缺水和缺铁胁迫对玉米光合作用特性和根生长的影响

研究了缺水胁迫和缺铁胁迫对三叶期玉米(Zea mays)的光合作用特性和根生长的影响。玉米叶部的光合作用均受缺水胁迫和缺铁胁迫影响;短时间(≤2 h)缺水胁迫对光合作用造成的不利影响不能被短时间(24 h)的复水完全消除,而较长时间的缺铁胁迫(168 h)对光合作用造成的抑制作用可以被短时间(24 h)的补铁措施消除。短时间缺水(≤2 h)或短时间(≤72 h)缺铁不影响根系生长。较长时间的缺铁(168 h)严重限制根的生长并导致根生长畸形,短时间(24 h)补铁不能消除较长时间的缺铁对根的生长带来的不利影响。     

反光膜对桃树光合特性及根际温度的影响

为研究地面铺反光膜对桃树光合特性及根际温度变化的影响,以"浅间白桃"结果树为材料,于果实成熟期间进行地面铺反光膜的田间试验,测定了果树叶片的光合特性及不同土层根际温度的变化.结果表明,处理树叶净光合速率(Pn)、光能利用率(LUE)明显高于对照树.随着光强增加,处理和对照叶片的蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)均增加,且处理叶WUE明显高于对照.气孔限制值(Ls)和水蒸气压差(VpdL)与光强呈正相关,处理树叶片Ls显著高于对照,但VpdL和胞间CO2(Ci)却明显低于对照.处理树前期(7月22日～8月10日)不同深度土壤温度变化呈双峰曲线,土层越浅土壤温度越高且变化幅度越大;8月9日根际土壤温度值为20 cm＞15 cm＞10 cm＞5 cm;之后又恢复到前期水平.对照树前期(7月22日～8月12日)根际温度的变化与处理树相似,但8月15日后不同深度土壤温度值为10 cm＞20 cm＞15 cm＞5 cm.     

铁和ATP酶抑制剂对鸭跖草(Commelina communis)铜吸收的影响

缺铁条件下研究了鸭跖草 (Commelinacommunis)对不同浓度铜及不同形态铜的吸收和P 型ATP酶抑制剂对铜吸收的影响。结果表明 ,鸭跖草铜累积量随着营养液中铁浓度的下降而显著上升 ,缺铁在不同铜浓度下都显著促进鸭跖草对铜的吸收 ,说明鸭跖草铜吸收与铁元素关系密切。在缺铁条件下 ,EDTA Cu、NTA Cu、草酸 Cu、柠檬酸 Cu处理鸭跖草的铜吸收量均低于单Cu处理 ,但缺铁处理植株对不同形态铜的吸收量均高于完全培养液生长的植株。缺铁处理下鸭跖草会产生根际酸化效应。P 型ATP酶抑制剂钒酸钠对铜吸收有抑制作用 ,缺铁对铜吸收的促进作用可能与P 型ATP酶活性无关     

光照对开花结实期水稻根叶氮氧化物排放的影响

为探明光照对水稻根、叶界面氮氧化物排放的调控机制,用密闭箱法,探讨了光照对开花结实期水稻叶际及根际氮氧化物排放的影响。结果表明,相同氮源(NH4NO3-N,N质量浓度90 mg/L),日间光照为6 000、8 000 lx条件下,同期水稻叶际N2O和NO排放速率分别为27.08、29.15μg/(盆·h)和2.25、0.94μg/(盆·h),分别占N2O和NO总排放的57.38%、54.19%和76.79%、51.93%;光强(1 600 lx)一致条件下,同期用发光二极管控制的黄、绿、白、红、蓝光处理水稻叶际N2O排放速率分别为2.16、13.40、1.07、3.82和7.08μg/(盆·h),红、蓝光在抑制水稻叶际N2O及根际NO排放的同时,有效提高了水稻根际N2O排放速率;相同条件下,红、白光能促进叶际NO排放,蓝光明显抑制了水稻根、叶界面NO排放,但水稻根、叶界面均无明显的NO2净排放作用(P0.05);0~8 000 lx范围内,水稻根、叶界面N2O及根际NO排放随光强增加而增加,但高光强(8 000 lx)处理有降低叶际NO排放作用(P0.05)。从试验结果看,水稻根、叶界面排放的90%以上的氮氧化物是N2O,且叶际N2O排放受根际N2O控制。研究表明适度增加红、蓝光比例并依据供氮水平同步调节光强,可有效抑制水稻根、叶界面氮氧化物排放。研究结果为水稻开花结实期根、叶界面气态氮氧化物减排的光控技术提供了重要依据和参考。     

