基于叶片解剖结构的岑软系列油茶抗旱性综合评价

【目的】基于叶片解剖结构与植物抗旱性具有相关性,对叶片解剖结构进行综合评价,预测植物的抗旱性,为油茶的抗旱品种选育提供参考依据。【方法】以岑软系列9个油茶优良无性系为试材,采用石蜡切片技术,利用扫描电镜、光学显微镜观测叶片17项解剖结构,应用变异系数、相关分析和聚类分析对叶片解剖结构指标进行筛选,采用隶属函数对各无性系的抗旱性进行综合评价。【结果】油茶叶片为典型的异面叶,上表皮较厚,下表皮薄,气孔仅分布于下表皮,气孔器小而密集;通过聚类分析将17项指标分为3类,各类中相关指数最大的指标分别为叶片厚度、气孔开度、栅海比,因此三者为影响各无性系抗旱性的主要叶片解剖结构性状。【结论】根据平均隶属度综合评价9个油茶无性系抗旱性强弱顺序为:岑软ZJ11岑软ZJ24岑软2号岑软22号岑软3-62岑软11号岑软3号岑软24号岑软ZJ14。     

4个白杨派新无性系叶片解剖结构的研究

基于叶片解剖结构对西北农林科技大学选育的意大利银白杨(I-101)×毛白杨4个优良杂种无性系和4个对照无性系(84k、I-101、新疆杨、毛白杨30号)的抗旱性进行研究,比较8个无性系的叶片厚度、主脉厚度、上、下表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度之比等9项旱生指标,通过运用主成分分析法筛选出3项典型性高的指标,包括主脉厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度,进一步结合隶属函数法对8个白杨派无性系的抗旱性作出综合评价。结果表明,各无性系间抗旱性差异明显,抗旱性强弱表现为‘03-4-22’84k新疆杨I-101‘03-5-17’毛白杨30号‘03-6-11’‘03-4-9’;研究认为无性系‘03-4-22’抗旱能力相对较强。     

11种美洲黑杨无性系抗旱性评价

为探究杨树抗旱性的机理,采用石蜡切片法对11个美洲黑杨无性系进行叶片解剖结构观测。通过隶属函数法和灰色关联度法对其叶片厚度、中脉厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、上层栅栏组织厚度、下层栅栏组织厚度、CTR等7项指标进行抗旱性综合评价及其相关性分析。结果表明,11个美洲黑杨无性系抗旱性大小依次为:南抗杨>美洲黑杨2号>美洲黑杨3号>08H4-5>08H2-16>03S4-1>69杨>08H11-11>美洲黑杨1号>陕林3号>08H1-6。此外,上下层栅栏组织厚度、叶片厚度等指标与美洲黑杨无性系的抗旱性关联度最高。该研究可为美洲黑杨无性系的遗传育种和高效培育提供科学依据。     

杜仲无性系叶片解剖结构及抗旱性评价

以9个杜仲无性系为材料,对其叶片组织结构进行了观察,应用压力室和P-V技术测定了5项水分生理参数,并应用模糊数学隶属函数进行了抗旱性综合评定。结果表明:在所观测的15个叶片组织结构指标中有14个指标在9个无性系之间存在显著差异,在5项水分生理参数中有2项参数(Ψ_π~0和Ψ_π~(100))在无性系之间存在明显差异。9个无性系的抗旱性由强到弱依次为:无性系8、无性系7、无性系3、无性系5、无性系4、无性系6、无性系1、无性系2、无性系9;可划分为3个等级,其中无性系8、无性系7、无性系3抗旱性较强,无性系5、无性系4、无性系6的抗旱性一般,无性系1、无性系2、无性系9抗旱性较弱。研究结果为杜仲抗旱无性系的选育提供了依据。     

