芝麻不同抗旱基因型对花期干旱胁迫的生理响应机理

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性芝麻品种叶片和根系生理生化特性的影响,分析不同基因型芝麻对花期干旱胁迫的生理响应差异,为芝麻抗旱性研究和改良提供理论参考。【方法】采用盆栽法,以抗旱品种金黄麻和干旱敏感品种竹山白为试验材料,在花期进行轻度（T1）、中度（T2）和重度（T3）干旱胁迫处理,以正常浇水为对照（CK）,分别测定植株叶片和根系的丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、游离氨基酸（AA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、还原型抗坏血酸（AsA）等含量,超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性,分析干旱胁迫下2个基因型间生理响应机理的差异。【结果】干旱胁迫后,芝麻叶片中MDA、H₂O₂、Pro、SS、SP、GSH含量和SOD、POD、PAL酶活性以及根系中MDA、SS、SP、AA、GSH、AsA含量和CAT、PAL活性随着胁迫程度的不断加剧呈不断上升趋势,叶片中的AA、AsA含量和CAT活性以及根系中H₂O₂、Pro含量和SOD、POD活性随着胁迫程度的加剧呈先升后降趋势。相关分析结果显示,叶片中各项指标测定值与根系中指标值均呈正相关,品种抗旱性与膜脂过氧化伤害物质（MDA和H₂O₂）含量呈负相关,与部分渗透调节物质、防御系统物质含量和保护酶活性呈正相关。【结论】在花期干旱胁迫下,对2个不同基因型芝麻测定的12个生理生化指标均出现不同程度上升,响应差异较大,叶片大于根系。抗旱品种较干旱敏感品种表现为细胞膜脂过氧化伤害较轻,渗透调节物质积累量较多,保护酶（SOD和CAT）活性较强,抗氧化物质（GSH和AsA）含量较高。芝麻抗旱性生理机理表现为多方面的综合防御。     

土壤紧实胁迫对黄瓜抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

【目的】探索土壤紧实胁迫对黄瓜产生伤害的机理,为土壤的可持续利用提供参考。【方法】用容重为1.20 g•cm-3的疏松土壤和1.55 g•cm-3的紧实土壤进行盆栽试验,研究土壤紧实胁迫对‘津春4号’黄瓜叶片及根系中抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH）的影响。【结果】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜叶片及根系中过氧化氢（H2O2）含量和丙二醛（MDA）含量显著提高,且根系中两种物质的增幅高于叶片,表明根系的伤害程度高于叶片。与此同时,叶片及根系中还原型抗坏血酸（AsA）含量、AsA+DHA量、ASA/DHA显著降低,脱氢抗坏血酸（DHA）含量显著提高;还原型谷胱甘肽（GSH）含量显著下降,氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量、GSSG/GSH比值显著提高,GSSG+GSH变化甚微,表明AsA及GSH被消耗以清除H2O2。叶片及根系中抗坏血酸过氧化物酶（APX）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）活性显著升高,且APX的活性水平远远高于MDHAR、DHAR及GR,表明APX在清除H2O2的过程中氧化AsA的能力远远高于MDHAR和DHAR再生AsA的能力及GR将GSSG还原成GSH的能力。【结论】在土壤紧实胁迫条件下,黄瓜秧苗（叶片及根系）中的AsA-GSH循环加强,削弱了土壤紧实胁迫造成的伤害。     

壳聚糖对水分胁迫下辣椒幼苗氧化损伤的保护作用

【目的】研究壳聚糖（CTS）对水分胁迫下辣椒幼苗抗氧化酶活性及渗透调节物质等生理指标的影响,探讨CTS对辣椒幼苗水分胁迫的保护作用。【方法】以熟性不同的3个辣椒品种为试材,研究不同浓度的外源CTS (10、30、50、80 mg•L-1)对水分胁迫下幼苗叶片氧化损伤的保护作用。【结果】水分胁迫下,熟性不同的3个辣椒品种的SOD、POD、Pro、MDA和EL均显著高于对照,而GSH和AsA的含量最低,且均与其它各处理差异显著;水分胁迫下喷施不同浓度的CTS可明显降低活性氧清除系统中SOD和POD的活性、提高可溶性蛋白质、GSH及AsA的含量,降低细胞质膜相对透性和MDA、Pro的含量。【结论】50、80 mg•L-1的外源CTS可以通过提高其抗氧化物质的含量,有效地阻止辣椒体内MDA和Pro的积累,缓解水分胁迫对辣椒幼苗造成的膜脂过氧化,增强辣椒幼苗的抗旱性。     

