幼苗期大田棉花耐旱性的叶绿素荧光和光合特性辅助鉴定

为了建立大田棉花耐旱性叶绿素荧光和光合特性的辅助鉴定方法,以北疆棉区2类不同耐旱基因型的4个棉花品种为材料,在大田条件下研究了棉花幼苗主要光合特性和叶绿素荧光参数对不同干旱胁迫的响应。结果表明:轻度干旱胁迫时,棉花幼苗最大光化学效率(F_v/F_m)、PSII实际光化学效率(ΦPSII)、光化学猝灭系数(q P)、中短期干旱的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)随胁迫时间的延长上升,非光化学猝灭系数(q N)随胁迫时间的延长下降,但只有胁迫5 d的F_v/F_m与15 d的G_s、胞间CO_2浓度(C_i)、T_r在不同基因型间有显著差异;中度胁迫时,4个品种的ΦPSII、P_n、G_s和T_r随胁迫时间的延长略呈上升趋势,胁迫10 d的G_s和15 d的G_s、C_i、T_r在不同基因型间显著差异;重度胁迫时,棉花幼苗F_v/F_m随胁迫时间的延长轻微上升,而ΦPSII、q P、q N、P_n和G_s呈上升-下降的变化趋势,C_i和T_r呈下降-上升-下降的趋势,且胁迫5 d的F_v/F_m,15 d的F_v/F_m、q N,10 d的G_s、C_i以及15 d的P_n、G_s、C_i、T_r均在不同基因型间有显著差异。从总体看,耐旱型棉苗的F_v/F_m高于干旱敏感型棉苗,耐旱棉苗的q N低于干旱敏感型棉苗,耐旱型棉苗的光合参数均低于干旱敏感型棉苗。建议苗期大田棉花耐旱性鉴定的叶绿素荧光辅助方法为:胁迫程度重度,处理时长15 d,参数为F_v/F_m和q N;光合特性辅助方法为:胁迫程度重度,处理时长15 d,参数为P_n、G_s、C_i、T_r。     

玉米毛状根再生植株氮高效利用生理机制初探

以玉米毛状根再生植株为材料,探究玉米毛状根再生植株氮高效利用生理机制。采用水培试验设计,对六叶期植株根系形态学指标、叶片氮含量、SPAD值及光合作用特性进行测定。结果表明,毛状根再生植株根系形态指标、固氮能力、SPAD值以及光合作用参数明显高于对照组。毛状根再生植株的根系发达,促进了生长环境中氮营养元素吸收,提高了植株的氮利用效率,进而提高了植株光合能力。本试验为玉米氮高效利用生理机制研究提供了理论基础。     

干旱胁迫对凹叶厚朴光合生理特性的影响

通过盆栽试验,以6 d为1个处理间隔,研究持续干旱胁迫0~30 d对3年生凹叶厚朴幼苗形态、土壤含水率(SWC)、叶片含水率(LWC)、叶片水势(LWP)、光合作用及叶绿素荧光变化的影响。结果表明,自然干旱胁迫18 d,凹叶厚朴叶片出现发黄、斑点等伤害症状,胁迫24 d,叶片边缘卷曲、失水下垂,胁迫30 d,地上部分失水死亡;干旱胁迫0~30 d,SWC显著降低,LWC在胁迫6 d后显著降低,LWP在胁迫12 d后急剧下降;在干旱胁迫过程中,凹叶厚朴幼苗叶绿素受到降解,对光合作用造成直接影响,干旱胁迫时间延长,蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)持续下降,净光合速率(P_n)下降幅度较大,瞬时水分利用效率(PWUE)呈先升高后降低趋势;干旱胁迫0~18 d时,气孔因素起主导作用,干旱胁迫18 d,非气孔因素起主导作用;干旱胁迫24 d后,凹叶厚朴的光合结构遭受严重破坏,最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、非光化学猝灭系数(qN)显著下降;P_n、T_r、G_s、PWUE与SWC、LWP极显著相关;随干旱胁迫的加剧,脯氨酸(Pro)含量呈先升高后降低趋势,丙二醛(MDA)含量呈逐渐上升趋势,叶绿素相对含量SPAD值逐渐降低。     

