逆境中植物化学通讯机制的研究进展

为抵抗自然界中的各种逆境,植物能发生广泛的化学通讯现象。本文综述了植物在各种生物性逆境和非生物性逆境条件下产生化学通讯机制的研究进展。目前研究主要集中在逆境胁迫对植物生长发育、生理生化过程、次生物质代谢的影响等方面,而从生理遗传学角度研究植物适应逆境胁迫的机理及植物如何感受逆境胁迫并将所产生的胁迫信号传递到作用位点从而发生相应生理变化的研究比较缺乏。从生理遗传学角度研究植物化学通讯机制是今后的主要研究方向。     

逆境胁迫下作物积累脯氨酸的生理生态学意义

本文综述了逆境胁迫下作物对脯氨酸的积累、脯氨酸的生物合成及作物积累脯氨酸的生理生态学意义。     

不同浓度尿素胁迫下苗期小麦根部形态和生理指标的变化

以常规小麦品种偃展4110为试验材料,通过水培试验,研究生理指标的变化与植物抗逆性之间的关系。设置6个氮素浓度水培处理,在不同浓度的氮(尿素)胁迫下,对苗期小麦根部进行了生理生化测定,并对其根尖形态进行了激光共聚焦扫描显微观察。结果表明,脯氨酸通过改变自身累积量在植物适应逆境中发挥了渗透保护剂的作用;可溶性糖含量则由于高氮胁迫出现了下降的趋势;在适当浓度的氮素胁迫下,根系活力强于高氮和低氮处理;镜检结果显示,尿素胁迫使小麦根尖细胞产生了不同程度的损伤,这些都可能与植物抗逆性存在某种相关性,为逆境植物的进一步研究提供理论依据。     

外源物质干预对逆境胁迫下植物生长代谢的影响研究进展

逆境胁迫是指对植物施加有害影响的环境因子,是目前造成植物减产、品质下降的主要影响因素。植物在遭受逆境胁迫后施加外源物质可显著提升植物对逆境胁迫的抵抗能力。目前,植物遭受逆境胁迫后常用的外源干预物质主要有植物生长调节剂、有机物、无机物和金属离子等,国内外针对植物面临逆境胁迫下利用不同的外源物质对其进行缓解及调控的研究主要集中在生理生化、活性氧、代谢酶、基因变化等细胞和分子水平,针对外源物质对逆境胁迫下植物生长发育的影响机制尚不明确。本文对此进行了综述并提出了今后利用外源物质研究植物抗逆的方向,为后续深入探索外源物质干预对植物应对逆境胁迫的反应机制,从而为改善植物的生长提高植物的产量和品质提供科学依据。     

栽培措施对冬小麦抗干旱、低温胁迫能力的影响

通过盆栽试验,研究了干旱、低温逆境下不同土壤耕作措施对冬小麦形态和生理指标的影响。采用两合土、砂姜黑土2种土壤,设置了包含施有机肥、保持土壤水分、整地(粗糙、精细和旋耕)等共7种土壤耕作方式处理,调查测定了冬小麦外部形态和内部生理指标。结果表明,不同土壤耕作方式对出苗、土壤水分、分蘖等都有影响,从而影响冬小麦抗寒能力。粗放整地处理的小麦对低温逆境的耐受能力较弱,施用有机肥、保持土壤适宜水分、精细整地等栽培措施明显增强小麦抗低温逆境能力。冬小麦在逆境下,叶片中脯氨酸含量大幅增加;低温逆境下冬小麦叶片脯氨酸含量比干旱逆境下急剧增加;干旱能提高小麦叶片中脯氨酸含量;适度干旱+低温逆境下的小麦抗寒能力增强。说明,土壤水分、肥力是影响冬小麦抗低温逆境胁迫能力的主要因素;一定范围内的干旱逆境锻炼,对提高小麦抗低温能力有一定的促进作用。     