2个杨树新无性系叶片的旱生结构研究

【目的】以叶片解剖结构为评价指标,比较2个新培育的杨树无性系抗旱能力的强弱,为其适生范围的确定和生产推广提供依据。【方法】采用常规石蜡切片法,对2个杨树新无性系02-9-22和02-12-29（选用父本84K杨、母本I-101杨和毛白杨-30作为对照）的叶片上下表皮、栅栏组织、海绵组织、叶片组织结构紧密度、叶片组织结构疏松度等叶片解剖结构进行观察、测量;使用模糊数学的隶属函数法对抗旱性进行综合评价。【结果】2个杨树新无性系与对照种叶片的解剖结构特征明显不同。各杨树无性系（种）的叶片厚度、叶片上表皮细胞厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片下表皮厚度和叶片组织结构疏松度分别变化于162.73～245.52 μm,10.30～17.32 μm,71.58～116.34 μm,41.10～96.05 μm,7.72～12.73 μm和25.25%～48.24%,以上各指标均表现为02-12-29杨显著大于02-9-22杨;栅栏组织厚度与海绵组织厚度的比值及叶片组织结构紧密度分别介于0.77～2.58和37.14%～65.26%,此2项指标表现为02-9-22杨大于02-12-29杨,且差异显著。采用抗旱性隶属函数法,综合评价所得各杨树无性系（种）的旱生能力强弱依次为：02-12-29杨＞84K杨＞I-101杨＞02-9-22杨＞毛白杨-30。【结论】以叶片解剖结构为评价指标研究得出,新无性系02-12-29杨叶片结构对干旱环境的适应能力优于02-9-22杨。     

延安5种木犀科园林植物叶片结构及抗旱性研究

【目的】分析延安市城区5种木犀科园林植物的叶片结构,对其抗旱性进行综合评价,为半干旱地区城市园林植物的筛选提供科学依据。【方法】利用常规石蜡切片法和指甲油印迹法,对延安市城区白蜡、紫丁香、金钟花、金叶女贞、连翘5种木犀科园林植物的叶片解剖结构进行研究,在Motic Image Advanced 3.2软件下分别测量叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、中脉厚度、下表皮气孔长度和气孔密度,计算栅栏组织与海绵组织厚度比、叶片结构紧实度等11项旱性结构指标,运用方差分析和主成分分析,结合模糊数学隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。【结果】11项旱性结构指标在5种木犀科园林植物之间差异极显著;主成分分析筛选出栅栏组织厚度、栅栏组织与海绵组织厚度比、中脉厚度3个指标为抗旱性评价的主要指标。【结论】5种木犀科园林植物抗旱性大小顺序为:白蜡>紫丁香>金叶女贞>金钟花>连翘。     

基于叶片解剖结构的12个杨树无性系抗旱性分析

【目的】基于叶片解剖结构对12个杨树无性系进行抗旱能力评价,为杨树新品种选育和资源利用提供理论依据。【方法】以杨树无性系84K、I-101、107、A23、A39、A50、A54、La、Pa、Qg、Ta和Ti的1年生扦插苗成熟叶片为材料,通过常规石蜡切片法制作切片,Motic光学显微镜下观测角质层厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、叶片厚度、主脉厚度、栅栏组织厚度和叶片组织结构紧密度（CTR）等7项抗旱性结构指标,运用单因素方差分析比较各无性系间这7个指标的差异,采用相关性分析评判各指标间的关联程度,运用主成分分析筛选影响抗旱性的主要指标,最后用模糊数学的隶属函数法对 12 个杨树无性系的抗旱性进行综合评价。【结果】12个杨树无性系的7项抗旱性指标之间差异较大,叶片角质层厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、叶片厚度、主脉厚度、栅栏组织厚度和CTR分别为1.94~17.07 μm、5.82~26.23 μm、3.28~18.96 μm、39.62~201.59 μm、496.99~1 712.35 μm、25.53~86.94 μm和27%~66%,变异系数分别为40.11%,49.02%,50.08%,39.13%,32.04%,27.87%和59.09%。相关性分析结果显示,除角质层厚度与上表皮厚度、下表皮厚度、主脉厚度、CTR 之间以及下表皮厚度与栅栏组织厚度之间相关性不显著外,其余指标间均呈极显著相关。利用主成分分析筛选出角质层厚度、叶片厚度和 CTR 3个指标为杨树无性系抗旱性评价的主要指标,最后运用隶属函数法得出12个杨树无性系抗旱能力排序为：A50>Qg>Ti>A23>La>107>Ta>A54>I-101>A39>84K>Pa。【结论】叶片解剖结构指标能够较好地反映杨树的抗旱特性,可以作为评价杨树无性系抗旱能力的指标。无性系 A50、Qg、Ti、A23和La抗旱性较强,可作为优良杨树无性系进行推广。     

