药剂诱导水稻幼苗抗寒机制研究

研究两个早稻品种在3种不同药剂(诱抗剂、 植物抗寒剂、 ABA)处理下经低温胁迫的若干生理生化效应。 低温胁迫下(6℃), 药剂诱导水稻幼苗叶片中过氧化物酶、 超氧化物歧化酶活性和叶绿素含量升高, 细胞粘度增大, 游离脯氨酸积累增加, 以及叶片电解质渗漏量减少。 三种药剂的抗寒效果为诱抗剂优于植物抗寒剂和ABA。     

生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响

为了研究生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响。以玉米为供试作物,试验设5个处理,测定了玉米苗的地上和地下生物量,叶片丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活、过氧化物酶活、过氧化氢酶活等生理生化指标,并测定了玉米根系、地上部分的Cr含量。试验结果表明:在Cr(Ⅵ)胁迫条件下,地上部分鲜重相对于CK1增幅分别为12.73%、32.73%、38.40%,其中BC450、BC600处理相对于CK1达到显著性差异(P<0.05);BC600处理根系铬含量仅为1.258 mg/kg,相对减少铬吸收量65.75%,同时地上部分铬含量仅为0.36 mg/kg;丙二醛、脯氨酸、CAT酶活、POD酶活、SOD酶活等指标随明显增加(P<0.05);其中BC600的处理相对于铬胁迫CK1明显降低丙二醛、脯氨酸含量、POD、CAT、SOD酶活(P<0.05),而使可溶性蛋白、可溶性糖含量明显增加(P<0.05)。通过综合评定,施用生物炭处理,玉米苗期受到的Cr(Ⅵ)胁迫程度低于对照,生物炭对Cr(Ⅵ)具有一定的固定效应,其中BC600处理最为明显。     

逆境处理下水稻叶角质层蜡质积累及其与蜡质合成相关基因OsGL1表达的关系

植物角质层蜡质在抵抗各种生物和非生物胁迫中起着非常重要的作用。本试验以水稻(Oryza sativa L.)幼苗为材料, 分别以200 mmol L^-1 NaCl、12% PEG、1.0% H₂O₂、40℃高温和8℃低温为逆境, 研究叶角质层蜡质的积累情况以及其与水稻蜡质合成相关基因OsGL1表达的关系。扫描电镜观察以及叶角质层蜡质总量测定结果表明, 12% PEG、1.0% H₂O₂和8℃低温处理下水稻幼苗叶角质层蜡质的积累明显增加, 而200 mmol L^-1 NaCl和40℃高温处理下叶角质层蜡质覆盖量略有下降。RT-PCR分析显示, 逆境处理下水稻蜡质合成相关基因OsGL1的表达量变化与水稻幼苗叶角质层蜡质的积累存在相关性。     

小麦秸秆全量还田下腐熟剂对下茬水稻产量及土壤的影响

旨在为稻麦轮作模式中秸秆全量还田提供有效配套措施,采用田间大区试验,开展了小麦秸秆全量还田配套腐熟剂研究。试验设3处理,分别为不施腐熟剂CK、施腐熟剂A和施腐熟剂B处理。结果显示腐熟剂A处理水稻比CK减产2.37%,B增产1.74%;A处理土壤速效NPK分别比CK增加了2.34mg/kg、1.00mg/kg和4.00mg/kg,铜、锌含量下降,砷含量上升3.03mg/kg;B处理速效NP分别比CK降低5.33mg/kg和6.47mg/kg,有机质减少3.66g/kg,铜、锌、砷含量均低于CK。腐熟剂A、B均可促进土壤微生物增殖,提升整体代谢活性,增加物种多样性指数;其中A处理细菌与真菌增加明显,而B对放线菌的促进更为明显。综合腐熟剂对水稻产量、土壤理化及微生物种群和代谢特征的影响,配套腐熟剂B更利于水稻产量和土壤健康。     

