黄瓜幼苗干旱-低温交叉适应与渗透调节的关系

 【目的】探讨干旱诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应机理。【方法】以‘津优3号’幼苗为试材,用10 %聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱预处理黄瓜幼苗2 d,未经预处理的作对照。恢复2 d后在光照培养箱中进行低温(昼/夜温度8℃/5℃)处理。【结果】低温胁迫可使黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势显著降低,可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白的含量明显增加。胁迫前经PEG预处理,黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势的降低幅度明显减小,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量则显著增加。低温胁迫结束时(7 d)时,PEG处理黄瓜幼苗叶片的相对含水量比对照高24.7个百分点,水势和渗透势分别比对照高0.35 MPa和0.13 MPa;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别比对照高41.4 %、80.8 %和260.7 %。【结论】干旱预处理可诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应性,这种适应性与渗透调节能力的增强有关。     

亚低温下干旱胁迫对番茄幼苗叶片水分及活性氧代谢的影响

【目的】探讨亚低温下干旱胁迫对番茄幼苗叶片水分状况以及活性氧代谢系统的影响,为日光温室冬春季水分的科学管理提供参考。【方法】以"金鹏1号"番茄为材料,利用植物气候箱,采用盆栽试验,以常温(昼/夜温度25℃/18℃)下正常水分(田间持水量的75%~85%)处理为对照,研究了常温下干旱胁迫(田间持水量的55%~65%,以下简称干旱胁迫)处理及亚低温(昼/夜温度15℃/8℃)下正常水分(以下简称亚低温)处理和干旱胁迫(以下简称亚低温干旱胁迫)处理的番茄幼苗叶片中水分含量、渗透调节物质、活性氧物质、抗氧化酶活性及AsA-GSH循环物质的变化。【结果】亚低温处理下番茄叶片水分含量减少,亚低温干旱处理不会进一步加剧水分的减少,但影响番茄叶片水分的恢复。干旱胁迫下渗透调节物质以脯氨酸为主,亚低温胁迫下以可溶性糖为主,亚低温干旱胁迫下两者含量均最高。亚低温干旱胁迫比单一胁迫处理叶片MDA含量高、细胞膜相对透性大。不同处理的活性氧产生及清除机制不同,亚低温处理下活性氧积累主要为超氧阴离子,活性氧清除以SOD及CAT为主;干旱胁迫下则主要为过氧化氢,活性氧清除以SOD及POD为主;亚低温干旱胁迫下,活性氧积累最多,SOD和CAT活性最高。与对照相比,在亚低温干旱胁迫下,AsA-GSH循环中APX活性、GR活性、AsA含量和GSSG含量均最高。【结论】设施栽培番茄叶片对亚低温胁迫比干旱胁迫更敏感,科学灌水可减少亚低温对番茄幼苗造成的伤害。     

耐寒和非耐寒橡胶树幼苗叶片抗氧化及抗坏血酸-谷胱甘肽循环对低温胁迫的反应差异

【目的】研究低温胁迫下,耐寒和非耐寒橡胶树幼苗叶片抗氧化系统及抗坏血酸-谷胱甘肽循环的反应差异。【方法】以橡胶树耐寒无性系‘云研77-4’和非耐寒无性系‘热垦501’为材料进行低温胁迫试验。在橡胶树幼苗生长至2蓬叶时,进行4℃低温胁迫处理及28℃最适温度处理,设定3个时间梯度:1、12、24 h。处理完成后取第二轮叶片测定其抗氧化酶活性以及抗坏血酸-谷胱甘肽循环变化。【结果】随着低温胁迫处理时间的延长,2个无性系的H2O2含量均呈现先增加后降低的趋势,耐寒无性系‘云研77-4’的增减幅度大于非耐寒无性系‘热垦501’;与对照相比,2个无性系的SOD、POD、CAT等抗氧化酶活力以及As A含量、GSH含量均呈现出下降-上升-下降的趋势,‘云研77-4’的抗氧化酶活性以及As A含量、GSH含量高于‘热垦501’;GSH-PX活力呈现先下降后上升的变化趋势,与GSH含量的变化趋势相反。【结论】研究结果显示耐寒和非耐寒无性系橡胶树叶片抗氧化和抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统在低温胁迫下的反应差异,表明叶片抗氧化及抗坏血酸–谷胱甘肽循环系统与橡胶树幼苗耐寒性密切相关。     

