水分胁迫对黄芩植株生理生化指标的影响

通过研究水分胁迫下黄芩的部分生理生化特性,发现随着干旱胁迫的增强,叶片含水量、比叶重和叶绿素含量不断降低,表明黄芩叶片保水能力弱,在水分胁迫后持续失水;而渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖的含量不断升高,表明黄芩可以通过渗透物质的调节来阻止或缓解水分胁迫的伤害;在高水分含量和重度干旱胁迫下净光合速率是不断下降;根、茎和叶中的次生代谢物质黄芩苷的含量变化不一致,根中的黄芩苷的含量不断上升,茎和叶中的黄芩苷含量在前期的胁迫下不断升高,但当重度胁迫时则呈下降趋势。说明脯氡酸和可溶性糖与黄芩的抗旱性密切相关,适度干旱有利于其次生代谢物质的增加。     

Metabolic responses to combined water deficit and salt stress in maize primary roots

Soil water deficit and salt stress are major limiting factors of plant growth and agricultural productivity. The primary root is the first organ to perceive the stress signals for drought and salt stress. In this study, maize plant subjected to drought, salt and combined stresses displayed a significantly reduced primary root length relative to the control plants. GC-MS was used to determine changes in the metabolites of the primary root of maize in response to salt, drought and combined stresses. A total of 86 metabolites were measured, including 29 amino acids and amines, 21 organic acids, four fatty acids, six phosphoric acids, 10 sugars, 10 polyols, and six others. Among these, 53 metabolites with a significant change under different stresses were identified in the primary root, and the content of most metabolites showed down-accumulation. A total of four and 18 metabolites showed significant up-and down-accumulation to all three treatments, respectively. The levels of several compatible solutes, including sugars and polyols, were increased to help maintain the osmotic balance. The levels of metabolites involved in the TCA cycle, including citric acid, ketoglutaric acid, fumaric acid, and malic acid, were reduced in the primary root. The contents of metabolites in the shikimate pathway, such as quinic acid and shikimic acid, were significantly decreased. This study reveals the complex metabolic responses of the primary root to combined drought and salt stresses and extends our understanding of the mechanisms involved in root responses to abiotic tolerance in maize.     

3种滇牡丹根际木霉的促生功能及其对幼苗生长的影响

【目的】揭示3种滇牡丹根际木霉的促生功能,并探讨其对幼苗生长发育的影响,为根际木霉的资源利用及滇牡丹的品质提升提供依据。【方法】以滇牡丹根际真菌康宁木霉(Trichoderma koningii)、近渐绿木霉(T. paraviridescens)和哈茨木霉(T. harzianum)为研究对象,分别测定其产吲哚乙酸(IAA)、产铁载体能力及溶磷和解钾活性,探讨接种与未接种目标菌株对滇牡丹幼苗生长、生物量、叶绿素含量和抗性相关生理指标的影响,并采用隶属函数值法对植株品质进行综合评价。【结果】T. harzianum和T. koningii具有产IAA能力,其中T. harzianum能力较强;仅T. koningii有产铁载体能力,接种该菌后滇牡丹幼苗铁含量是其他处理的3~5倍;3种木霉均无溶磷活性,但接种T. paraviridescens的幼苗土壤和根系酸性磷酸酶活性显著高于其他处理(P<0.05,下同);仅T. harzianum有解钾活性,接菌后幼苗的土壤速效钾和植株全钾含量最高。接种T. paraviridescens幼苗的株高和叶片增量数值最高,分别为3.23 cm和3.70片,茎粗也最粗,同时叶绿素含量及叶片、根部的超氧化物歧化酶(SOD)活性、根部的过氧化氢酶(CAT)活性最高。接种T. koningii幼苗的叶片可溶性糖(SS)含量及接种T. harzianum幼苗的叶片可溶性蛋白(SP)含量显著高于其他处理,接种3种木霉的处理组根部SS和SP含量显著高于未接种处理。结合主成分分析和隶属函数值进行综合评分,幼苗质量由高到低依次为T. paraviridescens>T. harzianum>T. koningii>未接种。【结论】接种3种根际木霉对滇牡丹幼苗的营养吸收、光合作用及抗性诱导有积极的促进作用。其中,经T. paraviridescens处理的幼苗生长性状指标、叶绿素含量及抗氧化酶活性显著提高,为滇牡丹理想的促生菌。     

