食用向日葵杂交种根系形态和生物量对苗期干旱的响应

研究干旱胁迫对向日葵根系形态和生物量的影响,对向日葵抗旱育种和节水栽培具有重要意义。试验采用水培PEG模拟干旱胁迫的方式,对17份食用向日葵杂交种苗期的根系形态和生物量进行了比较分析。结果表明:苗期干旱胁迫下,食葵杂交种总根长和根尖数呈现增加趋势,根表面积、根体积和根平均直径呈现降低趋势。根干重和根冠比相对增加,而地上部干重和整株生物量的积累受到抑制。     

大麦近等基因系苗期根系形态及叶片渗透调节物质对PEG胁迫的响应

【目的】研究大麦半矮秆基因uzu与抗旱性的关系,为大麦抗旱优质育种提供理论依据。【方法】以两套大麦株高近等基因系(3T、3D和15T、15D)为试验材料,采用营养液水培方式,以不同浓度的PEG6000模拟干旱胁迫,研究不同胁迫程度:对照(0)、轻度(5%)、中度(15%)和重度胁迫(25%)对大麦株高近等基因系幼苗株高、根冠比、根系形态及叶片渗透调节物质的影响。在幼苗长至四叶一心时取样,直尺测定株高;采用烘干称重法获得根系生物量和地上部生物量,二者比值乘以100%得到根冠比;利用根系扫描仪对样根进行扫描测量,并用Win RHIZO软件进行单株总根长、根表面积和根体积的分析;可溶性糖含量用硫酸-蒽酮比色法测定;可溶性蛋白含量用考马斯亮蓝G-250染色法测定;脯氨酸含量用酸性茚三酮显色法测定。【结果】随着PEG6000浓度的增加,大麦幼苗生长受到明显抑制,株高逐渐降低,而根冠比则呈相反的变化趋势。就根系形态而言,随胁迫程度的增加,两套近等基因系表现出不同的变化趋势,在轻度和中度胁迫下3D和15T的变化幅度分别小于3T和15D,在重度胁迫下则表现相反。可溶性糖含量随胁迫浓度的增加呈先升高后降低再升高的变化趋势,而可溶性蛋白含量变化趋势与可溶性糖含量相反;在轻度和中度胁迫下3D和15D的变化幅度分别小于3T和15T,在重度胁迫下也表现相反。但脯氨酸含量随胁迫浓度升高呈现上升趋势,且在不同胁迫浓度下均表现为3D和15D变化幅度较小。相关分析表明:不同胁迫处理下,除可溶性蛋白含量外,株高与其他性状均存在显著相关关系;根冠比与根系形态以及根系形态之间也存在显著相关关系。同时,具有较高可溶性糖含量的品系其脯氨酸含量也较高,而可溶性蛋白含量则较低。此外,根系形态与叶片渗透调节物质之间亦存在一定的相关性,即总根长和根表面积均与可溶性糖含量和脯氨酸含量呈现显著负相关关系。【结论】在根系形态及叶片渗透调节方面,大麦株高近等基因系对苗期不同干旱胁迫的响应存在差异并相互影响。在轻度和中度胁迫程度下,近等基因系3T和3D中半矮秆基因的存在有利于抵御干旱胁迫。     

小粒咖啡幼苗对干旱胁迫的响应

研究了小粒咖啡幼苗在干旱胁迫过程中相关形态、生理及生化指标的动态变化。结果表明,干旱胁迫过程中小粒咖啡幼苗的根系体积、根冠比增加,电解质渗漏率、MDA含量不断上升,可溶性糖与脯氨酸含量、CAT与POD活性不同程度地上升。干旱胁迫对小粒咖啡幼苗产生伤害,伤害程度随胁迫时间的延长而增加;干旱下幼苗生物量分配发生改变,地下生物量增加;有机渗透调节物质与抗氧化系统对干旱胁迫作出强烈响应。     

