养分和水分胁迫下2年生落叶松根系有机酸的分泌行为研究(英文)

[目的]研究养分和水分胁迫对2年生落叶松根系有机酸分泌行为的影响。[方法]通过设置不同的养分和水分胁迫条件,研究不同程度土壤胁迫下2年生落叶松根系有机酸的分泌种类和数量。[结果]在养分和水分胁迫下,2年生落叶松苗根系有机酸的分泌种类增多,且胁迫水平不同增加分泌的有机酸种类也不同。养分和水分胁迫处理还增加了有机酸的分泌数量。从有机酸分泌总量看,胁迫最重的水平1增幅最大。从单个有机酸分泌量看,柠檬酸增幅最大,其次为苹果酸,草酸较小;且都以水平1增幅最大。[结论]各有机酸分泌量在有机酸总量中所占的比例稍有变化,但整体排序未变。     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异.结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是:草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸.低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065.可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关.     

低磷胁迫对玉米自交系苗期根系分泌有机酸的影响

采用低磷和对照盆栽试验,以磷高效04419和磷低效04065玉米自交系为材料,研究二者在苗期根系分泌有机酸的差异。结果表明,在低磷和对照2种磷水平下,04419和04065根系分泌的有机酸种类随叶期而增加,4～8叶期二者根系分泌的主要有机酸是：草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乙酸;草酸是二者根系分泌的最主要有机酸。低磷胁迫下,04419根系在4叶期草酸和柠檬酸的分泌量、在5～6叶期苹果酸和草酸的分泌量、在7叶期苹果酸的分泌量、在8叶期乙酸和柠檬酸的分泌量较04065明显增多,因而04419根系分泌有机酸总量明显高于04065。可见,低磷条件下,04419和04065根系分泌有机酸总量的能力在一定程度上与其耐低磷能力的大小相关。     

铅、镉胁迫对茶树根系分泌有机酸的影响

采用水培试验,研究了不同浓度的 Pb2+、Cd2+处理对茶树根系分泌有机酸的组成和量的影响。结果表明,Pb2+、Cd2+胁迫并不影响有机酸的组成但影响分泌量。与对照相比,Pb2+、Cd2+胁迫使茶树根系琥珀酸和苹果酸的分泌量显著增加,且Pb2+浓度<100mg/kg和 Cd2+浓度<8mg/kg时,琥珀酸和苹果酸的分泌量随着Pb2+、Cd2+ 浓度的增大而增加;低浓度的 Pb2+、Cd2+ (20mg/kg、0 5mg/kg)和高浓度的 Pb2+、Cd2+(100mg/kg、8mg/kg)都能使草酸的分泌量增加,Pb2+浓度>40mg/kg时,草酸的分泌量随Pb2+浓度的增加而增大;Pb2+、Cd2+胁迫抑制了柠檬酸的分泌。随着Pb2+处理浓度的增加,茶树根系分泌的有机酸总量呈先增后减再增后微降的趋势,Pb2+浓度为 20mg/kg和 60mg/kg的处理,有机酸的分泌量显著高于对照和其它处理。Cd2+胁迫下有机酸总量随Cd2+浓度的变化规律也是先增后减再增,浓度为0 5mg/kg和8mg/kg的Cd2+处理,有机酸的分泌量显著高于对照和其它处理。     

土壤逆境下植物根系分泌的有机酸及其对植物生态适应性的影响(英文)

以养分和水分胁迫为例,探讨土壤逆境下植物根系有机酸的分泌状况,以及有机酸对植物生态适应性的影响,从而为提高植物对多种逆境条件的适应能力提供理论依据。结果发现在养分和水分胁迫下,植物根系分泌的有机酸含量明显增加,这是较为普遍的主动适应性反应。有机酸能提高植物体内多种抗氧化酶的活性、渗透调节物质含量、叶绿素含量和光合作用水平,促进植物体内某些养分的吸收和运输,最终有利于植物的生长和生物量积累,减轻逆境条件对植物的毒害,提高植物的抗逆性和适应力。     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