PEG6000渗透胁迫对鸟巢蕨生理指标的影响

研究在聚乙二醇6000(PEG6000)室内模拟干旱条件下,比较不同浓度PEG渗透胁迫对鸟巢蕨的叶片相对含水量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性、丙二醛含量以及游离脯氨酸量5个生理指标的影响.结果表明:鸟巢蕨叶片相对含水量与胁迫程度呈负相关;复水后各浓度处理下的叶片含水量不能够恢复.丙二醛含量、游离脯氨酸量与胁迫程度呈正相关.复水后各浓度处理下的丙二醛含量不能够恢复,游离脯氨酸含量恢复到对照水平,可溶性糖均随着胁迫的时间延长而累积,20%浓度胁迫12h时达到峰值105.31mg/g,是参与鸟巢蕨渗透调节的主要物质之一,过氧化物酶活性呈先升高后降低的变化趋势,复水后降低至与对照组相近水平;说明鸟巢蕨逆境条件下,过氧化物酶上升到一个较高水平,减轻膜伤害程度,但随着膜伤害程度加深,过氧化物酶不能够在发挥作用.综合各项生理指标的分析认为,鸟巢蕨抗旱能力较差.     

镉胁迫下硅对草莓生长及生理特性的影响

在中和硅酸钾的碱性和消除钾离子影响的基础上,通过水培试验研究了镉胁迫下硅对草莓生长及生理特性的影响.结果表明:供硅可减轻镉对草莓叶片的伤害,提高镉胁迫下植株的相对生长速率和根冠比,增加植株生物量;硅能提高光合色素含量,降低镉胁迫下草莓叶片和根系的质膜透性,使叶片丙二醛含量减少,减轻膜脂过氧化程度;适量浓度的硅可使游离脯氨酸和可溶性糖含量保持在一定水平,保证植株在镉胁迫条件下对水分的吸收和利用;镉胁迫下,草莓叶片SOD、POD、CAT活性降低,供硅可提高SOD、POD、CAT活性,减轻活性氧及自由基对草莓叶片的毒害.上述结果说明,供硅改善了草莓逆境生理状况,缓解了镉的毒害作用,促进了草莓的生长发育.     

外源ABA提高干旱胁迫下植物幼苗抗逆性的光合生理适应机制研究

干旱胁迫对植物的生长有着显著的影响,是限制农业生产的重要因素之一。干旱逆境胁迫可导致植株代谢紊乱。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在植物干旱、高盐、低温等逆境胁迫反应中起重要作用,是植物的抗逆诱导因子。本文综述了在干旱胁迫下及外源ABA的添加对植物的光合生理适应机制的影响。     

微电极离子流技术在植物逆境生理研究中的应用及展望

植物在遭遇盐碱、干旱、重金属、低温、酸、机械刺激等非生物胁迫时,细胞膜电化学特性的变化和调节往往是最早发生的植物细胞反应之一,并与细胞内的生理代谢活动之间存在复杂的联系.基于此,在过去的30年间,微电极离子流技术以其非损伤性、实时性、灵敏性和高分辨率等特有的技术优势,成为了研究逆境胁迫条件下植物的生理响应及调节机制常用的技术手段.从跟踪监测界面反应、解析基因功能、进行抗逆育种和研究信号物质等方面综述该技术在植物逆境胁迫生理研究中的应用,旨在为研究植物功能基因组学和调节植物对环境的适应性提供参考.     

温度和PEG胁迫对甜柿叶片游离脯氨酸累积的影响

以目前主栽甜柿品种为试验材料,研究各品种在低温、高温、模拟干旱三种胁迫条件下叶片游离脯氨酸含量和积累的变化。结果表明:三种逆境胁迫均诱导了甜柿叶片游离脯氨酸的累积,其积累量除了随逆境胁迫的增加而增加外,同时与品种对这种逆境的抗性有关。     