24-表油菜素内酯对低氧胁迫下黄瓜幼苗根系抗氧化系统的影响

【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低氧胁迫下黄瓜（Cucumis sativus L.）根系的生长和抗氧化系统的影响。【方法】采用营养液水培法,以抗低氧能力较强的黄瓜品种绿霸春4号和抗低氧能力较弱的品种中农8号为材料,研究根际低氧胁迫下外源施用EBR对黄瓜根系生长、ROS及抗氧化酶活性的影响。【结果】在低氧胁迫下,EBR处理显著促进了低氧胁迫下两品种黄瓜幼苗根系生长,提高了SOD、APX、GR活性及AsA、GSH含量,降低了O 、H2O2及MDA含量。【结论】外源EBR处理通过促进低氧胁迫下黄瓜幼苗根系中抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的提高,降低ROS含量,增强植株抗低氧胁迫的能力。     

水稻开花期一些生理生化特性与品种抗旱性的关系

【目的】探索水稻开花期适应干旱环境的生理生化机制，筛选水稻开花期抗旱性鉴定的生理生化指标。【方法】利用抗旱性不同的10个水、旱稻品种，在干旱棚内通过开花期水分胁迫，研究了叶片抗坏血酸（Vc）、游离氨基酸、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）等物质的含量和保护性酶活性的变化。【结果】开花期水分胁迫增加了叶片Vc、游离氨基酸、可溶性蛋白质和MDA含量，提高了超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性。相关分析表明， 在水分胁迫与对照条件下Vc、游离氨基酸、MDA含量和SOD活性的相对值与品种的抗旱系数有显著或极显著相关性。【结论】水、旱条件下Vc、游离氨基酸总量、MDA含量和SOD活性相对值可作为水稻开花期抗旱性鉴定指标，利用此4项相对值与抗旱系数所建立的回归方程可预测品种开花期的抗旱性。     

水分胁迫对枇杷叶片活性氧代谢的影响

水分胁迫使枇杷（解放钟及长红3号品种）叶片水势（ψL）和叶片相对含水量（RWC）下降,引起叶片O－2产生速率增大,启动膜脂过氧化,从而导致细胞伤害．水分胁迫下,枇杷叶片SOD、POD活性均增加,而CAT活性和GSH、AsA含量则品种间差异明显．解放钟CAT轻度胁迫时活性增加,中度及严重胁迫下活性比对照显著降低,而长红3号则保持比对照高的水平;水分胁迫下,解放钟叶片GSH、AsA含量均明显降低,而长红3号则在轻度及中度胁迫下明显增加,严重胁迫时GSH含量显著降低,AsA含量仍比对照略高．     

