溶性蛋白含量增幅最大,甘肃红豆草的根冠比降幅最小、可溶性糖含量增幅最大,蒙农红豆草的根系活力、根尖数降幅最低,根长最长。经隶属函数法分析得出供试红豆草的抗旱性顺序为：材料 P1＞P3＞ P2＞甘肃红豆草＞蒙农红豆草,主成分分析显示根直径、脯氨酸、可溶性糖可作为筛选抗旱红豆草的参考指标。     

2,4表-油菜素内酯对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草幼苗抗氧化保护和渗透调节的影响

本研究以西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）为试材,采用叶面喷施2,4-表油菜素内酯（Epibrassinolide,EBR）的方法,探讨EBR对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草幼苗抗氧化保护和渗透调节的影响。结果表明,喷施不同浓度EBR导致垂穗披碱草幼苗生物量随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而叶片相对电导率则呈相反变化趋势,其中1 μmol·L^-1的EBR处理抗寒效果最好。低温胁迫下,抗氧化酶（抗坏血酸过氧化物酶,谷胱甘肽还原酶,超氧化物歧化酶）活性显著高于CK,而过氧化氢酶和过氧化物酶活性低于CK,EBR处理后抗氧化酶活性进一步增加,同时叶面喷施EBR提高了低温胁迫下垂穗披碱草幼苗抗坏血酸、谷胱甘肽和游离脯氨酸含量,降低了丙二醛和超氧阴离子自由基的积累。因此,低温胁迫下喷施EBR能显著提高抗氧化系统活性和渗透调节物质脯氨酸的积累,增加活性氧的清除能力,减轻低温引起的膜脂过氧化,从而增强垂穗披碱草的耐寒性。     

外源一氧化氮及不同修剪高度对高羊茅根形态特征的影响

修剪是草坪管理中的重要措施之一,他可以提高草坪的外观质量。本试验以草坪草高羊茅‘Arid3’(Festuca arundinacea Schreb.)为试验材料,通过外施一氧化氮(NO)的方法,利用根系扫描仪测量了不同修剪高度(7,5,3,1和0cm)下高羊茅根系形态指标。结果表明:不同修剪高度下高羊茅总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根分枝数和根交叉数与未修剪的根系指标的差异达到显著水平(P0.05),随着修剪高度的降低,总根长,根表面积、根体积和根平均直径呈现先增加后减少趋势,而根的交叉数、根分枝数和根尖数呈现下降趋势。然而,外施NO对不同修剪高度下的高羊茅根系生长有显著促进作用,修剪高度越高,效果越好,反之越差。综上所述,外源NO对不同修剪处理下高羊茅的根系生长具有一定调节作用,这种作用随修剪高度降低而减弱。     

外源硅对NaHCO_3胁迫下草地早熟禾萌发及幼苗生长的影响

为了研究在NaHCO_3胁迫下外源硅对草地早熟禾种子萌发及幼苗生理特性的影响,以草地早熟禾(Poa pratensis)‘巴润’品种为试验材料,分析在NaHCO_3(50 mmol/L)胁迫下施加不同浓度外源硅(0、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L)对种子萌发以及幼苗形态及生理指标的影响。结果表明:在NaHCO_3胁迫下,施加1.5 mmol/L硅,能显著提高草地早熟禾种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚苗长及胚根长。此外,在该浓度下幼苗的株高增加值、相对含水量、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量达到峰值,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性最高,丙二醛(MDA)含量最低。分析表明,添加1.5 mmol/L浓度的外源硅能有效缓解NaHCO_3胁迫对草地早熟禾种子萌发及幼苗生长的影响,增强幼苗在NaHCO_3胁迫下的抗性。     

红砂幼苗根系形态特征对降水格局变化的响应

以西北荒漠生态系统典型植物红砂一年生幼苗为研究对象,利用塑料遮雨棚,研究了人工模拟不同降水格局下红砂幼苗根系形态的变化特征。结果表明,(1)降水量一定时延长降水间隔时间,红砂幼苗根系各指标均呈增加趋势,总根长、总根体积和根系生物量增加最为显著,分别为39.22%、62.50%和63.20%。(2)降水间隔时间延长至10 d时,降水量增加30%对幼苗根系各指标均有促进作用,且对总根体积和根系生物量的作用尤为突出,使其分别显著增加116.27%和224.40%(P<0.01)。(3)在自然降水条件下延长降水间隔时间,比根长和比表面积达到最大值,幼苗其他指标则无显著变化,说明幼苗对此水分条件的适应能力最强。(4)相关分析表明,不同降水格局条件下,红砂幼苗各形态指标间存在相关关系,但水平各异。总根长、总根表面积、总根体积、根平均直径及根系生物量之间呈显著正相关,且相关系数接近0.5,说明红砂幼苗根系具有较强的形态可塑性。