常绿岩垂草抗旱生理特性分析

选用1年生常绿岩垂草为研究对象,设置持续干旱（7、14、21、28、35d）和定期浇水2个处理,在重庆夏季连续高温干旱条件下,测定叶片的各项生理生化指标,结果显示：在干旱胁迫下,岩垂草叶片含水率与土壤含水率呈同步降低趋势;脯氨酸含量与伤害率、可溶性糖含量有相似的变化趋势,均对干旱胁迫表现出敏感的变化;可溶性糖、脯氨酸等可溶物累积,渗透调节能力随干旱程度的加强而增强,植株吸收土壤水分能力同步增强,但在持续干旱条件下,细胞膜受损严重,其对干旱的适应能力达到极限后,相关指标又会下降;丙二醛测定结果表明,在伏旱高温环境下岩垂草细胞膜受损明显且呈现梯状变化规律,浇水并不能明显改善细胞膜受损程度;浇水处理与干旱处理叶绿素含量均表现出较特异的稳步升高趋势。     

土壤干旱与复水对花生生理特性的影响

本试验以盆栽方法采取完全随机区组设计，研究了不同干旱程度及复水对花生生理特性的影响。结果表明：土壤干旱提高了叶片叶绿素含量和硝酸还原酶活性，复水后５０％的处理仍保持较高水平。干旱时根系活力下降，但复水后５０％处理根系活力高于对照。土壤干旱使根、茎、叶中可溶性糖和游离脯氨酸含量升高，但在严重干旱时茎、叶中可溶性糖和游离脯氨酸含量又有下降趋势；复水后前期适度干旱处理其含量仍高于对照；在第二次严重干旱时，前期适度干旱处理其含量又有所提高。本文为花生干旱适应性及花生前期水分管理提供了依据。     

玉米在水分胁迫条件下脯氨酸的积累与抗旱性的研究探讨

玉米在水分胁迫条件下，其体内游离脯氨酸含量增加，且差异显著，这说明玉米叶内游离脯氨酸的积累同其抗旱性有关。游离脯氨酸的积累可以作为玉米抗旱性的参考性生理指标。     

水分胁迫下丛枝菌根真菌对紫穗槐生长和抗旱性的影响

采用盆栽试验研究了水分胁迫下接种丛枝菌根真菌(AMF)对紫穗槐生长和抗旱性的影响。结果表明:不同 水分条件下,接种植株的株高、根系活力、地上和地下干质量高于对照;水分胁迫下菌根侵染率显著高于正常供水 下菌根侵染率;接种AMF 可以显著增加不同胁迫时期叶片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,尤其到胁迫后 期,中度胁迫和重度胁迫下接种植株脯氨酸含量大幅升高;接种AMF 可以显著提高抗氧化酶活性,并且使其维持 在一个较高水平。随着土壤相对含水量下降,Fv / Fm 降低,接种植株始终高于对照;随着水分胁迫时间的延长, ETR、qL 在中期下降,对照植株后期不能回升到原有水平,而接种植株可以恢复到接近前期水平;不同水分条件下, 接种植株NPQ 始终低于对照。研究表明:干旱条件下,接种AMF 可以稳定叶绿素荧光参数,并且通过提高根系活 力、植株体内渗透调节物质含量和抗氧化酶的活性来促进紫穗槐生长,提高抗旱性。      

干旱胁迫下氮对烤烟生长及生理特性的影响

为了探究干旱胁迫下氮对烤烟生长及生理特性的影响,利用烤烟品种吉烟9号为材料,设置5个氮用量处理进行盆栽试验。试验结果表明,在农艺性状上,干旱胁迫下处理E(0.6g/kg土壤)的各项指标都优于其他处理,正常供水条件下,处理D(0.45 g/kg土壤)表现最佳,当氮用量增至0.6g/kg土壤时会抑制烟株的生长。在生理特性上,随着干旱胁迫的逐渐加剧烟叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量逐渐降低,而脯氨酸含量则逐渐升高,正常供水条件下个体指标均保持平稳,说明烤烟光合作用及抗逆指标对干旱胁迫非常敏感。各施氮水平间比较表明,较高的氮素营养有利于烤烟通过生理过程的调节来抵御干旱的侵袭,减小干旱损失。     