干旱胁迫对不同种源云南松幼苗生物量与根系形态的影响

通过盆栽控水，采用双因素随机区组设计研究了9个不同地理种源云南松幼苗生物量分配和根系形态对干旱胁迫的响应，比较了干旱胁迫下幼苗生物量及其分配以及根系形态在种源间的差异，并通过隶属函数法对不同种源幼苗干旱适应性进行了初步评价。结果表明:1）干旱胁迫下，各种源云南松幼苗地径下降明显，苗高未发生显著变化，各器官生物量和总生物量多呈下降趋势，干旱胁迫并没有导致幼苗根生物量分配比和根冠比的增加，但根系长、比根长、根表面积和比根面积在干旱胁迫下增加显著。2）不同种源云南松幼苗地径、苗高、生物量及其分配比和根系形态在干旱处理下均存在显著差异，其中地径和苗高分别以西昌和双柏种源最大，各器官生物量和总生物量以双柏、西昌和册亨种源较高，察隅种源各器官和总生物量较低，但该种源具有最大的根生物量分配比和根冠比；会泽种源根长、根表面积、比根长和比根面积均最大。研究发现，在土壤水分限制条件下，云南松幼苗以根系形态变化代替根系生物量增加的策略来适应干旱，各种源云南松幼苗生长对干旱胁迫响应的差异可能是由种源地理气候因子长期影响所形成的不同适应性策略所导致。经平均隶属函数值法初步评价了不同种源云南松幼苗对干旱适应性的强弱，结果显示，西藏察隅、云南会泽和四川西昌种源对土壤干旱的适应性较强，云南双柏、贵州册亨、云南云龙种源居中，而云南新平、永仁和禄丰种源适应性较弱。     

干旱胁迫对石灰花楸幼苗生长和生理指标的影响

采用盆栽控水设置4种干旱胁迫梯度,研究干旱胁迫对1年生石灰花楸幼苗生长和生理的影响。结果表明,随干旱胁迫的加剧,幼苗变矮,地径变细,叶面积减小,主根变长,侧根数增加;干旱降低了幼苗生物量积累,生物量分配方式向有利于根系水分吸收的方向转变,茎叶生物量比降低,根生物量比增加,根冠比变大;随着干旱胁迫持续时间延长:石灰花楸幼苗的叶片相对含水量在对照和轻度胁迫下保持基本稳定,在中度和重度胁迫下则持续降低;干旱胁迫下可溶性糖和丙二醛含量增加。     

干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响

以抗旱性不同的23个玉米品种为试材,用20％PEG溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究了干旱胁迫下苗期根系生理生化特性的变化及其与品种抗旱性的关系。结果表明：苗期干旱导致根冠比和根系活力呈升高趋势,耐旱性品种升高幅度最大。苗期干旱,根系超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,且耐旱性品种升高幅度大于中等耐旱和不耐旱品种;根系中MDA含量均增加,且耐旱玉米品种丙二醛（MDA）含量增量最小。本研究认为耐旱型玉米品种苗期根系在干旱胁迫下优势的内在机制是根系活力和清除活性氧的能力较强。     

水氮耦合对棉花幼苗根冠生长和水分利用效率的影响

为明确节水灌溉条件下配施氮肥提高水分利用效率(WUE)的可行性,采用分根交替灌溉(APRI)和常规供水(NI)的方式分别培养棉花幼苗,同时配施不同水平氮素(高氮200 kg/hm~2、中氮120 kg/hm~2、低氮80 kg/hm~2),研究了干旱胁迫后棉花幼苗生长、光合作用、根系形态、根冠生物量、瞬时和生物量水分利用效率(WUEi和WUEb)等的变化。结果表明:干旱胁迫显著降低了棉花幼苗的株高、叶面积、光合作用参数[净光合作用速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)]、蒸腾耗水量和根冠生物量,但显著增加了棉花幼苗的根冠比、根系长度(总根长和直径2 mm的细根长度)和根系表面积;同时干旱处理也显著增大了WUEi和WUEb。与正常施氮(中氮处理)相比,增施氮肥促进了棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、蒸腾耗水量以及根冠生物量、总根长、根系表面积等的增大,显著降低了WUEi但未改变NI处理的WUEb;减施氮肥则加大了干旱对棉花幼苗生长、光合作用能力和根冠生物量积累的抑制程度,但在干旱条件下提高了WUEi和WUEb。与NI处理相比,APRI处理的棉花幼苗株高、茎粗、叶面积、Pn、Tr、Gs、根冠生物量、总根长和根系表面积增加,蒸腾耗水量减少,WUEi和WUEb增加。综上,APRI配施氮肥处理可以减轻干旱对棉花幼苗生长和根系形态的抑制程度,并提高WUE;虽然在干旱条件下APRI配施低氮处理具有最大的WUE,但APRI配施高氮处理棉花幼苗的根冠生长最好。     

