干旱胁迫对喀斯特地区适生灌木种子萌发的影响

为岩溶石漠化地区的生态恢复与重建提供依据,以不同浓度PEG-6000溶液(0%,5%,10%,20%)模拟干旱胁迫,研究胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz)、截叶铁扫帚(Lespedeza cuneata G.Don)、白刺花(Sophora davidii Skeels)和木豆(Cajanus cajan Millsp)种子发芽率及萌发期的生理生化指标对干旱胁迫的响应,探讨喀斯特地区灌木种子萌发对干旱环境的适应机制。结果表明:干旱胁迫下4种灌木种子发芽率均显著降低(p0.05)。随着PEG-6000浓度的增加,4种灌木种子萌发期的SOD活性呈现不同的变化趋势,胡枝子和截叶铁扫帚种子萌发期SOD活性呈先上升后降低的趋势(p0.05),白刺花和木豆种子SOD活性逐渐上升;4种灌木种子萌发期的POD活性变化趋势相同,均呈下降趋势,CAT活性与GSH含量呈先上升后降低的趋势;胡枝子、铁扫帚与木豆种子萌发期SP含量呈先显著上升(p0.05)后降低的趋势,白刺花却逐渐显著上升(p0.05)。白刺花对干旱胁迫适应能力最强,其次是铁扫帚和胡枝子。     

3种野生花灌木对干旱胁迫的生理响应

目的以金银忍冬、胡枝子和小紫珠3种野生花灌木为材料进行盆栽试验,对3种花灌木耐旱性进行比较。方法土壤水分梯度设置为CK、轻度干旱、中度干旱和重度干旱,对照组为田间最大持水量,通过分析干旱胁迫下植物叶片中SOD活性、MDA、可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化探究3种灌木耐旱性。结果随着干旱胁迫程度增加,3种植物的MDA、可溶性蛋白和可溶性糖含量呈不同程度上升趋势,金银忍冬叶片中SOD活性呈现先上升后下降趋势,轻度干旱时活性最高,比对照增加了2.8%。胡枝子和小紫珠为持续下降趋势,重度干旱时,与对照相比分别降低了4.4%和65.4%。结论金银忍冬在轻度和中度干旱胁迫下,各项生理指标相对稳定。重度干旱下,3种植物的各项指标均出现较大幅动。试验表明,金银忍冬较其他2种灌木更具耐旱性。     

平榛抗旱性研究

为了评价平榛(Corylus heterphylla)的抗旱性,以优良抗旱植物紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)对照。测定干旱胁迫下2种植物叶片的脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、叶片相对含水量、叶绿素总含量及SOD活性等6项指标,结果表明:随着水分胁迫天数的增加,平榛的脯氨酸积累量多于紫穗槐;2种植物的丙二醛含量、相对电导率均呈上升趋势,表明细胞膜透性增大;叶片含水量呈下降趋势;叶绿素总含量略上升后下降;紫穗槐和平榛的SOD活性先后出现了2个峰值。综合分析表明,平榛的抗旱性优于紫穗槐。     

干旱胁迫对4种灌木生理生化特性的影响

以马棘(Indigofera pseudotinctoria Mats.)、二色胡枝子(Leapedeza bicolor Turcz.)、紫穗槐(Amorpha fruiticosaLinn.)和多花木兰(Indigofera amblyantha)4种灌木幼苗为材料,采用盆栽控水的方法,设定32.06%～34.20%(正常供水)、23.51%～25.65%(轻度胁迫)、17.10%～19.24%(中度胁迫)、12.83%～14.96%(重度胁迫)4个土壤含水量水平,研究水分胁迫对4种灌木生长和生理生化指标的影响,并利用模糊隶属函数法综合评价4种灌木的抗旱性。结果表明,随胁迫强度的增加,幼苗的叶绿素a/b、相对电导率、脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性显著增加,存活率、苗高相对增长量、叶面积、叶片相对含水量、叶片保水力、可溶性蛋白含量显著下降,综合评价得出其抗旱性强弱排序为:紫穗槐>胡枝子>马棘>多花木兰。     