干旱胁迫对德国补血草色素含量及光合特性的影响

以德国补血草(Limonium tataticum)为试材,研究干旱胁迫(土壤相对含水量SRW分别为50%、35%、25%)对其色素及光合特性的影响,探讨其抗旱能力。结果表明:随着干旱胁迫程度增加,德国补血草受害症状明显,复水后恢复生长所需时间延长,但各胁迫处理下植株均可以恢复生长;叶绿素含量基本呈下降趋势,但各处理差异不显著;类胡萝卜素含量呈现增加趋势,干旱胁迫处理显著高于对照;可溶性糖含量基本呈先升后降趋势,SRW降至35%时极显著上升,达到最高值。随着干旱胁迫程程度的加深,净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)均呈显著下降趋势;蒸腾速率(T_r)和胞间CO_2浓度(C_i)均呈现先升后降趋势。综合各项指标及观察结果认为,德国补血草有较强的耐旱能力。     

干旱胁迫及复水对射干光合作用和叶绿素荧光特性的影响

为揭示射干(Blackberry lily)对干旱胁迫和复水的响应机制,以2年生射干为材料,采用盆栽试验方式,设置正常浇水(CK)、轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)、重度干旱(SD)及复水处理,研究了干旱胁迫及复水对射干叶片相对叶绿素含量(SPAD)、光合作用参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)与CK相比,LD、MD、SD处理15 d后的SPAD含量分别下降了13.5%、24.8%和36.9%。(2)随着干旱胁迫时间的延长,Pn、Gs、Ci、Tr、Fv/Fm、q P、ETR在LD处理下缓慢下降,MD和SD处理下迅速下降。(3)NPQ随干旱胁迫程度加深而显著升高,与CK相比,LD、MD、SD处理15 d后,NPQ分别升高了10.8%、17.9%和28.9%。(4)复水2 d后,射干的相对叶绿素含量SPAD值、光合参数、叶绿素荧光参数均得到不同程度的恢复,但仍小于CK。因此,干旱胁迫下射干净光合速率的下降是由气孔限制引起的,15 d重度干旱会对光合细胞器造成不可逆的损失;复水2 d后,LD和MD的Ci、NPQ、ETR可较快恢复,而SD则无法恢复。     

干旱和复水对4种咖啡叶片叶绿素荧光特性和SPAD的影响

以小粒种咖啡卡蒂姆系列的4个咖啡品种为试验材料,研究干旱胁迫和复水对各咖啡品种叶绿素荧光值和SPAD值的影响。结果表明:干旱15 d时,除卡蒂姆1,其它品种的SPAD值均增加,干旱18 d时,SPAD值均低于原始值,复水6 d后各品种的SPAD值均有所增长;干旱胁迫时,各品种的叶绿素荧光参数最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)、光合电子传递速率(ETR)均有所下降,随着干旱时间延长,叶绿素荧光参数下降程度都增加,复水后各咖啡品种荧光参数均上升,但恢复情况也有所不同;卡蒂姆4在整个试验过程中保持较高的Fv/Fm、ΦPSII、ETR。综上所述,根据干旱胁迫和复水后叶绿素荧光和SPAD值的表现,卡蒂姆4的抗旱性较好,卡蒂姆1和2要注意干旱季节的水分管理。     

NaCl处理对不同珊瑚菜种源光合生理和药用有效成分的影响

为筛选适宜在沿海滩涂高盐土壤种植的珊瑚菜(Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miq.)种源,以长海、赤峰、安国(CK)、威海、青岛、莱阳、日照、平潭、深圳9个珊瑚菜种源根插苗为试验材料,采用盐水浇灌法研究NaCl(5 000 mg/L)处理对不同来源珊瑚菜叶片光合生理特性、根系生长和根部有效成分的影响,以去离子水浇灌为对照组。结果表明:随着NaCl胁迫时间的延长,赤峰、安国、莱阳3个种源叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均呈现逐步下降的趋势,胞间CO_2浓度(C_i)呈逐步上升的趋势;长海、威海、青岛、日照、平潭、深圳6个种源叶片P_n、T_r和G_s均出现先升高后降低的趋势,C_i呈现"升高-降低-升高"趋势;NaCl胁迫处理后21 d,赤峰、莱阳2个种源叶片的光合指标与对照种源(安国)差异不显著,长海、威海、青岛、日照、平潭、深圳6个种源叶片的P_n、T_r、G_s和C_i均显著高于对照种源。NaCl处理后21 d,9个种源叶片叶绿素的相对含量(SPAD)和最大光化学效率F_v/F_m均达到最低值,9个种源叶片的SPAD及7个种源(除威海和日照外)的F_v/F_m均显著高于对照组。NaCl胁迫处理后21 d,日照种源叶片P_n、T_r、G_s、C_i、F_v/F_m和SPAD受NaCl胁迫的影响最小。经NaCl胁迫处理后,长海、威海、青岛、日照、平潭、深圳6个种源的须根系和主根的干物质质量与对照组差异不显著,而安国、赤峰、莱阳3个种源的须根系和主根的干物质质量显著低于对照组。经NaCl胁迫处理后,威海、日照、平潭、安国和青岛种源根部的补骨脂素含量均显著高于对照组,赤峰、莱阳、深圳和长海种源根部的补骨脂素含量均显著低于对照组,威海、日照和青岛种源根部的欧前胡素含量显著高于对照组,日照、平潭、青岛和深圳种源根部的异欧前胡素含量显著高于对照组,威海、安国、赤峰、莱阳和长海种源根部的异欧前胡素含量显著低于对照组。综合分析结果显示,日照种源受盐胁迫的影响最小,在沿海滩涂地区具有一定的推广潜力。     