高渗液浸种对橡胶树种子活力和幼苗生长的影响

在橡胶树种子催芽过程中,用NaCl、甘露醇、聚乙二醇(PEG6000)溶液模拟水分胁迫进行浸种处理,研究高渗液胁迫对种子活力指数、幼苗株高、茎粗和根冠比的影响,并比较室温(26～27℃)、低温(5℃)、高温(45℃)条件下幼苗的胁迫伤害表现。结果表明:高渗胁迫降低了种子活力、抑制了幼苗地上部分的生长(株高和茎粗),但对幼苗生物量和根冠比的影响因高渗液种类及浓度而异,主要表现在PEG以及浓度为0.15、0.20mol/L甘露醇浸种提高了根冠比,而NaCl降低根冠比;高温条件下,幼苗受害比低温、室温更快更大,表现在根系细胞膜质透性的急剧增加和蒽酮反应现象的出现,但不同高渗液种类间存在差异。甘露醇、PEG浸种处理幼苗根系细胞膜质透性急剧增加,并在胁迫6h时出现蒽酮反应现象,NaCl浸种处理幼苗根系细胞膜质透性的增幅较小,且在胁迫6h时无蒽酮反应现象,可能与其根部累积盐离子有关。     

盐胁迫和温度对桑树种子萌发及幼苗生长的影响

以16年生桑树种子为试验材料,研究了不同NaCl浓度和温度对种子萌发、幼苗生长及根系生长的影响。结果表明:随盐浓度增加,发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗干质量、根干质量和根冠比、根长和根表面积降低,平均发芽时间和根平均直径增加。随温度的上升,发芽率和发芽指数逐渐升高,平均发芽时间变小,但幼苗生物量、根系生物量、根冠比、根长和根表面积都是先增加再降低,30℃时最大。NaCl浓度和温度在平均发芽时间、根系生物量和根冠比上有着显著的交互作用,适度的高温缓解了桑树种子萌发时的盐胁迫程度。幼苗生物量与根系生物量、根冠比、根长和根表面积成极显著正相关,根系生长是反应幼苗受胁迫的敏感指标。     

干旱胁迫对水稻形态及光合特性的影响

[目的]研究干旱胁迫对水稻形态及光合特性的影响。[方法]以水稻品种IR64和Azucena为试验材料,用15%PEG6000模拟干旱,胁迫7 d后,测定水稻植株的形态和生理指标。[结果]干旱胁迫下,水稻幼苗根长增加,株高降低 根冠比增大 不定根生长受抑制,主根上侧根数增多 IR64具有更高的生物量积累,保持了相对较高的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。[结论]IR64比Azucena具有更好的抗旱性。     

一氧化氮参与水杨酸对玉米幼苗根系抗旱性的调控

采用10%聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究内源一氧化氮(NO)在水杨酸调控新单29幼苗根系抗旱性中的作用。结果表明:与对照相比,干旱胁迫显著提高了玉米幼苗根系NO、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量及根冠比,显著降低了地上生物量;与单独干旱胁迫处理相比,水杨酸显著提高了玉米幼苗根系NO、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量及根系生物量、根冠比,显著降低了MDA、H_2O_2含量;NO清除剂则可以显著降低干旱和水杨酸诱导的NO的产生与脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量,同时显著降低地上生物量、根系生物量及根冠比,并使MDA、H_2O_2含量显著升高,从而逆转干旱和水杨酸的上述效应。由上述结果可知,NO参与水杨酸对玉米幼苗根系抗旱性的调控。     

干旱胁迫对桃叶杜鹃菌根苗生长的影响

通过设置4个水分胁迫处理和3个接种处理,测定菌根苗木的根系形态、苗高、生物量、根冠比等指标,分析在干旱胁迫下不同菌根真菌对桃叶杜鹃生长效应的影响。结果表明:在正常水分条件下,接种ERM菌株显著提高了幼苗的苗高、叶面积,增加了幼苗地上部分与地下部分的生物量积累,促进了桃叶杜鹃幼苗的生长。在轻度水分胁迫下,桃叶杜鹃各处理苗的根系总根长、表面积及苗高均较其他处理高。但随着胁迫加剧,对照处理的苗高、叶面积逐渐降低,菌根苗的苗高在轻度胁迫时有所升高,而后随之下降,菌根苗叶面积下降幅度均小于对照。接种不同的菌株促生效果也不同,接种TY35比接种TY29对桃叶杜鹃幼苗在受到干旱胁迫时的缓解效果好。     

