温度与水分胁迫下玉米的交叉适应机制研究

为了揭示高、低温及干旱交替对玉米植株生长及渗透调节物质的影响机制,以会单2号幼苗为试材,分别经高温(36℃、40℃)、低温(4℃、8℃)、室温(25℃,CK)预处理72 h,然后进行无土栽培,待苗长至50 cm左右时在营养液中加入15%聚乙二醇(PEG-6000)进行模拟干旱处理。结果表明,高、低温预处理对玉米苗的生长影响较大,其中高温预处理抑制玉米苗在干旱胁迫前的生长,降低生物量积累,但干旱胁迫后高温(36℃、40℃)预处理的玉米苗保持较快的生长速率,株高较干旱胁迫前分别增长了46.7、44.0 cm,生物量分别增长了41.0、37.4 g;而低温预处理却显著促进了玉米苗在干旱胁迫前的生长和生物量积累,但在干旱胁迫过程中表现不明显。高、低温预处理可显著减小玉米根、茎、叶相对含水率和总相对含水量的降幅,显著增加游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、总氮、钾的含量。干旱胁迫结束时,40℃预处理的玉米植株游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、总氮、钾含量分别达到1 286.31μg/g、75.76 mg/g、11.43 mg/g、32.80 mg/g、12.19 mg/g,显著高于低温处理和CK。因此,低温预处理可促进玉米苗的生长,而高温预处理则抑制其生长,这种作用在干旱胁迫下则逆转。高、低温预处理可诱导玉米植株对干旱胁迫的交叉适应性,这种适应性与渗透调节能力的增强密切相关。     

干旱高温协同胁迫对玉米幼苗抗氧化防护系统的影响

研究了干旱高温协同胁迫对玉米幼苗叶片和根中抗氧化防护系统所产生的影响.结果表明,干旱高温同时胁迫显著诱导了玉米幼苗叶片和根中抗氧化防护酶活性,如超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱苷肽还原酶(GR)活性的提高.但时于叶片,高温对这几种酶活性的影响强于干旱;而对于根,干旱对这几种酶活性的影响强于高温.     

低温胁迫对玉米发芽及幼苗生理特性的影响

为探究低温胁迫对玉米发芽及幼苗生理特性影响,文章以杂交玉米品种天农9和天合1为试验材料,采用低温培养(发芽期6℃,苗期4℃)方法,分析低温胁迫下玉米发芽(发芽率)、幼苗农艺性状(株高、根长、地上部及地下部干鲜重)和生理生化指标(SPAD值、Pn、MDA含量、POD活性、SOD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量)变化。结果表明,低温胁迫抑制玉米种子发芽和幼苗生长,降低幼苗株高、根长、地上部地下部干鲜重、叶绿素含量和净光合速率提高MDA含量、POD活性、SOD活性、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量。不同品种间差异显著,天合1对低温胁迫更敏感。研究成果为解决玉米生产冷害问题提供理论依据。     

亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定干旱胁迫前后玉米幼苗的总黄酮含量

为研究干旱胁迫对不同品种玉米幼苗总黄酮含量的影响,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法,对干旱胁迫前后'浚单20'、'郑单958'和'豫玉22'玉米幼苗的总黄酮含量进行测定,并对试验方法进行方法学考察。结果表明,3个品种玉米幼苗在干旱胁迫前总黄酮含量从高到低依次为'浚单20'、'郑单958'、'豫玉22',干旱胁迫后总黄酮含量从高到低依次为'郑单958'、'浚单20'、'豫玉22'。干旱胁迫后3个品种玉米幼苗总黄酮含量均有所提升,其中'郑单958'在干旱胁迫后总黄酮含量提升最多,为16.21%,'浚单20'其次,为7.61%,'豫玉22'提升较少,为2.67%。亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定玉米幼苗总黄酮含量时,其精密度、稳定性和加标回收率均符合方法学要求,具有良好的可行性。干旱胁迫前后,不同品种玉米幼苗由于自身对干旱的敏感程度不同,其总黄酮含量有不同程度的响应。本试验可为研究干旱胁迫下不同品种玉米次生代谢产物总黄酮含量的变化提供一定的参考依据。     