干旱对不同授粉方式玉米籽粒生长和光合特性的影响

玉米早期籽粒建成过程中干旱胁迫会导致果穗顶部籽粒的败育,使穗粒数降低,进而减少玉米产量.为探明干旱胁迫对玉米籽粒生长发育影响的生理机制,利用旱池控水和控制授粉技术,在授粉后前10 d设置轻度干旱、中度干旱和正常供水3个处理,研究了2个玉米品种统一完全授粉和底部不授粉植株籽粒生长和光合特性等.结果表明,干旱胁迫使玉米的光合速率(Pn)和叶绿素相对含量(SPAD值)显著降低,复水后二者均恢复到正常.干旱胁迫降低了植株干重、穗重和穗粒重,水分胁迫期间植株干重的降低幅度相对明显.干旱胁迫使统一完全授粉处理玉米顶部籽粒干重和体积分别在授粉后12～16或16d显著或极显著下降,最终表现为败育或灌浆不充实,导致籽粒干重和体积的显著降低.而底部不授粉玉米由于从根本上阻止了底部籽粒的生长,确保了中上部籽粒有相对充足的同化物供应,干旱胁迫处理顶部籽粒生长发育正常.说明籽粒建成初期需要光合产物的持续供应,干旱胁迫通过降低同化物生产而增大了籽粒败育与生长不良的可能性,同化物供应不足是干旱胁迫诱导玉米籽粒败育和生长不良的根本原因.     

盐胁迫对玉米毛状根植株根系及光合作用的影响

为探讨盐胁迫对玉米毛状根的影响以及其自身耐盐性生理机制,以玉米毛状根再生植株幼苗为材料,采用25 mmol/L氯化钠溶液施加到1/2 Hoagland's营养液的水培处理方法,利用WinRHIZO根系扫描分析系统以及CIRAS-3型便携式光合作用仪,通过测定玉米的根系指标和光合指标,确定玉米毛状根再生植株的耐盐性。结果表明,在正常水培条件下,玉米毛状根各项根系指标与光合参数均高于对照组(吉单35自交系),其中根尖数与水分利用效率差距较大,分别高出73.33%、27.99%,而总根长与总投影面积分别比对照组高16.64%、20.86%,气孔导度、蒸腾速率与净光合速率分别比对照组高12.03%、11.71%、20.24%;盐胁迫下其总根长、总投影面积和根尖数分别比对照组高69.20%、51.98%、34.37%;气孔导度、净光合速率、蒸腾速率和水分利用效率分别比对照组高12.57%、12.83%、30.55%、18.63%。研究表明,玉米毛状根再生植株具有强大的根系,侧根发达,水分利用效率增加,且在盐胁迫情况下仍能保持良好的根系生长和光合能力。     

水分胁迫下磷营养对玉米苗期根系导水率的影响

采用室内水培试验法 ,选择高水肥型玉米品种 ,以 PEG6 0 0 0模拟干旱胁迫 ,Hoagland全营养液和无磷营养液控制磷素水平 ,用压力室法测定了三叶期的玉米根系导水率 (L pr)的变化规律。结果表明 :缺磷植株根系的导水率显著降低 ,但在复磷后 4～ 2 4 h内导水率能恢复到与供磷对照植株接近的数值 ;干旱胁迫可导致玉米根系导水率急剧降低 ,但供磷处理的导水率仍然大于无磷处理 ;复水后 ,供磷植株 Lpr 恢复能力较无磷植株强 ,表明磷处理植株对干旱有较强的忍受能力和恢复能力。 Hg Cl2 处理表明磷营养可通过影响水通道蛋白的活性或表达量来调节根系导水率。     

