干旱胁迫对持绿性高粱光合特性和内源激素 ABA、CTK含量的影响

【目的】研究干旱胁迫对不同持绿性高粱光合特性以及叶片和根系中内源激素含量的影响,为高粱持绿性资源的发掘和应用提供理论依据。【方法】采用盆栽试验的方法,选用持绿性高粱B35和非持绿性高粱三尺三为试验材料,设置无干旱胁迫（土壤含水量为田间最大持水量的75%-80%）和干旱胁迫两种水分处理（土壤含水量为田间最大持水量的45%-50%）,分别在开花期和灌浆期进行干旱胁迫,研究干旱胁迫下不同持绿性高粱光合作用、叶绿素荧光特性以及叶片和根系中内源激素（脱落酸和细胞分裂素）含量的变化,并分析干旱胁迫下叶片和根系中内源激素含量的动态平衡以及叶片中内源激素含量与光合特性参数间的相关性。【结果】开花期和灌浆期干旱胁迫均抑制了不同持绿性高粱的光合作用,但干旱胁迫下B35的叶绿素含量（Chl）、光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、光系统Ⅱ（PSⅡ）的初始叶绿素荧光（Fo）、最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学淬灭系数（qL）以及电子传递速率（ETR）的降低幅度均明显小于三尺三;且在灌浆期三尺三Chl的衰减程度更为明显,Pn的下降程度也更大。同时,干旱胁迫使三尺三在灌浆期PSⅡ反应中心结构受到了损害或失活。开花期和灌浆期干旱胁迫提高了不同持绿性高粱根系和叶片中脱落酸（ABA）的含量,B35叶片和根系中ABA含量的增幅显著高于三尺三,且在灌浆期的增幅更大;干旱胁迫降低了不同持绿性高粱根系和叶片中细胞分裂素（CTK）的含量,三尺三根系和叶片中CTK含量的降低程度明显高于B35,且在灌浆期减幅更大。B35和三尺三叶片中ABA的含量高于根系,CTK的含量低于根系;干旱胁迫降低了叶片和根系中CTK/ABA的比值,并且在开花期和灌浆期B35的降低程度均大于三尺三。ABA含量与Pn呈显著负相关,与ETR呈极显著负相关;除Fo外,CTK含量与Gs呈显著正相关,与Chl、Pn、Fv/Fm、qL和ETR呈极显著正相关。【结论】干旱胁迫下,持绿性高粱比非持绿性高粱具有较高的叶绿素含量和光合能力。ABA和CTK共同作用调控气孔的运动,并影响光合速率及光合电子传递等其它光合生理过程。     

土壤自然干旱胁迫对甘蔗幼苗根系保护酶系统的影响

[目的]研究干旱胁迫对甘蔗苗期根系保护酶系统及相关指标的影响,探讨甘蔗苗期根系对干旱胁迫的应答机制.[方法]以新台糖22号为材料,在甘蔗苗期进行土壤自然干旱胁迫,测定甘蔗根系保护酶系统及质膜过氧化产物相关指标的变化,并进行相关性分析.[结果]随着干旱胁迫程度的加强,根系中可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量逐渐增加,细胞膜脂过氧化保护酶系统的酶活性均呈先升后降的趋势,干旱胁迫处理15 d后SOD和POD活性达到峰值然后降低,CAT活性于11d到达峰值后下降.甘蔗苗期根系保护酶活性与膜脂过氧化作用呈显著或极显著正相关.[结论]甘蔗根系保护酶系统的干旱胁迫响应机制为:轻度干旱与中度干旱时表现为积极应对,重度干旱时则为被动忍耐.根系保护酶系统与甘蔗抗旱性的关系密切.     

干旱对4种苗木根系特征及各部分物质分配的影响

为了系统研究干旱对黄土高原主要造林树种根系特征及各部分物质分配的影响,通过人为控制土壤水分,按土壤田间持水量的70%、50%、35%设干旱处理水平(各水平均设7、14和21 d),观测2年生油松、刺槐、侧柏、沙棘苗木根生物量、地上部分生物量及细根(直径<2 mm)指标(表面积、根长、根尖数).结果表明:1)随着干旱胁迫...     