种子包衣肥对直播早稻秧苗生长及 生化指标的影响

用种子包衣肥包衣早稻种子,通过田间直播试验,首次研究了水稻种子包衣肥对直播早稻秧苗生长及生化指标的影响。结果表明,早稻种子按1：50、1：70、1：90包衣比用种子包衣肥包衣处理之后,除出苗率略低于CK外,3种包衣处理的其它苗素质和生化指标都优于CK;其中1：70包衣处理的成秧率、苗高、总根数、白根数、干重、单位干重、根系活力、游离脯氨酸含量、叶绿素含量方面分别比CK提高了8.4%、2.1%、18.8%、4.4%、19.3%、10.8%、44.9%、32.9%、14.6%,优于其它包衣比。     

干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响

为了研究干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响,以黄瓜幼苗为试材,采用盆栽试验,研究PEG模拟干旱对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫浓度的提高和胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光的降幅增大。干旱胁迫1天,5%PEG与对照(CK)之间叶绿素总含量差异不显著,10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低5.2%、16.3%,干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低8.6%、12.0%、37.2%。干旱胁迫1天,CK和5%PEG处理之间Pn、E、Gs差异不显著,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Ci差异显著,干旱胁迫2天,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Pn、E、Ci差异显著。干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理的YIELD较CK分别降低2.4%、8.7%和13.2%,ETR较CK分别降低8.5%、17.6%和40.2%,qP较CK分别降低4.6%、9.3%和12.7%,qN较CK分别降低8.7%、18.1%和66.6%。     

干旱胁迫对无花果叶片生理特性的影响

为研究干旱胁迫对无花果的抗旱生理生化机制,评价无花果对干旱胁迫的反应,以‘布兰瑞克’无花果为试验材料,采取保护地控水试验法,将土壤含水量设置为4个水平,分别为常规供水（CK,田间持水量的65%~75%）、轻度干旱（LD,田间持水量的50%~55%）、重度干旱（MD,田间持水量的40%~45%）、极度干旱（ED,田间持水量的30%~35%）,对比不同干旱胁迫对无花果产量及叶片理化特性的影响。结果表明,无花果叶片相对含水量、叶绿素相对含量随胁迫程度的增大而明显降低,均在ED处理下达最小值,分别较CK降低35.81%、44.40%。叶片蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量随着胁迫程度的增大明显增加,均在ED处理达到最大值,较CK分别增加260%、120%、473%;叶片游离脯氨酸(Pro)渗透调节物质含量明显增加;过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等酶的活性随胁迫程度的增大而显著增强,均在ED处理下达到最大且分别高于CK 33%、90%、360%、6.2%;平均单果重在MD处理下出现最大值为62.11 g,较CK增加20%。ED处理下小区产量最大,达13.90 kg,较CK增加41%。综上,干旱胁迫对无花果产量及叶片生理生化指标有明显影响,在一定范围内胁迫程度越强,无花果产量越低;无花果自身能通过调节渗透物质和酶活性对环境条件做出反应。     

干旱对马尾松幼苗光合作用及相关生理的影响

为了解干旱胁迫对马尾松幼苗生长、生理及光合特性的影响,揭示不同抗旱时期马尾松幼苗中各种物质含量的变化规律及抗旱机制,以1年生马尾松幼苗为试材,采用温室土培盆栽进行干旱胁迫处理,对胁迫0、15、30、45、60天的马尾松幼苗分别测定相关生理生化及光合特性指标。结果表明,随干旱胁迫程度加剧和胁迫时间延长,马尾松幼苗根冠比略上升,严重胁迫下苗高生长量、地径生长量及干物质积累,比正常浇水(CK)分别降低了69.89%、70.73%、75.58%;马尾松幼苗中的过氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性呈先升后降趋势,处理30天时中等和严重胁迫处理均达峰值699.81、817.82 U/g,比正常供水分别上升75.57%、104.01%;45天时过氧化物歧化酶的活性仍较高,而严重胁迫下过氧化物酶活性达峰值319.00 U/(g·min),比正常浇水分别高171.88%,与正常浇水呈显著性差异;丙二醛、脯氨酸含量逐渐上升;生长指标根冠比与生理指标丙二醛、蒸腾速率、茎生物量、气孔导度之间,气孔导度与根生物量均呈很强的正相关(r=1);但脯氨酸与净光合速率呈显著负相关(r=-1)。马尾松幼苗通过调整生长和生物量分配抵御干旱胁迫;水分亏缺引起马尾松幼苗蒸腾作用和光合作用减弱;干旱初期通过快速增加抗氧化性酶活性保护幼苗过氧化伤害,中后期则增加渗透调节物质,维持细胞内渗透压缓解膜质损伤;马尾松通过调整光合及相关生理机制,制约与协调不同组织应对干旱胁迫。     

