水分胁迫及复水条件下外源Ca2+对玉米幼苗根系水力导度及生长的影响

利用10%PEG-6000模拟–0.2 MPa的水分胁迫,研究了外源Ca²⁺(在1/2 Hoagland营养液中添加10 mmol L^-1 CaCl₂)对水分胁迫7 d后及复水2 d,玉米幼苗整株根系水力导度(Lp_r)、根系生长及叶水势(ψ_w)的影响。结果表明,正常水分条件下,外源Ca²⁺处理降低了Lp_r,但对叶水势无影响;水分胁迫条件下,外源Ca²⁺显著提高了Lp_r、叶水势,减缓了水分胁迫对植物的伤害;复水1 d,两种钙水平下Lp均无明显恢复,但Ca²⁺处理的Lp_r显著高于对照,而叶水势无显著差异且均能恢复至正常供水时的水平;复水2 d,Ca²⁺处理的Lp_r即能恢复至正常供水时的水平,对照仅恢复为正常供水时的59.06%。进一步用HgCl₂检测表明,正常水分条件下外源Ca²⁺对水通道蛋白(AQP)活性没有影响;而水分胁迫下,外源Ca²⁺提高了AQP活性,对照AQP活性下降,说明水分胁迫时外源Ca²⁺促进了水分跨膜途径运输;复水2 d,外源Ca²⁺处理AQP活性恢复至正常供水时的水平,对照AQP活性未能恢复。另外,外源Ca²⁺处理减缓了水分胁迫对植物生长发育的抑制作用,促进了复水时侧根发育,增加根系吸水面积,为植株迅速恢复供水提供了形态学基础,增加了复水后的补偿效应。     

脱落酸对低温胁迫下玉米幼苗生长和光合特性的影响

脱落酸（ABA）是作物生产中广泛应用的一种植物激素。探究ABA对低温胁迫下玉米幼苗光合特性的影响,为阐明低温胁迫下玉米幼苗叶片光合结构的防御保护机制提供理论依据。以玉米品种“久龙5号”为试验材料,采用盆栽试验,探讨了低温胁迫0、2、4、6、8d下不同浓度脱落酸对玉米幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,低温胁迫显著抑制玉米幼苗的正常生长,导致SPAD值下降,叶片净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、PSⅡ光化学最大效率（F_v/F_m）和潜在光化学效率（F_v/F_o）水平下降,初始荧光（F_o）显著升高。外源喷施适当浓度的ABA能够显著缓解由低温胁迫导致的玉米叶片P_n、T_r和G_s下降幅度,提高F_v/F_m和F_v/F_o,降低F_o水平。由此可见,外源施加适当浓度的ABA能提高幼苗叶片的光合能力,提高PSⅡ反应中心活性,促进物质积累,提高玉米幼苗的耐冷性。同时,外源施加ABA存在一定的浓度效应,即“低促高抑”。本研究所设计浓度范围中15mg/L ABA浓度对光合抑制缓解效果最显著。     

水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗生理生化特性的影响

为了明确水杨酸对水分胁迫下小麦幼苗的保护机制,筛选其有效增强小麦幼苗抗旱性的最适施用浓度。选用小麦品种洛旱6号为试验材料,采用室内水培法,观测并测定小麦幼苗在20%聚乙二醇（PEG）胁迫下经不同浓度水杨酸（SA）处理后的形态及生理指标。结果表明,水分胁迫下,外源SA能够提高小麦幼苗可溶性糖、可溶性蛋白质和氨基酸含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性,降低超氧阴离子自由基（O₂ ^—.）、双氧水（H₂O₂）含量,减少丙二醛（MDA）积累,促进小麦幼苗地上部生长。施用SA可通过提高小麦幼苗渗透调节能力和抗氧化酶活性来降低活性氧产生速率,减轻膜脂过氧化程度,维持细胞膜的稳定性,缓解水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,本试验条件下以0.6mmol/L SA的效果最好。     