小金海棠质膜H+-ATPase基因(MxHA2)的克隆及功能分析

植物质膜H+-ATPase能把质子泵出根外酸化土壤,增加铁的溶解度,利于植物对铁的吸收.小金海棠是一个苹果铁高效基因型砧木,为研究质膜H+-ATPase在小金海棠铁吸收过程中的功能,本研究通过同源克隆的方法从小金海棠(Malus xiaojinensis)中克隆到了一条全长2865 bp含有完整编码区的质膜H+-ATPase基因(MxHA2),编码954个氨基酸(GenBank登录号:JQ867095).系统进化分析结果表明MxHA2蛋白与碧桃(Prunus persica)的PPA2蛋白亲缘关系较近.基因枪法在洋葱(Allium cepa)表皮内进行亚细胞定位分析,结果表明,MxHA2与GFP的融合蛋白定位于细胞膜上.荧光定量PCR分析表明,缺铁胁迫后,MxHA2基因在根和叶中均有不同程度的增强.把MxHA2基因转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)(BJ2168)后,转MxHA2的酿酒酵母H+-ATPase活性极显著增强,且缺铁处理后其生长量持续高于对照,表明该基因编码的蛋白具有H+-ATPase活性,其过量表达能提高酵母菌株的耐缺铁性.结果提示,MxHA2可能在小金海棠的耐缺铁胁迫过程中起重要作用,为进一步研究小金海棠的铁高效机理提供了依据,在果树耐缺铁分子育种上有重要的应用前景.     

施氮和根间互作对密植大麦间作豌豆氮素利用的协同效应

针对禾豆间作密植机理研究薄弱问题,以大麦间作豌豆为研究对象,设施氮[不施氮:0 mg(N)·kg?1(土);施氮:100 mg(N)·kg?1(土)]、隔根(不隔根、隔根)和密度[低密度:15株(大麦)·盆?1;高密度:25株(大麦)·盆?1]3个参试因子,通过盆栽试验探讨了施氮和根系分隔对密植间作群体氮素竞争互补关系和利用效率的影响,以期为禾豆间作密植和氮素高效利用提供调控依据。结果表明:1)施氮、根间互作和增加大麦密度均可提高大麦||豌豆间作群体的吸氮量,其中施氮较不施氮处理提高33.8%,不隔根处理较隔根处理提高81.1%,高密度较低密度处理提高4.2%;根间互作在低氮条件下对间作吸氮量的贡献相对较高,不施氮和施氮条件下,根间互作提高间作吸氮量的比例分别为92.4%和11.0%;根间互作条件下增大大麦种植密度可显著提高间作群体吸氮量。2)大麦为氮素竞争优势种,密植使大麦氮素竞争比率显著提高,施氮能弱化大麦氮素竞争比率,抽穗期大麦相对于豌豆的氮素竞争优势达到最大值。3)根间互作使大麦、豌豆籽粒氮含量在施氮条件下分别提高126.7%、26.9%,不施氮时分别提高188.5%、46.5%,且施氮水平和根间作用方式对间作籽粒氮含量有显著的交互作用。4)高密度大麦和根间互作可显著提高间作群体的氮肥利用率,根间互作条件下增加大麦密度使间作群体氮肥利用率提高59.8%;大麦相对于豌豆的氮素竞争比率与间作群体氮肥利用率呈显著正相关关系。本研究表明,施氮、根间作用与大麦密度对大麦||豌豆间作氮素利用呈显著的交互作用,适宜的施氮量和充分的根间作用是支撑间作密植、优化种间对氮素的竞争关系,最终提高群体吸氮量和氮肥利用率的重要途径。     