高温干旱及复水对毛竹实生苗保护酶和脂质过氧化的影响

为探讨高温、干旱、高温+干旱复合胁迫及复水对毛竹Phyllostachys edulis实生苗保护酶、脂质过氧化的影响,以毛竹实生苗为材料,研究了适温(昼/夜温度为28℃/22℃)正常供水(田间持水量的75%,对照),适温下干旱胁迫(田间持水量的35%),高温(昼/夜温度为40℃/22℃)正常供水,高温下干旱胁迫以及干旱胁迫后复水等4个处理对毛竹实生苗叶片中抗氧化酶、过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)的影响。结果表明:(1)在3种胁迫处理下,超氧化物岐化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性均显著上升(P0.05),抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在干旱胁迫、高温干旱复合胁迫下显著上升。其中高温处理毛竹叶片SOD和CAT活性上升幅度最大;干旱处理POD活性上升幅度最大,其次为CAT,同时过氧化氢显著高于其他各处理,达278.7 nmol·g-1;高温干旱复合胁迫下POD和APX活性上升幅度最大,MDA显著高于其他各处理。(2)复水后,干旱处理下过氧化氢在复水后第1天上升,引起POD和CAT活性上升,APX活性先降后升,复水后第3天毛竹叶片MDA,过氧化氢均恢复至对照水平;高温干旱复合胁迫下SOD,POD和CAT活性持续下降,APX先下降又有回升,同时MDA持续上升,过氧化氢先下降后又升高,在复水后第3天均处于较高水平,且与干旱胁迫相比差异显著(P0.05)。毛竹实生苗在不同胁迫下有不同的保护机制,CAT和POD分别是毛竹适应高温和干旱的主要抗氧化酶,APX和POD对复合胁迫较为敏感,SOD则在3种胁迫下均对抗膜脂过氧化起到重要作用;在一定的干旱胁迫后复水,保护酶协同作用,表现出较强的恢复能力,而高温加剧了干旱对竹苗的伤害,在高温干旱复合胁迫后复水竹苗并未得到恢复。     

自然干旱胁迫及复水处理对红秆寒竹生理特性的影响

干旱胁迫是影响植物生长发育及园林应用的重要因子。为掌握红秆寒竹Chimonobambusa marmorea f. variegata 的抗旱能力及其抗旱机制,于温室内测定了其自然干旱及复水后的叶绿素（Chl）质量分数、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）质量摩尔浓度。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长,叶绿素质量分数从4.470 mg·g^－1降到1.807 mg·g^－1,干旱处理30 d后一直比较稳定。随着干旱胁迫加强,CAT和SOD活性、丙二醛质量摩尔浓度均呈增加的趋势,在处理30 d后。CAT和SOD活性均维持在较高且稳定的水平,丙二醛质量摩尔浓度在40 d时达到最高水平。复水5 d后,叶绿素质量分数和CAT活性基本不变,SOD活性和丙二醛质量摩尔浓度则有所下降。红秆寒竹叶片细胞膜自我修复能力较强,具有较强的抗干旱能力。图1表2参14     

干旱胁迫下决明属植物光合生理特性日变化研究

以4种决明属植物草决明、望江南、伞房决明、双荚决明为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱、重度干旱和正常灌水处理,研究了干旱胁迫对4种决明属植物的叶绿素含量、光合作用参数日变化的影响。结果显示:1)干旱胁迫导致4种决明属植物的叶绿素含量下降,望江南的下降幅度最小,说明望江南在水分减少的情况下仍具有较高的光合作用能力,双荚决明的降幅最大,说明其光能吸收、转换和传递能力较弱,不能够维持一定水平的光合作用,抗旱性较差。2)干旱胁迫下,该属植物的P_n、G_s、T_r日变化从具有明显的峰值到峰值不明显到无峰值,且P_n、G_s、C_i、T_r均在下降,表明水分亏缺会造成该属植物光合作用减弱,而望江南和伞房决明都保持了优良的适应性,其中望江南的自身调节更为突出,双荚决明则随着干旱程度的加剧表现出光合作用几乎停止的状态。3)干旱胁迫下,4种决明属植物的G_s和T_r峰值均在12:00左右,C_i不随着G_s的降低而减小,说明该属植物光合作用降低的原因主要是非气孔限制的结果。     