初花期淹水胁迫对大豆叶片AsA-GSH循环的损伤及烯效唑的缓解效应

【目的】研究淹水胁迫对初花期（R1）大豆叶片抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环的影响及烯效唑（uniconazole,S3307）的调控效应,为提高大豆耐涝性及烯效唑的应用提供理论依据。【方法】2019年在黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心盆栽场,以耐涝品种垦丰14和涝渍敏感品种垦丰16为试验材料,进行盆栽试验。待植株生长至R1期时叶片喷施S3307（浓度为50 mg·L^-1,喷施量为225 L·hm^-2）,喷施5 d后开始淹水胁迫处理,分别于淹水后0 d（R1+5）、5 d（R1+10）和恢复正常水分处理5 d（R1+15）后进行取样,以2个品种大豆正常水分管理为对照组(CK)、淹水胁迫处理（W）和淹水胁迫处理+S3307（W+S）为处理组,分别采用分光光度计法对各项生理指标进行测定,研究淹水胁迫对大豆叶片膜脂过氧化程度（MDA）、活性氧（ROS）和AsA-GSH循环系统中非酶抗氧化剂（AsA、DHA、GSH和GSSG）和关键酶（APX、GR、MDHAR和DHAR）的影响及S3307的缓解效应。【结果】R1期,淹水胁迫R1+5时,与CK相比,喷施S3307降低了垦丰14和垦丰16叶片内MDA、$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$产生速率和H₂O₂含量,同时提高了AsA-GSH循环中非酶抗氧化剂和关键酶含量,以维持ROS平衡,促进2种大豆品种的生长发育。淹水胁迫R1+10时,W处理增加了垦丰14和垦丰16 2个大豆品种叶片内MDA含量,分别较CK显著增加40.02%和37.53%,并加速了ROS（$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$和H₂O₂）的积累,淹水胁迫下2个品种$\mathop{{O}}_{2}^{{\mathop{}_{\ ·}^{-}}}$产生速率分别较CK显著增加60.29%和27.77%,H₂O₂含量分别较CK显著增加49.45%和43.40%,且涝渍敏感品种垦丰16的受害程度大于耐涝品种垦丰14,同时,在淹水胁迫下,2个品种叶片内的抗氧化物质和关键酶活性均有所提高,以适应淹水胁迫所产生的应激反应。叶面喷施S3307后,W+S处理可进一步提高2个大豆品种淹水胁迫下抗氧化物质（AsA、GSH）、氧化还原物质（DHA、GSSG）及总抗坏血酸（AsA+DHA）和总谷胱甘肽（GSH+GSSG）含量,并提高抗氧化酶（APX、GR、MDHAR、DHAR）活性,降低叶片MDA含量,抑制ROS积累,减少淹水胁迫对膜系统造成的伤害。恢复正常水分处理5 d（R1+15）后,2个品种W处理的上述指标均有所降低,但W+S处理能维持大豆叶片内较高的抗氧化酶活性和抗氧化物质含量,加速清除MDA和ROS的过度积累,促进淹水胁迫下大豆叶片内AsA-GSH循环运转,进而促进大豆品种叶片恢复至正常状态。【结论】淹水胁迫对大豆叶片膜脂过氧化程度、ROS积累及AsA-GSH循环中关键酶活性和非酶抗氧化剂具有不同程度的影响,喷施S3307可在一定程度上提高关键酶活性,提高抗氧化能力,减缓淹水胁迫所造成的危害。     

水分胁迫诱导平邑甜茶叶片衰老期间内肽酶与活性氧累积的关系

 在水分胁迫下,平邑甜茶叶片3种不同底物内肽酶活性的变化可分为缓升期和速升期,分别对应于叶绿素含量的缓降期和速降期。水分胁迫使平邑甜茶叶片SOD活性先升后降, ASA含量大幅度降低, O2-·、H2O2、1O2含量增高,膜脂过氧化产物 MDA含量大幅度增加,且 Chl、O2-·、H2O2、1O2、MDA上升和下降的幅度与内肽酶活性的降低均呈显著相关。表明水分胁迫下活性氧代谢失调而累积的活性氧(O2-·、H2O2、1O2)导致内肽酶活性大幅度上升。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长及生理特性影响

