藜麦根系形态特征及生理特性对干旱胁迫的响应研究

本试验采用水培法研究两个藜麦品种(晋藜1号和晋藜2号)幼苗根系对干旱胁迫的响应机制,通过PEG-6000模拟干旱胁迫设定不同浓度(5%、10%)和不同处理时间(3d、6d、9d)对藜麦幼苗根系形态指标及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)含量进行测定,旨在为藜麦的抗逆性机制研究及开发利用提供一定的理论依据。结果表明,与对照相比,晋藜1号在同一胁迫浓度下,随着胁迫时间的延长,根长、根平均直径、根体积、根表面积、根投影面积、根尖数和SOD活性、POD活性均呈增长趋势;同一胁迫时间下,5%和10%浓度下根系形态各指标值均显著高于对照,5%胁迫下达到最高值,SOD活性、POD活性则随着胁迫浓度的增大而增大,MDA含量则在5%下达到最低。晋藜2号在同一胁迫浓度下,根系各项形态指标会随着胁迫时间的延长而呈现增长趋势,SOD活性和POD活性在5%浓度下呈现逐渐增长趋势,但在10%浓度下则呈现先增后降趋势,MDA含量呈现逐渐升高趋势;同一胁迫时间下,与对照相比,5%浓度下根系形态各指标值均显著高于对照,10%浓度下根平均直径和根尖数高于对照,但其他指标均低于对照,SOD活性和POD活性则随着胁迫浓度的增大呈现先增后降趋势,MDA含量则在5%下达到最低。可见,晋藜1号和2号根系通过形态和生理指标变化均能抵御一定的干旱胁迫,但晋藜1号较晋藜2号更抗旱。     

海水胁迫下二月兰种子萌发及幼苗生理特性研究

本试验以二月兰种子为材料,用不同体积分数的海水(0、10%、20%、30%和40%)进行胁迫处理,研究不同处理下种子萌发及幼苗的生长情况。结果表明,随着海水浓度的增加,二月兰种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗根长均呈逐渐降低趋势,而幼苗株高则是先升高后降低,并在10%体积分数的海水胁迫下达到最高值;随胁迫时间的延长,二月兰幼苗叶片SOD、POD和CAT活性在不同盐浓度下和相同盐浓度下分别表现为先增加后降低和逐渐降低两种趋势,SOD、POD活性分别在30%和10%海水浓度下处理4 d时最高,CAT活性则以20%海水浓度处理2 d时最高;同一胁迫时间下,除10%海水浓度胁迫6 d外,其它处理MDA含量均随胁迫时间的延长而升高,均在40%海水浓度下达到最大值。     

根土空间与种植密度互作对藜麦根系分布及产量的影响

根系空间分布影响作物地下部和地上部生长发育能力,合理的根系空间配置及种植密度能有效提高藜麦产量,为藜麦合理高效的生态调控措施提供科学依据。以藜麦品种陇藜1号为试验材料,采用根管土柱(用直径20 cm的PVC管裁成高60 cm的H1和高40 cm的H2)栽培法,设置4个种植密度(D2,2株/管;D3,3株/管;D4,4株/管;D5,5株/管),共8个处理,分别于藜麦灌浆期测定根系分布构型、生物量及生理指标等,并于成熟期测定产量及其构成因素。结果表明,无论种植密度如何,较大的根土空间均能显著促进藜麦生长,与H2处理相比,H1处理的根长、根系干物质量、根系活力、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等指标分别平均增加63.86%、50.42%、9.83%、13.24%和6.34%;相同根土空间条件下,随着种植密度的增加,对藜麦生长发育的抑制作用加大,表现为随密度的增加,以上各指标下降幅度加大,而根冠比、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈相反趋势;产量则随着种植密度的递增表现为先上升后下降的趋势,根土空间H1条件下,在种植密度为D4时达到最大值,而H2条件下在D3处理时达到最大值,...     

伊犁河谷不同藜麦品种对盐胁迫的生理响应及耐盐评价

为了研究伊犁河谷不同藜麦品种对盐胁迫的生理响应、评价藜麦品种耐盐性,以NXSG56、NXSG85、HP9、GY3、QA13-9共5个藜麦品种为材料,分别用50、100、150、200、250、300、350、400 mmol·L^-1 NaCl溶液处理种子及幼苗,研究不同NaCl浓度对种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响。结果表明,随NaCl浓度升高,藜麦种子发芽率、发芽势及幼苗地下部分干鲜重、叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶活性、胁迫初期叶片可溶性糖含量均呈先上升后下降趋势;幼苗叶片相对电导率、脯氨酸、丙二醛、Na⁺及后期叶片可溶性糖含量持续上升;地上部分干鲜重、纤维素及K⁺含量持续下降。说明各藜麦品种幼苗在受到NaCl胁迫时会通过提高渗透物质含量、增加根系吸收面积、增强超氧化物歧化酶活性等自我保护机制对抗盐胁迫。以上结果表明,NXSG85、NXSG56较其他品种耐盐,QA13-9对NaCl胁迫较敏感。     