预处理及复水对PEG胁迫下水稻抗氧化系统的影响

【目的】此文研究了植物的抗旱机制及干旱对植物抗氧化系统的影响,在农业生产中有着重要的意义。【方法】以水稻作为实验材料,研究了经过PEG预处理的水稻叶片及复水后抗旱相关的抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响。【结果】未预处理组的SOD、POD活性有所提高,而预处理组及预处理-复水组SOD活性无明显变化,且POD活性有所增强却幅度小于未处理组;预处理组与预处理-复水组CAT活性持续上升而未预处理组的CAT活性先上升后下降;4组水稻叶片的APX和GR活性都先升高后下降;预处理组的AsA与GsH含量在胁迫0 h时均高于对照组和未预处理组的含量,随后4组水稻叶片的AsA含量都在下降;预处理-复水组的GsH含量略微升高后下降,其余3组水稻叶片的GsH含量也都缓慢下降。【结论】前期的PEG预处理可以使水稻叶片抗氧化系统活性增强产生抗性,清除ROS,并且水稻叶片可以对抗性产生记忆,使其可以更好地应对随后的干旱胁迫。     

5种乡土灌木对模拟干旱胁迫的生理响应

采用PEG-6000模拟干旱胁迫法,对华南地区常见的野生灌木穿破石、赤楠蒲桃、粉团蔷薇、台湾榕和方枝蒲桃、伞房决明(对照)的5个生理指标进行了测定分析,探讨了各物种在不同强度干旱胁迫下生理指标的变化规律,并运用主成分分析法进行抗旱性综合评价。结果表明:随着胁迫程度加剧,各物种的叶片相对含水量均有不同幅度的下降,在重度胁迫下仍保持较高含水量的物种有穿破石、赤楠蒲桃、方枝蒲桃和伞房决明;相对电导率和丙二醛含量均随胁迫时间延长而增加;大部分物种的脯氨酸含量和可溶性糖含量随着胁迫时间延长而有所增加,但以增加幅度小的抗旱性较强。6种灌木抗旱性强弱依次排序为:赤楠蒲桃>方枝蒲桃>穿破石>粉团蔷薇>伞房决明>台湾榕,可为华南地区裸露边坡生态修复筛选优良耐旱灌木。     

5种乡土灌木对模拟干旱胁迫的生理响应

采用PEG-6000模拟干旱胁迫法,对华南地区常见的野生灌木穿破石、赤楠蒲桃、粉团蔷薇、台湾榕和方枝蒲桃、伞房决明(对照)的5个生理指标进行了测定分析,探讨了各物种在不同强度干旱胁迫下生理指标的变化规律,并运用主成分分析法进行抗旱性综合评价。结果表明:随着胁迫程度加剧,各物种的叶片相对含水量均有不同幅度的下降,在重度胁迫下仍保持较高含水量的物种有穿破石、赤楠蒲桃、方枝蒲桃和伞房决明;相对电导率和丙二醛含量均随胁迫时间延长而增加;大部分物种的脯氨酸含量和可溶性糖含量随着胁迫时间延长而有所增加,但以增加幅度小的抗旱性较强。6种灌木抗旱性强弱依次排序为:赤楠蒲桃方枝蒲桃穿破石粉团蔷薇伞房决明台湾榕,可为华南地区裸露边坡生态修复筛选优良耐旱灌木。     

3种园林灌木幼苗对干旱胁迫的生理响应

针对中国北方城市干旱缺水、园林绿地植物难以保证及时灌溉的现象,选择2年生灌木金叶女贞Ligustrum viearyi,连翘Forsythia suspensa,紫薇Lagerstroemia indica．采用盆栽方法测定了土壤自然干旱胁迫过程中影响各树种抗旱性的主要生理生化指标,利用隶属函数法对3种园林植物幼苗进行综合评定。结果表明：随土壤水分胁迫的加重,金叶女贞的叶绿素质量分数先升高后降低再升高,连翘先降低后升高．紫薇呈先升高后降低的趋势。金叶女贞和连翘在不同胁迫时期的叶绿素质量分数达到显著差异水平：金叶女贞在遭受干旱胁迫后叶肉组织相对电导率呈升高—降低—升高,连翘先降低后升高,紫薇则是逐渐升高的趋势,紫薇和连翘在不同胁迫时期,相对电导率均达显著差异水平;金叶女贞的超氧化物歧化酶活性先升高后降低,紫薇则呈先降低后升高,连翘呈升高—降低—升高趋势,3个树种均达到显著差异;可溶性蛋白质量分数均呈先下降后上升的趋势,连翘达差异显著水平;脯氨酸质量分数金叶女贞呈降低—升高—降低,连翘和紫薇则是一直升高的趋势．紫薇在不同时期达到显著差异水平。综合评价结果表明,3种灌木的抗旱性强弱为：金叶女贞＞连翘＞紫薇。图5表1参17     

