水分胁迫对苜蓿幼苗渗透调节物质积累和保护酶活性的影响

采用聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟水分胁迫的方法,研究了水分胁迫对苜蓿幼苗细胞膜透性、渗透调节物质和保护酶活性的影响.结果表明,苜蓿幼苗叶片中的渗透调节物质可溶性糖含量、游离氨基酸和脯氨酸含量在水分胁迫下增加,活性氧清除系统中的SOD和CAT活性降低,POD活性先升高后下降.水分胁迫导致膜脂过氧化产物MDA积累增加,细胞膜相对透性增大.     

亚精胺对水分胁迫下白三叶脯氨酸代谢、抗氧化酶活性及其基因表达的影响

以广泛栽培的“拉丁诺”白三叶为供试材料,对其在不同水分胁迫处理下叶片相对含水量、活性氧成分、膜脂过氧化产物、抗氧化酶活性、脯氨酸含量及其代谢酶活性等生理指标进行测定,并利用RT-PCR技术分析4种抗氧化酶基因在不同胁迫条件下的表达特性,分析外源亚精胺缓减水分胁迫的效应。结果表明,水分胁迫下白三叶叶片相对含水量逐步降低,活性氧和丙二醛含量不断升高,外源亚精胺能显著提高胁迫下叶片相对含水量,有效降低活性氧和膜脂过氧化产物的积累;外源亚精胺使水分胁迫下白三叶抗氧化酶活性和基因表达量发生改变,提高了水分胁迫下白三叶叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化酶(APX)基因的表达从而提高抗氧化酶活性,缓解了水分胁迫造成的氧化胁迫伤害;外源亚精胺提高了脯氨酸合成代谢关键酶Δ’-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和分解代谢关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,促进了水分胁迫下脯氨酸的代谢,但对脯氨酸合成代谢鸟氨酸途径中关键酶——鸟氨酸转氨酶(OAT)没有影响。外源亚精胺能有效提高白三叶的抗水分胁迫能力,这与亚精胺诱导了胁迫下白三叶抗氧化酶基因表达,提高抗氧化酶活性和促进脯氨酸的代谢从而减轻由水分胁迫造成的氧化伤害、稳定了细胞膜系统及提高渗透调节能力密切相关。     

持续干旱对金荞麦生长、生理生态特性的影响及抗旱性评价

为探讨金荞麦（Fagopyrum dibotrys）对持续干旱胁迫的适应对策和能力,揭示其抗旱机制,本试验以8个优异金荞麦种质为试验材料,采用室内盆栽模拟干旱胁迫法,研究持续干旱下金荞麦细胞膜脂过氧化、渗透调节物质、保护酶活性、光合及叶绿素荧光参数变化和植株生长情况,并利用主成分与隶属函数综合评价其抗旱性。结果表明,干旱胁迫下金荞麦的脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）等渗透调节物质累积,维持细胞膨压;SOD,POD和CAT等抗氧化酶活性增加,保护细胞膜免遭伤害。SS的渗透调节能力强于Pro。SOD和CAT酶在活性氧清除反应过程中,首先发挥作用。抗旱性强的金荞麦非光化学猝灭升高,保护细胞及光合结构不受损伤;叶面积、气孔导度和蒸腾速率降低,地下生物量增加保证了较高的水分利用率。8个金荞麦材料的抗旱性顺序为：JQ6 >JQ3 >JQ2 >JQ4 >JQ1 >JQ8 >JQ5 >JQ7。     