不同高粱品系灌浆期抗旱性鉴定及评价

利用大棚温室控水模拟灌浆期干旱胁迫,探讨干旱胁迫对高粱各农艺性状的影响,并运用隶属函数和抗旱系数相结合的方法对高粱的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下所有高粱品系都表现出穗长变短,单穗质量、千粒质量下降,干旱胁迫与对照之间表现为显著或极显著差异;而株高、茎粗之间差异不显著,干旱胁迫与对照之间差异不显著;采用隶属函数和抗旱系数相结合的方法共筛选出抗旱性强的高粱品系13份,占供试品系的26.0%。这13份高粱材料可作为高粱耐旱育种的种质资源。     

水分胁迫对豌豆根系生长及产量的影响

采用盆栽试验方法,研究了水分胁迫对豌豆根系生长、根系活力和单株产量的影响.结果表明:苗期轻度水分胁迫有利于根系的生长,单株根长和根质量分别比对照增加了40.17%和70.83%;花期和灌浆期任何程度的水分胁迫均抑制了根系的生长.在各个生育时期随着胁迫程度的加深和时间的延长,根冠比增大,且在花期长期重度胁迫处理后根冠比增幅最大,比对照增加了84.62%;而根系活力呈下降趋势,在灌浆期长期重度胁迫处理后降幅最大,比对照降低了80.34%.对于单株产量,花期干旱对其影响显著,其次为灌浆期,苗期因水分胁迫造成的减产不显著.     

干旱胁迫下小麦抗旱能力与其根系特征间的关系

【目的】研究不同基因型小麦抗旱能力的遗传差异与其根系特征间的关系。【方法】采用-1.0MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,测定抗旱型小麦长武134和干旱敏感型品种郑引1号在干旱胁迫下根系的含水量、相对含水量、水分饱和亏、根体积、可溶性蛋白含量、膜透性等生理指标,比较2个品种的根系对干旱胁迫的生理学响应;并通过观察样品根系组织的石蜡切片,分析在受到胁迫后根系解剖结构的变化。【结果】与郑引1号相比,在受到干旱胁迫时,随着胁迫时间的延长,长武134根系的含水量、相对含水量、可溶性蛋白含量和根体积等指标下降更缓慢,水分饱和亏和膜透性上升缓慢,总体表现出更强的抗旱性。根系组织石蜡切片观察表明,长武134出现了根部导管直径减小以及根内皮层增厚等有利于植物适应干旱胁迫的现象,且这些变化较郑引1号更为明显。【结论】受干旱胁迫后,抗旱小麦根系的生理指标及形态结构的特征,是植物抗旱生理基础和形态基础的反映。     

藜麦根系形态特征及生理特性对干旱胁迫的响应研究

本试验采用水培法研究两个藜麦品种(晋藜1号和晋藜2号)幼苗根系对干旱胁迫的响应机制,通过PEG-6000模拟干旱胁迫设定不同浓度(5%、10%)和不同处理时间(3d、6d、9d)对藜麦幼苗根系形态指标及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)含量进行测定,旨在为藜麦的抗逆性机制研究及开发利用提供一定的理论依据。结果表明,与对照相比,晋藜1号在同一胁迫浓度下,随着胁迫时间的延长,根长、根平均直径、根体积、根表面积、根投影面积、根尖数和SOD活性、POD活性均呈增长趋势;同一胁迫时间下,5%和10%浓度下根系形态各指标值均显著高于对照,5%胁迫下达到最高值,SOD活性、POD活性则随着胁迫浓度的增大而增大,MDA含量则在5%下达到最低。晋藜2号在同一胁迫浓度下,根系各项形态指标会随着胁迫时间的延长而呈现增长趋势,SOD活性和POD活性在5%浓度下呈现逐渐增长趋势,但在10%浓度下则呈现先增后降趋势,MDA含量呈现逐渐升高趋势;同一胁迫时间下,与对照相比,5%浓度下根系形态各指标值均显著高于对照,10%浓度下根平均直径和根尖数高于对照,但其他指标均低于对照,SOD活性和POD活性则随着胁迫浓度的增大呈现先增后降趋势,MDA含量则在5%下达到最低。可见,晋藜1号和2号根系通过形态和生理指标变化均能抵御一定的干旱胁迫,但晋藜1号较晋藜2号更抗旱。     