氯化钾对干旱胁迫下马铃薯根系生理及形态的影响

以马铃薯品种"大西洋"为材料,研究了6个钾肥施用量(以K2O计):CK(0 g/株)、C1(1.2 g/株)、C2(2.4 g/株)、C3(3.6 g/株)、C4(4.8 g/株)、C5(6.0 g/株)对2个干旱胁迫程度[轻度干旱胁迫("轻旱,D1")、中度干旱胁迫("中旱,D2")]和正常灌溉下马铃薯根系生理和形态发育特征的影响。试验结果显示,根系生理方面,干旱胁迫下增施钾肥可不同程度地增强马铃薯根系抗旱性。各处理马铃薯根系含水量、地下部分干重、根冠比表现为D1D2,除根冠比在各施肥处理间无显著差异外(P﹥0.05),以上指标均以C3处理效果最为显著(P0.05)。各处理马铃薯根系超氧阴离子产生速率、丙二醛含量表现为D2D1,且C2处理下降幅显著(P0.05)。根系活力、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别在C1、C2、C3处理及以下表现为D2D1,此后相反;过氧化物酶活性整体上表现出D2D1的变化趋势。以上指标在C2处理下效果显著(P0.05)。根系形态方面,整体上看,钾肥作用下马铃薯总根长、根直径、根表面积、根体积增加,根尖数减少。各处理下马铃薯根直径、根表面积、根体积表现为D1D2,总根长、根尖数分别在C2、C3处理及以下表现为D2D1,此后相反;干旱胁迫下根系各形态指标对钾肥增施量的响应较为复杂,整体表现为"轻旱高钾促进,中旱低钾促进"的变化趋势。产量方面,干旱胁迫导致薯重降低,增施钾肥提高了马铃薯单株总薯重,以C3处理增产效果最显著(P0.05)。综合以上分析认为,钾肥的施入应充分考虑当地土壤水分状况并依此制定合理的施入量,这样才有利于马铃薯根系抗性的提高和形态的建成。     

不同形态氮源及其配比对石灰性黄壤上纽荷尔脐橙光合特性的影响

采用盆栽方法,在避雨透光棚内,研究不同形态氮源及其配比[NO3–-N∶NH4+-N=100∶0(硝酸钙42.16 g.盆1)、NO3–-N∶NH4+-N=75∶25(硝酸钙31.62 g.盆1,碳酸氢铵7.06 g.盆1)、NO3–-N∶NH4+-N=50∶50(硝酸钙21.08 g.盆1,碳酸氢铵14.12 g.盆1)、NO3–-N∶NH4+-N=25∶75(硝酸钙10.54 g.盆1,碳酸氢铵21.19 g.盆1)、NO3–-N∶NH4+-N=0∶100(碳酸氢铵28.25 g.盆1)、尿素10.71 g.盆1]对枳砧纽荷尔脐橙叶片光合速率(Pn)日变化、光合色素含量、叶片光补偿点和光饱和点的影响,为柑橘的氮素营养及施肥管理提供科学依据。结果表明:NO3–-N∶NH4+-N为75∶25处理的脐橙叶片中叶绿素a(Chl.a)、叶绿素b(Chl.b)和类胡萝卜素(Car.)含量和全天Pn都显著或极显著高于其他氮源配比处理,上午10:00脐橙叶片的Pn、Tr、WUE和Gs均是最高的,极显著高于其他氮源处理,其Pn、Tr、WUE和Gs分别为4.81μmol(CO2).m–2.s–1、2.30mmol(H2O).m–2.s–1、2.09和0.09 mol.m–2.s–1。随着NH4+-N比例的增加,脐橙叶片中Chl.a、Chl.b和Car.的含量与Pn、Tr、WUE和Gs均逐渐下降。100%NO3–-N处理的脐橙叶片Pn也极显著低于NO3–-N∶NH4+-N为75∶25处理,其Pn仅为3.53μmol(CO2).m–2.s–1。单一尿素氮处理(施用10.71 g.盆1尿素)的脐橙叶片中Chl.a、Chl.b、Car.和Pn含量最低,其Pn为3.07μmol(CO2).m–2.s–1,与单纯施用NH4+-N处理无显著性差异。不同氮源处理的脐橙叶片光饱和点和光补偿点均无显著性差异,其值分别维持在861.51μmol.m–2.s–1和10.09μmol.m–2.s–1左右。NO3–-N和NH4+-N混合比例为75∶25时有利于提高纽荷尔脐橙Pn。     