干旱胁迫对苹果叶片抗坏血酸含量及其代谢相关酶活性的影响

【目的】研究干旱胁迫对苹果叶片抗坏血酸(ASA)含量及其代谢相关酶活性的影响,探讨干旱胁迫与抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环的关系,为植物抗旱研究提供理论依据。【方法】以2年生嘎拉苹果(MalusdomesticaBorkh.)盆栽苗为试验材料,分别在轻度、中度和重度干旱胁迫及复水条件下,检测其叶片相对膜透性、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和ASA-GSH循环各组分(ASA、脱氢抗坏血酸(DHA)、GSH、氧化型谷胱甘肽(GSSG)、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))含量或活性的变化。【结果】苹果叶片相对膜透性、MDA、H2O2含量随胁迫程度的加剧而上升,复水后下降。ASA-GSH循环各组分,除ASA含量在轻度干旱胁迫时上升之后略有下降、GSSG含量持续增加外,DHA和GSH含量,APX、DHAR、MDHAR和GR活性均在中度胁迫时达最大值,之后下降;ASA/DHA、GSH/GSSG比值均随胁迫程度的加剧而下降,复水后上升。【结论】随着干旱胁迫程度的加剧,苹果叶片ASA-GSH循环系统的防御能力在达到最大防御机能后下降。     

干旱胁迫和复水对金沙柚生理变化的影响

通过盆栽试验,设置3个干旱胁迫处理(对照、轻度胁迫、重度胁迫),研究干旱胁迫和复水对金沙柚叶片抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量等生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫下,随着干旱胁迫程度的加强,超氧化物歧化酶(SOD)活性提高,过氧化氢酶(CAT)活性降低,MDA、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖的合成加快,叶片相对含水量降低。复水20d后,SOD、POD活性及可溶性糖含量先上升后下降,脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、叶片相对含水量和CAT活性与干旱胁迫表现一致,而MDA含量则先下降后上升。各处理下生理指标均随着试验时间推移产生一定程度变化。各生理指标通过协同作用,为金沙柚应对干旱及旱涝急转环境变化起到保护作用。     

干旱胁迫对香柏幼苗生长和生理指标的影响

【目的】分析干旱胁迫对香柏幼苗生理指标、光合指标及抗氧化酶活性的影响,寻求香柏幼苗生长的理想水分条件,探讨香柏幼苗生长对水分变化的适应机理。【方法】以香柏3年生扦插苗为试验材料,通过盆栽试验,设置正常供水(土壤含水量为田间持水量的90%~95%)、轻度干旱胁迫(土壤含水量为田间持水量的70%~75%)、中度干旱胁迫(土壤含水量为田间持水量的50%~55%)、重度干旱胁迫(土壤含水量为田间持水量的30%~35%)4个处理,研究干旱胁迫对香柏幼苗生长、光合作用及各项生理指标的影响。【结果】干旱胁迫对香柏幼苗地径、根质量、茎叶质量、总生物量、根质量比、茎叶质量比、根长等有显著影响,但对株高影响不显著。4个干旱胁迫处理下香柏幼苗的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率表现出基本一致的变化趋势,即均在轻度干旱胁迫处理下达到最大值。与正常供水相比,干旱胁迫使香柏幼苗叶绿素含量明显增加。轻度干旱胁迫条件下,香柏幼苗叶片丙二醛浓度明显低于其他3个处理。超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性及可溶性糖含量均在轻度干旱胁迫时达到最大。干旱胁迫条件下香柏叶片可溶性蛋白质含量降低,且以轻度干旱胁迫下的叶片可溶性蛋白质含量最低。【结论】香柏幼苗不适宜在土壤过于干旱或湿润的环境下生长,而适于在轻度干旱即土壤含水量为田间持水量70%~75%的条件下生长。     