低磷胁迫下不同水稻品种根系生理特性的研究

以4个对低磷反应不同的典型水稻品种为材料,对低磷处理10 d后各品种根系有机酸分泌量、酸性磷酸酯酶活性、根系活力等根系生理特性进行了比较研究。结果表明,低磷胁迫能促使水稻耐低磷品种根系分泌更多的有机酸,其有机酸分泌总量较对照平均增加了1.96倍,而敏感品种与对照之间无显著差异;低磷胁迫下各品种根系活力均有显著提高,2个耐低磷品种升幅相对较大,其根系TTC相对氧化强度平均为5.91,而敏感品种仅为1.83;各品种根系释放的酸性磷酸酯酶活性均明显高于对照,且敏感品种升幅相对较大。处理10 d后耐低磷品种根系生物量略高于对照。处理25 d后各品种根系生物量均显著高于对照,且耐低磷品种增幅更大。耐低磷品种植株生物量与对照无明显差异,而敏感品种则有明显降低。     

不同镉积累型苋菜（Amaranthus mangostanus L.）根际低分子量有机酸与镉吸收的关系

 【目的】研究低镉积累型苋菜紫背苋和高镉积累型苋菜天星米在镉胁迫下低分子量有机酸分泌特征及其与苋菜镉生物积累的关系。【方法】采用溶液培养法进行试验。【结果】随供镉浓度增加，紫背苋根、茎和叶生物量显著降低，而天星米生物量未发生明显改变。不同镉暴露条件下，苋菜分泌的有机酸总量表现为天星米远高于紫背苋，有机酸含量均表现为柠檬酸>苹果酸>乙酸>丙酸>丁酸，且以柠檬酸和苹果酸为主。两品种各有机酸数量占有机酸总量的比例基本一致。随供镉浓度增加，两个苋菜品种根分泌的各有机酸量增加，各有机酸分泌量的增幅均表现为天星米大大高于紫背苋，植株根、茎和叶镉含量与积累量也相应表现为天星米大大高于紫背苋。【结论】苋菜镉的生物积累与有机酸种类没有特异性关系，但与有机酸的总量有关。镉胁迫诱导根系分泌有机酸的数量，在引起两品种对镉吸收的差异方面起重要作用。     

高锌胁迫下不同大白菜品种生长、Zn吸收及根系分泌物的研究

采用液培试验研究了高锌胁迫下不同品种大白菜生长、Zn吸收及Zn富集品种与一般品种根分泌物特点。结果表明,Zn胁迫显著抑制了6个品种大白菜生长。0.5<根系耐性指数(RTI)<1.0。随锌水平的增加大白菜地上部干重、RTI明显下降。大白菜地上部Zn含量、根系Zn含量均随锌胁迫的增加而增加。植株吸收的Zn主要积累在大白菜根部。供试锌水平下,以丰园高抗1号的地上部、根系Zn含量明显高于其它5个品种,最大值为251.1、273.6mg/kg(40mg/LZn),以丰抗80地上部、根系Zn含量最低。培养介质pH随锌水平增加先升高,然后下降。大白菜2个品种根系分泌物中检测到草酸、酒石酸、苹果酸3种低分子量有机酸,主要氨基酸包括丝氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸(含量大于1.0μg/10g干土)。锌胁迫降低了大白菜根系分泌的低分子量有机酸、氨基酸总量。Zn富集品种丰园高抗1号根系分泌的低分子量有机酸,加Zn与否都高于一般品种攻关2号。2个品种根分泌物中低分子有机酸和氨基酸含量与种类不同,尤其是低分子有机酸含量与种类不同是大白菜品种之间Zn吸收差异的重要原因。     

