水杨酸对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响

为探讨外源水杨酸(Salicylic acid,SA)对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成的影响,丰富寒地粳稻化控抗寒研究,试验以耐冷品种东农428和冷敏感品种松粳10号为供试材料,设置5个SA浓度(0.25、0.50、1.00、2.00和4.00 mmol·L~(-1)),设置低温清水对照(Cold)与常温清水对照(CK),分析外源SA对孕穗期低温胁迫寒地粳稻颖花形成、干物质积累及产量的影响。结果表明,与CK处理相比,低温胁迫下水稻产量及产量构成指标显著降低。施用不同浓度SA提高寒地粳稻花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标,随喷施SA浓度增加,东农428与松粳10号花粉育性、颖花分化数、籽粒干物质积累量、灌浆速率、产量及产量构成指标均表现为先升后降趋势。分析得出,孕穗期低温胁迫下东农428与松粳10号喷施外源SA最适浓度为0.50 mmol·L~(-1)。     

孕穗期冷水胁迫下施用γ-氨基丁酸对寒地粳稻氮光合效率的调控效应

以生育期相近粳稻品种东农428和松粳10为试验材料,研究孕穗期冷水胁迫下施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对寒地粳稻功能叶片氮光合效率及产量的调控效应,为制定有效抵御低温冷害化控栽培技术提供理论依据。结果表明,外源GABA主要通过提高松粳10剑叶光保护能力提高其光合效率;通过缓解低温胁迫对东农428剑叶光损伤程度,提高光保护能力进而提高其光合效率。孕穗期冷水胁迫下寒地粳稻剑叶OsGS1;1、OsGS1;2、OsGS1;3及OsGAD2表达量上调,与植物冷应激反应有关。OsNADH-GOGAT、OsGDH1和OsGDH3表达量上调、OsFd-GOGAT表达量显著下调,谷氨酰胺合成酶(GS)活性显著上升,说明孕穗期冷水胁迫抑制剑叶光呼吸过程中谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合酶(GS/GOGAT)循环代谢,促进质体中GS/GOGAT循环及谷氨酸脱氢酶(GDH)途径中铵(NH4+)同化代谢。孕穗期冷水胁迫下施用GABA(4.5 mmol·L-1)促使寒地粳稻剑叶OsGS2、OsFd-GOGAT和OsNADH-GOGAT表达量下调;但OsGS1;3、OsGDH3和OsGAD2表达量上调,GS、GDH及谷氨酸脱羧酶(GAD)活性显著升高,使谷氨酸(Glu)家族氨基酸含量显著上升,如抗逆氨基酸GABA、脯氨酸(Pro)、Glu等,避免高NH4+毒害,提高寒地粳稻耐冷性。     

分蘖期冷水胁迫对寒地粳稻根系生理特性及产量的影响

试验以东农428和松粳10为供试材料,于2018年在东北农业大学阿城实验实习基地开展分蘖期不同天数(0、5、10、15 d)冷水灌溉处理试验,分析分蘖期冷水灌溉对寒地粳稻根系活力、抗氧化系统、渗透调节物质含量、内源激素含量及产量的影响。结果表明,分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻根系SOD、POD、CAT活性和脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量与正常灌溉相比均显著升高,增幅随冷水灌溉时间延长而上升,东农428增幅大于松粳10,但松粳10的O_2~-、H_2O_2和MDA含量增幅大于东农428。冷水灌溉下,两个品种根系内源激素IAA、GA3、ZR含量随冷水胁迫时间延长呈下降趋势,但ABA含量随冷水灌溉时间延长而升高。分蘖期冷水灌溉下,寒地粳稻产量随冷水灌溉天数增加显著下降,松粳10比东农428下降幅度大。     

孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系生长及产量的影响

以东农428和松粳10为试验材料,分别冷水灌溉处理0、3、6、9、12、15 d,分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻根系形态、伤流强度、干物质积累及产量的影响,旨在探究孕穗期低温胁迫下寒地粳稻根系生长规律及其与产量关系。结果表明,与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,寒地粳稻根系形态、伤流强度、根部与地上部干重及产量变化规律一致,冷水灌溉持续时间越长,降幅越大。冷水灌溉加快寒地粳稻生育中后期根系衰竭。孕穗期冷水灌溉抑制寒地粳稻根系发生和伸长,齐穗期根系形态和根干物质量显著下降,不利于生育中后期根系对营养物质吸收,地上部干物质积累减缓,地上部向根部运输有机质减少,根系活力降低,根系衰竭加快,致产量下降。孕穗期冷水灌溉下东农428中后期根系形态、根干重、根系活力维持在相对较高水平,地上部干物质积累量和产量变化幅度较小,是东农428耐冷性强于松粳10的主要原因。     