干旱胁迫对海姆维斯蒂栒子生长及丙二醛和脯氨酸含量的影响

采用盆栽试验法研究了干旱胁迫对海姆维斯蒂木旬子(Cotoneaster hjelmqvistii)生长及叶片中丙二醛和脯氨酸含量的影响。结果表明,新梢生长量随干旱胁迫程度加深而减小,但处理与对照的差异未达显著;叶片中游离脯氨酸的含量和丙二醛的含量均随干旱胁迫程度的加深而增加,但处理与对照间的脯氨酸含量差异不显著,丙二醛含量在45%干旱胁迫关键处理词时:海与姆对维照斯差蒂异木旬不子显;著干,旱在胁2迫5%;时新差梢异生极长显量著;丙。二综醛合;各脯项氨测酸定指标认为,海姆维斯蒂木旬子具有较强的抗旱能力。采用盆栽试验法研究了干旱胁迫对海姆维斯蒂木旬子(Cotoneaster hjelmqvistii)生长及叶片中丙二醛和脯氨酸含量的影响。结果表明,新梢生长量随干旱胁迫程度加深而减小,但处理与对照的差异未达显著;叶片中游离脯氨酸的含量和丙二醛的含量均随干旱胁迫程度的加深而增加,但处理与对照间的脯氨酸含量差异不显著,丙二醛含量在45%干旱胁迫处理时与对照差异不显著,在25%时差异极显著。综合各项测定指标认为,海姆维斯蒂木旬子具有较强的抗旱能力。     

多效唑对毛竹实生苗抗旱性的影响及机制

为探讨多效唑对毛竹抗旱性的影响,进行了多效唑质量浓度为0和40 mg/L、基质相对含水量为30%(干旱胁迫)和70%(正常供水),共4个处理的毛竹实生苗盆栽试验。在干旱胁迫的第7天、14天和21天测定各处理的实生苗膜脂过氧化酶和抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,在干旱胁迫第21天测定苗高增量、生物量和叶片相对含水量。结果表明:相对于正常供水,干旱胁迫显著降低了毛竹实生苗的苗高增量、总生物量、叶片相对含水量及过氧化氢酶(catalase, CAT)和过氧化物酶(peroxidase, POD)活性,显著提高了根冠比、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脯氨酸(Pro)含量和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性。在干旱胁迫下,施加多效唑显著降低了苗高增量,使其达到最低值1.50 cm,而根冠比达到最大值1.35;多效唑处理可显著提高叶片相对含水量、脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,显著降低MDA含量。在正常供水条件下,多效唑处理的效应与干旱胁迫下的作用类似,但作用强度不及后者。综上可见,在干旱胁迫下,多效唑处理通过提高毛竹实生苗的根冠比、叶片相对含水量、脯氨酸含量和抗氧化酶活性,降低总生物量和叶片丙二醛含量而增强其抗旱性。     

外源水杨酸对干旱胁迫下甘蓝型油菜幼苗生理特性的影响

以甘蓝型油菜幼苗为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,研究了外源水杨酸(SA)对甘蓝型油菜幼苗在干旱胁迫下生理特性的影响。结果表明,在干旱胁迫条件下,甘蓝型油菜幼苗叶片的相对含水量逐渐下降,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性呈先升高再降低的趋势,脯氨酸含量、电导率和丙二醛(MDA)含量随干旱胁迫程度的加深一直呈升高趋势,经SA预处理的甘蓝型油菜幼苗叶片相对含水量、抗氧化酶活性、脯氨酸含量均高于对照,其电导率和丙二醛含量则低于对照。因此,在干旱胁迫下,外源水杨酸能诱导并引起甘蓝型油菜幼苗抗氧化酶活性和脯氨酸含量的提高,使其电导率和丙二醛含量降低,从而减缓干旱胁迫对植物造成的伤害。     

人参对干旱胁迫的生理生化反应

以3年生人参幼苗为研究材料,采用盆栽试验设计,研究干旱胁迫时间对人参幼苗叶片相对含水量与质膜损伤状况,以及叶绿素、抗氧化物谷胱甘肽(GSH)含量和抗氧化保护酶(SOD、POD)活性的影响。结果显示:与同期对照(适宜水分处理)相比,干旱胁迫下人参叶片含水量随胁迫时间的延长显著降低;同时,叶绿素与可溶性蛋白含量也随胁迫时间的延长显著下降。丙二醛含量与电解质渗漏较对照组显著增加,并随胁迫时间的延长而升高。抗氧化酶SOD和POD活性高于对照组,随胁迫时间的延长先增加后下降;抗氧化物谷胱甘肽(GSH)含量低于对照组,随胁迫时间的延长呈现降-升-降的变化规律。研究表明,干旱胁迫会对人参幼苗造成一定伤害,但在前期能调动自身抗氧化保护酶类与抗氧化物质提高其抗旱能力,但随着胁迫时间的延长抗氧化能力降低。     