玉米幼苗对干旱胁迫的生理响应

探明玉米幼苗对干旱胁迫的生理响应,为玉米抗旱育种及生产管理提供参考,采用土培盆栽及人工控制浇水量模拟干旱胁迫的方法,研究耐旱玉米品种鲁玉14在3叶期幼苗受轻度、中度和重度干旱胁迫24h、48h和72h的过氧化物酶活性、可溶性蛋白质含量、丙二醛含量和脯氨酸含量变化。结果表明:玉米幼苗随干旱胁迫强度增加和胁迫时间延长,其过氧化物酶活性逐渐升高,且随胁迫时间延长过氧化物酶活性升高的趋势渐缓,可溶性蛋白、丙二醛和脯氨酸含量均呈不同程度增加趋势。不同程度干旱胁迫对玉米幼苗各项生理指标的影响明显。     

钙对低温胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】研究外源钙对低温胁迫下玉米幼苗根系保护酶活性、玉米种子萌发及幼苗生长的影响,以期为提高玉米苗期抗寒性及玉米抗寒育种提供理论依据.【方法】以‘郑单958’玉米种子为试验材料,用不同浓度(0、5、10、15、20mmol/L)的CaCl2溶液处理低温胁迫下的玉米种子,研究低温胁迫下CaCl2对玉米种子萌发和幼苗生长的影响.【结果】低温明显抑制了玉米种子的萌发,影响了玉米苗高和根长的增加,抑制了脯氨酸和可溶性糖含量的累积,提高了丙二醛(MDA)含量.一定浓度的外源钙(5~15mmol/L)可提高低温胁迫下玉米种子的发芽率,提高玉米幼苗根系脯氨酸含量的积累,抑制丙二醛含量的增加.【结论】不同浓度钙对低温胁迫的缓解程度不同,适宜浓度的外源钙(5~15mmol/L)能明显改善低温胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,提高玉米幼苗对低温胁迫的适应性,增加玉米种子萌发和幼苗正常生长的能力.浓度为10mmol/L的CaCl2溶液处理对玉米低温胁迫的缓解效果最佳.     

干旱胁迫对4个玉米品种幼苗叶片总黄酮含量和其他生理指标的影响

以玉米品种天紫23号、黄甜脆1号、白甜糯1号、早鲜黄甜脆幼苗为试验材料,研究干旱胁迫(停止浇水)、干旱胁迫时间(1、2、3、4、5 d)和解除干旱胁迫恢复生长后幼苗根系活力、叶片中总黄酮含量及自由水/束缚水比值的变化。结果表明,利用干旱胁迫处理4个品种玉米幼苗,根系活力、叶片中自由水/束缚水比值均随胁迫时间的延长而降低,叶片中的总黄酮含量均随胁迫时间的延长而上升;解除干旱胁迫恢复正常灌溉7 d后,根系活力、叶片中自由水/束缚水比值均上升,叶片中的总黄酮含量均下降,但这3个生理指标依然没恢复到正常灌溉水平。不同玉米品种在干旱胁迫和解除干旱胁迫复水时这3个生理指标的变化有一定的差异,对这3个生理指标进行综合分析,初步得出黄甜脆1号的抗旱性最强,其次是天紫23号,再次是早鲜黄甜脆,最差的是白甜糯1号。     

干旱胁迫下玉米幼苗的生理生化指标

以玉米幼苗为材料,用控制浇水量的方法分为对照、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫4个组,研究不同干旱胁迫对玉米幼苗过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量的影响.结果表明,在干旱胁迫下,过氧化物酶(POD)活性增强,丙二醛(MDA)及脯氨酸(Pro)的含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升...     