干旱对蓝黑粒小麦幼苗根系生长和叶片光合生理特性的影响

为明确干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合特性的影响。采用水培方法,以蓝黑粒和小偃15为材料,对其在不同PEG浓度处理下最大根长、根冠比、根干重、根系活力和叶片光合生理参数进行测定。结果表明:1干旱胁迫后,最大根长、根干重、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)有不同程度地下降;2根冠比、根系活力和胞间CO_2浓度(C_i)整体呈增加趋势;3相同干旱强度下,蓝黑粒小麦下降幅度较小,表现出相对较强地抗旱能力。     

干旱胁迫对侧金盏花生理特性的影响

【目的】研究侧金盏花植株在干旱及复水条件下的生理特性,为其引种栽培及应用提供理论依据。【方法】采用盆栽控水方式,研究不同程度干旱胁迫对其生理特性的影响。【结果】随胁迫程度加重,侧金盏花生物量、株高、叶片相对含水量、叶绿素(Chl)总量、可溶性蛋白含量降低,可溶性糖、丙二醛(MDA)含量和叶片相对电导率增加,脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降;净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和胞间二氧化碳浓度(C_i)均下降,最大荧光(F_m)、光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在活性、PSⅡ最大光化学量子产量、光化学猝灭系数(q_p)、表观光合电子传递速率和PSⅡ实际光化学量子产量降低,初始荧光和非光化学猝灭逐渐增大;干旱前期(0～8 d)进行复水,土壤相对含水量不低于29.9%,各生理指标基本恢复至对照,干旱中期(8～12 d)复水后,各指标恢复速度较慢,干旱后期(12～16 d)复水后,各生理指标与对照相比差异显著。【结论】侧金盏花维持正常生长所能承受的持续干旱最长时间是8 d,其土壤相对含水量下限为29.9%;持续干旱8 d后,对侧金盏花造成不可逆伤害,因此对侧金盏花进行补水最晚不超过干旱发生的8 d。     

春小麦对生殖生长期阶段性干旱与复水的光合生理响应

【目的】探究不同抗旱能力小麦品种对阶段性干旱及复水的光合及荧光生理响应.【方法】以春小麦品种‘西旱2号’和‘永良4号’为材料,采用盆栽法,花期控水,灌浆期复水,测定光合与荧光特性参数.【结果】干旱胁迫造成小麦叶片叶绿素含量、净光合速率(P_n)下降,气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)减小.轻度干旱胁迫(田间持水量的55%～60%)复水后,2个品种光补偿点变低,饱和点增高;当中度干旱胁迫(田间持水量的45%～50%)复水后,‘西旱2号’光强利用范围较充分供水(田间持水量的70%～75%)CK增宽,‘永良4号’则变窄.PSⅡ实际光合效率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、最大荧光(F_m)、PSⅡ原初光能转化效率(F_v/F_m)下降,初始荧光(F_0)升高,且随胁迫程度的加深变化幅度增大,‘永良4号’较‘西旱2号’变化幅度更大,表现出‘西旱2号’的抗旱性优势.轻度干旱复水各指标均可恢复,部分表现出补偿效应,中度干旱胁迫复水后,‘西旱2号’的ΦPSⅡ、ETR、qP和F_m恢复至CK水平,而F_0和F_v/F_m未能恢复.‘永良4号’仅ETR和qP恢复至CK水平,而ΦPSⅡ、ETR、F_0和F_v/F_m均未能恢复.【结论】轻度干旱胁迫,复水后小麦品种荧光特性表现一定的补偿效应;中度干旱胁迫复水后,抗旱性强的品种基本可恢复正常水平,而抗旱性弱的品种由于缺水对光系统的严重损伤,使其难以恢复正常水平.     