噻虫嗪种子处理防治水稻蓟马及其对秧苗生长的影响

研究噻虫嗪种衣剂的科学合理施用技术,旨在解决传统施药过程中劳动强度大的问题。2010—2012年,采用田间小区试验,探索噻虫嗪种子处理对水稻秧苗生长的影响及其对稻蓟马的防治效果。试验结果表明,以噻虫嗪不同剂型(70%WS、30%FS)对水稻种子进行包衣浸种或浸种包衣处理后,其抗寒能力明显增强;同时,该药剂对出苗率、成苗率以及对成苗后的水稻秧苗生长具有一定的促进作用。此外,25 g/L咯菌腈FS中加入30%噻虫嗪FS能有效控制稻蓟马为害,播后23~30天的卷尖率为2.00%~24.77%,明显低于不施药处理(41.33%~88.87%)。     

育苗调制剂防治水稻立枯病机理的研究

用调制剂处理育苗床土,在生长箱内将Fusarium eqmsett,F.oxysporum,F.grammearum和Rhtzoctonia solani接种在三叶期的水稻秧苗上,研究表明施用调制剂的秧苗素质与抗病力均比对照提高,秧苗体内防御酶系及可溶性蛋白含量的动态同时表明:超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)的活性与可溶性蛋白质含量高峰均比对照提前,且峰值高,并且随着施用量的增加,这一趋势更加明显.     

表油菜素内酯影响水稻幼苗响应低温胁迫的蛋白质组学分析

表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide, EBR)是一种被广泛研究和应用的油菜素内酯类(brassinosteroids, BRs)植物生长调节剂, 它能有效增强植物对低温的耐受性, 但EBR在蛋白质组水平上对水稻幼苗响应低温胁迫的影响尚不清楚。本研究用0.1 mg L ^-1 EBR和蒸馏水分别浸泡萌发的日本晴种子, 然后提取4°C胁迫培养和26°C正常培养幼苗的总蛋白, 进行质谱非标(label-free)定量分析和平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)验证。最终共鉴定出5778个蛋白质, 其中, 在有定量信息的4834个蛋白中, 401个上调和220个下调蛋白与EBR影响水稻幼苗响应低温胁迫有关。功能分析和代谢通路富集分析发现, 上调蛋白主要与RNA结合或水解酶活性等分子功能相关, 并富集在碳代谢、叶酸合成和氨基酸生物合成等途径中; 下调蛋白主要与催化活性和氧化还原酶活性相关, 主要涉及卟啉和叶绿素代谢等代谢途径。PRM验证结果和文献证据显示, 分布在碳代谢和苯丙素代谢通路中的NADP-苹果酸酶、过氧化物酶、3-磷酸甘油酸脱氢酶、烯醇化酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和丙酮酸激酶参与了EBR对低温胁迫水稻幼苗的调控, 提示BRs可通过多种途径影响水稻幼苗对低温胁迫的响应。     