栽培基质和供液模式对潮汐式盆栽百合品质的影响

为推动潮汐式栽培模式在盆栽百合规模化生产中的应用,对盆栽百合潮汐式栽培关键技术进行了研究。以盆栽百合"八点后"为试验材料,采取不同栽培基质和供液模式处理,对处理后的盆栽百合相关性状指标进行测量、统计和分析。结果表明,盆栽百合"八点后"潮汐式栽培的最佳基质配方为国产泥炭、进口泥炭、珍珠岩比例为4∶5∶2,最佳供液模式为供液高度3 cm,浸盆时间20 min。研究结果可作为盆栽百合潮汐式规模化生产的依据。     

适宜滴灌施肥量促进河西春玉米根系生长提高产量

针对河西地区水资源短缺、作物水肥利用效率低等问题,研究不同滴灌施肥条件下河西地区春玉米根系生长与产量对水肥的响应关系,以期探索提高水肥利用效率的滴灌施肥模式。利用2 a的田间小区试验,以春玉米"强盛51号"为试验材料,设置4个灌水水平,2015年和2016年分别为I_(60)(60%ET_c)、I_(75)(75%ET_c)、I_(90)(90%ET_c)、I_(105)(105%ET_c)和I_(60)(60%ET_c)、I_(80)(80%ET_c)、I_(100)(100%ET_c)、I_(120)(120%ET_c),ET_c为玉米需水量;4个N-P_2O_5-K_2O施肥水平(kg/hm~2):F_(60)(60-30-30)、F_(120)(120-60-60)、F_(180)(180-90-90)和F_(240)(240-120-120),共16个处理。在生育期内对春玉米的根长、根表面积、根质量、根体积、根长密度进行观测,并统计地上部干物质量和产量。结果表明:灌水量为105%ET_c(2015年)和100%ET_c(2016年)与施肥量180-90-90 kg/hm~2组合的处理根长、根表面积、根质量、根体积均较高;相关性分析显示,各生育期根系特征参数与产量和地上部干物质量相关系数按大小排序表现出灌浆期大喇叭口期成熟期小喇叭口期的规律;在河西地区膜下滴灌施肥条件下,综合考虑根系生长、节水节肥及高产等因素,该地区灌水量90%ET_c~100%ET_c、180-90-90(N-P_2O_5-K_2O)kg/hm~2处理为最佳滴灌施肥策略。     