末次刈割时间对苜蓿根颈抗氧化系统及抗寒性的影响

为探究不同末次刈割时间对科尔沁沙地生境下紫花苜蓿抗寒性的影响及其与低温冷冻胁迫下抗氧化系统变化的关系,以‘公农1号’紫花苜蓿为材料,于翌年秋季进行不同末次刈割时间处理,越冬前期挖取越冬器官并进行-10,-15,-20,-25和-30 ℃低温冷冻胁迫处理,以低温冷藏（4 ℃）为对照,测定紫花苜蓿根颈的相对电导率及丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的变化,利用相对电导率根据Logistic回归方程计算半致死温度,并对半致死温度与抗氧化特性进行相关分析。结果表明,未刈割和8月25日、9月5日、9月15日、9月25日、10月5日、10月15日、10月25日、11月5日末次刈割的苜蓿半致死温度分别为-18.03、-17.61、-17.03、-16.59、-15.80、-15.82、-16.83、-16.34、-17.12 ℃;紫花苜蓿根颈的半致死温度与-10 ℃低温冷冻胁迫条件下的POD活性呈显著负相关（P<0.05）,与-20 ℃低温冷冻胁迫条件下的CAT活性呈显著负相关（P<0.05）,与-15、-20、-25 ℃低温冷冻胁迫条件下的SOD活性呈显著或极显著负相关,与-15、-20、-25、-30 ℃低温冷冻胁迫条件下的MDA含量呈显著或极显著正相关。不同末次刈割时间的苜蓿抗寒性强弱为未刈割>8月25日>11月5日>9月5日>10月15日>9月15日>10月25日>10月5日>9月25日;末次刈割时间通过调控苜蓿根颈的SOD、POD、CAT活性,协同作用清除活性氧、过氧化物和过氧化氢,从而降低膜脂过氧化程度,提高抗寒性,因此在科尔沁沙地地区建议9月5日之前或11月5日之后进行末次刈割。     

干旱胁迫对甘草幼苗活性氧代谢的影响

以当年生甘草幼苗为试验材料,通过人工控制水分模拟干旱的处理方法,研究干旱胁迫对甘草根、叶组织中活性氧代谢的影响.结果显示,干旱处理后4d和6d,甘草根、叶组织中活性氧分别出现小幅积累,随之抗氧化酶类超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)活性开始大幅提高,并一直维持高活性至处理后10～12d;随着胁迫时间的延长(处理后12～14d),抗氧化酶类活性迅速下降,与此相对应,活性氧再次出现大量积累,膜透性明显增加.以上结果表明,适度水分胁迫下,甘草自身通过抗氧化酶类活性提高及时清除活性氧,减轻膜损伤;重度胁迫下,上述活性氧代谢平衡破坏,活性氧积累,膜脂过氧化加剧.     

秋末刈割处理对沙地苜蓿冬季根颈非结构碳氮的影响

为解决科尔沁沙地紫花苜蓿秋末是否应该刈割及最佳刈割时期的争议,对秋末不同时期刈割处理和未刈割的8个紫花苜蓿品种根颈中非结构碳氮物质变化进行了测定。结果表明,未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性糖含量、淀粉含量均显著高于不同时期刈割的紫花苜蓿根颈中含量(P<0.05);土壤冻融交替期(11月1日),秋末晚割(10月15日)紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白含量和游离氨基酸含量与未刈割相比均显著增加(P<0.05)。土壤封冻期(12月1日),未刈割紫花苜蓿根颈中可溶性蛋白、游离氨基酸含量均高于不同时期刈割根颈中含量,其中游离氨基酸含量晚割(10月15日)均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),可溶性蛋白含量10月1日刈割均显著低于未刈割根颈中含量(P<0.05),且10月1日刈割后苜蓿根颈中游离氨基酸、可溶性蛋白含量经过“增长-降低-稳定”过程。两时期测定结果不同,可能与刈割后苜蓿再生长有关;未刈割与刈割处理不同紫花苜蓿品种间根颈中可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、游离氨基酸含量存在差异;未刈割紫花苜蓿根颈中C/N显著大于不同时期刈割处理的根颈中C/N。初步结论为:科尔沁地区冬季寒冷、降雪少,秋末刈割导致地上碳水化合物无法向根系运输,且刈割后苜蓿再生长消耗根系营养物质。为确保紫花苜蓿安全越冬保障苜蓿根系中积累大量储藏物质,不适宜秋末敏感期刈割或选择种植刈割后根颈中C/N高的紫花苜蓿品种如东苜1号等。     