链霉菌S506对番茄苗生长和冷害生理生化的影响

为研究链霉菌S506对番茄苗的生长,以及在0℃冷胁迫条件下,对冷害番茄苗的恢复和生理生化特性的影响,采用α-萘胺法,0.6%硫代巴比妥酸法,愈创木酚比色法,NBT光还原法,磺基水杨酸提取比色法等方法,分别测定了冷害番茄苗的根系活力、叶片电导率、MDA、脯氨酸和保护酶SOD、POD活性等生理生化指标。结果表明：S506可显著提高番茄苗的生物量,与对照组比较,地上及地下鲜重分别提高178.98%和93.18%;根系结构显著改善,毛细根数量提高2倍以上;冷害番茄苗叶片的恢复率达到98.43%,对照仅32.52%;根系活力提高142.00%、脯氨酸含量提高149.56%、SOD酶活性提高24.49%;相对电导率降低60.33%,丙二醛含量降低79.26%。说明,链霉菌S506具有显著的促生长和提高番茄抗冷害能力。     

水稻苗期低温诱导表达新基因OsCOI的克隆、过表达载体的构建与转化

水稻苗期冷害是导致水稻减产的重要因素之一。为了发掘新的耐冷基因、诠释其耐冷分子机制并应用分子育种的手段提高水稻苗期耐冷性,前期已通过Northern表达分析,从已构建的水稻苗期低温诱导表达正向抑制差减cDNA文库中,发现了一个受低温诱导上调表达的功能未知的C2H2型锌指结构域蛋白新基因(特命名为OsCOI)。本研究进一步通过RT-PCR的方法从水稻中克隆了该基因,构建了其植物过表达载体,并通过农杆菌介导转入水稻基因组中,获得了其过表达转基因水稻株系,为进一步研究该基因的功能并探讨其在水稻耐冷分子育种中的应用价值奠定了基础。     

外源调节物质对棉花幼苗耐寒生理特性的效应

以棉花幼苗为试材,叶面分别喷施外源调节物质水杨酸(SA)、壳聚糖(CTS)、水杨酸+壳聚糖(SCM)、水杨酸+壳聚糖+硝酸钙(SCCa M)后,在5℃低温下进行处理,分别于0、24 h、48 h及恢复处理24 h时测定相对电导率、MDA含量、叶绿素含量,SOD、POD、CAT的活性和可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的含量。结果表明:低温胁迫前用0.7 mmol·L-1水杨酸、0.6 mmol·L-1壳聚糖及复配制剂处理棉花幼苗,其叶片的SOD、POD、CAT活性和叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量与对照相比均有不同程度的提高,相对电导率和MDA含量有所降低;复配制剂处理效果优于水杨酸和壳聚糖单独施用的效果,而水杨酸、壳聚糖、硝酸钙三元复配的效果比水杨酸和壳聚糖两元复配的效果好。表明水杨酸、壳聚糖和硝酸钙在诱导棉花幼苗耐寒性中具有协同效应。     

锰素对水稻幼苗生长及生理效应的影响

锰是水稻生长发育必需的微量元素。笔者以水稻幼苗为材料,探讨锰素对水稻苗期生长及生理效应的影响。采用水培方法,通过设计缺锰及锰过量,对水稻植株相关农艺性状及生理生化指标进行测定。结果表明,水稻在幼苗期对锰胁迫反应敏感。水稻株高、根长、鲜重、叶绿素和可溶性蛋白含量均有不同程度下降,MDA含量升高,POD活性降低;水稻幼苗叶片受损程度大小依次为1000 Mn＞100 Mn＞-Mn。缺锰或锰过量均会对水稻幼苗生长产生不利影响,应合理施用锰素。     

不同光周期对黄瓜幼苗抗冷性的影响

为了探讨光周期对低温胁迫下黄瓜幼苗膜脂过氧化水平和抗氧化酶活性等生理指标的影响。以25℃和10℃ 2种温度处理黑夜补光0,3,6,9,12 h的黄瓜幼苗,研究不同光周期对黄瓜幼苗生理指标的影响。结果表明,2种温度处理条件下,黄瓜幼苗叶片中叶绿体色素含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量、CAT和POD活性都是随补光时间的延长而升高,而电解质相对渗漏率和MDA含量随补光时间的延长而下降。与25℃相比较,低温（10℃）处理降低黄瓜幼苗叶绿体色素含量,提高电解质相对渗漏率,MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量,CAT和POD活性;其中,光周期越长,黄瓜幼苗叶片叶绿体色素含量,电解质相对渗漏率和MDA含量的变化幅度越小,可溶性糖和可溶性蛋白含量,CAT和POD活性的变化幅度越大。延长光照时间可通过促进低温胁迫下黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白、可溶性糖的大量积累和抗氧化酶活性的提高,来降低膜脂过氧化水平,从而增强黄瓜幼苗的抗冷性。     