不同铁营养状况下间作小麦对花生吸收Cd的影响

采用温室土壤盆栽实验,研究不同铁营养条件下间作小麦对2个品种花生吸收积累Cd的影响。结果表明,铁营养状况对白沙1016和花育20生物量的影响不显著。两品种花生根际土壤有效Cd含量在间作不缺铁时最高,分别为0.27,0.31mg/kg。单作时,白沙1016和花育20地上和根系Cd含量均高于间作处理,但差异不显著;而间作时,缺铁的白沙1016、花育20在根系Cd含量与不缺铁处理相比显著降低,分别减少了39.0%和34.3%。土壤铁营养对单作花生植株Cd迁移率影响较小;间作条件下,与不缺铁处理相比,土壤缺铁导致Cd的迁移率显著提高,白沙1016、花育20的Cd迁移率分别增加了1.1倍和0.6倍。间作时小麦根际Cd含量低于单作,并且在缺铁条件下,与花育20间作时小麦根系Cd含量最少为7.92mg/kg。单作时花生Cd的积累量均小于小麦;竞争吸收Cd的能力表现为白沙1016小麦花育20;缺铁间作模式下作物Cd的积累量最少。同时,小麦和花生间作模式可以减少2种作物对Cd的积累,从而可降低人类摄取重金属Cd的风险。     

葫芦与西瓜砧穗在不同土壤上根际碳代谢指纹特征与差异

土传病害的发生与微生物关系密切,但砧穗互作下根际微生物活性变化尚不明确。为阐明在不同土壤类型下,砧穗互作对根际微生物活性的影响,采集黑土(吉林)、砖红壤(海南)、黄棕壤(江苏)和灰漠土(新疆)四种类型土壤,并在每种土壤上均种植自根葫芦、自根西瓜、嫁接西瓜(葫芦砧木)以及嫁接葫芦(西瓜砧木),利用Biolog培养技术探究不同处理下根际微生物碳源代谢活性的差异。结果表明,不同土壤类型下微生物代谢活性差异显著(R~2=0.534,p0.001),不同嫁接植物之间根际微生物碳源利用同样存在显著差异(R~2=0.075,p0.001)。不同嫁接处理根际微生物对碳源的综合代谢水平自根西瓜嫁接葫芦(西瓜砧木)嫁接西瓜(葫芦砧木)自根葫芦。聚类推进树(Aggregated boosted tree,ABT)分析显示土壤有效磷、速效钾是影响微生物碳源利用的主要因子。评估不同土壤类型下根际微生物碳代谢活性对砧穗互作的响应,可为防控土传病害提供依据。     

灌溉量对温室全有机营养液栽培甜瓜根际环境和茎流的影响

为探究灌溉量在根际-茎流-空气环境中的调节响应机制,以薄皮甜瓜为试材,采用盆栽,根据甜瓜日蒸腾耗水量的80%(T_1)、100%(T_2)、120%(T_3)设定3个灌水梯度处理,每7天进行一次矫正。通过监测温室空气环境和甜瓜根际环境以及甜瓜茎流量变化,筛选分析了典型天气温室空气环境、植株茎流、根际环境之间的关系。结果表明,灌溉量越大,茎流量越大;根际温度日变化典型阴天为T_2T_1T_3,典型晴天为T_3T_2T_1;根际绝对含水率(Rhizospheric Water Content,SWV)日变化典型阴天0:00-14:00段T_3T_2T_1,14:00-24:00段T_3T_1T_2,典型晴天T_3T_2T_1;根际电导率(Electric Conductivity,EC)典型阴天T_1T_2T_3,典型晴天为00:00-14:00段根际EC值T_1≈T_2T_3,13:00-23:00段根际EC值T_2T_1T_3。典型阴天茎流量与空气饱和蒸气压差(vapor pressure deficit,VPD)的相关系数最大,与SWV的相关系数最小,VPD对茎流的决策系数最大,根际EC值对茎流的决策系数最小。典型晴天茎流量与VPD的相关系数最大,与根际EC相关系数最小,根际EC值对茎流量的决策系数最大,SWV对茎流量的决策系数最小。阴天按日蒸腾量100%灌溉,晴天按日蒸腾量的120%灌溉有利于维持甜瓜水分在土壤-植物-大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum,SPAC)中的运输平衡。根际EC主要对茎流的"源"起抑制作用,而VPD主要对茎流的"库"起促进作用。阴天时,VPD是茎流量的限制因子;晴天时,根际含水率是茎流量的限制因子。     