紫花苜蓿水分利用效率对水分胁迫的响应及其机理

采用盆栽试验,测定了3种紫花苜蓿品种的光合(Pn)、蒸腾(Tr)、胞间CO₂浓度(Ci)、气孔密度和叶片碳同位素组成(δ¹³C)等,探讨不同紫花苜蓿品种在水分胁迫下的水分利用效率(WUE)的变化。结果显示,陇东苜蓿和新疆大叶苜蓿叶片WUE在50%田间持水量(FWC)水分胁迫下最高,在75%FWC下最低,而阿尔冈金苜蓿则相反;以日为尺度,各品种在25%FWC下WUE最高,在75%和50%FWC下WUE大小则因品种不同而表现不同;Pn/Ci随水分胁迫增加而下降,而气孔密度上升;δ¹³C值也随水分胁迫的增加而增加。上述结果表明,水分胁迫可提高紫花苜蓿水分利用效率,但品种间有差异;气孔因素和叶片羧化效率共同影响紫花苜蓿的水分利用。     

刈割次数对紫花苜蓿根系中保护酶活性的影响

在哈尔滨地区对当年种植的紫花苜蓿进行不同刈割次数处理,越冬期间取样测定其根系中过氧化物酶(POD)和超氧化物岐化酶(SOD)活性.结果表明:不同刈割次数对越冬期间紫花苜蓿的POD和SOD活性具有显著的影响,超过1次的刈割会显著降低紫花苜蓿的POD和SOD活性及抗寒能力,并且随着刈割次数的增加紫花苜蓿的POD和SOD活性及抗寒能力随之下降.     

水分胁迫下白沙蒿幼苗抗性与其膜脂构成关系研究

以0,5%,15%,25%聚乙二醇(PEG-6000)对白沙蒿进行水分胁迫处理,研究其对胁迫的生理响应。结果表明,随着胁迫程度的加强,白沙蒿叶片相对含水量明显降低,叶片膜脂脂肪酸各组分含量发生明显变化,水分胁迫白沙蒿幼苗导致叶片膜脂脂肪酸的合成趋向饱和化。5%,15% PEG胁迫下膜脂趋向饱和化有利于减少不饱和脂肪酸的过氧化作用,减弱因膜脂过氧化所引起的对细胞膜系统的伤害;25%PEG处理下的膜脂过饱和化导致膜功能损伤。棕榈油酸、亚油酸在白沙蒿抵御水分胁迫过程中发挥维持一定膜脂不饱和度的重要作用。白沙蒿体内重要的渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量在水分胁迫过程中虽然明显增加,但不能阻止膜脂过氧化作用对细胞的伤害。     

不同水分胁迫对紫花苜蓿分枝期光合性能的影响

研究水分胁迫下不同紫花苜蓿品种分枝期光合性能变化和影响因素。结果表明，敖汉苜蓿在不同水分胁迫下分枝期均保持较高的净光合速率，皇后、WL323和Vector苜蓿水分胁迫下的净光合速率较低；WL323的净光合速率随水分胁迫强度的增加而降低，Vector、皇后和敖汉苜蓿分枝期的净光合速率随水分胁迫强度的增加表现先增加后降低的趋势。通过分析水分胁迫紫花苜蓿分枝期叶片气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度的变化，认为试验中轻度和中度水分胁迫下光合速率下降的主要因素是气孔因素，重度水分胁迫下光合速率下降的主要因素是非气孔因素。     