干旱胁迫对6种园林灌木光合生理特性的影响

以花叶鹅掌柴、龙船花、白蟾、狗牙花、软枝黄蝉和红背桂6种园林灌木为材料,研究人工模拟干旱胁迫环境对植物光合指标和叶绿素荧光动力参数的影响,结合主成分分析法综合评价其抗旱能力。结果表明,(1)干旱胁迫处理期间,6种灌木的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、和蒸腾速率(T_r)持续下降,复水后软枝黄蝉的C_i未能得到有效恢复,其余植物各光合指标均有回升。(2)光合系统Ⅱ(PSⅡ)的有效光化学量子产量(F_v′/F_m′)、实际光化学量子效率[Y(Ⅱ)]、表观光合电子传递速率(ETR)、光化学淬灭(q_P)随着胁迫强度加重而降低,复水后各项指标均有所恢复,其中花叶鹅掌柴的Y(Ⅱ)、ETR和q_P、毛杜鹃的F_v′/F_m′和Y(Ⅱ)、龙船花和红背桂的F_v′/F_m′、狗牙花的ETR均恢复至对照水平。6种灌木的非光化学淬灭(NPQ)持续上升,复水后白蟾有所下降,但仍显著高于对照,其余植物均恢复到对照水平。(3)主成分分析结果表明,6种园林灌木的抗旱性强弱顺序为花叶鹅掌柴白蟾狗牙花红背桂软枝黄蝉龙船花。     

干旱胁迫及复水对宁夏枸杞幼苗生长和叶绿素含量的影响

本研究以"宁杞1号"为试材,通过盆栽控水法,设定正常灌水(CK)、轻度干旱(LD)、中度干早(MD)和重度干旱(SD)4个处理,分别于干旱处理后15 d(胁迫初期)、30 d(胁迫中期)和60 d(胁迫末期)进行复水,研究干旱胁迫及复水对枸杞幼苗生长和叶绿素含量的影响。结果显示:在胁迫初期,随着胁迫的加重,各干旱处理枸杞幼苗的株高、地径、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a+b含量缓慢降低,且干旱处理及复水后枸杞幼苗的5个指标均与对照无显著差异。在胁迫中期和后期,各干旱处理随着胁迫的加剧,枸杞幼苗的5个指标显著下降;其中,轻度和中度干旱处理及复水能恢复到对照水平,但是重度干旱后复水不能恢复到对照水平。初步认为,枸杞在干旱胁迫早期及时进行复水,植株能很快恢复到正常生长状态,且具有一定程度的补偿效应。该研究有助于挖掘枸杞的抗旱性,为制定枸杞节水栽培技术提供参考依据。     

广西主栽玉米品种苗期干旱胁迫及复水补偿效应研究

了解广西生产上主要种植的玉米品种桂单0810、正大619、迪卡008、琛玉969、桂单901的苗期耐旱性及其复水补偿效应,为选择耐旱品种提供科学依据。试验采用桶栽法,对这5个品种在苗期分别给予为期4、8、12、16和20 d的干旱胁迫,然后分别复水,以充分供水作为对照。结果表明:苗期干旱胁迫影响植株的形态建成,植株的最长根长度减少,总根数减少;冠长减少;最长叶片长度减少,总叶片数减少,死亡叶片数增加;穗长变短,穗粗变细,秃尖变长;穗重变轻。轻度干旱(4 d)后复水后可迅速得到补偿,以后随着干旱强度的增大,补偿能力越来越弱。5个品种中桂单0810的根系较发达,在各干旱胁迫强度下,根系最长,根冠比最大;穗长最长,秃尖最短,单穗粒重最重。干旱胁迫12 d内(轻、中度干旱胁迫)后复水,桂单0810果穗单穗粒重占同期对照的比例最大;干旱胁迫16~20 d(重度干旱胁迫)后复水,迪卡008果穗单穗粒重占同期对照的比例最大。5个参试品种中,桂单0810和迪卡008苗期干旱胁迫及复水补偿效应最强,其次为正大619,最差为琛玉969、桂单901。     

高温和干旱胁迫对杨树幼苗光合性能和抗氧化酶系统的影响

采用室内模拟试验,研究了高温、干旱单一或复合胁迫对南林895杨(PopulusבNanlin-895’)幼苗光合特性、叶绿素荧光、抗氧化酶活性的影响。结果表明:随着胁迫时间的延长,高温、干旱单因子和复合胁迫使杨树幼苗净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、最大荧光(F_m)、PSII最大原初光化学量子效率(F_v/F_m)下降、初始荧光(Fo)升高,中度干旱胁迫使胞间CO_2摩尔分数(Ci)、水分利用效率(WUE)先降后升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先升后降,P_n主要受气孔和非气孔因素共同限制;重度高温、重度干旱和复合胁迫末期SOD、POD活性下降显著,P_n主要受非气孔因素限制。复合胁迫对P_n、T_r具有叠加效应。复合胁迫对P_n、G_s、Ci、T_r、F_v/F_m、SOD的胁迫效应大于单一胁迫;杨树幼苗在高温和干旱复合胁迫条件下受害最严重。     