基于叶片解剖结构对青藏高原25种灌木的抗旱性评价

【目的】研究青藏高原25种灌木叶片解剖结构和气孔特征,了解其水分适应机制,为青藏高原地区造林筛选优良耐旱植物提供参考依据.【方法】通过常规石蜡切片技术,对比叶片角质层、上下表皮、栅栏组织、海绵组织和叶片厚度等12项指标,运用主成分分析和隶属函数法对供试植物进行抗旱性能分析与评价.【结果和结论】25种植物叶片具有典型的旱生结构,叶片厚度最高为323.00μm、平均为186.25μm,上表皮角质层厚度最高为4.83μm、平均为1.71μm,上表皮平均比下表皮厚30.00%,气孔小而密集,这是植物长期适应高原干旱环境的进化结果,12项指标的种间差异极显著.通过主成分分析法结合各指标的变异系数筛选出5项具有代表性的抗旱指标:气孔密度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和角质层厚度,运用隶属函数值法对各树种的抗旱性能评分排序,将25种植物分为抗旱性极强树种、抗旱性较强树种、抗旱性一般树种和抗旱性较弱树种.     

黑杨叶片旱生结构的比较

选取叶片厚度、主脉厚度、上表皮和下表皮厚度、上层栅栏组织和下层栅栏组织厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度/叶肉组织厚度等旱生指标,对3个黑杨新无性系、母本69杨、南抗杨和陕林3号的叶片旱生结构进行解剖比较研究,采用模糊数学的隶属函数法对6个黑杨无性系(种)的抗旱性进行综合评价.同时,运用灰色关联度分析法研究8项叶片解剖指标与抗旱性的关系.结果表明:6个无性系(种)旱生能力强弱依次为.03-南4-1＞03-北1-15＞南抗杨＞69杨＞03-南1-13＞陕林3号.以叶片解剖结构作为评价指标,新无性系03-南4-1和03-北1-15对干旱环境的适应能力优于03-南1-13.8项叶片解剖指标与抗旱性的关联度由大到小排序依次为:角质层厚度＞下层栅栏组织厚度＞上层栅栏组织厚度＞叶片厚度＞上表皮厚度＞下表皮厚度＞栅栏组织厚度/叶肉厚度＞主脉厚度.其中角质层厚度、上层栅栏组织和下层栅栏组织厚度、叶片厚度等可作为黑杨抗旱性主要鉴定指标.     

不同紫花苜蓿品种叶片旱生结构的比较

【目的】掌握不同紫花苜蓿品种叶片的旱生结构,为其引种和育种提供理论依据。【方法】对17个紫花苜蓿品种叶片进行解剖,选取12项抗旱指标,采用单因素分析方法对各品种进行两两多重比较,得到各指标的灵敏度,最后以叶片厚度、中脉厚度和栅栏组织厚度3个指标为主进行聚类分析。【结果】不同苜蓿品种叶片的抗旱性解剖结构之间差异极显著。各指标的灵敏度大小依次为:叶片厚度>中脉厚度>栅栏组织厚度>海绵组织厚度>栅栏组织/海绵组织>上表皮厚度>气孔密度>叶片组织结构紧密度>下表皮厚度>叶片组织结构疏松度>气孔长度>角质层厚度。聚类结果分析表明,17个紫花苜蓿品种可聚为3个级别:其中‘保丰苜蓿’、‘新牧1号’、‘中苜1号’、‘卫士302+Z’、‘路宝’、‘改革者+Z’和‘爱维兰’具有较好的抗旱性结构;‘爱菲尼特+Z’、‘超级阿波罗’、‘巨人201+Z’、‘牧歌401+Z’、‘射手’和‘牧野’的抗旱性结构中等;‘新疆大叶’、‘全能+Z’、‘胜利者’和‘超级13R’叶的抗旱性结构较差。【结论】不同紫花苜蓿品种叶片具有不同的抗旱性结构。     

基于多元统计评价毛白杨无性系的抗旱性

采用主成分分析等多元统计方法,通过对有关叶片形态结构和水分生理的13项指标及其相互联系的分析,综合地得出了30个毛白杨无性系的抗旱性强弱顺序.结果表明,无性系25、7、30、98、72、85号抗旱性较强.评价的主要指标有10项,可以不包括蒸腾效率、气孔密度和表皮层厚.形态结构和生理功能指标相结合进行抗旱性评价是必要的,在观察形态结构的同时,更应重视生理功能的测定.     