不同耐盐性燕麦对盐胁迫的生理响应

为研究不同耐盐性燕麦(Avena sativa)对盐胁迫的生理响应,以青永久195 (耐盐材料)和709 (盐敏感材料)为试验材料,采用营养液沙培法,对3周龄燕麦幼苗进行150 mmol·L?1 NaCl处理0 (CK)、6、24、72 h,探讨了盐胁迫对两种燕麦幼苗光合作用、抗氧化特性、渗透调节物质含量的影响。结果表明：随着处理时间的延长,燕麦幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率(net photosynthetic rate, Pn)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)、气孔导度(stomatal conductance, Gs)、胞间二氧化碳浓度(intercellular carbon dioxide concentration, Ci)、K+含量均有所下降;过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性、脯氨酸和可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶(catalase, CAT)活性、丙二醛(malondialdehyde, MDA)和Na+含量均有所增加。其中在盐胁迫下耐盐材料青永久195叶片的叶绿素含量、Pn、Tr和Gs下降幅度小于盐敏感材料709;SOD、CAT、脯氨酸含量和可溶性糖含量均高于709,MDA含量低于709。盐胁迫6、24 h时,青永久195根中K+、Na+含量低于709,72 h时高于709;盐胁迫6和24 h时,青永久195叶中K+含量高于709,Na+含量低于709。综上,耐盐材料青永久195表现出较好的渗透调节能力,维持较高的抗氧化酶活性和生物膜稳定性。     

聚乙二醇胁迫杂交桑品种桂优62丛生芽部分生化指标的变化

本文以桂优62号桑萌发幼苗为材料,用不同浓度聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,测定了可溶性糖、丙二醛和脯氨酸含量的变化。结果表明:在幼苗期,随着干旱胁迫的加重,可溶性糖和丙二醛含量逐渐降低;脯氨酸含量逐渐提高。向培养基中添加PEG筛选抗旱性组培桑苗的临界浓度为7%。     

抗寒锻炼前土壤水分含量对苜蓿抗寒性的影响

设置不同水分处理,即田间持水量(FC)为80%~90%、50%~60%、20%~30%,探究抗寒锻炼前水分对苜蓿(‘公农1号’紫花苜蓿)抗寒性的影响及其生理机制。主要结果如下:与对照组相比,28d干旱处理后苜蓿的叶片变黄、植株变矮,并且随胁迫程度的增加,根相对含水量、净光合速率、气孔导度、最大光化学效率及根水势呈下降趋势,而根系可溶性糖、淀粉、脯氨酸含量及相对电导率呈上升趋势。复水后,经过中度胁迫和重度胁迫的苜蓿植株得到一定程度的恢复。在抗寒锻炼后,经过中度胁迫的苜蓿植株相比其他两组能够保持较高的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、根水势、可溶性糖、脯氨酸含量,较高的低温存活率,及较低的淀粉含量;而经过重度胁迫的苜蓿植株比对照的表现较差。综上,抗寒锻炼前进行适度节水灌溉将有利于苜蓿越冬。     

4个地理种群红砂的抗旱性综合评价

在自然条件下以分布于兰州九州台(LZJ)、张掖临泽(ZYL)、武威民勤(WWM)和酒泉金塔(JQJ)4个地理种群的荒漠植物红砂为试材,对与其抗旱相关的光合、荧光、水分、渗透调节以及酶活性等18项生理指标进行了测定,并应用隶属函数法和灰色关联度法对这些生理指标及不同地理种群红砂的抗旱性进行综合评价。结果表明,不同地理种群红砂的抗旱性强弱顺序为:WWM＞JQJ＞ZYL＞LZJ,总体趋势表现为水分条件越差抗旱性越强,这是植物通过自身生理调节对外部环境条件产生适应的结果。光合速率、蒸腾速率、水势等18项指标在红砂的抗旱性中相互制约,相互依赖,综合调节着红砂的内在抗旱机制,但通过降低蒸腾速率来提高水分利用效率,依赖于叶黄素循环的热能耗散机制以及以Pro为主的渗透调节这3大机制在红砂的抗旱机制中占有重要的地位。     