干旱胁迫及复水对野牡丹光合和叶绿素荧光参数的影响

为探究野牡丹的耐旱能力，以野牡丹(Melastoma candidum D.Don)为材料，采用盆栽模拟干旱的方法，持续干旱12 d后复水处理，分别在干旱第3、6、9、12天测量数据，以干旱0 d为对照组，对比不同程度干旱胁迫下及复水后野牡丹光合和叶绿素荧光参数的变化。结果表明，随着干旱程度的不断增加，植物净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)以及蒸腾速率(T_r)降低，水分利用效率(WUE)先上升后下降；植物叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递速率(ETR)降低，非光化学淬灭系数(NPQ)有所上升，各项指标经过复水处理后均能恢复到干旱第3天水平。从野牡丹光合和叶绿素荧光参数随不同干旱胁迫的变化及复水后各项指标均能有所恢复可知，野牡丹具有一定的耐旱性。     

干旱及复水对‘红富士’苹果生长及果实品质和产量的影响

本文以多年生‘红富士’(Malus domestica Borkh.‘Red Fuji’)/M26为试材,设置正常灌溉、持续干旱和干旱不同天数后复水三组处理,探究不同程度干旱对‘红富士’生理生化特性的影响以及果实品质和产量随干旱时间延长的变化规律。结果表明:随干旱处理时间延长,叶片光合性能、叶绿素含量呈先升后降趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白含量也表现出先升后降;过氧化物酶(POD)活性和脯氨酸(Pro)含量呈上升的趋势,以上指标在干旱胁迫60～70 d之间变化最剧烈;干旱胁迫引起植株产量下降,但轻度干旱胁迫有利于果实着色,使果实颜色更深,干旱20d后进行复水处理的植株其果实品质保持在较高水平。     

玉米内源茉莉酸调节干旱胁迫下的光合作用和抗旱生理反应

[目的]本文旨在探究玉米内源茉莉酸(JA)在抗旱反应中的作用及对内源脱落酸(ABA)合成的影响。[方法]以玉米自交系B73和茉莉酸合成缺少突变体opr7opr8(opr)为试验材料,进行土壤干旱处理和快速干旱处理。土壤干旱处理:生长至V7时期植株断水,13 d后复水为干旱处理;以保持土壤湿润为对照。处理后1、4、7、10、13、16、19 d取样。研究干旱胁迫对B73及opr苗期叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(T_r),总超氧化物歧化酶(T-SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白含量的影响。快速干旱处理:切取V3时期幼苗地上部分,插入空试管为干旱处理;插入装满无菌水的试管为对照。各处理均置于28℃、相对湿度60%、光照强度为10 000 lx的生长箱中,分别于处理后0、1、3、6、9、12 h取样,采用RT-qPCR方法检测ABA合成通路关键基因Zm ZEP1、Zm NCED1和Zm AO1的表达情况。[结果]土壤干旱处理:对照中,opr的气孔密度小于B73,Ci值略低;干旱处理后,opr与B73的P_n、G_s和T_r值均下降,opr更敏感但下降速率慢。干旱7 d后,opr的净光合能力高于B73; T-SOD、POD和CAT活性呈现先上升后下降趋势,opr的酶活性下降时间晚于B73; MDA、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量呈上升趋势,但opr的变化幅度小。植株快速干旱处理:opr和B73的Zm NCED1、Zm ZEP1和Zm AO1表达量在对照中无显著差异,干旱后均有上升,但opr中,Zm NCED1、Zm ZEP1及Zm AO1表达量低于B73。[结论]opr在土壤干旱条件下能够维持更高的叶片含水量、光合作用效率和抗氧化酶活性,细胞膜损伤较低,表明玉米内源JA在植物的抗旱反应中起重要作用,内源JA的缺少能够减少水分损失,提高在干旱条件下的生存能力。快速干旱条件下,内源JA的缺少降低了ABA合成途径中的3个关键酶活性,说明抗旱反应中ABA的合成被延缓,引起了ABA调控的植物抗旱反应延迟。