不同铁效率玉米品种苗期适应低铁胁迫的根系特征与铁积累差异

  【目的】  石灰性土壤高pH和高重碳酸盐含量严重影响土壤中有效铁含量,导致作物缺铁黄化、减产,铁高效玉米品种的推广应用是实现石灰性土壤玉米高产稳产的重要途径。 本研究探讨不同铁效率玉米品种适应低铁胁迫的根系特征与铁积累差异,旨在为铁高效玉米品种的推广应用提供科学依据。  【方法】  试验以铁高效玉米品种正红2号 (ZH2)、正大619 (ZD619) 和铁低效玉米品种川单418 (CD418)、先玉508 (XY508) 为材料,设置极低铁处理 (Fe0,Fe浓度为0 μmol/L)、低铁处理 (Fe10,Fe浓度为10 μmol/L) 和正常供铁 (Fe100,Fe浓度为100 μmol/L) 3个处理,通过砂培试验,研究不同铁效率玉米品种适应低铁胁迫的根系形态特征、干物质重、铁积累及铁吸收利用差异。  【结果】  低铁胁迫下,玉米幼苗的根干重、单株干重、铁积累量、根系相对铁吸收效率均显著降低,而根冠比与铁素生理效率均显著升高,且随胁迫程度的增加变幅加大;总根长、根表面积、根体积和根直径则表现出明显的品种差异,与正常铁处理 (Fe100)相比,低铁处理下铁低效品种的总根长、根表面积和根体积显著降低,根直径显著增加,而铁高效品种的总根长和根表面积差异不显著,根体积显著增加,根直径在极低铁处理(Fe0)下显著降低,低铁处理 (Fe10)下差异不显著;铁高效品种总根长、根表面积、根体积、根干重、单株干物重、铁积累量和根系铁吸收效率的降幅及根冠比的增幅均明显低于铁低效品种,而铁生理效率的增幅高于铁低效品种。相关性分析结果表明,玉米幼苗铁积累量与总根长、根表面积、根体积和根干重均呈显著正相关,而与根冠比呈负相关,其中与总根长 (R2 = 0.8546) 和根表面积 (R2 = 0.8983) 相关性最强。  【结论】  与铁低效玉米品种相比,铁高效玉米品种低铁胁迫下具有较优的总根长、根表面积及较高的根系铁吸收效率与铁生理效率,促进了其对铁的高效吸收与利用,提高了其对低铁环境的适应能力。     

酸性根际肥对石灰性土壤pH和铁有效性的影响研究

在无植物栽培的条件下通过肥料在土壤中的扩散试验研究酸性根际肥对石灰性土壤 pH值、有效铁含量的影响 ,利用盆栽试验验证对石灰性土壤上花生缺铁失绿黄化症的矫正效果。结果表明 ,酸性根际肥 (pH 1.0～ 2 .0 )中的酸在土壤中扩散的影响半径可达 6cm ,但对土壤pH降低作用最显著的是在距肥料 2cm内 ;在施肥 2 8d内 ,距肥料 2cm处 ,土壤 pH值降低了 0 .9个单位 ,土壤铁有效性 (DTPA浸提量 )增加了 5 .9mg kg ;施用酸性根际肥可使花生叶绿素SPAD值与叶片活性铁含量显著提高 ,克服了花生缺铁黄化症状 ,使施肥区 (肥料周围 2cm内 )土壤pH值显著降低 ,并显著提高了该区土壤铁的有效性和花生对土壤Fe的吸收量。     