不同水分胁迫下水杨酸对分枝期扁蓿豆生长及光合生理的影响

为明确水杨酸对扁蓿豆分枝期抗旱性的调控作用,采用盆栽试验研究正常供水(80%田间持水量)、轻度水分胁迫(60%田间持水量)、中度水分胁迫(40%田间持水量)以及重度水分胁迫(20%田间持水量)条件下,不同浓度[0(对照),0.02,0.10,0.50,2.50 mmol/L]水杨酸处理对扁蓿豆分枝期生长、抗性生理及光合特性的影响。结果表明,轻度、中度水分胁迫下,0.10 mmol/L水杨酸显著提高了叶片相对含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量,同时使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及叶片光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)得到显著提高,而气孔限制值(Ls)显著降低;重度水分胁迫下,0.50 mmol/L水杨酸显著提高了株高、一级分枝数、叶面积、叶片相对含水量、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量,同时SOD、POD、CAT活性以及叶片Pn、Gs、水分利用效率(WUE)显著提高,而使电导率、丙二醛(MDA)含量以及LS显著降低。可见,适宜浓度水杨酸可以改善干旱胁迫下扁蓿豆分枝期的生长,提高其抗旱能力。     

氮肥、刈割强度对桂牧1号杂交象草光合特性的影响

采用两因素的随机区组设计,研究了氮肥(250 kg/hm²、不施氮肥)、不同刈割强度(即刈割时离地面5,20和50 cm)对桂牧1号杂交象草光合特性的影响。结果表明,6个处理叶片净光合速率日变化曲线均为双峰曲线,但随着刈割强度的增加,光合速率先升高后降低,且在施氮肥的情况下,光合“午休”明显减弱。施氮肥能显著增加桂牧1号杂交象草的叶绿素含量和最大净光合速率。在施加氮肥的情况下,随着刈割强度的增加,叶片表观量子效率有增加的趋势,羧化效率先增大后降低,光补偿点、光呼吸速率和暗呼吸速率则呈现相反的变化趋势;而在不施氮肥的情况下,随着刈割强度增加,表观量子效率、光补偿点、羧化效率、光呼吸速率和暗呼吸速率均呈现先减少后增加的趋势。这些试验结果表明,氮肥、刈割强度均对桂牧1号杂交象草光合特性产生了一定的影响,在中强度刈割条件下,对桂牧1号施用250 kg/hm²氮肥,可以显著提高其光合能力。     

温度对雌雄葎草生理代谢及保护酶系统影响的性别差异

以雌雄异株攀援草本植物葎草为材料,依据野生资源主要分布地域的平均温度,设置3个温度(15, 20, 25 ℃)为变量,通过测定光合指标、代谢指标、抗氧化酶活性指标和细胞膜完整性指标,分析温度对葎草光合作用、呼吸作用及抗逆性影响的生理变化,研究温度对雌雄葎草生理代谢及保护酶系统影响的性别差异。结果表明,温度显著影响葎草叶中的叶绿素含量,P_n和单株生物量随温度下降显著减小(P<0.05),♀株的潜在P_n显著大于♂株(P<0.05);♂株的糖代谢和呼吸作用显著高于♀株(P<0.05),氮代谢性别间无显著差异(P>0.05),温度对可溶性糖(SS)、丙酮酸(PA)含量和硝酸还原酶(NR)有显著影响(P<0.05),随温度下降SS含量逐步增加(P<0.05),NR活性逐步降低(P<0.05),温度对代谢速率影响远大于性别间的差异。温度对SOD和POD活性有极显著影响(P<0.01),对CAT活性有显著影响(P<0.05),随温度降低3种酶活性均不断增加,♀株中SOD和POD含量显著高于♂株(P<0.05),性别间CAT含量无差异。温度对细胞膜完整性物质含量的影响,远大于性别间差异,随温度降低葎草体内H₂O₂、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白(SP)含量均显著增加,♂株中H₂O₂和SP含量显著高于♀株(P<0.05),♀株中MDA和Pro含量显著大于♂株。温度对光合作用、呼吸作用、抗氧化酶系统及细胞膜完整性的影响有显著的性别差异,♀株比♂株有更强的适应温度胁迫的生理基础。     