褪黑素浸种对混合盐碱胁迫下藜麦生长及生理的影响

为探究外源褪黑素(MT)调控混合盐碱胁迫下藜麦生长的生理机制，寻求藜麦生产过程中利用褪黑素来强化藜麦耐盐碱性的有效措施，以藜麦品种陇藜3号(盐碱敏感)和陇藜4号(耐盐碱)为试验材料，研究不同浓度(75、150、300μmol/L)MT浸种对混合盐碱胁迫下藜麦生长发育和生理过程的影响。结果表明，混合盐碱胁迫显著抑制了藜麦形态生长、使得叶绿素含量下降、根系活力和抗氧化酶活性降低，除75μmol/L MT处理中部分指标差异不显著以外，其他各浓度MT浸种均可显著促进混合盐碱胁迫下2个品种藜麦地上部及根系形态发育、生物量积累、缓解叶绿素降解、提高根系活力和抗氧化酶活性，在300μmol/L MT浸种处理下，陇藜3号的根系活力、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性达到最大值，较MT0分别增加了60.14%、18.72%、54.15%、48.27%;在150μmol/L MT浸种处理下陇藜4号上述各指标达到峰值，相较于MT0分别增加了32.79%、12.36%、50.34%和38.94%。本研究表明，不同浓度的褪黑素浸种能在一定程度上缓解混合盐碱胁迫对藜麦造成的伤害，其...     

不同浓度磷胁迫对大豆幼苗生长及根系DNA甲基化水平的影响

为明确不同浓度磷胁迫对大豆幼苗生长及基因组DNA甲基化水平的影响，采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析大豆材料‘CP016’的幼苗在不同浓度磷胁迫下根系DNA甲基化水平和相关基因的表达量变化。结果表明:1)随着磷浓度的逐渐增加，大豆幼苗的株高、鲜重、根长和根表面积呈先升高后降低的趋势，无磷和高磷胁迫(1 000 μmol/L)均显著抑制大豆的生长，低磷胁迫(100 μmol/L)促进地上部生长，极低磷胁迫(10 μmol/L)促进根系生长；2)随着磷浓度的逐渐增加，大豆幼苗根系中的POD和CAT活性呈先降低后升高的趋势，SOD活性、淀粉和蔗糖含量呈先升高后降低的趋势；3)MSAP分析表明，随着磷浓度的增加，大豆幼苗根系DNA甲基化率和全甲基化率逐渐升高。具体来说，在无磷、正常供磷和高磷处理下，大豆幼苗根系的DNA甲基化率分别为43.04%、48.52%和51.05%；4)qRT-PCR分析结果表明，无磷胁迫下，调控大豆幼苗根系POD活性和淀粉合成相关基因以及甲基化酶基因DRM2的表达量显著升高；调控SOD活性和蔗糖合成相关基因以及去甲基化酶基因ROS1的表达量显著降低。本研究表明，无磷和高磷胁迫显著抑制大豆的生长，并使其抗氧化酶系统紊乱，淀粉和蔗糖含量降低，但适度的低磷胁迫可以促进大豆幼苗的生长。无磷和高磷胁迫分别降低和提高大豆幼苗根系的DNA甲基化水平。     

混合盐碱胁迫对藜麦苗期植株及根系生长特征的影响

通过研究藜麦苗期植株及根系对混合盐碱胁迫的响应,探讨藜麦对混合盐碱胁迫的适应特点,以期为在盐碱地种植藜麦提供理论根据。以采自山西静乐县的藜麦为试验材料,用沙培的方式进行培育,将2种中性盐NaCl和Na_2SO_4及2种碱性盐NaHCO_3和Na_2CO_3按照1∶4∶4∶1的比例混合,浓度梯度设定为0 (CK)、100、150、200、250、300 mmol/L共6个混合盐碱处理。结果表明,随着混合盐碱浓度的增大,茎、叶及总生物量呈现下降的趋势,而根生物量则表现为先增后降;由根、茎和叶生物量分配可以看出,随着浓度的增大,叶生物量比率呈现先降后增的趋势,而根生物量比率则是先增后降,茎生物量比率变化不明显;混合盐碱胁迫抑制了藜麦株高的生长,当浓度达到200 mmol/L时与对照相比显著降低;根冠比与对照相比均有不同程度的增加,并且100、150 mmol/L时增加显著;藜麦的地上部和根部的盐敏感指数和耐性指数随混合盐碱浓度的增加而明显下降;根表面积、根体积、根长和根尖数都呈现下降的趋势,而根直径变化不明显;根系活力随着盐碱浓度的增加而增加,并且当浓度达到250 mmol/L时,与对照相比达到显著水平。     