水冷苗床不同时段根际降温对番茄幼苗生长的影响

根际高温是影响夏季蔬菜集约化育苗主要障碍因子之一,水冷苗床是根际降温的一种有效方式。为了科学利用水冷苗床这一根际降温装置,该文以水冷苗床作为根际降温方式,设置了5个不同的降温时段,依次为M1(07:00-11:00)、M2(11:00-15:00)、M3(07:00-19:00)、M4(19:00-07:00)和M5(全天降温),以根际不降温的苗床为对照。研究了水冷苗床不同时段的根际降温效果及对番茄幼苗生长的影响。结果表明:水冷苗床任一时段根际降温均降低了番茄幼苗根际日均温和最高温度,其中处理M3(07:00-19:00)和处理M5(全天降温)降温效果最为显著,番茄幼苗根际日均温分别为23.6和22.6℃,比对照苗床依次降低了3.3和4.3℃。根际温度变化幅度受冷水循环时间及时段的影响,M4(夜间降温)处理番茄幼苗根际温度日变化曲线波动大于其他处理,番茄幼苗根际温度日较差达到10.3℃,而M3(白天降温)处理番茄幼苗根际温度日较差仅有1.7℃。所有降温处理均提高了番茄幼苗干物质积累和单株叶面积,其中M5(全天降温)和M3(07:00-19:00)这两个处理番茄幼苗单株干质量和叶面积均显著高于对照(P0.05)。与对照相比,M3处理番茄幼苗的茎粗与壮苗指数分别增加了35.1%和39.5%。所有根际降温处理增加了根系总长和根系表面积,提高了叶片叶绿素含量和根系活力。从节能和培育壮苗的效果综合考虑,水冷苗床M3(07:00-19:00)白天降温是一种科学的降温方法。     

硼促进缺铁条件下拟南芥根系细胞壁铁的再利用

【目的】为了探讨在缺铁条件下外源施加硼对植株表型以及体内铁含量的影响,揭示拟南芥在缺铁状态下体内铁的再分配机理,为缓解植株缺铁症状提供一个新的策略。【方法】以模式作物拟南芥(野生型)为供试材料进行了水培试验。供试营养液以正常铁浓度为加铁(+Fe)处理,不含铁营养液为缺铁(-Fe)处理,在两种铁营养液中分别加入H_3BO_3 100、1000μmol/L,共形成6个处理。拟南芥幼苗在全营养液中培养3周后,在处理溶液中培养7 d,收集根系和地上部,分别测定植株全铁、有效铁以及细胞壁吸附的铁含量;剪下根尖部位检测内源NO含量,提取根系RNA检测铁运输相关基因的表达量。【结果】在缺铁条件下,外源添加硼(1000μmol/L H_3BO_3)后植株根系和地上部有效铁含量分别是不加硼时的1.56倍和2.65倍,拟南芥新叶缺铁黄化的症状受到显著缓解。细胞壁组分含量分析结果表明,与不加硼相比,添加1000μmol/L H_3BO_3后植株根系细胞壁铁含量、半纤维铁含量以及半纤维素含量分别降低了60%、52%和53%,同时与100μmol/L H_3BO_3相比也分别降低了41%、41%和43%,说明随着外源添加硼浓度的增加,细胞壁以及细胞壁铁的解析作用也愈加明显。通过对植株不同部位总铁含量以及铁运输相关基因表达量分析后发现,只有在添加1000μmol/L H_3BO_3时缺铁胁迫下铁运输相关的3个基因才能受到显著诱导,具体表现为:与不加硼相比,1000μmol/L H_3BO_3处理后AtFRD3、AtYSL2和AtNAS1 3个基因的表达量分别上调了1.44、1.15和0.75倍,并且伴随着植株体内总铁含量的升高;而100μmol/L H_3BO_3浓度处理对铁相关基因的表达以及总铁含量的积累影响不大。最后,通过对根系内源NO含量的检测分析显示,硼可以影响内源NO的代谢,且外源施加硼后根系NO含量是不施加硼时的1.5倍,暗示信号分子NO可能参与这一过程。【结论】硼主要是通过改变细胞壁中的半纤维素含量和半纤维素上结合的铁含量来增加拟南芥根系细胞壁铁的释放,进而提高植株体内有效铁的含量,促进植株在缺铁的条件下正常生长。在缺铁的条件下,外源添加硼(1000μmol/L H_3BO_3)可以通过促进拟南芥植株体内铁的再利用机制来缓解植物缺铁症状,而添加100μmol/L H_3BO_3则对植株体内铁的再分配过程影响不大。     