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长特征及生理特性的影响,明确不同抗旱性苜蓿品种响应干旱胁迫的生长及生理差异,为进一步阐明紫花苜蓿抗旱的分子机理、提高紫花苜蓿耐旱性和水分利用效率提供理论依据。【方法】采用营养液沙培法,选用强抗旱的陇中苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longzhong）、中抗旱的陇东苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longdong）和弱抗旱的甘农3号紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Gannong No.3）为试验材料,在幼苗期对其进行6种不同水势（0、-0.4、-0.8、-1.2、-1.6和-2.0 MPa）的PEG-6000人工模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对供试苜蓿根系生长特征（根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积、根尖数和根系干重）、根系活力、游离脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白（SP）含量、可溶性糖（SS）含量,丙二醛（MDA）含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量,抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性、还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的影响。并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下对不同抗旱性苜蓿品种抗旱性影响较为显著的指标。【结果】干旱胁迫会显著影响苜蓿的根系生长特征及生理特性。随着干旱胁迫的加剧,供试苜蓿的根系总长度、Pro含量、MDA含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量及CAT活性不断增加;根系干重、根系活力、SS含量和GSH含量先增加后下降。此外,随胁迫程度增加,陇中苜蓿的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及SOD活性均呈先增加后下降的变化趋势,AsA含量不断增加;陇东苜蓿和甘农3号的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及根系总表面积则呈不断下降的趋势,而AsA含量呈先增加后下降的变化趋势。整体而言,陇中苜蓿的根系总长度、根系总表面积、根系干重显著高于陇东苜蓿和甘农3号,H₂O₂含量和O₂^•-含量显著低于甘农3号;陇中苜蓿和陇东苜蓿的SP含量、SS含量和MDA含量显著低于甘农3号。-1.2 MPa至-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的H₂O₂和OH·含量显著低于陇东苜蓿。-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的POD活性、AsA和GSH含量均显著高于甘农3号。逐步回归分析表明,根系活力、根体积、根系总长度、MDA和AsA是对陇中苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根尖数、根系平均直径、根系总表面积、根系干重、O₂^•-、GSH和CAT是对陇东苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根系活力、根尖数、Pro、SS、MDA、质膜相对透性和GSH是对甘农3号紫花苜蓿抗旱性影响较为显著的指标。【结论】不同抗旱性苜蓿品种在形态特征和生理特性上对干旱胁迫存在相同和不同的生长及生理响应策略。轻度和中度胁迫（0 MPa至-1.2 MPa）下,抗旱苜蓿品种主要通过增加根系总长度、根体积和根尖数及降低膜脂过氧化程度来适应干旱,弱抗旱苜蓿品种则通过改变细胞膜稳定性、根系活力及渗透调节能力来适应干旱;重度胁迫（-1.2 MPa至-2.0 MPa）下,不同抗旱性苜蓿品种均可通过改变根系生长特征和启动抗氧化系统来抵御干旱,其中强抗旱苜蓿品种主要通过增加根长和AsA含量来适应干旱,而中等抗旱和弱抗旱苜蓿品种主要通过增加根尖数和GSH含量来适应干旱。     

外源水杨酸对水曲柳幼苗遭受冷害后抗光氧化能力的影响Ⅱ. 对抗氧化剂含量的影响

在植物的抗为氧化过程中除了抗氧化酶起作用外，抗氧化剂也起着重要作用。在植物所有抗氧化剂中，抗坏血酸（AsA)和谷胱革肽（GSH）最重要。外源水杨酸（SA）处理水曲柳（Fraxinus manshurica)幼苗叶片，同时增加了AsA和脱氢抗坏血酸（DHA）的含量，使叶片中总抗坏血酸含量增加，这有利于水曲柳叶片抵抗光氧化胁迫。外源SA处理却使GSH含量降低，从而GSH在总谷胱甘肽中的比例降低。由于外源SA处理增加了过氧化氢酶（CAT）活性，从而使叶片中H2O2含量降低。众多因素的影响叶片中丙二醛（MDA）含量降低，表明了外源SA处理使膜脂过氧化降低，保护了叶片不受光氧化胁迫的伤害。     

Effects of Water Stress on Reactive Oxygen Species Generation and Protection System in Rice During Grain-Filling Stage

Rice is one of the main staple food crops in the world, but it may suffer serious water stress during growth period. Water stress during grain filling results in decreased grain yeild, but its mechanism generating and scavenging the active oxygen is unclear under continuance of the water stress. The experiment was carried out in growth chamber to investigate the effects of water stress on the production of superoxide free radical （O2）, hydrogen peroxide （H202）, malondialdehyde （MDA）, reduced glutathione （GSH）, ascorbic acid （AsA）, and antioxidative enzyme activities in three rice hybrids with differing drought resistant under both normal and drought conditions during grain-filling stage. The results showed that water stress aggravated the membrane lipid peroxidation in rice leaves, which was more severe in less drought resistant hybrids than that in more tolerant ones. Also O2＇ and H2O2 accumulated more rapidly in less drought resistant hybrids than that in more tolerant ones. During water stress, decreases of GSH, AsA, chlorophyll, and relative water contents in more drought resistant hybrids were obvious less than those in less tolerant ones. Activities of superoxide dismutase （SOD）, catalase （CAT） and peroxidase （POD） in/eaves increased obviously in 0-14 d after heading and subsequently decreased rapidly, and those in more drought resistant hybrids were more than those in less tolerant ones. The results showed that changes of O2, H2O2, MDA, GSH, and AsA contents and antioxidative enzyme activities correlated significantly to drought resistance of rice hybrids, and more drought resistant hybrids possessed high ant oxidation capacity.     