硝酸镧浸种对藜麦种子萌发及盐胁迫下幼苗生长的影响

【目的】盐碱地的形成,不仅造成了资源浪费,也严重制约着农业生产。藜麦具有耐盐的特性,能够缓解部分盐胁迫。中国是稀土含量最多的国家,有研究表明,稀土元素镧可能对盐分胁迫有缓解作用。本试验通过硝酸镧浸种后对藜麦幼苗进行盐胁迫处理,探讨该浸种方法对藜麦种子萌发以及盐胁迫下幼苗生长的影响,为缓解盐害、提高藜麦抗盐性研究提理论依据。【方法】本研究以藜麦为研究材料,采用温室盆栽法,研究不同硝酸镧浓度浸种(25、50和100 mg·L~(-1))对藜麦种子萌发及不同浓度盐胁迫下(100、200和300 mmol·L~(-1) NaCl溶液)对幼苗生长的影响。【结果】(1)50 mg·L~(-1) La(NO_3)_3浸种时,藜麦种子的萌发效果最好,发芽率、发芽势和发芽指数均达到最高,并与其他浓度处理具有显著差异;(2)相同La(NO_3)_3浓度浸种时,300 mmol·L~(-1)NaCl以内藜麦幼苗的株高、根长随着盐胁迫浓度的增加逐渐降低,POD、SOD、MDA、可溶性糖、脯氨酸都随着盐胁迫浓度的增加而升高;(3)在相同浓度盐胁迫下,藜麦幼苗的株高、根长,POD、SOD、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸均随硝酸镧浸种浓度的增加呈先升后降的变化趋势,MDA随浸种浓度的增加呈先降后升的变化趋势;(4)藜麦在300mmol·L~(-1)NaCl范围下均能生长,在300 mmol·L~(-1) NaCl时,幼苗各项指标基本最好,其中50 mg·L~(-1)硝酸镧浸种处理下各项生长指标均达到最佳。【结论】低浓度50 mg·L~(-1)硝酸镧能够促进藜麦种子的萌发以及盐胁迫下藜麦幼苗地上部分生长,加强藜麦幼苗的抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量,对盐胁迫起到缓解作用;高浓度则抑制生长。本文结果表明硝酸镧浸种可提高藜麦对盐分胁迫的抗性。     

外源水杨酸对镉胁迫下藜麦幼苗生长生理的缓解效应

研究外源水杨酸(SA)对镉胁迫下藜麦幼苗生长发育的影响,为降低藜麦生产中重金属胁迫提供理论依据。以藜麦“Tomico Quinoa”为供试品种,通过施加不同浓度(50、100、150μmol/L)外源水杨酸处理,探究200μmol/L镉胁迫下外源水杨酸对藜麦幼苗生长指标和生理指标的影响。结果表明,200μmol/L镉胁迫处理显著降低了藜麦生长指标,并影响藜麦生理指标。镉胁迫使藜麦幼苗的生物量下降,可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量明显降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低,而丙二醛(MDA)含量显著增加。施加不同浓度的外源水杨酸处理使藜麦幼苗的株高、鲜质量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量较镉胁迫下的CK2显著增加,并促进了光合作用。在100μmol/L浓度的水杨酸处理下,幼苗的株高、鲜质量与无镉胁迫处理的CK1相比无显著差别,而脯氨酸含量在第3、第6天较CK2提高20.25%、18.60%。可溶性糖含量在100μmol/L水杨酸处理下含量达到最高,显著高于CK1、CK2。施加外源水杨酸使藜麦幼苗的SOD活性和过氧化物酶(POD)活性较CK2显著上升。外源水杨酸处理显著降低了藜麦幼苗MD...     

NaCl胁迫对西伯利亚白刺根系生长及K+/Na+平衡的影响

【目的】探讨西伯利亚白刺根系生长特征及根系中K~+/Na~+平衡与NaCl胁迫的关系。【方法】以西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究0(对照),100,200,300,400 mmol/L NaCl处理对其植株生物量积累、分配,根系形态特征及根系中K~+、Na~+、Cl~-积累情况的影响。【结果】随着NaCl浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根、茎、叶、冠层生物量和根冠比均呈先升高后下降的趋势,其中最大值均出现在200 mmol/L NaCl处理下,而400 mmol/L NaCl处理明显降低了西伯利亚白刺幼苗根、茎、叶、冠层生物量。随着NaCl浓度的升高,西伯利亚白刺幼苗根长、平均直径、表面积及根尖数均呈先升高后下降的趋势,其中最大值均出现在200 mmol/L NaCl处理下,300 mmol/L NaCl处理下西伯利亚白刺根系平均直径和表面积较对照略有增加,但差异不显著,而400 mmol/L NaCl处理下根系生长受到显著抑制。不同浓度NaCl处理下,西伯利亚白刺幼苗根系对Na~+、Cl~-和K~+的吸收增加,但K~+/Na~+随着NaCl浓度的升高逐渐降低。【结论】低浓度(≤200 mmol/L) NaCl处理下,西伯利亚白刺可以通过增加根系生物量、总长度、表面积、根尖数促进根系生长,并通过增加根系离子含量提高根系渗透势差来适应盐胁迫;高盐(400 mmol/L NaCl)处理下则通过提高根系对K~+的选择性吸收来降低根系中K~+/Na~+,从而降低单盐毒害作用,提高其耐盐性。