施氮量对盐胁迫下寒地粳稻籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

选取3个耐盐性不同的寒地粳稻品种龙稻5号、松粳6号、牡丹江30为试验材料,设置6个施氮量水平,在分蘖期用50 mmol·L-1Na Cl溶液进行盐胁迫处理,研究施氮量对盐胁迫下寒地粳稻淀粉合成关键酶活性变化规律及淀粉积累动态的影响。结果表明,盐胁迫下寒地粳稻ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶活性降低,直链淀粉和支链淀粉积累受抑制,耐盐品种淀粉合成关键酶活性与淀粉含量降幅较小,盐敏感品种降幅较大,适当增施氮肥能提高淀粉合成关键酶活性,促进淀粉积累。     

灌溉方式耦合氮肥运筹对寒地粳稻产量形成影响

为探究灌溉方式耦合氮肥运筹条件下寒地粳稻干物质积累及产量形成规律,以东农425和松粳6号为试材,设置3种灌溉方式(W1正常灌溉;W2轻干湿交替灌溉;W3重干湿交替灌溉)和3种氮肥运筹(基肥蘖肥穗肥粒肥分别为6310(N1)、5311(N2)、4321(N3)),研究灌溉方式耦合氮肥运筹对寒地粳稻干物质积累与转运、花粉粒育性、籽粒灌浆特性、产量及产量构成因素影响,为寒地粳稻丰产、高效栽培提供指导。结果表明,灌溉方式耦合氮肥运筹对上述指标存在显著互作效应。与W1相比,W2和W3处理下两粳稻品种干物质转运率和贡献率提高,籽粒灌浆速率增大,灌浆时间缩短,提前达到最大灌浆速率时间,有效穗数、穗粒数和花粉粒育性降低。W2处理下两粳稻品种千粒重提高,东农425干物质积累量和输出量无显著差异,结实率和收获指数提高,而松粳6号干物质积累量、输出量、结实率和收获指数显著下降;W3处理下两粳稻品种千粒重、干物质积累量、输出量、结实率和收获指数下降。两粳稻品种根冠比均随干旱胁迫程度加剧而增大。在相同灌溉条件下,与N1相比,东农425和松粳6号均表现为N2有效提高干物质积累及转运能力、有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重、收获指数、花粉育性和最终产量,为最佳氮肥运筹方式;N3处理下有效穗数、穗粒数、千粒重、产量有所提高,结实率、收获指数、茎鞘物质转运率和贡献率均降低。综上,东农425以W2N2为最佳耦合方式,松粳6号以W1N2为最佳耦合方式。     

孕穗期低温胁迫对寒地粳稻功能叶片SOD、POD和CAT活性的影响

试验选用耐冷性不同的3个寒地粳稻品种东农428、松粳10和龙稻7为材料,研究孕穗期冷水胁迫处理后功能叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的变化规律。试验结果表明:冷水胁迫后,3个品种功能叶片SOD、POD和CAT活性随着处理天数增加均呈现先升高后下降的趋势,品种间酶活性差异较大;胁迫后3个品种SOD、POD、CAT活性均降低,叶片表现出明显的冷害症状,但耐冷性较强的东农428具有相对较高的CAT活性;恢复期SOD和POD活性各处理间无显著变化,耐冷性最弱的松粳10和耐冷性中等的龙稻7的CAT活性在胁迫后仍然较高,而东农428的CAT活性则较低。     

孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻相关生理指标及叶绿体超微结构的影响

为了研究低温冷害对寒地粳稻生理特性及叶绿体超微结构的影响,以耐冷型粳稻‘东农428’(‘DN428’)、冷敏感型粳稻‘松粳10’(‘SJ10’)为供试材料,于孕穗期进行不同时间的冷水灌溉处理(0、5、10、15d),分析孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻功能叶片抗氧化酶活性、活性氧物质含量、渗透调节物质含量、内源激素含量、叶绿体超微结构及产量的影响。结果表明:与对照相比,孕穗期冷水灌溉下,两种寒地粳稻功能叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧阴离子(O■)和过氧化氢(H_2O_2)含量、可溶性糖(SS),可溶性蛋白(SP)含量均显著升高,增幅随冷水灌溉时间增加而上升,其中‘DN428’功能叶片SOD、POD、CAT和SP的增幅大于‘SJ10’,‘SJ10’功能叶片SS、O■和H_2O_2的增幅大于‘DN428’。冷水灌溉下,与对照相比,寒地粳稻功能叶片内源激素中脱落酸(ABA)含量升高,吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA_3)、玉米素核苷(ZR)含量下降,变化幅度随冷水灌溉时间增加而升高。在孕穗期冷水灌溉下,与对照相比,寒地粳稻产量随冷水灌溉时间增加显著下降,‘SJ10’比‘DN428’下降幅度大。冷水灌溉下,两种粳稻品种叶绿体超微结构均受到不同程度伤害,其中‘DN428’比‘SJ10’叶绿体超微结构受损小。相关分析表明,内源激素ABA与耐冷相关生理指标呈极显著正相关关系,关系最为密切。从回归分析可知,O■含量可作为孕穗期冷水灌溉对寒地粳稻产量影响大小的鉴定指标。     

孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量的影响

为探究孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒氮素形成及产量影响,以水稻松粳6(不耐旱型)和东农425(耐旱型)为材料,通过盆栽控水方式于孕穗期不同梯度干旱处理(土壤水势分别为:0、-10、-25、-40 k Pa),20 d后恢复正常管理。结果表明,与对照相比,轻度干旱胁迫下(土壤水势为-10 k Pa)籽粒氮代谢关键酶(GS、GPT、GOT)活性显著升高,东农425增幅高于松粳6;重度干旱胁迫(土壤水势为-40 k Pa)下酶活性显著降低,东农425降幅小于松粳6,品种间差异显著。干旱胁迫可提高籽粒蛋白质及各组分含量,籽粒清蛋白、球蛋白含量升高主要受GS、GPT和GOT活性变化影响,醇蛋白含量升高与籽粒GS活性关系密切,谷蛋白含量变化主要受籽粒GPT、GOT活性影响。孕穗期干旱胁迫显著降低寒地粳稻产量,随土壤水势降低,产量降幅逐渐增大,东农425降幅显著低于松粳6,产量降低主要影响因素是穗粒数、结实率和千粒重。文章从氮代谢关键酶调控角度分析孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻籽粒灌浆过程中蛋白质及各组分含量和产量影响,为揭示干旱胁迫下寒地粳稻产量及品质形成机制提供理论依据。     

脯氨酸和γ-氨基丁酸复配对盐胁迫下水稻抗氧化系统的调控效应

盐胁迫是限制水稻生长和产量非生物胁迫之一,脯氨酸(Pro)和γ-氨基丁酸(GABA)作为逆境条件下渗透调节物质,在抵御盐胁迫中起重要作用。文章以耐盐水稻品种龙稻5和盐敏感品种牡丹江30为试验材料,研究分蘖期、孕穗期叶面喷施外源Pro和GABA单剂及复配剂对盐胁迫下水稻抗氧化系统影响。结果表明,盐胁迫下水稻功能叶片中抗氧化酶(SOD,POD,CAT以及APX)活性与丙二醛(MDA)含量上升,水稻产量下降;分蘖期或孕穗期喷施外源物质单剂和复配剂均提高盐胁迫下水稻功能叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性和产量,降低MDA含量;Pro和GABA复配在提高盐胁迫下水稻功能叶片SOD活性、降低MDA含量及增产方面表现协同增效作用;分蘖期喷施效果优于孕穗期,对盐敏感品种牡丹江30的调控作用大于耐盐品种龙稻5。     

孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累、转运及产量形成影响

干旱缺水是限制水稻产量主要环境因素之一。为探讨孕穗期干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累规律及产量形成影响,选用耐旱型品种东农425和干旱敏感型品种松粳6号为试验材料。通过盆栽结合人工控水方式于孕穗期控制土壤水势至0、-10、-25和-40 k Pa,处理21 d后恢复正常灌溉。研究孕穗期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻干物质积累分配转运、产量及产量构成因素影响。结果表明,孕穗期干旱胁迫导致地上部干物质积累量、转运量均随土壤水势降低而下降。成熟期不同器官干物质分配表现为籽粒茎鞘叶,茎鞘干物质和源器官干物质分配比例及源/库随干旱程度上升而增加,而籽粒干物质分配比例与其相反。抗旱性强品种在干旱胁迫条件下有较强物质积累优势,贮藏物质转运能力明显高于抗旱性较弱品种。干旱胁迫使枝梗性状下降,对枝梗性状影响表现为二次枝梗一次枝梗。干旱胁迫下寒地粳稻由于每穴穗数、穗粒数和结实率显著降低造成产量显著下降,降幅随土壤水势降低而逐渐上升。     