谷胱甘肽存在条件下NO2-对玉米植株干旱胁迫的缓解作用

【目的】研究谷胱甘肽(GSH)还原亚硝酸钠(NaNO2)生成S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)所释放NO对玉米幼苗抗旱性的影响。【方法】以玉米品种"郑单958"为供试材料,采用盆栽试验,分别用NO-2+GSH合成的不同浓度GSNO(50,250,500,800,1 000μmol/L)熏蒸处理三叶期的玉米幼苗,通过控制浇水进行干旱胁迫,以未经GSNO处理的玉米幼苗(0μmol/L GSNO)为干旱对照,通过测定干旱胁迫期间玉米的生长、生理指标,分析GSNO对干旱胁迫条件下玉米植株生长、抗氧化酶活性、膜脂过氧化程度的影响。【结果】干旱胁迫7d后,50~1 000μmol/L GSNO处理的玉米幼苗较干旱对照生长更好,其中500μmol/L GSNO处理玉米幼苗的株高、茎粗和叶面积分别较干旱对照提高32.26%,45.83%和53.13%。GSNO处理能够显著增强干旱胁迫玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸氧化酶(APX)的活性,相应减少过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O-·2)含量,降低膜脂的过氧化伤害。GSNO处理还能够维持干旱胁迫下玉米幼苗光合色素的相对稳定性,降低离体叶片的失水速率,其变化趋势表现为500μmol/L50μmol/L1 000μmol/L。【结论】GSNO处理能明显改善玉米的抗旱性,其发挥作用的最佳浓度为500μmol/L。     

温度与水分胁迫下黄芩的渗透调节能力与交叉关系研究

为探讨高低温和干旱交叉胁迫对黄芩幼苗生长的影响以及渗透调节物质的作用机制，以商洛市黄芩种植基地带回的黄芩幼苗为材料，在室温(25℃,CK)、高温(30、35℃)、低温(4、8℃)对幼苗先进行为期3 d的预处理，再待苗长至40 cm左右时，加入10%聚乙二醇(PEG)-6000用以模拟干旱处理。结果表明，干旱胁迫前，高低温预处理对黄芩生长(株高、主根长、地上部和地下部鲜质量)的影响不显著，随着胁迫时间的延长黄芩的生长指标差异愈发显著；温度与水分交叉胁迫程度的加剧也使黄芩的酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量显著增加，在干旱胁迫结束时，35℃预处理黄芩超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量均显著高于对照，其中脯氨酸和可溶性糖的含量变化最为显著。因此，高温、低温预处理使黄芩幼苗具有一定的抗旱性，其适应性与其渗透调控能力的增强呈正相关关系。     

盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响

为研究盐胁迫对珠美海棠幼苗光合特性的影响,以珠美海棠(Malus zumi)盆栽幼苗为试验材料,测定它们在不同浓度NaCl胁迫下的光合参数和叶绿体色素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明,盐胁迫下,珠美海棠幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ实际光化学量子产量、叶绿素b都呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度(Ci)呈先下降后上升的趋势,叶绿素a和类胡萝卜素均呈下降趋势。低盐浓度(50 mmol·L-1)下,光合相关参数值和叶绿素b含量均有所提高,说明珠美海棠幼苗对盐胁迫有一定适应能力;随着盐浓度升高,珠美海棠幼苗的光合参数、蒸腾速率、叶绿素含量有所降低,表明其光系统受到影响,进而使其光合性能降低。     

砂糖椰子对干旱和水分补偿的生理变化

为了研究干旱胁迫和复水对砂糖椰子（Arenga pinnata）幼苗叶片和根系的影响,以两年生砂糖椰子幼苗为材料,分别进行干旱胁迫0,7,14和21 d,再复水3和6 d,然后测定叶片和根系的超氧化物歧化酶（SOD）活性、脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白含量、丙二醛（MDA）含量、相对电导率以及叶绿素含量。结果表明,叶片的SOD活性在各个处理中均呈显著的波动性变化,根系的SOD活性在干旱胁迫和复水后都显著高于对照。叶片和根系的Pro含量在重度干旱胁迫下显著升高,复水后显著降低;而可溶性蛋白含量在中度和重度干旱胁迫时均显著减少,复水3 d后显著增加;叶片和根系的MDA含量变化趋势具有互补性;叶片和根系的相对电导率均随着干旱胁迫时间的延长而增加,在中度和重度干旱胁迫时显著高于其他处理,复水后减少;叶绿素含量在重度干旱胁迫时达到最高值。总之,在干旱胁迫下,叶片和根系不同指标变化规律不一样,脯氨酸含量、可溶性蛋白含量和相对电导率在叶片和根系中的变化趋势相似,SOD活性和MDA含量的变化趋势不一致,表明砂糖椰子地上部和地下部对干旱胁迫的响应具有协同效应。     