24-表油菜素内酯对低温胁迫下葡萄幼苗抗氧化系统 及渗透调节物质的影响

【目的】探讨外源EBR（24-表油菜素内酯）对低温胁迫下葡萄幼苗抗氧化系统及渗透调节物质的影响。【方法】以欧亚种（Vitis vinifera L.）鲜食葡萄品种‘紫脆无核’营养袋扦插苗为试材,分别在4℃和0℃低温条件下,研究外源EBR对葡萄幼苗4种抗氧化酶活性（CAT、SOD、POD及APX）、超氧阴离子（ ）和丙二醛（MDA）含量以及渗透调节物质游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响。【结果】在两种低温胁迫条件下,外源EBR处理均使葡萄叶片抗氧化酶CAT、POD、SOD及APX活性升高,且总体与对照之间差异显著;同时也使葡萄叶片抗氧化物质GSH及AsA含量升高,在4℃和0℃条件下,GSH平均含量较对照分别升高5.4%及7.8%,AsA含量分别升高8.8%及13.0%;EBR处理使叶片 及MDA含量降低, 平均较对照分别降低28.5%及17.3%,MDA含量分别降低6.8%及7.5%;EBR处理明显提高了葡萄幼苗叶片脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量,平均含量较对照分别提高8.4%和59.1%、3.5%和5.2%及18.6%和25.0%。【结论】在低温胁迫下,外源EBR通过提高抗氧化酶活性、抗氧化物质含量及渗透调节物质含量,减少了活性氧(ROS)的积累及膜脂过氧化产物MDA的产生,增强了葡萄幼苗耐低温胁迫的能力。     

接种丛枝菌根真菌对土沉香幼苗耐旱性的影响

接种不同地区的幼套近明球囊霉(Claroideoglomusetunicatu,CE1、CE2)和摩西斗管囊霉(Funneliformismosseae,FM1、FM2)于珍贵树种土沉香(Aquilaria sinensis)幼苗,采用模拟土壤干旱胁迫,研究接种菌根真菌对土沉香的耐旱性影响。结果表明,随着土壤干旱胁迫的加剧,未接菌组的叶绿素a和叶绿素总含量呈显著下降趋势,接菌组叶绿素含量高于未接菌组;在干旱胁迫下,接菌组的可溶性蛋白含量上升,中度干旱胁迫以上,接菌FM1和FM2组可溶性蛋白含量显著高于CK组。随着干旱胁迫程度的增大,接菌组幼苗SOD酶和POD酶活性呈先上升后下降趋势,但接菌组SOD酶和POD酶活性高于CK组。土壤干旱使植物体内MDA含量上升;在中度干旱时接菌组MDA含量高于CK组;当土壤水分达到重度干旱胁迫时,接种FM2、CE1和CE2处理组MDA含量显著高于CK组。研究表明,在干旱胁迫下,土沉香菌根化苗能提高植物体内渗透调节物质和抗氧化酶活性,维持较高的叶绿素含量,从而提高植物耐旱性。模糊隶属函数值分析结果表明,无论是轻度干旱还是重度干旱,接种菌根真菌幼苗的耐旱能力强于未接菌组,接种摩西斗管囊霉菌种强于接种幼套近明球囊霉菌种,其耐旱能力从大到小依次为菌株FM1FM2CE2CE1。     

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。     

苹果砧木富平楸子嫁接高度对抗旱性的影响

以常规低位嫁接为对照,研究富平楸子高位嫁接对植株抗旱性的影响,为生产中该砧木资源的应用提供参考。以一年生富平楸子组培盆栽苗为砧木,分别在距地面10cm和60cm处嫁接‘秦脆’,采用土壤含水量75%～80%为对照,土壤含水量45%～55%为处理,进行为期60 d的中度干旱胁迫处理,测定相关指标,比较两种嫁接高度下植株的抗旱性强弱。结果表明：长期干旱胁迫后,与对照相比,2种类型苗木的各指标均显著降低,其中高位嫁接植株的生物量、根系指标、叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬时水分利用效率(WUEi)及总叶绿素含量的降幅均小于低位嫁接植株,且差异显著;叶片内游离脯氨酸含量与抗氧化酶(SOD、POD)活性的增幅大于低位嫁接植株,其中游离脯氨酸含量增幅差异显著;叶片相对电导率与MDA含量的增幅小于低位嫁接植株,差异显著。利用以上指标进行隶属函数计算,结果显示高位嫁接植株抗旱性更强,且差异显著。富平楸子采用高位嫁接可显著提高植株抗旱性,因此实际生产中以高位嫁接的利用形式对旱地苹果产区是可行的。     