干旱胁迫对水曲柳苗木细根颜色和直径的影响

[目的]分析干旱胁迫下细根形态反应及其与根序发育的关系。[方法]对干旱胁迫下水曲柳苗木1~3级根颜色和直径变化进行了研究。[结果]①干旱胁迫下水曲柳苗木细根主要有白色、黄色、褐色及白色黑尖4种类型,较对照颜色复杂(对照仅有白色和黄色2种类型)。随胁迫时间延长,水曲柳苗木1~3级根中,1级根颜色变化最多(白色、黄色、褐色及白色黑尖),数量变化也最明显;2级根有3种颜色(白色、黄色、褐色),数量变化趋势与1级根相似;3级根仅有黄色和褐色2种颜色,与对照相比少了白色根,多了褐色根,随胁迫时间延长,褐色根比例明显增加。②干旱胁迫下1~3级根平均直径显著低于对照,1级根直径随胁迫时间延长降低最显著(P0.05),2、3级根直径也呈下降趋势,但只在胁迫30 d和40 d时显著小于对照(P0.05)。对照各级根直径变化均不显著。在胁迫过程中不同颜色细根直径变化趋势也有所差异。与对照相比,白色1级根直径随胁迫时间延长减小最为明显(P0.05)。2级3种颜色根直径到胁迫30 d时才显著小于对照(P0.05)。3级根黄色根在胁迫过程中直径变化不大。[结论]干旱胁迫下水曲柳苗木1~3级细根的颜色和直径均发生了比较明显的变化。     

渗透胁迫对麻疯树幼苗生理生化特性的影响

为揭示干旱缺水对麻疯树Jatropha curcas幼苗生理生化特性的影响,通过设置不同质量分数的聚乙二醇（PEG 6000）渗透胁迫,研究了胁迫处理下幼苗各项生理指标的消长变化规律,并进行相关分析。结果表明,随胁迫时间的延长,麻疯树幼苗叶片相对含水量在5%和10%处理时略微升高,在15%,20%和30%聚乙二醇（质量分数）处理时持续下降,至10 d时分别下降了40.7%,46.0%和55.9%;可溶性蛋白质量分数、活性氧（O2·^－）产生速率、保护酶系统超氧化物歧化酶、谷胱甘肽还原酶、过氧化氢酶活性和叶绿素质量分数在各种不同处理条件下先升高后下降。而丙二醛质量分数在各种不同处理条件下随胁迫时间的延长逐渐增加,至10 d时在15%处理时增加最显著（P＜0.01）,与对照相比,上升了2.4倍。相关分析表明,相对含水量与丙二醛、超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽还原酶活性呈显著负相关（P＜0.05）;可溶性蛋白则与保护酶系活性及叶绿素呈显著正相关（P＜0.05）;O2·^－产生速率、丙二醛分别与超氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽还原酶活性呈极显著正相关（P＜0.01）;3种保护性酶活性之间及它们分别与叶绿素质量分数都呈极显著正相关（P＜0.01）。综上所述,渗透胁迫对麻疯树幼苗的影响是多种生理生化过程综合作用的结果,幼苗通过诱导保护酶系提高抗旱性,具有较强的渗透胁迫忍受能力。图3表1参27     