外源甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜生长及产量和品质的影响

为探究甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜的影响,采用盆栽法,通过叶面喷施外源甜菜碱方法,研究了不同浓度外源甜菜碱对盐胁迫下薄皮甜瓜生长、产量及品质的影响。结果表明:5.0mmol·L-1外源甜菜碱能有效增加薄皮甜瓜单株鲜重、叶面积、株高及叶绿素含量,且此浓度下产量及品质显著提高。表明5.0mmol·L-1外源甜菜碱能有效提高薄皮甜瓜抗性,缓解盐胁迫对植株的伤害。     

盐碱胁迫对寒地粳稻产量形成机理的研究

采用三个寒地粳稻品种和不同盐碱度盐碱土进行盆栽试验,探讨了盐碱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理。结果表明:随土壤盐碱度的增加,水稻生育期延迟、分蘖数下降,每穴有效穗数、成穗率与千粒重呈明显降低趋势,且品种间差异较大;方差分析表明,盐碱胁迫下水稻减产主要是通过降低每穴穗数、成穗率与千粒重来实现的,轻度盐碱胁迫下耐盐碱品种吉玉粳、绥粳5产量降幅较小,而中度和重度盐碱胁迫下产量则极显著下降,而对照品种松粳6各处理间产量差异均极显著。因此,寒地盐碱稻作区水稻生产,应以提高水稻有效穗数、成穗率、千粒重为目标,选择盐碱度适宜的盐碱地和耐盐碱性较强的寒地粳稻品种。     

外源水杨酸对盐胁迫栀子幼苗的缓解效应

以一年生栀子苗为试验材料,采用水培法,在150 mmol·L-1Na Cl胁迫条件下,通过研究不同浓度的外源水杨酸(SA),对栀子幼苗渗透调节物质含量及抗氧化系统等生理生化指标的影响,探讨SA对盐胁迫的缓解作用。结果表明:Na Cl胁迫下,施加一定浓度的SA可使栀子幼苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素、脯氨酸含量和抗氧化系统SOD,POD,CAT活性显著升高,叶片中相对电导率、MDA含量则显著降低,且0.5~1 mmol·L-1SA处理效果最佳。研究显示:0.5~1 mmol·L-1SA能够有效缓解盐胁迫对栀子幼苗造成的生理伤害,提高其抗盐性,而2~4 mmol·L-1SA处理则有可能加剧盐胁迫造成的伤害。     

外源SA预处理对低温胁迫下萝卜幼苗的生理效应

以阳春早秀萝卜幼苗为试材,通过叶面喷施适宜浓度的水杨酸(SA),探讨外源SA对低温胁迫下萝卜幼苗的缓解效应。结果表明,0.75mmol.L-1SA预处理幼苗后,随低温处理时间延长,可溶性糖和脯氨酸质量分数逐渐升高,抗氧化酶活性也显著高于同期对照,而丙二醛(MDA)质量摩尔浓度显著低于同期对照。因此,适当浓度的外源SA可通过增加渗透调节物质质量分数和提高抗氧化酶活性来提高萝卜幼苗对低温胁迫的抗性。     

水杨酸和脯氨酸对盐胁迫下生菜相关基因表达的影响

为了探明水杨酸(SA)和脯氨酸(Pro)在缓解植物盐胁迫中的作用,以生菜品种‘美国大叶速生’为材料,采用营养液水培方式,分别使用盐胁迫水培液以及盐胁迫水培液中分别添加SA和Pro 2种外源物质处理生菜幼苗,并且测定相关形态指标、生理指标以及处理后与盐胁迫逆境相关基因的表达量。研究表明,与对照相比,在盐胁迫下加入0.2 mmol·L~(-1)SA和0.2 mmol·L~(-1)Pro处理24 h时,生菜的形态指标缓解效果明显。半定量PCR与荧光定量PCR研究结果基本一致,同时相关抗逆基因LSNCED1、LSNCED2、LSP5CS的表达量在盐胁迫下都有不同程度的上升。结果表明,添加0.2 mmol·L~(-1)SA和0.2 mmol·L~(-1)Pro处理24 h能够缓解盐胁迫对生菜造成的伤害。     