PEG6000模拟干旱对油茶幼苗形态结构的影响

以二年生油茶(Camellia oleifera Abel.)幼苗为试验试材,Hogland营养液为水培底液,用聚乙二醇6000(PEG6000)人工模拟干旱胁迫环境,设置不同浓度(m/V)的PEG6000(5%、10%、15%、20%)对油茶幼苗进行水分胁迫处理,研究油茶幼苗在干旱胁迫下根系形态及叶片解剖结构的变化及适应性机制。结果表明,随着干旱胁迫的增强,油茶幼苗根粗呈现逐渐减小的趋势,根冠比则明显提高。5%、10%、15%的PEG6000干旱胁迫使油茶幼苗根体积增大以及最长根长降低,而20%的PEG6000干旱胁迫则使根体积与最长根长显著增加。随着干旱胁迫的增强,油茶幼苗叶片逐渐变薄,上表皮、下表皮、栅栏组织、海绵组织等厚度均呈下降趋势,栅海比逐渐升高。     

干旱与盐胁迫对毛竹幼苗生长及生理的影响

[目的]为研究干旱与盐胁迫以及二者交互作用对毛竹幼苗生长、生理指标的影响,探讨抑制毛竹扩张的最佳方法.[方法]以毛竹幼苗为试材,以PEG-6000溶液模拟干旱胁迫、NaCl溶液模拟盐胁迫进行室内盆栽控制试验,并采取注射植物根系主要分布区土壤的处理方式.测定毛竹幼苗苗高、叶片数、SPAD值、叶片相对含水量、SOD活性、可溶性糖含量、MDA含量和根系构型参数.[结果](1)随着PEG与NaCl浓度提升,毛竹幼苗苗高、叶片数、SPAD值、叶片相对含水量、SOD活性、可溶性蛋白含量均呈现先升高后降低的趋势,MDA含量则先降后升.(2)50 mmol/L NaCl处理对毛竹幼苗根系生长、总生物量积累起到促进作用,150 mmol/L NaCl处理时则抑制;PEG各浓度处理对毛竹幼苗生长均起到促进作用.(3)相关性分析结果表明毛竹幼苗在NaCl与PEG处理下根系与地上部的生长及各指标间有一定的互作关系,并最终影响幼苗的生长状况.(4)双因素方差分析表明NaCl胁迫对毛竹幼苗生长的抑制效果优于PEG干旱胁迫,二者交互胁迫虽对毛竹幼苗产生一定的抑制,但作用效果弱于NaCl胁迫.[结论]毛竹幼苗对胁迫响应表现出低浓度促进高浓度受抑制现象,并且盐胁迫对毛竹幼苗生长的抑制效果优于PEG干旱胁迫及二者交互作用.150 mmol/L NaCl处理对毛竹幼苗生长抑制效果最佳,可作为管控毛竹扩张的一种参考方式.     

黑果枸杞根系构型对干旱胁迫的响应机制

【目的】探讨黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应机制,为黑果枸杞的种植、种群恢复和合理利用及其他旱生植物研究提供理论依据。【方法】以盆栽黑果枸杞幼苗为研究对象,采用控水法,设置正常供水（20.97%）（对照, CK）、轻度胁迫 （15.51%）、中度胁迫 （3.42%）、重度胁迫 （2.35%）和极重度胁迫 （1.45%）5个胁迫梯度,通过对比不同胁迫梯度对黑果枸杞幼苗根系拓扑指数、拓扑结构、生物量及相关根系形态指标的影响,分析黑果枸杞幼苗根系构型对干旱胁迫的响应。【结果】干旱胁迫下,黑果枸杞根系构型趋向于叉状分支模型。随干旱胁迫程度的增加,黑果枸杞幼苗根系由叉状分支向鱼尾形分支过渡;幼苗地上生物量、地下生物量和总生物量均呈现先增加后减少的趋势,且地上生物量和总生物量在不同处理间差异显著 （P<0.05）。与CK相比,轻度和中度胁迫下总生物量分别增加82.47%和41.09%。根冠比呈现逐渐增加的变化趋势;根长、根表面积和根体积均呈现出先增加后减小的变化趋势;而比根长和比表面积呈逐渐减小的变化趋势,轻度、中度、重度和极重度胁迫分别降低7.73%、 10.25%、 60.62%和77.09%,比表面积分别减小17.59%、 30.04%、 80.15%和83.40%。不同径级根长、根表面积和根体积均在轻度胁迫时达最大值,根长和根表面积随干旱胁迫程度的增加各径级排序依次为0~0.5 mm>0.5~1.0 mm>1.0~1.5 mm>1.5~2.0 mm>2.0~2.5mm。【结论】黑果枸杞的生长受干旱胁迫的影响,其根系不同形态指标及根系构型存在差异。轻度干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗根系正常生长,但黑果枸杞的耐受程度存在阈值,土壤含水量为15.51%时生长最佳。     