干旱与NaHCO3胁迫下柽柳基因表达的比较

用cDNA微阵列技术比较了NaHCO3及干旱胁迫下柽柳基因的表达异同。柽柳分别采用0.4mol/L的NaHCO3和干旱处理约30h后取材,分离总RNA,选用Cy3和Cy5进行标记,并与载有柽柳基因的cDNA微阵列杂交,比较了柽柳干旱胁迫的基因表达谱和NaHCO3胁迫的基因表达谱。结果显示,2种胁迫下,有14条基因共同下调表达,31条基因共同上调表达,说明柽柳的抗旱耐盐性状相似性较高。有1个基因在干旱胁迫下为上调表达,在NaHCO3胁迫下为下调表达。同时,和Lea蛋白、脱水诱导蛋白RD22同源的基因在干旱胁迫下表达量升高明显,但NaHCO3胁迫表达量上升不明显;NaHCO3胁迫使与SMDC基因和水通道蛋白同源的基因表达量明显上升,而干旱胁迫其表达量无明显升高,提示了柽柳的抗旱、耐盐性状也存在明显的差异。     

种子引发对盐胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

以A060233×D123-42（T,耐盐性较强）和D168-83XA06148（S,耐盐性较弱）两个玉米杂交组合为实验材料,利用80mmol·L^-1NaCl溶液对种子进行引发处理。采用营养液砂培实验,设4个NaCl浓度（0、120、200和250mmol·L^-1）模拟盐胁迫,研究种子引发处理对NaCI胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：随着NaCl浓度的增加,无论经引发处理,还是未经引发处理,两个玉米杂交组合的出苗率均下降,幼苗生长均受到抑制,干物质积累量均减少。同等NaCl浓度胁迫下,引发处理与未引发处理相比,种子出苗率增加,促进了苗高和根的生长,叶面积、苗干重、根干重和耐盐指数增加,叶绿素和脯氨酸含量升高,地上部和地下部的K^＋／Na^＋值增加。     

盐胁迫对玉米幼苗的伤害与盐导致的渗透胁迫的关系

[目的]分析不同浓度的短期盐胁迫对玉米幼苗的生理伤害与盐导致的渗透胁迫的关系.[方法]以华农5号玉米为模式植物,设置5个盐浓度梯度(50、100、150、200、300 mmol/L),以0 mmol/L浓度处理作为对照,处理24h之后开始测量各项生理指标,连续测量5d.[结果]在低浓度盐胁迫下,玉米幼苗的各项生理指标与对照相比并没有明显的下降.当盐浓度达到150 mmol/L时,玉米幼苗出现严重的水分亏缺.玉米叶片叶绿素含量与幼苗水分含量变化基本一致,叶绿素含量在盐浓度达到150 mmol/L时出现明显下降.光系统Ⅱ的明显变化则出现在300 mmol/L盐处理组.[结论]低盐胁迫对玉米水分吸收的影响不大.玉米幼苗对盐的耐受浓度在150mmol/L左右,盐浓度达到150 mmol/L时幼苗开始出现明显的胁迫特征,各种水分生理指标下降,叶绿素含量降低.光系统Ⅱ耐盐能力较强,对盐的耐受浓度高达200 mmol/L,在盐浓度达到300 mmol/L时才出现明显伤害.     