外源SA浸种对盐胁迫下小油菜幼苗渗透性物质及叶绿素含量的影响

为探明外源SA浸种对盐胁迫下小油菜幼苗渗透性物质及叶绿素含量的影响,以五月慢小油菜幼苗为试验材料,采用沙培法,研究了不同浓度SA在盐胁迫下对小油菜幼苗叶绿素、地上部脯氨酸、地上部可溶性糖和地上部MDA含量的影响。结果表明:以蒸馏水浸种为对照,0~0.50mmol·L-1的SA使小油菜幼苗叶绿素和地上部的脯氨酸、可溶性糖含量增加,1.00~8.00mmol·L-1的SA,使其相应指标降低;盐胁迫下,叶绿素含量增加,地上部的脯氨酸、可溶性糖含量降低。以蒸馏水浸种为对照,0~1.00mmol·L-1的SA使小油菜幼苗地上部MDA含量下降,2.00~8.00mmol·L-1的SA使MDA增加;盐胁迫下,MDA含量增加。0.25~1.00mmol·L-1的SA有利于改善盐胁迫下小油菜幼苗地上部各项研究指标。     

外源GABA对西伯利亚白刺幼苗盐胁迫伤害缓解效应

为探讨外源γ-氨基丁酸(GABA)对盐胁迫下西伯利亚白刺幼苗伤害缓解效应,研究不同浓度GABA(0～10 mmol·L-1)对200 mmol·L-1 NaCl胁迫下西伯利亚白刺幼苗生长、生理特性、渗透调节及GABA支路中关键代谢物含量和关键酶活性的影响.结果表明,NaCl胁迫下白刺幼苗生长指标显著下降,丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性糖含量显著增加,内源GABA含量和谷氨酸脱酸酶(GAD)活性显著上升.外源施加5 mmol·L-1 GABA对NaCl胁迫伤害缓解效应最佳,增加西伯利亚白刺幼苗株高、相对含水量、叶绿素和可溶性蛋白含量,并降低MDA含量、电解质外渗率、可溶性糖和脯氨酸含量;降低GAD活性并增加GABA转氨酶(GABA-T)活性以促进GABA分解代谢进入三羧酸循环(TCA).上述结果表明,NaCl胁迫对西伯利亚白刺幼苗生长具有一定抑制作用,外源GABA促进西伯利亚白刺幼苗生长,且通过增加内源GABA含量和调节GABA支路中关键酶活性以增强西伯利亚白刺耐盐性.     

外源水杨酸对盐胁迫下非洲菊抗氧化酶活性和生理特性的影响(英文)

以非洲菊(Gerbera jamesonii L.)品种Amaretto'为试材,研究外源水杨酸(SA)对缓解非洲菊生殖生长期因盐胁迫引起的过氧化伤害作用.在开花前分别用0、0.5和1.0mmol L-1SA对非洲菊植株进行预处理,3d后用100mmol L-1NaCl灌溉,持续2周;对照植株未经NaCl和SA处理.结果表明:盐胁迫处理后,叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增加,丙二醛(MDA)含量、电解质外渗率和脯氨酸含量提高;外源SA预处理显著降低了盐胁迫植株叶片的MDA含量和电解质外渗率;在外源0.5mmol L-1SA预处理后,植株SOD和POD活性分别是对照的1.4倍和2.4倍;SA预处理后与植株耐盐性相关的生理生化指标呈显著相关,以0.5mmol L-1SA处理增强植株盐胁迫耐性的效果更好.说明外源SA处理能够诱导盐胁迫下非洲菊植株的抗氧化反应,水杨酸将是一种提高园艺作物耐盐性的有效物质.     

水肥耦合对寒地粳稻养分吸收的影响

为了研究水肥耦合对寒地粳稻养分吸收的影响,以寒地粳稻东农428为试验材料,设置控灌方式、氮肥水平2因素处理,研究了水肥耦合对寒地粳稻养分吸收,以及对最终产量的影响。结果表明:两种灌溉模式均在N3处理下水稻含氮量,含磷量以及含钾量最高,且产量达最大值;而在N3处理下的两种灌溉模式相比较,在节水灌溉(W1)水平下水稻产量最高,且氮、磷、钾含量都处于最高水平,说明N3是水稻增产最佳施氮水平,节水灌溉较常规灌溉促进了产量的积累。