水分胁迫对水稻籽粒灌浆及淀粉合成有关酶活性的影响

 【目的】探索不同水稻抗旱品种在水分胁迫条件下籽粒灌浆特性及有关淀粉酶活性的变化规律。【方法】选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种,分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究水稻茎鞘物质运转、籽粒灌浆和淀粉合成有关酶活性。【结果】水分胁迫下,抽穗期和成熟期茎鞘干物重以及抽穗后茎鞘物质输出量、输出率、转化率均下降;籽粒生长潜势、最大灌浆速率和平均灌浆速率降低,籽粒生长活跃期缩短,各品种达最大灌浆速率的时间提前;籽粒灌浆过程中可溶性淀粉合成酶（SSS）、Q酶和ADPG焦磷酸化酶3种酶活性都不同程度的被抑制。各性状抗旱性强的品种均比抗旱性弱的品种减少的幅度小。抽穗期茎鞘干物重、抽穗后茎鞘干物质输出量、输出率和转化率均与籽粒产量呈显著或极显著正相关。【结论】在水分胁迫下抗旱性强的品种具有较高的茎鞘物质输出率和转化率、籽粒灌浆速率及淀粉合成有关酶活性,是产量降低较少的生理基础。     

节水灌溉对水稻抗逆生理性状的影响

[研究目的]研究节水灌溉对水稻抗逆生理形状的影响,为水稻生产找到适宜的节水灌水指标.[方法]通过防雨篷池栽试验,以土水势为灌水下限控制指标,重点研究了不同节水灌溉条件下水稻结实期时丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、渗透调节物质等生理形状指标相对值变化规律.[结果]研究结果表明,在适宜土壤水分胁迫下,即土水势高于-30 kPa,丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值有所升高,当土壤水分低于灌溉下限复水至土壤饱和时,有所恢复,随着生育时期延长,变化趋势平稳,这说明叶片本身存在一定对干旱胁迫适应与调节能力.当水势低于-30kPa时,丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值显著升高,抗旱性强品种的丙二醛(MDA)含量、细胞质膜透性增加或升高幅度小,抗旱性强品种可溶性糖含量和游离氨基酸含量升高幅度大.花后16天,细胞质膜透性、可溶性糖含量和游离氨基酸含量相对值降低.[结论]上述结果表明,当田间土壤水势低于-30 kPa时,上述物质含量将显著增加,将影响水稻的生长,表明在水稻生长后期,灌溉下限应不低于-30kPa.     

不同干旱程度及复水对水稻B优827开花期的生理影响

于开花期对籼型杂交水稻B优827和中度抗旱品种冈优725(对照)进行3个水平的水分胁迫处理,之后复水。研究光合速率、活性氧(ROS)、渗透调节物质、谷胱甘肽(GSH),抗坏血酸(AsA)和抗氧化酶活性等生理指标及其产量性状的变化。结果表明,B优827在轻度水分胁迫、重度水分胁迫下都表现为抗干旱能力比冈优725高;轻度水分胁迫下,随着胁迫时间的增加,光合速率、GSH和AsA含量下降,活性氧和渗透调节物质含量及抗氧化酶活性上升。而重度水分胁迫下,随着胁迫时间的增加,光合速率、GSH和AsA含量下降迅速,活性氧和渗透调节物质含量及抗氧化酶活性比轻度胁迫下增加的快,机体受到严重的损伤。不同程度水分胁迫处理收获后其产量大小分别为正常水分>轻度胁迫>重度胁迫。复水后测定结果显示,机体代谢会逐渐恢复正常。     