1株马铃薯内生Bt菌株的鉴定及其对干旱胁迫的缓解作用

【目的】探究马铃薯内生细菌Bt缓解宿主干旱胁迫的生理响应，为内生细菌缓解马铃薯干旱胁迫的机理及抗旱管理提供理论依据。【方法】对1株分离培养自马铃薯叶片的内生细菌Bt，利用形态学和分子测序方法进行种类鉴定，并测定该菌株在低水势下的生存能力及代谢产物活性；采用盆栽试验，利用PEG-6000进行模拟干旱胁迫处理，干旱处理分为正常浇水（CK: PEG-6000浓度为0）、中度干旱胁迫（D1: PEG-6000浓度为20%）和重度干旱胁迫（D2: PEG-6000浓度为25%），研究接种Bt内生菌株在干旱胁迫下对马铃薯的促生作用和生理响应，并对其进行抗旱性评价。【结果】分子鉴定结果表明，Bt为芽孢杆菌属（Bacillus）苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis），该菌株具在低水势下生存的能力、产IAA活性和ACC脱氨酶活性，干旱胁迫下接种Bt对马铃薯促生效果明显。与CK相比，马铃薯植株的根长有所增加但不显著（P>0.05，下同），株高和茎粗在D2处理下较CK分别增加16.7%和16.0%；在D1、D2处理下接种Bt后，植株叶片相对叶绿素含量（SPAD值）、气孔导度较CK分别提高11.1%、20.5%和11.2%、77.8%；在D2处理下，接种Bt的植株净光合速率较CK增加34.3%；在D1、D2处理下马铃薯植株内脯氨酸含量较CK分别增加24.8%和25.2%，在D1处理下接种Bt后马铃薯植株可溶性蛋白含量较CK增加33.0%，在D1、D2处理下，接种Bt后丙二醛（MDA）含量较CK显著降低37.1%和14.9%（P<0.05）；在干旱处理下接种Bt后，植株CAT活性较CK有所提高但不显著，过氧化物酶（POD）活性在D1处理下较CK提高26.4%，超氧化物歧化酶（SOD）活性在D1、D2处理较CK分别提高57.9%和35.1%。通过模糊数学隶属函数法对不同处理下马铃薯抗旱性进行综合评价，抗旱性强弱依次为D2-Bt、CK-Bt、D1-Bt、D2-W、CK-W和D1-W。【结论】马铃薯内生细菌Bt通过产生IAA和ACC脱氨酶来促进马铃薯生长发育，缓解马铃薯干旱胁迫。     

The Effects of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Reactive Oxyradical Scavenging System of Tomato Under Salt Tolerance

The effects of arbuscular mycorrhizal fungi （AMF）, Glomus mosseae, on oxygen radical scavenging system of tomato under salt stress were studied in potted culture experiments. The response of tomato （Lycopersieon eseulentum L.） cultivar Zhongza 9 seedlings with AMF inoculation and control to salt stress （0, 0.5 and 1.0% NaCl solution, respectively） was investigated. The results showed that the salt stress significantly reduced the dry matter content of roots, stems and leaves, and also the leaf area as compared with the control treatment. However, arbuscular mycorrhizal-inoculated （AM） significantly improved the dry matter and the leaf area in the salt-stressed plants. The effect of AMF on dry matter was more pronounced in aerial bromass than in root biomass which might be due to AM colonization. The activities of SOD, POD, ASA-POD, and CAT in leaves and roots of mycorrhizal and non-mycorrhizal treatment of tomato plants were increased and had different rules under different NaCl concentrations （solution of 0, 0.5 and 1% NaCl）, but all enzymes had a rise in the beginning of treatment under salt stress conditions. The AMF did not change the rule of tomato itself under salt stress, but AMF increased these enzyme activities in different levels. The AMF treatment significantly increased SOD, POD and ASA-POD activities in leaves and roots, whereas it had little effects on CAT in root. O2- production rate and MDA content in leaves increased continuously, which showed a positive line correlation with salt stress concentration. O2- production rate and MDA content in tomato plants significantly decreased by AM treatment compared with nonmycorrhizal treatment. In conclusion, AM could alleviate the growth limitations imposed by saline conditions, and thereby play a very important role in promoting plant growth under salt stress in tomato.     

黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫的生理调控作用

【目的】磷是植物生长发育的关键元素之一,缺磷会严重影响作物的产量和质量。黄腐酸作为一种天然有机物,在促进植物生长的同时还能提高植物的抗逆能力。开展黄腐酸对番茄幼苗适应低磷胁迫生理调控作用研究,明确黄腐酸对番茄适应低磷胁迫的生理调控机制,对黄腐酸缓解番茄“遗传学缺磷”的概念和机理做出合理解释。【方法】采用Hogland营养液水培方式,以番茄‘金棚1号’为供试品种,待番茄幼苗长到三叶一心时移到水培盆中缓苗7 d,外源添加不同浓度（0、0.04、0.08、0.12、0.16和0.20 g·L^-1）黄腐酸,研究其对低磷胁迫（10 μmol·L^-1）下番茄幼苗生长、根系发育、光合作用性能、磷素吸收和分配、有机酸积累和分泌等生理过程的影响。【结果】低磷胁迫下,随着黄腐酸施用量的增加,番茄幼苗的各项生理指标基本呈现先增后降趋势。当黄腐酸的施用浓度为0.08 g·L^-1时,显著提高根冠比;增加叶绿素含量,提高叶片光合作用性能;提高番茄不同组织中磷素积累、分配和转运;提高磷转运相关基因（PT1和PHO1）的表达,其中PT1能促进番茄幼苗根系向环境中吸收磷酸盐缓解低磷胁迫;PHO1能促进磷酸盐由根系向茎叶分配从而有效缓解地上部缺磷。黄腐酸能提高根系有机酸（草酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸和酒石酸）积累,降低根系中无氧呼吸产物乳酸和乙酸含量,促进质子泵基因（HA1）的表达,促进根系泌酸,这种生理代谢变化有利于将环境中难溶性的磷转变为可溶性的磷,并促进植物根系对磷素吸收;增强生长发育相关转录因子（GRAS1）表达,降低叶片花青素积累。【结论】通过低磷胁迫下添加一定浓度的黄腐酸可明显改善番茄幼苗地上部生长及根系发育,可在一定程度上缓解植物的缺磷症状。     

Effects of phosphate solubilization and phytohormone production of Trichoderma asperellum Q1 on promoting cucumber growth under salt stress

Salinity is one of the major abiotic stresses limiting crop growth and yield.This study investigated the underlying mechanisms of Trichoderma asperellum Q1 in promoting cucumber growth under salt stress, including the abilities of the strain to solubilize phosphate and to produce phytohormone.The results showed that T.asperellum Q1 could solubilize inorganic or organic phosphate and the activities of phosphatases and phytase could be detected in the culture supernatant.In hydroponic experiments, the growth of cucumber seedlings was increased in the hydroponic system treated by culture filtrate of strain Q1 with tricalcium phosphate or calcium phytate under salt stress.This strain also exhibited the ability to produce indole acetic acid(IAA), gibberellic acid(GA) and abscisic acid(ABA) in liquid medium without any inducers.The levels of those three phytohormones in cucumber seedling leaves also increased after inoculated with this strain, along with increased root growth and root activities of the plant.These results demonstrated the mechanisms of T.asperellum Q1 in alleviating the suppression effect of salt stress involving the change of phytohormone levels in cucumber plant and its ability of phosphate solubilization.     

干旱胁迫下外源物质对番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响

以番茄品种‘金棚一号’为试验材料,研究不同外源物质(10mmol/L CaCl2、5mmol/L GABA、0.5mmol/L Put、0.5mmol/L Spd)对干旱胁迫下番茄幼苗活性氧代谢及光合作用的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫处理抑制了番茄幼苗的生长,使幼苗光合系统Ⅱ(PSⅡ)能力降低,叶片可溶性蛋白质含量降低,游离氨基酸及可溶性糖含量升高,活性氧代谢的变化造成MDA积累;外源物质CaCl2、GABA、Put、Spd均可提高幼苗的株高、茎粗、干重和鲜重以及叶片中可溶性蛋白质、游离氨基酸、可溶性糖含量,通过提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了O2.-产生速率、H2O2和MDA含量,维持较高的叶绿素荧光参数Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、ETR,从而在一定程度上缓解干旱胁迫对幼苗的伤害。平均隶属函数分析表明,不同外源物质缓解干旱胁迫的途径不同,外源添加Put处理缓解干旱胁迫的作用主要体现在促进植物生长方面,GABA处理则主要体现在减缓干旱胁迫对叶片光系统Ⅱ和活性氧代谢的伤害,Ca2+处理在增加渗透调节物质含量方面更为明显。     