外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分和光合特性的影响

为了研究外源NO对UV-B胁迫下小麦幼苗生长、活性氧组分以及光合特性的影响,以ML7113小麦为受试材料,以硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)作为外源NO的供体,预先用0.1 mmol/L的SNP浸种24 h,设置4个处理组：对照组(CK)、紫外线UV-B胁迫处理组(B)、UV-B胁迫和SNP复合处理组(B+SNP)、SNP单独处理组。待幼苗生长7天后取其叶片进行可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子(O₂^-)、过氧化氢(H₂O₂)、气孔密度、光合色素及叶绿素荧光参数等指标的测定。结果表明,NO供体SNP能显著增加经UV-B胁迫后小麦幼苗的株高,并使其小麦幼苗可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量分别提高19.69%、15.25%、41.36%,同时使其小麦叶正面气孔密度增大10.34%。SNP单独处理使得光合色素（叶绿素和类胡萝卜素）的含量较CK分别提高12.43%和5.99%,叶绿素荧光参数Fv/Fm和Fv/F0较CK显著提高0.5%和5.16%。此外,SNP能使小麦幼苗丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)的含量较CK显著降低27.30%和74.92%,超氧阴离子(O₂^-)的产生速率较CK显著降低24.47%。通过体内相关生理指标物质含量的变化来响应UV-B胁迫对小麦幼苗造成的伤害,而适宜浓度的外源NO(0.1 mmol/L)可以缓解UV-B胁迫下对小麦幼苗的伤害作用,从而增强小麦幼苗对UV-B胁迫的适应能力。     

Ca2+ 参与硝普钠对干旱胁迫下小麦叶片NO水平的调控

研究干旱胁迫下外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO水平的影响及其与Ca2+的关系.在15%PEG-6000胁迫下测定NO含量和NO合成酶活性,结果表明,干旱胁迫下小麦幼苗叶片一氧化氮合酶(NOS)活性显著增加,且钙依赖型cNoS(CaM的组成型NOS)快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS(CaM的诱导型NOS)的活性在NOS活性比例缓慢增加,而硝酸还原酶(NR)产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;0.1 mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用.SNP显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控.     

Ca2+参与硝普钠(SNP)对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控

在15% PEG-6000干旱胁迫下,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)处理对小麦幼苗叶片NO含量、NO合成酶活性的影响及其与Ca2+的关系。干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS活性显著增加,且钙依赖型cNOS快速调控NO产生,但是随着胁迫时间的延长,不依赖钙iNOS活性在NOS活性比例缓慢增加,而NR产生NO的能力只占总NR提取物活性的很小一部分;1mmol/L SNP处理可显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NOS和NR活性,诱导NO水平提高,显著缓解膜脂过氧化;用质膜Ca2+通道抑制剂LaCl3与SNP共处理,显著减弱或抵消SNP促进NO合成作用。结果表明,外源NO 显著提高干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO合成酶活性和NO含量,有效缓解膜的氧化损伤,而Ca2+参与SNP对干旱胁迫下小麦幼苗叶片NO水平的调控。     

钾对水分胁迫下甘蔗幼苗生理和光合特性的影响

为探讨不同钾水平对水分胁迫下甘蔗幼苗生理及光合特性的影响,采用水培及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法,在苗期设置2个钾浓度(3、0.05 mmol/L)和3种水分条件(非水分胁迫、轻度及中度水分胁迫)的组合处理进行研究。结果表明,随着水分胁迫强度的增加,正常供钾和低钾处理的甘蔗幼苗生物量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和叶片相对含水量(RWC)均下降,但正常供钾处理的下降幅度小于低钾处理;胞间CO2浓度(Ci)在正常钾处理下呈先升后降的趋势,而低钾处理下则相反;水分利用效率(WUE)、游离脯氨酸(Pro)及丙二醛(MDA)含量升高。在非水分胁迫下,与低钾处理相比,正常钾处理对甘蔗幼苗的生物量、叶片Pn、Gs、Tr和Pro含量影响甚微。但在水分胁迫下,正常供钾处理显著提高了甘蔗幼苗的生物量、叶片钾含量、Pn、Gs、Tr和Pro含量,抑制了MDA含量。上述结果说明适量施钾对甘蔗生长和光合能力具有明显促进作用,能有效缓解干旱胁迫对蔗株的伤害。     

SHK-6对干旱胁迫下大豆叶片生理功能的作用

以“垦农5号”为材料,在盆栽条件下,比较研究了植物生长调节剂SHK-6在干旱胁迫和正常水分条件下对大豆叶片光合作用、同化物运输、抗氧化酶系统以及渗透物质的影响。结果表明：(1) SHK-6显著提高干旱条件下叶片水势、Fv/Fm、叶绿素含量和光合速率; 同时也显著提高在正常水分条件下叶片光合速率,但对叶片水势、Fv/Fm和叶绿     