抽穗灌浆早期高温与干旱对不同水稻品种产量和品质的影响

【目的】探讨在高温和干旱胁迫下不同水稻品种产量和品质形成的特点。【方法】常规中熟籼稻品种黄华占（耐热品种）和双桂1号（热敏感品种）与超级稻品种两优培九（两系杂交籼稻）和扬粳4038（粳稻）种植于盆钵,于抽穗和灌浆早期（始穗后0-10 d）设置高温（日最高温度为37.5℃）、干旱（土壤水势保持在-30±10 kPa）、高温+干旱3种处理,以同期自然温度且正常供水为对照。【结果】与对照相比,高温、干旱和高温+干旱3种处理均显著降低了各品种的花粉可育率、受精率、结实率和产量;降低了精米率、整精米率和崩解值,增加了垩白米率、垩白度和消减值。高温及高温+干旱处理对产量和稻米品质的影响,热敏感品种双桂1号大于耐热品种黄华占,两优培九和扬粳4038大于双桂1号和黄华占。干旱对产量和稻米品质的影响,热敏感品种大于耐热品种;双桂1号和黄华占大于两优培九和扬粳4038。高温、干旱或高温+干旱胁迫对产量和稻米品质的影响与其对根系氧化力、叶片光合速率和抗氧化保护酶活性的影响结果趋势一致。【结论】抽穗与灌浆早期高温或干旱胁迫对水稻产量和品质的影响在品种间存在很大差异,双桂1号和黄华占的耐热性强于两优培九和扬粳4038,两优培九和扬粳4038的耐旱性则强于双桂1号和黄华占。在高温或干旱胁迫下根系氧化力、叶片光合速率和抗氧化保护酶活性高是一些水稻品种保持较高产量的重要生理原因。     

不同耐冷性杂草稻和栽培稻抗氧化系统对冷水胁迫的响应

【目的】从孕穗期到抽穗开花是水稻对温度最为敏感的阶段,这一阶段的低温冷害严重制约了东北地区水稻生长和种植面积的进一步扩大,探明水稻耐冷生理机制,将为东北水稻生产提供重要保障。探索耐冷性不同的杂草稻和栽培稻在冷水胁迫下开花期剑叶的活性氧代谢、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的变化规律,为耐冷性水稻品种的选育和栽培提供理论依据。【方法】以耐冷性强的杂草稻WR03-45、栽培稻丽江新团黑谷和冷敏感的杂草稻WR03-26、栽培稻秀子糯为试验材料,采用盆栽方法,根据剑叶叶枕距判断主穗进入孕穗期的时间,于孕穗期在冷水池中进行低温处理,未经冷水处理的参试材料作为对照。在开花期,剪取参试材料的剑叶保存于-85℃的超低温冰箱中,用于测定超氧阴离子自由基（）产生速率、过氧化氢（H₂O₂）含量、丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和谷胱甘肽还原酶（GR） 5种抗氧化酶活性和还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）两种抗氧化剂含量,研究孕穗期低温冷害对剑叶的活性氧（ROS）积累、抗氧化酶活性和抗氧化剂含量的影响。【结果】冷水胁迫下,冷敏感的杂草稻WR03-26开花期剑叶仅有CAT和GR活性显著增加,冷敏感的栽培稻秀子糯开花期剑叶SOD、CAT和GR活性显著增加;WR03-26和秀子糯剑叶的AsA和GSH含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值与对照无显著差异;WR03-26和秀子糯剑叶产生速率显著增加,H₂O₂含量极显著增加,膜脂过氧化产物MDA含量显著增加。耐冷性强的杂草稻WR03-45开花期剑叶SOD活性显著升高,POD、APX、CAT和GR极显著升高,耐冷性强的栽培稻丽江新团黑谷开花期剑叶SOD、POD和APX活性显著升高,CAT和GR活性极显著升高;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶的抗氧化剂（AsA和GSH）含量及AsA/DHA值和GSH/GSSG值在冷水胁迫下显著高于对照;WR03-45和丽江新团黑谷剑叶产生速率、H₂O₂含量和MDA含量与对照相比无显著差异。【结论】冷水胁迫下,耐冷性强的水稻通过提高抗氧化酶活性和抗氧化剂含量,减少ROS的积累以及膜脂过氧化,增强对冷水胁迫的耐性。水稻的耐冷性与胁迫下抗氧化系统清除ROS的能力有关,杂草稻WR03-45作为一种强耐冷性的种质资源可以用于栽培稻耐冷性的遗传改良。     