4个白杨派新无性系抗寒性鉴定和综合评价

以西北农林科技大学选育的意大利银白杨（I-101）×毛白杨4个优良杂种无性系和84k、I-101、新疆杨和毛白杨30号4个对照无性系的1年生休眠苗为试验材料,对其进行低温处理,以常温（CK）为对照,设置5个温度梯度:-10、-15、-20、-25℃和-30℃,低温冷冻处理24 h,研究8个白杨无性系1年生枝条生理生化指标的变化,包括半致死温度、丙二醛（MDA）、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性5个指标,并利用隶属函数法对8个无性系的抗寒性进行评价。结果表明:各无性系间抗寒性差异明显,抗寒性强弱表现为‘03-4-22’> 84k > I-101 >新疆杨>‘03-5-17’>毛白杨30号 >‘03-6-11’>‘03-4-9’;研究认为无性系‘03-4-22’在5个抗寒指标综合评价结果中表现最好,属于抗寒无性系,可为白杨派优良新品种的选育、推广提供理论依据。     

土壤水分对谷子产量与生理特性的影响

土壤水分胁迫条件下，不同谷子品种对水分胁迫的反应差异较大，无论是拔节期，还是灌浆期，都是旱地品种７７—８比水地品种安３１６表现为叶片水势高、细胞膜透性小、气孔阻力大、蒸腾速率小、呼吸强度和光合速率变化幅度小、脯氨酸含量累积多的生理特性。中水肥品种晋谷２号生理指标的变化幅度介于７７—８和安３１６之间。抗旱系数为：７７—８＞晋谷２号＞安３１６。不同生育时期各项指标对干旱的敏感程度为，拔节期大干灌浆期。     

外源BR与IAA对欧美杨耐旱性的影响

为了探究外源油菜素类固醇(brassinosteroid,BR)和IAA对杨树耐旱性的影响,本文选取3种欧美杨无性系NE19、R270、107的1年生盆栽苗木,分别喷洒10 μmol/L BR和100 mg/L IAA,并同时控制土壤含水量为20%,对其进行为期15 d的干旱处理和非干旱处理,对它们的生长和生理变化进行检测。结果表明:与无激素组相比,BR与IAA均可显著提高干旱条件下3种欧美杨无性系的净光合速率(P_n)、光化学量子产量(F_v/F_m)、叶绿素含量、叶片保水能力。BR处理NE19、R270、107的P_n比非干旱组分别提高19%、60%、85%,IAA处理分别高了35%、50%、80%;对F_v/F_m,BR处理的NE19、R270、107比对照组提高了7.7%、7.5%、10.9%,而IAA组提高了7.4%、8%、11.9%。以上结果说明外源施加BR与IAA提高了欧美杨无性系的耐旱性。统计经过激素处理后的欧美杨无性系气孔指数发现,BR处理NE19、R270、107的气孔指数分别下降12.28%、25.60%、20.31%,IAA处理分别下降13.00%、13.15%、14.48%,因此我们推测施加BR和IAA,会抑制植物气孔发育以降低干旱条件下的水分消耗;通过荧光定量PCR,检测与气孔发育6个相关基因EPF1、EPF2、EPFL9、ERECTA、FAMA、SDD1的表达量特征,发现BR和IAA处理导致负调节气孔发育相关基因EPF1、EPF2、ERECTA、SDD1表达量升高,正调节气孔发育基因FAMA与EPFL9表达量下降。综上所述,植物激素BR与IAA参与欧美杨气孔发育过程,在干旱条件下通过抑制气孔发育提高欧美杨抗旱性。      

长江中游区冬油菜抗冻性的光合及生物学指标筛选与分析

筛选建立低温前简易的作物抗冻性生物学特征指标识别体系对于作物抗冻育种和栽培均具有重要意义。以15个甘蓝型冬油菜品种为材料,研究油菜品种抗冻性与低温前生物学性状、叶绿素含量、光合指标之间的关系。结果表明,不同品种间抗冻性差异较大,以中双9号、皖油18、陕油8号等品种抗冻能力较强,中油杂5号和湘油17等抗冻能力较差。关联度分析结果表明,油菜冬前生物学性状及生理指标中,与冻害指数的关联度大小依次为地上部含水率>地上鲜质量>蒸腾速率(Tr)>株高>气孔导度(Gs)>开展度>光合速率(Pn)>绿叶数>叶绿素含量>地下部含水率>胞间CO2摩尔分数(Ci)。其中地上部含水率、地上鲜质量和蒸腾速率(Tr)与冻害指数呈极显著正相关,株高、气孔导度呈显著正相关,其他指标与冻害指数相关关系均不显著。相关性和关联度分析结果表明,地上部含水率、地上部鲜质量、蒸腾速率(Tr)和株高等光合及生物学性状可以作为油菜抗冻性的筛选指标。     