EDTA对铬胁迫下黄瓜幼苗生长及生理特性的影响

为探究乙二胺四乙酸(EDTA)对缓解黄瓜幼苗铬胁迫的生理调控机制，以亨优小菜园为供试材料，采用土培方式，用120mg/L铬离子溶液模拟铬胁迫，研究不同浓度EDTA(W₁:1mmol/L、W₂:2mmol/L和W₃:4mmol/L)对铬胁迫下幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，W₂和W₃处理促进幼苗株高和地上部干物质量的增加；同时W₂处理增加叶片光系统的光化学猝灭和非光化学猝灭系数；经过3种处理的幼苗叶片和根系过氧化物酶(POD)活性显著增强，而叶片丙二醛(MDA)含量在W₂和W₃处理下显著下降，根系MDA含量在W₃处理下显著降低；3种处理下幼苗叶片中可溶性蛋白含量有所下降，而脯氨酸含量一直增加。综上可知，1～2mmol/L EDTA在铬胁迫下可提高黄瓜幼苗叶片的光合作用，增强POD活性和渗透调节能力，减缓幼苗膜脂过氧化程度，促进幼苗地上部形态发育，从而有效缓解铬胁迫对幼苗的危害。     

不同时期NaCl胁迫对甜菜生长及光合作用的影响

为了解NaCl胁迫对甜菜幼苗不同阶段的危害差异,对甜菜生长至子叶期、一对真叶期和三对真叶期均进行3（CK）、140（LS）和280mmol/L Na⁺（HS）处理,处理后分别测定甜菜幼苗不同生长时期的生长和光合生理指标。结果表明,NaCl胁迫后甜菜幼苗植株干重与CK相比显著下降,且子叶期变化幅度较真叶期明显;随NaCl浓度增加,甜菜幼苗叶片的气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、胞间CO₂浓度（C_i）和净光合速率（P_n）显著降低,同时也发现子叶期下降幅度明显高于真叶期;随着NaCl浓度增加,叶绿素含量也显著降低,子叶期比真叶期下降幅度大。此外,NaCl胁迫导致甜菜幼苗的Hill反应和RuBPCase活力下降。同时发现在LS处理后PEPC活性显著升高,在三对真叶期增幅最大,但在HS处理后PEPC活性有一定程度下降。因此随着NaCl浓度的提高,甜菜幼苗生长及光合作用都会受到不同程度的抑制;随着甜菜苗龄的增加,幼苗对NaCl胁迫的耐受性也在不断增强。     

干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用和D1蛋白的调控效应

为了揭示干旱胁迫下外源油菜素内酯对玉米幼苗光合作用的保护机制,采用溶液培养的方法,以驻玉309为试验材料,研究外源油菜素内酯(BR)预处理及20% PEG-6000模拟干旱胁迫后玉米幼苗的生长参数、叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数及D1蛋白含量的变化。结果表明,与干旱胁迫处理(PEG)相比,BR+PEG处理的玉米苗株高增加45.87%,根长增加20.56%,总干物质积累增加8.01%,叶片相对含水量提高4.50%,叶绿素a含量增加26.32%,光合参数(Pn、Gs、Ci、Tr)分别提高9.57%,38.23%,30.19%,28.12%,光合系统Ⅱ(ΦPSⅡ)活性提高了20.48%,最大光化学效率提高了0.66%,光合系统Ⅱ绝对电子传递速率(ETR(Ⅱ)和相对电子传递速率r ETR(Ⅱ))分别提高20.40%和31.02%;D1蛋白含量增加37.34%(P0.05)。说明在干旱胁迫条件下叶片喷施BR可以改善玉米幼苗的生长发育,减缓光合系统的损伤,促进D1蛋白质的稳定,从而提高玉米幼苗对干旱胁迫的适应性。     

5-ALA对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用及D1蛋白的调节作用

为了探究5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,5-ALA）对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用损伤的缓解机制,选用矮抗58小麦品种为试验材料,在两叶一心期对叶片喷施浓度为100mg/L的5-ALA,处理3d后对根部施加20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱环境,2d后取样进行光合以及psbA基因表达分析和D1蛋白含量测定。结果表明,干旱胁迫明显降低了小麦叶片的相对含水量以及叶绿素含量,而喷施外源5-ALA能够明显缓解干旱造成的伤害,同时也减缓了干旱胁迫下小麦幼苗净光合速率（P_n）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、原初光化学效率（F_v/F_m）和光化学猝灭系数（q_P）值的降低,以及非光化学猝灭系数（q_N）值的升高,并且提高了psbA基因表达水平和D1蛋白的含量。以上结果显示,喷施外源5-ALA可缓解干旱胁迫下小麦幼苗的光合性能,同时诱导psbA基因表达水平提高,加快新D1蛋白的合成与受损D1蛋白的降解,从而提高小麦幼苗的干旱胁迫耐受性。     