ABA缓解水稻孕穗期干旱胁迫生理特性的分析

【目的】明确不同耐旱性水稻品种抗旱机理、研究ABA缓解水稻干旱胁迫生理机制。【方法】以粳型旱稻品种早玉香粳和常规粳稻品种南粳44为试验材料,通过盆栽试验,研究孕穗期干旱胁迫下喷施150 mg·kg^-1的脱落酸（ABA）对2个抗旱性不同水稻品种抗氧化酶（SOD、CAT）活性、膜脂过氧化程度（MDA含量）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、叶绿素含量及可溶性糖（SS）含量生理特性和生物量积累、产量及产量结构的影响,并比较两个品种抗旱性不同的生物学及生理原因和对ABA响应的差异。【结果】与正常水分管理相比,干旱胁迫下水稻超氧化物歧化酶、过氧化氢酶活性升高,一定程度上抑制丙二醛积累;大量合成可溶性糖,维持细胞渗透调节;净光合速率持续下降;气孔导度随着干旱胁迫加剧,亦呈现下降趋势;蒸腾速率表现与气孔导度较一致;叶绿素a合成受抑制,含量下降;水稻干物质积累和每盆产量下降,两品种对干旱胁迫响应差异明显,早玉香粳抗旱性显著强于南粳44。喷施ABA,短期内降低了水稻净光合速率与干物质积累,但进一步提高了水稻干旱胁迫时叶片SOD活性、降低MDA含量;同时诱导干旱胁迫时气孔关闭和降低蒸腾速率,减少水分过度消耗,提高水分利用率;对干旱胁迫时水稻有明显的保护作用,减轻干旱对水稻生理代谢功能损伤,加快复水后功能修复,保持较高叶绿素a含量,防止叶片早衰。其中对抗旱性强的品种早玉香粳作用更为明显,复水后P_n、G_s、T_r快速恢复,叶绿素a含量显著上升,促进干旱胁迫时可溶性糖合成,干物质积累更迅速,最终显著提高其干旱胁迫时单盆产量。外源ABA对南粳44的影响相对较弱,南粳44本身耐旱性弱,受干旱胁迫影响大,生理及生长特性恢复慢;对ABA较钝感,ABA虽显著提高南粳44干旱胁迫时穗粒数、结实率与千粒重,但未显著提高每盆产量。【结论】ABA对水稻具有短期“休眠”的效果,能够有效缓解孕穗期干旱胁迫对水稻生理代谢功能的损伤,促进复水后的功能修复,减轻干旱对产量的影响。抗旱性不同的水稻对ABA的响应存在差异性,抗旱性越强的品种,对ABA越敏感,喷施ABA作用越明显。     

大麦叶片表皮蜡质含量与抗旱性的关系研究

[目的]了解植物叶片表皮蜡质含量与抗旱性的关系.[方法]对抗旱性不同的6个大麦品种进行干旱处理,对灌浆期的大麦旗叶、旗叶鞘表皮蜡质含量与7个重要的抗旱生理指标进行测定分析.[结果]干旱条件下不同大麦品种间的蜡质含量、相对含水量、叶绿素含量及气孔导度存在显著或极显著差异.抗性大麦品种的表皮蜡质含量及水分利用效率显著高于抗旱性弱的品种.表皮蜡质含量越高的品种,其蒸腾速率和胞间CO2浓度越低,水分利用效率越高.[结论]提高水分利用效率的途径主要是通过降低蒸腾速率.干旱胁迫下叶片失水,气孔开度减小甚至趋于关闭,而高蜡质含量品种的气孔导度更小,阻力增大,降低蒸腾速率,减少水分散失,维持较高含水量,提高植株抗旱性.