地膜覆盖对土壤水分和夏薯苗期根系建成的影响

基于覆膜和无膜处理对夏薯土壤相对含水量动态变化影响的研究,通过营养液水培和PEG-6000模拟干旱等方式研究6个甘薯品种在正常供水(模拟覆膜)和梯度干旱(模拟无膜)处理条件下的根系生物学性状。结果表明:覆膜使土壤相对含水量的降低缓慢而避开干旱胁迫的影响,而无膜处理的土壤相对含水量降低迅速。在浇足窝水的情况下,即使20天内无水分补充,覆膜土壤的相对含水量仍能保持在60%以上;而在无膜条件下,栽后6天为夏薯发生干旱胁迫的临界时间,且从轻度干旱胁迫到重度干旱胁迫的过程短,仅2天。不仅如此,与覆膜处理相比,干旱情况下无膜处理的甘薯根长、根投影面积、根表面积、根平均直径、根体积、根鲜重和根干重等指标均显著降低。而品种间比较发现,覆膜情况下色素提取型甘薯根系生长快、根量多,遭遇干旱胁迫后,色素提取型甘薯根系生物学性状降低幅度最大,对水分变化表现更敏感。6个甘薯品种根长、根表面积和根体积主要集中在平均直径大于0.45 mm的不定根上。总之,地膜覆盖有利于减缓土壤水分损耗,促进夏薯早发根、多发根,降低干旱胁迫对根系建成的不利影响。     

高粱生育后期根系对渍水胁迫的生物学响应

为了研究抽穗后渍水逆境对高粱根系及地上部生长发育的影响,在山西农业大学试验农场进行了人工模拟高粱渍水盆栽试验。结果表明:渍水使高粱上位次生根数量有所增加,但长时间(20～30d)渍水会导致高粱根重及根系活力明显降低。短期渍水对根系SOD及POD活性具有激活效应,但随着胁迫时间的延长,转而表现为抑制效应,SOD活性迅速下降,同时根系过氧化产物MDA含量成倍增长,根系衰老加速。     

干旱胁迫对大麦籽粒灌浆特性及内源激素的影响

为阐明干旱胁迫对大麦籽粒灌浆特性和内源激素的影响,以防雨池栽的方式对新疆主栽的2个大麦品种籽粒灌浆特性和籽粒发育过程中内源激素含量及比值的变化进行了研究。结果表明:干旱胁迫导致大麦籽粒灌浆速率降低,灌浆期缩短,光合产物向籽粒的调运效率减弱与干旱导致籽粒内源激素含量的变化有密切关系。干旱胁迫下较高的DHZR含量在籽粒建成过程中起主导作用,并同时伴有较高的DHZR/GA4比值;在灌浆过程中,干旱胁迫下灌浆速率降低与此期IAAi、PA、ZR和DHZR含量均处于较低水平有关;干旱胁迫下,灌浆前期较高的ABA含量对籽粒灌浆速率表现为正效应,后期较高的ABA含量则表现为负效应。     

高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定

根据高粱亲本系萌发期对干旱胁迫的响应,筛选出抗旱性鉴定指标和抗旱性强的种质,为高粱抗旱基因挖掘与种质创新奠定基础。以15份保持系、18份恢复系和8份杂交种为材料,采用人工气候箱内培养皿培养,以水势为-0.3MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫环境,蒸馏水处理为CK。测定发芽率、发芽势、芽长、根长、芽干重、根干重、剩余物质干重和萌发抗旱指数等8个性状。通过隶属函数法和聚类分析对参试材料进行抗旱性综合评价,并进行因子分析。利用隶属函数法对参试材料抗旱性排序表明,不同参试材料间表现出较大差异。高粱保持系、恢复系隶属函数值显著低于杂交种,保持系与恢复系隶属函数值差异不显著。聚类分析把参试材料按抗旱性强弱分为5类,L116等2份材料为抗旱类型,Ms18B等18份材料为较抗旱类型,Ms19B等9份材料为抗旱中间类型,L5172等8份材料为干旱较敏感类型,2055B等4份材料为干旱敏感类型。结果表明,萌发抗旱指数、根长和剩余物质干重分别在萌发因子、根部生长因子和生物量转化因子中的负荷量最大。对应水势为-0.3 MPa的PEG-6000浓度能够作为高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定的适宜浓度。保持系、恢复系抗旱能力显著低于杂交种,保持系、恢复系抗旱能力差异不显著。筛选出萌发期抗旱性强亲本材料,分别为恢复系L116和保持系Ms27B。萌发抗旱指数、根长、剩余物质干重可作为高粱亲本系萌发期抗旱性鉴定的适宜指标。     