高温干旱胁迫对黄薇抗氧化防御系统的影响

黄薇Heimia myrtifolia是具有较高价值的引种植物,但对其引种后的适应性研究仍较缺乏。为了探究黄薇对高温干旱及协同胁迫的响应,采用人工模拟自然状态下干旱（对照、轻度干旱、中度干旱和重度干旱）,高温（30,36和42℃）及高温干旱协同胁迫对黄薇叶片抗氧化防御系统的影响。结果显示:干旱胁迫下,过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）质量摩尔浓度显著增加（P < 0.05）,脂膜过氧化程度加深,抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环相关酶活性和相关还原物质均呈先上升后下降趋势,在中度胁迫下达到顶峰,与对照相比均显著增加（P < 0.05）。高温胁迫下,抗氧化酶效率和AsA-GSH循环效率均有提高。高温干旱协同胁迫下,黄薇受到的伤害明显大于单一胁迫,超氧化物歧化酶（SOD）和POD显著上升（P < 0.05）并于中度胁迫时达到顶峰,MDA质量摩尔浓度显著增加（P < 0.05）,AsA-GSH循环效率均有提高但在中度胁迫下开始下降,脂膜过氧化随着胁迫加深显著加剧,重度胁迫下已无法维持正常生长。黄薇在高温干旱胁迫下可以通过调节抗氧化酶系统和AsA-GSH循环共同清除氧化物质,提高抗胁迫能力,维持正常生长发育。     

土壤自然干旱及复水对通关藤抗旱能力的影响

以通关藤为材料,设计4个实验处理组,分析通关藤在干旱胁迫及复水后抗旱生理指标的变化,为通关藤的仿野生栽培提供理论指导。结果表明,脯氨酸及可溶性糖含量随着胁迫程度的加剧,呈"先升高后降低"的变化趋势,2个指标均在第8天时达到最大值,各胁迫处理的含量均显著高于对照;MDA含量呈"先升高后降低再升高"的趋势,胁迫第8~12天时MDA含量显著低于对照;SOD和POD在整个胁迫期内活性均显著高于对照,复水后其活性有所降低,但仍高于对照。上述变化结果表明,干旱胁迫8~12 d达到通关藤抗旱高峰,随后抗旱能力下降,胁迫解除后自身修复能力较强。     

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。     

‘84K’杨组氨酸激酶基因PaHK3a的表达及功能分析

  目的  干旱、高盐等逆境胁迫严重影响了植物的生长发育。研究表明,组氨酸激酶在植物逆境响应中起重要作用。本研究对银腺杨‘84K’组氨酸激酶基因PaHK3a在不同组织的表达模式分析,检测了其对生长素、细胞分裂素等植物激素处理下及人工干旱、盐碱等非生物胁迫下的表达,结合干旱、盐碱条件下丙二醛（MDA）及保护酶活性等生化指标,对该基因的功能进行了初步鉴定,为杨树抗逆分子育种研究奠定基础。  方法  以‘84K’杨无菌苗为材料,通过实时定量PCR（qRT-PCR）技术分析PaHK3a基因在不同组织的表达模式。对‘84K’杨无菌苗进行浓度为10 mmol/L植物激素处理（ABA、6-BA、IBA、GA3及水杨酸（SA））及非生物胁迫处理（42 ℃高温、0 ℃低温、200 mmol/L NaCl和5% PEG6000）,采用qRT-PCR技术分析PaHK3a基因对不同植物激素及非生物胁迫的表达响应;进一步对温室‘84K’杨进行自然干旱处理（6、8、10 d）、200 mmol/L NaCl（2、4、6 d）处理,测定不同胁迫时间点叶片PaHK3a基因的表达,以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性及MDA含量,并分析PaHK3a基因表达与生理指标的相关性,初步鉴定杨树PaHK3a基因的功能。  结果  qRT-PCR结果显示,PaHK3a基因在叶片中表达量最高,根部中等,茎段最低。与正常条件下相比,在高温、低温、NaCl及PEG模拟干旱处理时,PaHK3a基因表达量与对照相比明显增高,分别为对照的2.63、1.49、1.54、1.58倍。用IBA诱导处理时,基因表达量与对照相比差异不大,而在6-BA、ABA、GA3及SA处理时,基因表达量与对照相比均呈现显著下调。在温室干旱、盐碱胁迫处理过程中,PaHK3a基因表达均显著高于对照,呈现先上升后下降的表达模式,MDA含量也呈现类似的趋势,而SOD活性则随处理时间的延长而持续升高,POD活性在干旱胁迫时先上升后下降,而高盐胁迫时呈上升趋势。生理指标与PaHK3a基因表达量相关系分析发现,在干旱和盐胁迫下,PaHK3a基因表达量与叶片MDA含量、SOD活性和POD活性均呈正相关。  结论  PaHK3a基因在‘84K’杨根茎叶中均有表达,且叶中表达量最高;PaHK3a基因表达受细胞分裂素6-BA、GA3及ABA及SA等植物激素的负调控,同时,受温度胁迫、盐胁迫、水分胁迫等非生物胁迫正调控;温室人工干旱盐碱胁迫过程中,PaHK3a基因表达量升高,且与叶片MDA含量、SOD活性、POD活性均具有正相关性。研究结果初步显示,杨树PaHK3a基因参与杨树植物激素激素信号响应,并在抗逆境胁迫过程中发挥重要调控作用。      