PEG模拟干旱胁迫条件下玉米种子的萌发特性研究

为了探究在土壤干旱胁迫条件下玉米种子的萌发特性,通过室内不同浓度PEG溶液模拟不同程度的干旱胁迫,以4个玉米品种为材料,调查、分析各PEG浓度下玉米种子的发芽特性。结果表明,随着PEG浓度的升高,4个玉米品种种子的萌发及相关指标均有显著的延缓效应：种子发芽率(GR)、发芽势(GP)、平均发芽速(GV)随着PEG浓度的升高而呈明显下降趋势;D第一粒、D峰值所需天数随着干旱程度的加深向后推移1~3天;在各PEG浓度下,L胚根、L胚轴、L全株长度受到明显的抑制。籽粒形态不同的各品种间延缓效应差异显著,说明当土壤处于一定程度的干旱胁迫时,玉米小籽粒种子发芽更快,而大籽粒种子表现出更强的耐旱性。     

多胺对渗透胁迫下玉米幼苗叶片生理生化指标的影响(摘要)(英文)

[目的]探讨多胺增强植物抗旱性的机理,为多胺作为外源生长调节物质在玉米抗旱过程中的应用提供理论基础。[方法]以聚乙二醇(PEG-6000)模拟自然干旱,用外源Spd处理抗旱性不同的2个玉米品种农大108和掖单13,检测渗透胁迫下2个品种幼苗叶片中相对含水量及可溶性蛋白含量的变化。可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝法。[结果]渗透胁迫7d,抗旱性弱的掖单13玉米幼苗叶片的相对含水量和可溶性蛋白含量的下降幅度明显大于抗旱性较强的品种农大108;外源Spd处理明显抑制掖单13在胁迫条件下其幼苗叶片相对含水量的下降,并且提高了其在胁迫条件下可溶性蛋白的含量。可能是因为外源Spd处理,促进其合成了一些特异蛋白,在胁迫条件下发挥其特异功能,以确保水分胁迫下各类物质代谢的适应性变化,增强自身的抗旱性。[结论]外源Spd处理,通过提高渗透胁迫下玉米幼苗叶片内蛋白质的含量,提高了玉米幼苗的抗渗透胁迫能力。     

SA和PEG引发处理对NaCl胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

以冀植五号玉米种子为试验材料,用不同浓度的水杨酸(SA)溶液及聚乙二醇(PEG)溶液对种子进行引发处理。采用标准发芽试验和砂培试验,设3个NaCl浓度(0、100、200 mmol.L-1)模拟盐胁迫,研究SA和PEG引发处理对NaCl胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:随着NaCl浓度的增加,玉米的发芽率及发芽势下降,幼苗生长受到抑制,干物质积累量减少。同等NaCl浓度胁迫下,用0.25 mmol.L-1SA和15%PEG引发处理玉米种子,和对照相比,提高了种子的发芽势及发芽率,苗高、根长、地上部和根部干重显著增加,最终提高了玉米芽苗期的耐盐性。     

马尾松不同叶型幼苗对干旱及复水的生长及生理响应

为了探讨马尾松不同叶型幼苗对持续干旱胁迫及复水处理的适应能力,采用温室盆栽方法模拟土壤干旱条件,分别对干旱胁迫0、7、14、21、28 d及胁迫14、21、28 d复水后幼苗生长速率、叶片中光合色素质量分数、渗透调节物质质量分数、MDA质量摩尔浓度及保护酶活性的变化进行分析,并采用模糊数学隶属函数法对3种叶型幼苗抗旱性进行综合评价,以期为马尾松苗木质量评价及干旱立地造林幼苗的选用提供理论支撑。结果表明:随着干旱胁迫持续进行,3种叶型幼苗生长所受抑制程度不同;叶绿素、类胡萝卜素质量分数显著下降;游离脯氨酸、MDA质量摩尔浓度、可溶性糖和可溶性蛋白质量分数均呈现升高趋势,显著高于对照,其中游离脯氨酸质量分数增幅最大;SOD、POD活性呈先升后降变化,在中度干旱胁迫(21 d)时均达到最高,但3种叶型幼苗保护酶活性增幅不同,表现出不同的清除过氧化物能力;随着干旱胁迫的持续,幼苗复水后各指标恢复能力各异。通过隶属函数法分析得出:3种叶型幼苗对不同干旱处理的主动响应及适应能力不同,在轻度干旱胁迫下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅰ类型、Ⅲ类型、Ⅱ类型;中度干旱胁迫下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅱ类型、Ⅰ类型、Ⅲ类型;重度干旱胁迫条件下,幼苗抗旱性由强到弱的顺序为Ⅲ类型、Ⅱ类型、Ⅰ类型。