不同梨砧木对缺铁胁迫的生理响应差异研究

【目的】 旨在通过探究缺铁胁迫下不同梨砧木幼苗体内铁分配规律及有机酸种类和含量的差异,为培育铁高效利用梨砧木提供理论依据。 【方法】 以三种不同梨砧木,杜梨Ⅰ (湖北杜梨HB-Pyrus betulaefolia)、杜梨Ⅱ (郑州杜梨ZZ-Pyrus betulaefolia) 、山梨 (黑龙江山梨HS-Pyrus ussuriensis) 幼苗为试材,进行水培试验。以Hogland营养液为基础,在其他养分含量不变的情况下,设两个Fe水平1和40 μmol/L,分别代表缺铁胁迫和正常供铁。在砧木幼苗培养21天后,测定了幼苗活性铁和全铁元素含量、根系构型及各部位不同种类有机酸的含量。 【结果】 缺铁胁迫下,杜梨Ⅰ茎叶中活性铁/全铁比例是杜梨Ⅱ的2.80倍和2.94倍, 是山梨的3.29倍和2.05倍,其叶中的活性铁和全铁积累量分别达到15.71 mg/plant和78.82 mg/plant。缺铁胁迫下,杜梨Ⅱ和山梨的倒一叶叶绿素含量下降幅度显著高于杜梨Ⅰ。三种梨砧木幼苗体内柠檬酸含量最高,其次是苹果酸,这两种酸占有机酸总量的74.8%以上。与正常供铁相比,缺铁胁迫下山梨根和叶中苹果酸含量提高了4.70和1.69倍,分别达到0.96 mg/g和4.80 mg/g,显著高于杜梨Ⅰ和杜梨Ⅱ,而杜梨根和叶中的柠檬酸含量较高,尤其是杜梨Ⅰ品种,达到4.02 mg/g和11.98 mg/g。 【结论】 三种梨砧木对铁的吸收和运输存在较大差异。杜梨Ⅰ根系吸收能力较强,根和叶中活性铁含量及积累量均较高,因而耐缺铁。缺铁胁迫下,两种杜梨根系中主要合成柠檬酸而山梨主要合成苹果酸,可能是山梨对缺铁敏感的机制之一。      

香根草防治金橘园水土流失效果

阳朔县金橘产业水土流失已成为制约农业可持续发展的主要因素之一。通过在金橘园种植香根草等治理金橘园水土流失,采用径流小区观测法,探讨香根草、多年生黑麦草不同治理措施对坡面径流及土壤侵蚀的影响,研究表明:香根草处理区泥沙为132.06 kg/hm2,分别与对照区和多年生黑麦草处理区减少水土流失量23.5%和33.04%;坡面径流量分别减少21.46%、52.41%。不同处理保水保土效益的总体趋势是:香根草>多年生黑麦草>对照区。以采用香根草措施治理水土流失效果最好。     

辽东栎与油松根际土壤微生物群落结构比较研究

为了进一步认识辽东栎(Quercus liaotungensis)与油松(Pinus tabulaeformis)在黄土高原森林植被演替中的竞争关系,利用"平板培养法及MPN法"测定了辽东栎与油松根际土壤微生物组成,用"熏蒸提取-容量分析法"测定了土壤微生物生物量碳(MBC)。结果显示,辽东栎与油松根际土壤微生物三大类群总数量,根面高于根区。细菌数量在根面为辽东栎高于油松,但在根区无显著差异,放线菌、真菌、氨化细菌和固氮菌数量在根面与根区均为辽东栎高于油松,硝化细菌数量在根面与根区均无显著差异。辽东栎根区土壤MBC含量高于油松。以上结果表明,根系分泌物浓度及种类对根际土壤微生物组成影响较大;辽东栎丰富的根际土壤微生物组成有益于其对土壤养分的转化、吸收与利用,并在与油松的竞争过程中处于优势地位。