种子引发对水分胁迫下水稻发芽及幼苗生理性状的影响

不同基因型稻种经水引发及聚乙二醇(PEG)渗透胁迫引发处理均能降低稻种丙二醛(MDA)含量,促进可溶性总糖(SS)降解,加快稻种内部糖代谢进程,提高相溶性溶质脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白质(SP)含量,也有利于提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,引发效果较明显。且适度PEG引发稻种的效果明显好于水引发,杂交籼稻在PEG浓度为20%的条件下引发效果最优,而常规粳型水稻在PEG浓度为10%~15%的引发条件下效果较好,但超出最高PEG引发浓度的阈值,会对稻种产生危害,影响其正常萌发。引发处理后的稻种对不同程度水分胁迫程度的响应表明,适当强度的引发处理利于激发稻种物质代谢、利于各水稻品种的萌发、幼苗形态指标及保护性酶等生理指标的显著提高,而严重的水分胁迫均不利于稻种萌发;表明引发处理虽能提高水分胁迫条件下种子活力,但稻种激发自身对外界萌发环境的协调能力有限,且不同品种间存在明显差异,籼稻优于粳稻。     

基质引发对粳稻种子发芽及幼苗抗寒性的生理效应

研究基质引发对粳稻种子发芽期和幼苗期抗寒能力的影响,采用沙作为引发剂,以南方粳稻品种‘南农粳3786’和北方粳稻品种‘空育131’为试验材料,设置2℃萌发环境和14℃幼苗生长环境模拟冷胁迫,研究沙引发种子与未引发种子冷胁迫后幼苗抗寒性变化。结果表明,沙引发不同程度地提高了冷胁迫后粳稻幼苗中脯氨酸、可溶性糖的含量,降低了丙二醛的含量;提高了发芽率和成苗率,减少幼苗根系电解质的外渗,促进叶绿素的合成;提高了SOD、POD的酶活性。沙引发能够提高粳稻种子生长早期的抗寒性。     

外源亚精胺对盐胁迫下甜高粱(Sorghum bicolor)幼苗的影响

为探究外源亚精胺(spermidine,Spd)对盐胁迫下甜高粱幼苗生长及生理生化的影响,以‘辽甜1号’甜高粱为试验材料,采用不同浓度(0.5 mmol/L,1.0 mmol/L,1.5 mmol/L)的Spd喷施处理165 mmol/L NaCl胁迫下的甜高粱幼苗,测定处理7 d和15 d后甜高粱幼苗的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量和净光合速率(Net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,Gs)、胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)活性等生理生化指标,测定处理15 d后甜高粱幼苗的株高、鲜重、干重及幼苗相对含水量。结果表明,盐胁迫显著抑制了甜高粱幼苗的生长及生理生化指标,喷施不同浓度Spd可提高盐胁迫下甜高粱幼苗叶片叶绿素含量、Pn、Gs、Tr,降低Ci,提高可溶性糖、可溶性蛋白和Pro含量,降低MDA含量,提高SOD、POD、CAT和APX活性。说明在盐胁迫下外源喷施Spd能够增强甜高粱幼苗的光合作用,促进幼苗生长,同时增加渗透调节物质含量,提高抗氧化物酶活性以稳定细胞内环境,从而增强甜高粱幼苗的耐盐性,其中1.0 mmol/L的Spd处理效果最佳。本研究为利用外源Spd缓解植物盐胁迫伤害提供科学依据,为提高甜高粱幼苗的耐盐性提供一种新的手段。