外源Ca~(2+)对干旱胁迫下矮牵牛幼苗抗旱性及生物量的影响

[目的]为了了解外源Ca2+对干旱下矮牵牛幼苗生长的影响。[方法]采用盆栽控水的方法,研究了在干旱胁迫和复水条件下,施用不同浓度CaCl2对矮牵牛幼苗抗旱性和生物量的影响。[结果]随着干旱胁迫的加深和时间的延长,施加CaCl2均能显著降低矮牵牛的旱害指数,增加矮牵牛幼苗的干物质积累量和干物质根冠比,减小干旱胁迫对矮牵牛造成的伤害;复水处理后,施加CaCl2的各处理旱害指数均显著低于对照,干物质积累量和干物质根冠比均显著高于对照。[结论]在干旱胁迫过程中,施用CaCl2能增加矮牵牛幼苗的干物质积累量和干物质根冠比,并减小干旱胁迫对矮牵牛造成的伤害,其中以40 mmol/L CaCl2对矮牵牛效果最好。     

外源 Ca^2 ＋对干旱胁迫下矮牵牛幼苗抗旱性及生物量的影响

[目的]为了了解外源Ca^2＋对干旱下矮牵牛幼苗生长的影响。[方法]采用盆栽控水的方法,研究了在干旱胁迫和复水条件下,施用不同浓度CaCl2对矮牵牛幼苗抗旱性和生物量的影响。[结果]随着干旱胁迫的加深和时间的延长,施加CaCl2均能显著降低矮牵牛的旱害指数,增加矮牵牛幼苗的干物质积累量和干物质根冠比,减小干旱胁迫对矮牵牛造成的伤害;复水处理后,施加CaCl2的各处理旱害指数均显著低于对照,干物质积累量和干物质根冠比均显著高于对照。[结论]在干旱胁迫过程中,施用CaCl2能增加矮牵牛幼苗的干物质积累量和干物质根冠比,并减小干旱胁迫对矮牵牛造成的伤害,其中以40mmol／LCaCl2对矮牵牛效果最好。     

干旱胁迫下冠菌素（COR）对花生种子萌发和幼苗生长的影响

探讨适宜浓度冠菌素(COR)浸种提高花生幼苗抗旱性的作用效果,为COR在生产上应用提供依据。在正常水分和25%聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件下,研究不同浓度COR浸种对花生种子萌发和幼苗生长的影响。模拟干旱严重影响种子发芽和幼苗生长。0.0001~1 μmol/L 的COR浸种可不同程度补偿干旱胁迫对种子发芽和幼苗生长的抑制作用,以0.01 μmol/L COR处理的效果最好,发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗生长和干物质积累均明显提高,根系生长接近对照水平,从而使根冠比提高幅度更大。COR可明显缓解干旱对花生幼苗生长的影响,0.01 μmol/L的COR浸种可作为提高花生幼苗抗旱性的技术措施。根冠比提高幅度更大。     

模拟干旱胁迫对黄瓜幼苗生长及生理特性影响的研究

采用营养液水培法,以不同浓度PEG6000处理黄瓜幼苗,研究模拟干旱胁迫对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响.结果表明:随着PEG6000浓度增大,黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量有增加趋势,活性氧(H_2O_2,O_2·~-)的含量明显积累,叶片中丙二醛(MDA)、脯氨酸含量逐渐增加,表明干旱胁迫下黄瓜幼苗叶片膜质过氧化损伤严重;叶片中SOD同工酶活性未发生明显变化,根系中SOD同工酶活性有明显变化,而叶片和根系中POD同工酶活性却明显增强.     

NaCl对PEG诱导的干旱胁迫下棉花幼苗生长及光合作用的影响

本试验以棉花幼苗为材料,设置PEG、PEG+NaCl以及空白对照3个处理,测定了不同处理下棉花幼苗的生长状况、叶片光合作用等生理指标的变化,探究干旱条件下NaCl对棉花幼苗生长和光合作用的影响。结果表明,PEG诱导的干旱胁迫可以明显抑制棉花幼苗的生长,降低叶片的净光合速率;然而,与PEG胁迫相比,PEG+NaCl胁迫下棉花幼苗的光合作用有一定改善、生物量积累也明显增加。可见,在干旱胁迫下,适量的NaCl可以在一定程度上缓解干旱对棉花幼苗生长和光合作用的不利影响。