短期铝胁迫下大豆根系分泌物的初始分泌特征

通过筛选试验,选择2个大豆(Cdycine,max L.)品种(耐性品种浙春2号和敏感品种浙春3号)作为试验材料,水培30 d后,分析大豆根系分泌物中的有机酸、氨基酸、可溶性糖等在铝胁迫下的分泌特征,并测定根系分泌物溶液的电导率和pH值.结果表明:随铝浓度的增加和铝处理时间的延长,二个大豆品种根系分泌的氨基酸、可溶性糖、化感类物质及电导率均有所增大,而柠檬酸则在铝浓度为T1(50 μmol/L Al3+)水平时达到最大分泌量,且浙春2号的分泌量远大于浙春3号;琥珀酸脱氢酶、酸性磷酸酶和pH值随铝处理时间和收集时间的影响,变化规律不一致.随分泌物收集时间的增大,各分泌物组分、酶活性、电导率和pH值普遍在收集时间为S2(6 h)时达到一个临界值,之后增长缓慢.试验结果表明柠檬酸在大豆缓解铝毒胁迫上的分泌效应,并分析大豆根系的酶类、化感物质、无机离子(H+)等在铝胁迫下的分泌特性.     

养分缺乏下外源有机酸对暗棕壤磷有效性及落叶松幼苗吸收积累磷的影响(英文)

用不同比例A1和B层暗棕壤混合(A1∶B=1∶2)制造土壤养分缺乏条件,栽植落叶松幼苗,通过模拟我国东北林区代表性森林凋落物淋洗液中有机酸的种类和数量,系统研究养分缺乏下,不同浓度外源有机酸对暗棕壤磷有效性和落叶松幼苗吸收运输磷素养分的影响及机理。结果表明,A1层与B层混合土壤速效磷含量降低,落叶松幼苗根系和叶片磷累积量和磷吸收效率降低,但磷利用效率增加。外源有机酸处理后,混合土壤的速效磷含量有不同程度提高,3种有机酸的作用强弱表现为琥珀酸柠檬酸草酸,一般以浓度5.0 mmol/L和处理20 d时提高效果最显著。有机酸不同程度提高了根系和叶片的磷累积量和磷吸收效率,但降低了磷利用效率。有机酸对磷累积量和磷吸收效率的提高程度因处理时间、有机酸浓度和种类而异:对于根系,20和30 d的结果高于10 d,叶片则10和20 d的结果高于30 d,说明处理前期磷被吸收后向叶片的转移量较多,而后期则更多地在根中积累;3种有机酸大多在10.0 mmol/L提高幅度最大;不同有机酸的促进程度为琥珀酸柠檬酸草酸。     

Effects of Exogenous Organic Acids on Dehydrogenase Activity in Dark Brown Forest Soils under Nutrient Deficiency

[目的]研究养分缺乏下外源有机酸对暗棕壤脱氢酶活性的影响。[方法]用不同比例 A1和 B层暗棕壤（ A1∶B=1∶2）设置土壤养分缺乏条件、栽植落叶松幼苗,通过有机酸溶液外源添加,系统研究不同浓度草酸、柠檬酸和琥珀酸对养分缺乏下暗棕壤脱氢酶活性的影响。[结果]养分缺乏下,暗棕壤的脱氢酶活性明显降低,且胁迫时间越长降低幅度越大。对于养分缺乏的暗棕壤,大多数有机酸处理均提高了土壤的脱氢酶活性,提高程度因处理时间、有机酸种类和浓度而异。在处理10、20和30 d时,最显著的有机酸处理浓度分别为10.0、5.0和10.0 mmol/L;不同处理时间内对脱氢酶活性的增幅为30 d〉20 d〉10 d;3种有机酸的增加效果为：琥珀酸〉柠檬酸〉草酸。[结论]外源有机酸对养分缺乏暗棕壤的脱氢酶活性提高有很好的促进作用,也一定程度上提高了暗棕壤的微生物活性和土壤肥力。     