水分胁迫下一氧化氮对小麦幼苗根系生长和吸收的影响

以25%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱, 利用一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP) 处理小麦幼苗, 探讨外源NO对水分胁迫下小麦幼苗根系生长和吸收的影响。结果表明, 50 mol L^-1 SNP可增加小麦主根长度及侧根数目, 分别比对照增加11.94%和83.78%。同时, SNP可使水分胁迫下小麦的根系活力提高55.88%, 根系K⁺ 的含量提高42.52%。膜片钳全细胞电流显示, SNP处理可增强小麦根细胞质膜内向K⁺ 电流, 而NO的专一清除剂c-PTIO可以逆转SNP的上述效应。因此认为, 外源NO可通过提高小麦根系活力, 增强根细胞质膜内向K⁺ 通道的活性, 从而促进根细胞对K⁺ 的吸收以适应水分胁迫。     

转ppc基因水稻苗期抗旱特性研究

通过C₄转基因技术改善C₃作物光合作用, 以期提高作物产量是国内外研究的热点之一。然而, 目前关于转磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)基因对水稻的光合作用、产量和抗旱性的影响及其调节机理仍不很清楚。本研究以T₄代转ppc基因水稻为材料, 进行产量和苗期抗旱性研究。结果表明, 在旱作栽培条件下, 两个转ppc基因株系(T1, T2)单株产量分别比未转基因的对照(WT)增产28%和42%, 分蘖增加27%和40%; T1和T2可维持较高的光合速率、气孔导度和水分利用效率; 干旱胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量增加, T1和T2 SOD活性增幅(+25%)都显著高于WT(+9%), 而MDA含量增幅显著低于WT, 表明转ppc基因水稻具有较强的抗氧化能力; T1和T2比WT具有较高的脯氨酸含量和渗透势下降幅度, 说明转PEPC基因水稻的渗透调节能力高于对照。PEG-6000处理下, 得到的结果相似。     

甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应

干旱胁迫是抑制甜菜生长发育和影响产量的重要非生物因素。以耐旱型甜菜种质依安一号（V1）和干旱敏感型种质92011/1-6/1（V2）为试验材料,探讨不同耐旱品种甜菜幼苗光合生理对干旱胁迫的响应。研究了干旱胁迫对甜菜幼苗生长发育、总叶绿素含量和表观光合指标的影响。结果表明,干旱胁迫下2种甜菜幼苗的茎粗、根长、株高、叶鲜重、根鲜重、叶干重和根干重均呈下降趋势,V1下降幅度不明显且各指标降低幅度均小于V2;干旱胁迫降低了2种甜菜幼苗的叶绿素含量,叶绿素含量在第7天降到最低,且V1的含量明显高于V2;干旱胁迫使甜菜幼苗的净光合速率、蒸腾速率、叶片气孔导度和胞间CO₂浓度显著下降,V1受到的影响比V2要小。不同耐旱性甜菜品种对干旱胁迫的响应机制存在一定差异,可以进一步分析其抗旱能力,为甜菜的育种、抗逆栽培和稳产提供理论依据。     

甜菜苗期抗旱性鉴定及指标筛选

为筛选甜菜苗期抗旱种质资源及确定抗旱指标。本研究以国家甜菜种质中期库提供的24份甜菜种质资源为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,以正常生长条件的Hoagland水培溶液(CK)为对照,对甜菜幼苗进行7天的6% PEG-6000处理,并测定地上部和地下部的表型指标。结果表明,干旱胁迫对叶鲜重、根鲜重、叶饱和鲜重和叶干重的影响较大,降幅均超过50%;且干旱胁迫后甜菜种质根冠比明显增加。聚类分析将24份甜菜种质分为四类,其中ZT000516单独为一类,是抗旱性最强的种质资源;第二类为抗旱性较强的种质分别为ZT000078、ZT000547、ZT000247;第三类为中等抗旱型种质共7份;第四类为抗旱性弱种质共13份,其中ZT001698、ZT001398为干旱高度敏感型种质资源。通过逐步回归分析筛选出叶干重和叶饱和鲜重与D值极显著相关。ZT000516为抗旱性强种质资源,ZT001698、ZT001398为干旱敏感型种质资源,叶干重和叶饱和鲜重可以作为甜菜苗期干旱胁迫快速准确地鉴定指标。     