干旱胁迫对杜仲截干苗生长和光合特性的影响

树木对干旱胁迫的响应方式和机制是树种生态适应性对策的重要特征，对掌握树种生态习性采取合理的栽培技术措施具有重要意义。为阐明土壤干旱对杜仲苗期生长和光合特性的影响，以3年生杜仲截干苗为研究对象，采用盆栽称重法控制土壤含水量，研究充分供水、中度干旱和重度干旱3种不同土壤供水条件对杜仲枝条和根系生长、叶片光合特性的影响。结果表明:1）随着干旱程度的增加杜仲新枝和新根的生物量显著降低，新枝生长量与对照相比减少了30%和50%，新根生长量减少了14.1%和22.6%。2）干旱胁迫对叶片气孔密度和叶脉密度影响显著，气孔密度与对照相比分别增加19.4%和38.2%，叶脉密度增加8.5%和16%。3）叶片的光合能力随着胁迫程度的增加而降低，净光合速率下降了17.9%和33.1%，蒸腾速率下降了24.8%和45.7%，最大净光合速率下降了24.4%和43.1%。4）非光化学淬灭系数增加了77.8%和142%。因此，干旱胁迫抑制了杜仲的生长，新枝和新根生长量显著降低，使其适应干旱环境的自我调节能力显著增强；同时叶通过降低气孔传导性减少蒸腾耗水，增加光能热耗散避免光系统受到损伤，以适应干旱缺水的环境。     

11个白杨派无性系抗旱性综合评价

以西北农林科技大学选育的5个I-101(Populus alba)×84K(P.alba×P.glandulosa)的优良杂种无性系(秦白杨1号、秦白杨2号、秦白杨3号、‘02-21-13’、‘02-3-32’)、6个I-101(P.alba)×毛白杨(Poplus tomentosa)的优良杂种无性系(‘03-4-22’‘04-14-15’‘04-17-12’‘07-17-18’‘07-23-23’‘07-30-11’)和3个对照无性系(84K、I-101、毛白杨)为供试材料,在不同程度水分胁迫下,对各无性系生长、生理差异进行分析。对各指标进行相关性分析,筛选适宜的指标,对各无性系抗旱能力进行综合评价。各无性系的大部分指标间存在显著差异,以叶片脯氨酸含量、叶片相对电导率、净光合速率、苗高、单叶面积、生物量为抗旱性综合评价的指标。结果表明,采用TOPSIS法评价各无性系的抗旱能力,抗旱能力较强的为‘02-21-13’‘02-3-32’‘03-4-22’‘04-14-15’‘07-17-18’秦白杨1号秦白杨3号。     

2个不同耐旱性棉花品种光合特性和干物质累积对干旱的响应

【目的】 研究抗旱性不同的棉花品种叶片光合生理特性及干物质累积与分配对干旱的响应机制,为棉花抗逆栽培和耐旱性品种选育提供理论依据。【方法】 在土柱栽培的条件下,以棉花品种新陆早17号(敏旱型)和新陆早22号(耐旱型)为材料,设常规灌溉(4 500 m³/hm²,CK)、轻度干旱(2 700 m³/hm²,W1)和中度干旱(900 m³/hm²,W2)水分处理,测定棉花产量形成期叶面积、叶绿素含量、气体交换参数、叶绿素荧光参数和干物质累积与分配的变化。【结果】 2个棉花品种的叶面积、叶绿素a含量(Chl a)、叶绿素b含量(Chl b)、叶绿素总含量(Chl)、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)均随干旱胁迫程度的增加显著降低,品种间以新陆早22号降幅较小。与CK相比,W1条件下2棉花品种的最大光化学效率(Fv/Fm)并未显著降低,但新陆早17号的实际光化学效率[Y(II)]和光化学猝灭系数(qP)受到抑制,且轻度和中度干旱下非光化学淬灭系数(NPQ)在盛铃期显著增加。在W1条件下,新陆早17号吐絮期的生殖器官和营养器官干物质分别比CK下降了30.44%和16.61%,新陆早22号仅下降12.50%和5.74%。CK、W1、W2条件下,新陆早22号的根冠比在盛铃期较新陆早17号高2.54%、9.56%和14.48%。【结论】 耐旱性较强的棉花品种新陆早22号通过保持更好的光合性能和较大的根冠比,来保持生殖器官干物质的累积以适应干旱胁迫。