硅对雷竹抗旱性的影响

分析施硅对干旱胁迫下雷竹Phyllostachys violascens生理生化性状的影响,探讨施硅对雷竹抗旱性的影响机制。采用水培实验的方法,以聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱胁迫,外加不同浓度的硅,测定它们对雷竹叶片可溶性糖质量分数、脯氨酸质量分数、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性及光合参数等指标的影响。研究表明：干旱胁迫下,与对照相比,不施硅处理雷竹叶片可溶性糖、脯氨酸质量分数及过氧化物酶活性分别上升至487．89μmol^-1,57．52μg·g^-1和178．125μmol·g^-1·min^-1分别高出对照59．00％,38．47％和32．56％,过氧化氢酶活性下降至56．1ltxmol·g^-1·min^-1,低于对照18.3％,光合作用显著受到抑制。施硅处理雷竹叶片可溶性糖、脯氨酸及过氧化物酶活性较不施硅处理雷竹叶片的显著降低,与处理2（PEG6000）相比,处理3[PEG6000＋1．8mmol．L^-1Si（二氧化硅）]分别降低了50．31％,35．94％和50_88％;处理4[PEG6000＋5．4mm01．L。Si]分别降低了43．69％,44．77％和68．42％。同时,过氧化氢酶活性显著上升,与处理2（PEG6000）相比,处理3上升21．91％;处理4上升25．87％,光合参数显著增强。干旱胁迫条件下施硅处理可以提高雷竹的抗旱性。图4表1参26     

PEG-6000模拟干旱胁迫下裸果木幼苗的生理响应

采用PEG-6000不同浓度模拟干旱条件,研究裸果木幼苗的叶片相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化。结果表明,随着PEG-6000胁迫浓度的增加,裸果木幼苗叶片的相对含水量显著下降,脯氨酸含量增加。PEG-6000浓度为10%和15%时脯氨酸显著积累,可溶性糖含量显著降低,丙二醛含量显著增加。干旱对膜系统造成了明显的损伤,但叶片能够通过增强超氧化物歧化酶（SOD）活性产生抗氧化保护,减轻过氧化伤害。即干旱胁迫对裸果木幼苗造成了明显的伤害,而其幼苗也表现出了一定的干旱适应性。     

干旱胁迫对分蘖期转基因水稻抗旱性生理生化指标的影响

[目的]通过比较野生型日本晴株系水稻WT和OsCAS基因过表达株系水稻777在分蘖期的抗旱性生理生化指标,分析OsCAS基因高表达株系水稻的抗旱能力。[方法]用10%和15%的PEG模拟干旱胁迫,测定2种株系水稻的CAT、POD和SOD活性及MDA和Pro含量。[结果]在10%PEG处理下,WT和777的3种保护酶活性均有增加;在15%PEG处理下,WT的3种保护酶活性明显降低,777的3种保护酶却能够保持相对较高的活性;此外,WT和777的MDA和Pro含量都随干旱胁迫程度的加深而增加,在同一胁迫条件下WT的MDA和Pro含量要明显高于777的。[结论]OsCAS基因高表达株系777在分蘖期较WT对干旱有较强的抗性,特别是在严重干旱胁迫(15%PEG)时优势尤为明显。     

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。     

硅对雷竹抗旱性的影响

分析施硅对干旱胁迫下雷竹Phyllostachys violascens生理生化性状的影响,探讨施硅对雷竹抗旱性的影响机制。采用水培实验的方法,以聚乙二醇（PEG 6000）模拟干旱胁迫,外加不同浓度的硅,测定它们对雷竹叶片可溶性糖质量分数、脯氨酸质量分数、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性及光合参数等指标的影响。研究表明:干旱胁迫下,与对照相比,不施硅处理雷竹叶片可溶性糖、脯氨酸质量分数及过氧化物酶活性分别上升至487.89 molg－1,57.52 gg－1和178.125 molg－1min－1分别高出对照59.00%,38.47%和32.56%,过氧化氢酶活性下降至56.11 molg－1min－1,低于对照18.3%,光合作用显著受到抑制。施硅处理雷竹叶片可溶性糖、脯氨酸及过氧化物酶活性较不施硅处理雷竹叶片的显著降低,与处理2（PEG 6000）相比,处理3［PEG 6000+1.8 mmolL－1 Si（二氧化硅）］分别降低了50.31%,35.94%和50.88%;处理4［PEG 6000+5.4 mmolL－1 Si］分别降低了43.69%,44.77%和68.42%。同时,过氧化氢酶活性显著上升,与处理2（PEG 6000）相比,处理3上升21.91%;处理4上升25.87%,光合参数显著增强。干旱胁迫条件下施硅处理可以提高雷竹的抗旱性。图4表1参26