干旱胁迫对草坪草脯氨酸积累影响的研究概述

干旱胁迫下草坪草脯氨酸的积累量是比较草坪抗旱性的重要鉴定指标之一。本文对脯氨酸的功能、与草坪草抗旱性的关系以及干旱胁迫下草坪草游离脯氨酸积累量的变化规律等研究进展进行了概述。     

Increased resistance of drought by Trichoderma harzianum fungal treatment correlates with increased secondary metabolites and proline content

Plant secondary metabolites play vital role in plant stress response. In this study we investigated whether root colonization of tomato(Solanum lycopersicum) infected by Trichoderma harzianum leads to alterations in the biosynthesis of secondary plant metabolites including phytohormones and osmolyte proline under drought stress. Exposure of tomato to drought caused a drastic decline in plant growth and physiological parameters. Tomato inoculated with T. harzianum showed increased root and shoot growth and chlorophyll pigments as compared to uninoculated controls as well as drought stressed plants. Proline and total soluble protein content was increased in plants inoculated with T. harzianum under both normal as well as drought conditions. An obvious increase in phenol and flavonoid content was observed due to T. harzianum. In addition, T. harzianum inoculated plants maintained higher levels of growth regulators indole acetic acid, indole butyric acid, and gibberellic acid under drought stress. Improved secondary metabolites which play an important role in plant stress tolerance by T. harzianum may have coordinately worked for bringing the growth regulation by protecting membranes from reactive oxygen species(ROS) and enhance plant growth through accessing more nutrients by root system.     

游离脯氨酸累积与冬小麦品种的抗旱性

无论是土壤长期缺水,还是短期缺水,都使小麦叶片游离脯氨酸含量明显增高。短期土壤缺水处理,随叶片失水而呈中度水分胁迫时,抗旱性较弱的济南13号游离脯氨酸累积高于抗旱性较强的鲁麦1号;严重水分胁迫时则相反。叶片相对含水量与游离脯氨酸含量的回归分析表明,二者为显著的负相关,在叶片相对含水量相同的情况下,抗旱性较强的鲁麦1号比抗旱性较弱的济南13号累积更多的游离脯氨酸。     

艾纳香幼苗对夏季干旱胁迫生理响应

以有性繁殖1年龄艾纳香幼苗为研究对象,研究其水分胁迫响应机理,寻求艾纳香生长最佳栽培条件。于2014年5月开始为期4个月四梯度干旱处理试验,对不同水分胁迫下艾纳香生理指标分析。结果表明,对照组艾纳香长势最好;轻度干旱胁迫下,缺水对艾纳香影响不显著,丙二醛含量虽少量增加,但植株最大程度利用有限水分,通过降低叶绿素、可溶性淀粉含量,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量,适当增加抗氧化酶活性,增强根系活力等方式对抗轻度缺水。中度和重度胁迫下,植物细胞受损,丙二醛含量增加,根系活力减弱,植株生长缓慢,艾纳香通过可溶性糖、可溶性淀粉等渗透物质增加维持细胞渗透势平衡,降低水分胁迫造成的细胞受损,通过抗氧化酶清除过氧化氢等有害物质保持细胞活性。中度干旱胁迫下,植株虽可生长,但长势不良;重度胁迫下,艾纳香叶片掉落甚至植株死亡。夏季艾纳香幼苗管理应保证水分供应充足。     

干旱胁迫对菠菜幼苗的生理影响

本试验以菠菜幼苗为材料，研究其在PEG模拟干旱胁迫条件下生理指标的变化情况。结果表明，在PEG胁迫下，菠菜幼苗的生理生化指标表现出一系列变化，随着干旱胁迫程度的加剧，质膜透性和丙二醛（MDA）含量增加，同时渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸（Pro）含量增加，可溶性蛋白含量先升后降，叶绿素含量下降。