丛枝菌根真菌对西南岩溶地区干旱及干湿交替下金银花根系生长的影响

近年来我国西南岩溶地区干旱频发、干湿交替现象严重,植被生存环境恶劣,植被恢复困难,石漠化程度呈加剧之势。丛枝菌根真菌能与植物根系形成互惠共生关系,对植物生长发育及抗逆性有积极影响。研究表明,丛枝菌根真菌能够提高植物的抗旱性。然而,丛枝菌根真菌是否能够提高宿主植物对干湿交替等多变环境的耐受性,目前并没有见到相关报道。以西南岩溶地区适生植物金银花为研究对象,利用盆栽控制实验,采用3因素(接种、水分处理、干旱时间处理)随机区组设计,研究了接种丛枝菌根--摩西管柄囊霉对不同干旱及干湿交替条件下金银花根系形态参数及根系生物量的影响。结果表明:短时间的干旱促进了未接种真菌的金银花根系长度、根系表面积和根系体积等形态参数,根系生物量增加,且复水对植物有一定补偿作用;但长期干旱后植株根长、根表面积和根体积等所有根系形态参数均降低,根系生物量显著下降,即长期干旱对金银花的根系生长产生了严重的抑制作用,且复水补偿作用因干旱的严重抑制作用而丧失。短时间干旱降低了接种植株的根长、根表面积和根体积等根系生长参数,根系生物量不变;复水后接种植株仍然具有补偿生长作用,其原因可能与菌根泡囊结构有关。随着干旱处理时间的延长,接种植物的根系也受到伤害,复水补偿能力丧失。可见,菌根真菌促进了喀斯特干旱和干湿交替条件下金银花的根系生长,且在干旱条件下促进作用更加显著,但与干旱时间和干旱强度并没有交互作用。      

土壤缓慢水分胁迫下柽柳植物内源激素的变化

多花柽柳（Tamarix.hohenackeri Bge)、长穗柽柳(T.elongata Ledeb)在土壤缓慢水分胁迫条件下,在干旱处理前期,水分胁迫程度较轻时,脱落酸（ABA）含量增加不多,至干旱处理后期水分胁迫程度较严重,ABA含量急剧增加。两种柽柳的吲哚乙酸（IAA）的含量与对照相比均明显增加,赤霉素（GA）含量均增加。     

持续干旱下杜鹃花类菌根真菌对桃叶杜鹃内源激素的影响

以桃叶杜鹃为材料,采用播种法接种2株杜鹃花类菌根(ericoid mycorrhizas,ERM)菌株培育桃叶杜鹃菌根苗,研究在持续干旱下ERM菌株对桃叶杜鹃内源激素生长素(indole-3-acetic acid,IAA)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素(Gibberellin A3,GA3)和玉米素核苷(trans-Zeatin-riboside,ZR)的影响.结果表明:接种ERM菌株显著增加了桃叶杜鹃在正常水分及持续干旱条件下IAA,ABA,GA3,ZR的质量比.持续干旱下,桃叶杜鹃IAA和GA3的质量比呈升高降低变化,接种ERM菌株桃叶杜鹃IAA和GA3的质量比呈升高变化在重度胁迫时达到最大值;ABA的质量比呈升高变化,当田间持水量低于30%时接种ERM菌株桃叶杜鹃ABA的质量比急剧上升并维持在较高水平;ZR的质量比变化不一,对照组和TY29根系ZR的质量比呈降低升高变化,TY35根系ZR的质量比呈降低变化.持续干旱下,桃叶杜鹃IAA/ABA,ZR/ABA,(IAA+ZR+GA3)/ABA比值呈下降变化,其中ZR/ABA比值急剧下降,接菌处理显著低于对照组.试验表明:ERM菌株能有效增加桃叶杜鹃内源激素IAA,ABA,GA3和ZR的质量比,增加干旱胁迫下的内源激素调节及协作能力,增强桃叶杜鹃的抗旱能力.     

两种磷素水平下小麦苗期对干旱胁迫的离子组和代谢组响应

[目的]探讨两种磷素供应下小麦植株对干旱胁迫的适应性机制及复水后的反应,为揭示小麦水磷互作机制及培育抗逆、磷高效的小麦品种提供理论基础.[方法]本研究采用新疆冬小麦主栽品种新冬23号为参试材料,采用离子组和代谢组学分析方法,研究了低磷(0.05 mmol·L-1,LP)和常规磷(1.0 mmol·L-1,CP)水平培养...     