外源硅对盐胁迫下黑果枸杞幼苗生理特性的影响

以盐生植物黑果枸杞(Lycium ruthenicum)幼苗为材料,NaCl胁迫下设置不同硅浓度处理,并在处理后第7 d和第14 d,对叶片叶绿素、质膜相对透性、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖共5种生理指标进行测定,以探讨外源硅对盐胁迫下黑果枸杞生理特性的影响。结果表明:在盐胁迫下,黑果枸杞叶片叶绿素总量、质膜相对透性、MDA、脯氨酸和可溶性糖含量均显著增加;硅浓度大于1 mmol·L^-1时可显著增加盐胁迫下的叶绿素总量和叶绿素a/b,并降低质膜相对透性、MDA、脯氨酸和可溶性糖含量;随处理时间的延长,硅处理下5种生理指标的降幅或增幅均小于盐胁迫处理,而当硅浓度为4和8 mmol·L^-1时,叶绿素总量、叶绿素a/b、MDA和脯氨酸含量的变化趋势与盐胁迫处理的相反,可见适宜浓度的硅可缓解盐胁迫对黑果枸杞幼苗的伤害。     

秋末刈割对沙地苜蓿冬季根颈抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

为解决科尔沁沙地苜蓿（Medicago sativa）秋末是否应该刈割及最佳刈割时期的争议,本试验对秋末不同时期刈割处理和未刈割的8个苜蓿品种（‘草原2号’、‘草原3号’、‘东苜1号’、‘农菁1号’、‘农菁8号’、‘肇东’、‘龙牧801’、‘公农1号’）根颈中抗氧化酶活性及脯氨酸含量变化测定。结果表明：土壤冻融交替期,未刈割与秋末早割（10月1号）相比苜蓿根颈中SOD活性显著增强（P<0.05）;10月1号刈割苜蓿根颈中POD活性显著高于未刈割和秋末晚割（10月15号）苜蓿根颈中POD活性（P<0.05）;不同时期刈割和未刈割苜蓿根颈中CAT活性无显著变化;10月1号刈割紫花苜蓿根颈中MDA含量高于未刈割与10月15号刈割苜蓿根颈中含量;未刈割苜蓿根颈中游离脯氨酸含量显著高于不同时期刈割苜蓿根颈中含量（P<0.05）。土壤封冻期,未刈割苜蓿根颈中SOD、POD活性显著高于不同时期刈割根颈中SOD活性（P<0.05）;10月1号刈割苜蓿根颈中CAT活性显著高于未刈割和10月15号刈割苜蓿根颈中CAT活性（P<0.05）,且MDA含量显著低于未刈割与10月15号刈割苜蓿根颈中含量（P<0.05）;未刈割苜蓿根颈中游离脯氨酸含量显著高于10月1号刈割根颈中含量（P<0.05）。研究结论为：进入寒冬,刈割与未刈割相比,未刈割苜蓿根颈中SOD、POD活性增强,游离脯氨酸含量增加,适应低温环境能力强,秋末敏感期刈割刺激苜蓿根颈中CAT活性增强,但SOD、POD活性较低,游离脯氨酸含量下降,适应低温环境能力弱,因此不建议秋末敏感期刈割。     

NaCl胁迫对碱蒿活性氧产生及抗氧化酶活性的影响

为了解NaCl胁迫对碱蒿(Artemisia anethifolia)耐盐性的影响,在温室盆栽条件下,通过研究碱蒿幼苗在不同浓度NaCl(0,25,50,100,200,400 mmol·L^-1)胁迫下的相对盐害率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、H₂O₂含量和超氧阴离子(O₂^-)产生速率的变化,结果表明:随着NaCl浓度增加,碱蒿幼苗相对盐害率和H₂O₂含量增加,而SOD活性、POD活性、Pro含量、O₂^-产生速率和MDA含量均呈先升高后降低的变化趋势。这表明碱蒿具有较强的耐盐性,SOD活性、POD活性、MDA和Pro含量均可作为碱蒿的耐盐生理指标。