花后渍水对小麦根系抗氧化酶活性、 旗叶光合特性及产量的影响

为探究渍水胁迫对小麦根系和旗叶生长发育的影响，以宁麦13和淮麦40为试验材料，采用管栽试验方法，在小麦开花期设置0 d(AW0) 、3 d(AW3)、6 d(AW6)和9 d(AW9) 4个渍水强度，研究花后不同渍水强度对小麦根系抗氧化酶活性和旗叶光合特性的作用。花后7 d，两品种AW6和AW9的旗叶叶绿素含量相对值(SPAD)、净光合速率(P_n)均显著低于AW0和AW3处理，而根系丙二醛(MDA)含量显著高于AW0和AW3处理；淮麦40 AW9的超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于AW0、AW3和AW6处理，宁麦13各处理的SOD活性未表现出显著性差异，AW6和AW9的过氧化物酶(POD)活性显著高于AW0和AW3处理；花后14 d的旗叶SPAD值、P_n、F_v/ F_m和Y(Ⅱ)均显著低于AW0、AW3和AW6处理，两品种AW9处理根系SOD和过氧化氢酶(CAT)活性显著低于AW0和AW的，根系POD活性和 MDA含量则显著高于AW0处理。成熟期两品种AW3处理籽粒产量及其构成因素与AW0无显著差异，AW6和AW9处理的穗数与AW0无显著差异。其中，宁麦13 AW6和AW9处理的每穗粒数显著低于AW0和AW3处理，淮麦40 AW9的穗粒数显著低于AW0、AW3和AW6处理，两品种AW6和AW9处理的千粒重和最终产量显著低于AW0和AW3处理。相关性研究发现：千粒重是影响产量的主要因子(R² = 0.983)；Y(Ⅱ)是对千粒重促进程度最大的因素(R² = 0.890)；POD是对Y(Ⅱ)最敏感的指标(R²=0.831)。结果表明本研究条件下，花后渍水显著降低了灌浆中期根系抗氧化酶活性和旗叶光合能力，导致成熟期千粒重降低，最终籽粒产量显著降低。     

大麦叶片表皮蜡质含量的动态变化

为了了解水分胁迫对植物表皮蜡质含量的影响及叶片表皮蜡质含量与植株抗旱性的关系,采用裂区设计研究抗旱能力不同的4个大麦品种从植株挑旗期到成熟期的旗叶及旗叶鞘表皮蜡质含量的变化趋势,探讨大麦叶片的表皮蜡质含量与抗旱能力的关系及机理。结果表明,干旱胁迫下大麦叶片表皮蜡质含量增加,随着植株生长发育及干旱胁迫程度的增加,其变化趋势表现为先上升后下降。抗旱能力不同的大麦品种表皮蜡质含量变化趋势相似,然而,抗旱品种的叶片表皮蜡质含量的变化强度较弱抗旱性品种的大。干旱胁迫初期,抗旱品种表皮蜡质变化明显,推测叶片表皮蜡质含量迅速增加可能是植物响应外界不良环境自我调节的表现之一。