草酸和柠檬酸提高长白落叶松对Pb胁迫的适应性

通过外源添加不同浓度草酸或柠檬酸溶液,系统研究了不同处理时间下,草酸和柠檬酸对土壤Pb胁迫下长白落叶松幼苗多种生理生化特性、元素吸收及生长的影响,特别是叶绿素荧光参数、根系形态特征及养分元素吸收状况。结果表明,Pb胁迫对长白落叶松产生毒害,叶片细胞膜透性和F₀提高,叶片可溶性蛋白含量、叶绿素荧光参数(F_m、F_v、F_v/F_m和F_v/F₀比率)、根系表面积、长度、体积和比根长均下降。细根和叶片K、Ca、Fe、Pb含量及细根Mg含量显著增加,但叶片Mg含量降低,根、茎和叶干质量也显著降低。时间越长Pb对苗木的毒害越重。外源草酸和柠檬酸处理使上述生理生化特性和根系形态指标均向相反方向变化,并显著提高根、茎和叶等各部分干质量,提高了苗木对Pb胁迫的抵抗力和适应性。有机酸对上述指标的影响一般在20或30 d,5.0或10.0 mmol/L效果最佳,且柠檬酸效果强于草酸。草酸和柠檬酸降低苗木细根和叶片Mg、K、Ca含量, 但增加Fe含量。较低浓度有机酸处理时,苗木细根和叶片Pb含量降低,此时苗木对Pb胁迫的解毒机制主要体现在外部排斥机制,而较高浓度时(5.0~10.0 mmol/L)Pb含量却升高,此时内部耐受机制发挥的作用更大,但也不排除2种机制同时起作用的可能性。研究能为有机酸应用于植物修复土壤Pb胁迫提供理论指导,也能为东北林区Pb胁迫土壤的有效利用开辟新思路。      

长白落叶松人工林昆虫多样性的研究

[目的]了解落叶松人工林内昆虫群落的变化规律。[方法]采用样枝调查和地面植被扫网调查法,对吉林敦化市5、9、18年生落叶松林内昆虫种类和数量进行调查,并比较不同林龄林分内昆虫的多样性。[结果]在样地内共收集到97种昆虫,其中半翅目、鞘翅目昆虫较多,鳞翅目、膜翅目、双翅目昆虫较少,毛翅目昆虫仅存在于18年生林分中。5年生林分内昆虫的多样性指数在全年较稳定,9年生林分内昆虫的多样性指数波动较大;5、9年生林分内昆虫多样性较相似,而18年生林分内昆虫多样性与前两者差异较大。[结论]为落叶松人工林的保护经营及害虫控制提供了参考。     

磷亏缺下不同植物根系有机酸的分泌

通过液培试验,采用直接收集法和气相色谱技术测定了适应性较强的6种植物根分泌物中低分子量有机酸的种类和数量。结果表明：在磷亏缺下6种植物根系有机酸分泌的总量与正常供磷下相比都呈不同倍数的增长。不同植物种根系分泌的有机酸种类与数量（某有机酸占有机酸总量的百分率）以及增长的倍数有所差异。其中肥田萝卜：酒石酸（73％）和苹果酸（20％）,总量增长43倍;印度豇豆：酒名酸（99％）增长4倍;养麦：酒石酸（84％）总量和草酸（16％）总量增长8倍;玉米（农大60）：酒石酸（94％）增长4倍;白羽扇豆;柠檬酸（65％）增长11倍。油菜：苹果酸（80％）和柠檬酸（17％）增长38倍。     

水分胁迫下越橘品种"北陆"和"蓝丰"的生理反应

[目的]研究越橘品种＂北陆＂和＂蓝丰＂在水分胁迫条件下的生理反应。[方法]采用盆栽试验,以2年生半高丛越橘＂北陆＂和高丛越橘＂蓝丰＂为试材,研究2种类型越橘在不同的水分胁迫条件下的生理反应。[结果]在不同的水分胁迫条件下,＂蓝丰＂和＂北陆＂的SOD活性值均呈现先升高后降低的趋势,在处理第7天2个品种的中度水分胁迫处理的SOD活性值均达最高值;2个品种的脯氨酸含量随着水分胁迫处理时间的延长逐渐上升;＂蓝丰＂和＂北陆＂的MDA含量均呈先下降后上升的趋势,其下降幅度顺序为严重水分胁迫〉中度水分胁迫〉正常水分处理;2个品种叶片中的可溶性糖含量也呈现先上升后下降的趋势。[结论]SOD、脯氨酸、MDA和可溶性糖含量与越橘的抗旱性密切相关。     