3种外源植物生长调节剂对干旱胁迫下烟草生理的影响

以K326品种烤烟为试验材料,采用盆栽试验研究干旱胁迫下烤烟生长与生理状况,以及喷施水杨酸、甜菜碱和氯化胆碱对烤烟抗氧化代谢影响。结果表明,干旱胁迫抑制烤烟正常生长,烟株矮小,有效叶片数目少,茎干瘦弱,叶长变短及叶宽变窄。喷施植物生长调节剂可以缓解干旱胁迫症状,喷施氯化胆碱能有效增加株高、最大叶长、有效叶片数,提高烟株干重、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶酶(SOD)活性;喷施甜菜碱对过氧化氢酶(CAT)活性有较好调节效应;喷施水杨酸能显著提高过氧化物酶(POD)活性,提高烤烟茎围和最大叶宽。综上所述,植物生长调节剂能提高烟株耐旱性,增强烟株对干旱环境适应性,其中以喷施氯化胆碱效果最佳。     

植物干旱胁迫响应机制研究进展

干旱是限制植物生长的重要因素,会诱导植物产生渗透失衡、膜系统损伤、呼吸与光合速率降低等不良反应,不仅妨碍植物各阶段的生长代谢,还影响农作物的高质高产。在与外部环境的互作过程中,植物会产生干旱响应,如通过根系和叶片结构、代谢物质成分的改变以及抗旱基因的表达来抵御干旱胁迫。从表型水平、生理水平和分子水平阐述了植物干旱胁迫响应的研究进展。其中,植物表型水平的干旱胁迫响应主要体现在根系和叶片的结构改变,而植物生理水平的干旱胁迫响应主要体现在光合作用、渗透调节代谢、抗氧化代谢和激素物质等方面,详细阐述了植物干旱胁迫响应的分子机制及参与其中的调节基因和功能基因,对研究中存在的问题进行了讨论,展望了植物干旱胁迫响应的研究前景。     

转正义基因番茄类囊体膜脂不饱和度对抗旱性的影响

为探讨番茄类囊体膜脂脂肪酸的组成与其抗旱性的关系,以野生型(WT)和转正义LeFAD7基因株系T(+)-12为试材,测定了番茄叶片类囊体膜脂脂肪酸组成,干旱胁迫后的光合参数、叶绿素荧光参数、活性氧清除酶活性和脯氨酸含量的变化。结果表明,转正义基因番茄植株类囊体膜脂中亚麻酸(18∶3)含量升高,亚油酸(18∶2)含量下降,导致膜脂脂肪酸不饱和度升高。与WT相比,干旱胁迫下转正义基因番茄植株的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和光合速率(Pn)下降程度较小,并能维持较高的抗氧化酶活性和脯氨酸含量。类囊体膜脂不饱和度的增加提高了番茄的耐旱性。     

半根及半根交替水分胁迫对苹果幼苗光合作用的影响

 【目的】模拟研究定位灌溉及分根区交替灌溉的‘嘎拉’苹果幼苗光合反应，探讨不同水分条件下叶片光合效率的气孔与非气孔限制作用。【方法】采用18% PEG 6000（w/v）模拟水分胁迫，研究了半根（HRS，模拟定位灌溉）、半根交替（AHRS，模拟分根区交替灌溉）及全根水分胁迫（WRS）下苹果光合参数、光合色素、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）含量的变化，及叶绿素荧光反应特点。【结果】水分胁迫条件下叶片光合速率、气孔导度与细胞间隙CO2浓度显著降低，叶温显著升高。HRS叶片MDA含量和SOD活性及叶绿素荧光反应与对照不存在显著差异；AHRS从交替后第2天起，叶片MDA含量显著高于对照，而Fv/Fo与Fv/Fm则显著低于对照；WRS在胁迫第5或6天后，叶绿素与类胡萝卜素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、SOD酶活性显著降低，而MDA含量则显著增加。【结论】不同水分胁迫处理光合速率下降的原因存在差异：HRS主要由气孔限制所引起；AHRS既存在气孔限制，也存在非气孔因素限制；而WRS前期由气孔限制引起，随着胁迫时间延长，非气孔限制起着重要作用。     

硅提高植物耐旱性研究进展

硅对植物的生长发育及耐旱性有着重要作用,干旱胁迫会引起植物失水,抑制植物光合作用和正 常生长发育、进而降低作物产量,严重威胁粮食安全。虽然硅一直不被认为是植物必需元素,但有许多研究证明, 植物吸收硅后能够缓解各种逆境胁迫。系统总结了硅对干旱胁迫下植物生长发育、光合作用、渗透调节、抗氧 化调节等方面的国内外研究现状。研究表明,外源硅能够促进相关渗透调节物质的合成,缓解干旱引起的渗透 胁迫,还能提高相关抗氧化酶活性和抗氧化物质含量抵御氧化胁迫,从而提高植物耐旱性。但有关硅调控植物 耐旱性,目前在生理层面研究较多,有关硅是通过何种途径调控干旱胁迫下植物渗透物质合成以及各种抗氧化 酶活性的分子机理还不清楚,这方面可作为重点进一步研究。