Silicon Alleviates PEG‐Induced Water‐Deficit Stress in Upland Rice Seedlings by Enhancing Osmotic Adjustment

This study investigates the effect of added silicon (Si, as sodium silicate) on water status–related parameters, osmolytes accumulation and gas exchange in the leaves of hydroponically grown upland rice seedlings under polyethylene glycol (PEG‐6000)‐induced water stress, the aims being to explore whether Si has been involved in osmotic adjustment (OA) in upland rice plants. Fifty‐five‐day‐old seedlings were subjected to 8.5 % (m/v) PEG‐6000 treatment without or with 2.5 mm Si for 7 days. The results showed that addition of Si to culture solution could partially improve total, free, and bound water contents in both leaves and roots, which were all decreased under water stress. Application of Si increased water potential (Ψ_w) and osmotic potential (Ψ_π) in both roots and leaves while maintained higher turgor pressure (Ψ_p), in comparison with the plants without Si application. Added Si also stimulated the active accumulation of some osmolytes in both leaves and roots of stressed plants, which suggested enhanced OA ability. Analysis of gas exchange in leaves showed that net photosynthetic rate, transpiration, and water‐use efficiency (WUE) were decreased under water stress, whereas application of Si enhanced the photosynthesis and improved the WUE. This study suggests that PEG‐induced water stress in rice could be partially alleviated by addition of Si. This alleviative effect was partially attributable to enhanced OA ability by means of active accumulation of osmolytes.     

干旱胁迫对盆栽“川丹参1号”生理指标及主要活性成分含量的影响

采用聚乙二醇（PEG-6000）对盆栽“川丹参1号”（CDS-1）模拟长期干旱胁迫,研究干旱胁迫对其生长情况、生理指标及主要活性成分积累的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低CDS-1叶片中叶绿素含量,可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量随干旱程度增加呈上升趋势,干旱胁迫下丙二醛含量显著增加,抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性随干旱胁迫程度增加而增加。活性成分分析表明,干旱胁迫后CDS-1根中酚酸和丹参酮类含量均有所上升,迷迭香酸和丹酚酸A含量在PEG-6000浓度为150g/L时最高,分别为CK的145%和175%,丹参酮类含量在PEG-6000浓度为50g/L时最高,增幅超60%。CDS-1在干旱胁迫下表现出适应性变化,轻度和中度干旱胁迫（PEG-6000浓度为50~100g/L）有利于CDS-1中酚酸和丹参酮类活性成分的积累,在实际生产中可通过科学控水保证和提高丹参药材的品质。     

紫斑牡丹(Paeonia rockii)的光合特性及对土壤干旱胁迫的响应

为研究持续干旱处理对紫斑牡丹(Paeonia rockii)光合生理特性的影响,本研究。以实生苗为材料进行盆栽控水试验,设置对照(compared,CK)、轻度胁迫(light stress,LD)、中度胁迫(moderate stress,MD)、重度胁迫(Severe stress,SD)4个水分处理,研究随着干旱胁迫的加剧,叶片水分生理以及光合生理参数的变化。结果表明:在CK、LD、MD水分梯度下,紫斑牡丹生长正常,但在SD胁迫下受影响明显,植株叶片变黄且萎蔫;各胁迫阶段叶厚、叶水势下降明显,相对含水量(relative water content,RWC)降低幅度小,差异不明显,饱和水分亏(water saturation deficit,WSD)有在MD胁迫下有所升高;干旱胁迫抑制了光合色素合成,叶绿素a(Chlorophyll a,Chla)、叶绿素b(Chlorophyll b,Chlb)、叶绿素总含量(total chlorophyll content,Chla+b)、类胡萝卜素(Carotenoids,Car)显著依次下降,叶绿素比值(Chlorophyll ratio,Chla/b)则相反;干旱胁迫导致叶片净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(Stomatal conductance,Gs)以及蒸腾速率(transpiration rate,Tr)呈现下降趋势,但胞间二氧化碳浓度(intercellular carbon dioxide concentration,Ci)则表现为上升后下降,其中水分利用效率(water use efficiency,WUE)在逐渐上升。在轻度和中度干旱的紫斑牡丹表现出一定的适应性和耐旱能力,而长期重度干旱则对紫斑牡丹影响较为严重,在重度干旱地区栽植需考虑水分供给。本研究为干旱地区和城市的园林绿化植物的选择提供理论支持。