早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]研究早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响。[方法]以一季中稻为试验材料,在大棚内开展了轻度水分胁迫(QX)和重度水分胁迫(ZX)对不同生育时期不同器官影响的盆栽试验。[结果]2种水分胁迫处理均明显抑制了水稻不同时期的干物质量。分蘖期,CK组根、茎、叶干物质相对QX和ZX处理有不同程度(121.1%~211.2%)的增加。CK组穗重最大,为53.21 g/盆,其相对QX和ZX处理分别增加44.9%和43.3%,差异显著。相对CK而言,水分胁迫显著提高了ZX处理水稻茎秆和叶片的氮含量,但是由于水稻干物质量受到显著抑制,所以ZX处理的氮积累量显著低于CK组。[结论]前期的水分胁迫显著影响水稻产量和氮素吸收利用,田间管理措施要适时排水或灌溉,避免水分胁迫对水稻产量造成不可逆的影响。     

盐胁迫对玉米幼苗的伤害与盐导致的渗透胁迫的关系

[目的]分析不同浓度的短期盐胁迫对玉米幼苗的生理伤害与盐导致的渗透胁迫的关系.[方法]以华农5号玉米为模式植物,设置5个盐浓度梯度(50、100、150、200、300 mmol/L),以0 mmol/L浓度处理作为对照,处理24h之后开始测量各项生理指标,连续测量5d.[结果]在低浓度盐胁迫下,玉米幼苗的各项生理指标与对照相比并没有明显的下降.当盐浓度达到150 mmol/L时,玉米幼苗出现严重的水分亏缺.玉米叶片叶绿素含量与幼苗水分含量变化基本一致,叶绿素含量在盐浓度达到150 mmol/L时出现明显下降.光系统Ⅱ的明显变化则出现在300 mmol/L盐处理组.[结论]低盐胁迫对玉米水分吸收的影响不大.玉米幼苗对盐的耐受浓度在150mmol/L左右,盐浓度达到150 mmol/L时幼苗开始出现明显的胁迫特征,各种水分生理指标下降,叶绿素含量降低.光系统Ⅱ耐盐能力较强,对盐的耐受浓度高达200 mmol/L,在盐浓度达到300 mmol/L时才出现明显伤害.     

大豆根际溶磷菌分离鉴定及溶磷过程中有机酸的分泌

【目的】明确吉林省地区大豆Glycine max根际溶磷菌的种类及溶磷特点。【方法】利用溶磷圈法筛选溶磷菌,16S rDNA序列测定和Vitek2生理生化系统对菌株进行分析鉴定。测定菌株生长量、溶磷量、培养基pH变化与有机酸的产生。【结果】从大豆根际土壤中分离获得4株溶磷菌株WJ1、WJ3、WJ5和WJ6。4个菌株分别属于假单胞菌属Pseudomonas sp.、肠杆菌属Enterobacter sp.、苍白杆菌属Ochrobacterum sp.和克雷伯菌属Klebsiella sp.。4株溶磷菌96 h内最大溶磷量分别为558、478、596和586μg·m L-1。甲基红试验和培养物p H测定结果表明:4个菌株在溶磷过程中可使培养物的pH下降,当p H小于4时,会明显阻碍菌株的生长。p H为5时,WJ1和WJ3的生长受到轻微的影响,WJ5和WJ6能正常生长。GC-MS对菌株在溶磷过程中产生的有机化合物的分析表明,4菌株均分泌多种有机酸,其中α-酮戊二酸在WJ1、WJ3和WJ6菌株溶磷过程中大量产生。【结论】4菌株具有较好的溶磷能力,溶磷过程中分泌有机酸种类不完全相同,有机酸的分泌造成培养基的p H降低,影响菌体生长,而菌体数量决定各菌株的溶磷量。