干旱胁迫对茶树根系形态特征的影响

采用盆栽人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下茶树根系形态的适应性变化.结果表明:在干旱胁迫条件下,茶树根系形态发生明显的变化,茶树根长随干旱的持续而不断增加,第20天时达到132.74cm,与对照相比显著增长,增幅为18.6％,根直径逐渐减小,较对照减少0.3mm,一级侧根和二级侧根数增加,根表面积逐渐增大,根体积增大...     

玉米根系活力杂种优势及其与光合特性的关系

对大田不同水分处理条件下玉米杂交种及其亲本在经济产量形成期的根系活力及其衰退的杂种优势进行了研究,并分析了根系活力与叶片光合特性之间的关系。结果表明,水分亏缺显著降低了玉米的根系活力;充分供水和水分亏缺条件下,玉米杂交种根系活力都具有显著的杂种优势;杂交玉米种根系活力衰退速率具有显著的负优势,抽雄后灌水能够显著降低玉米根系活力衰退速率。杂交玉米种在抽雄期各水分处理下的光合速率显著大于亲本;玉米根系活力与光合速率之间具有显著的正相关关系,随着根系活力的增高,玉米光合速率、气孔导度和蒸腾速率均增高。因此,杂交种较高的抗旱性是根冠共同作用的结果。在玉米育种和栽培中,要充分地考虑到根系对地上部生理活性的影响。     

旱盐交叉胁迫对甜高粱种子萌发和生理特性的影响

为探讨干旱与盐胁迫及其交互作用对甜高粱种子萌发及早期幼苗生长及生理特性的影响,以辽甜1号甜高粱为试验材料,采用PEG-6000（0、50、100 g·L^-1）和NaCl（0、75、150 mmol·L^-1）模拟不同程度的干旱胁迫和盐胁迫,研究单一胁迫及交互胁迫对甜高粱种子萌发特征和早期幼苗生理特性的影响。结果表明：单一胁迫或交叉胁迫均能抑制甜高粱种子的萌发指标和种苗转化指标,随着胁迫程度加深,早期幼苗的抗氧化物酶活性和可溶性蛋白、脯氨酸（proline,Pro）含量呈先升高后下降趋势,丙二醛（malondialdehyde,MDA）和谷胱甘肽（glutathione,GSH）含量逐渐升高。相比较单一胁迫,特定条件下的交互胁迫可促进甜高粱种苗转化和增强幼苗的抗氧化物酶活性,提高可溶性蛋白、Pro、MDA、GSH含量。双因素方差分析结果验证了单一胁迫对甜高粱种子萌发和幼苗生理的影响比旱盐交叉胁迫影响更大。隶属函数综合评价可知,甜高粱萌发期耐受性强弱为：交叉胁迫>NaCl胁迫> PEG-6000胁迫。旱盐交叉胁迫对甜高粱种子萌发及幼苗生理特性的影响并不是单一胁迫的简单叠加,与单一胁迫相比,旱盐交叉胁迫在一定程度上能够缓解盐胁迫对甜高粱种子萌发及幼苗生长生理的影响。     

干旱胁迫对水曲柳苗木细根颜色和直径的影响

[目的]分析干旱胁迫下细根形态反应及其与根序发育的关系。[方法]对干旱胁迫下水曲柳苗木1~3级根颜色和直径变化进行了研究。[结果]①干旱胁迫下水曲柳苗木细根主要有白色、黄色、褐色及白色黑尖4种类型,较对照颜色复杂(对照仅有白色和黄色2种类型)。随胁迫时间延长,水曲柳苗木1~3级根中,1级根颜色变化最多(白色、黄色、褐色及白色黑尖),数量变化也最明显;2级根有3种颜色(白色、黄色、褐色),数量变化趋势与1级根相似;3级根仅有黄色和褐色2种颜色,与对照相比少了白色根,多了褐色根,随胁迫时间延长,褐色根比例明显增加。②干旱胁迫下1~3级根平均直径显著低于对照,1级根直径随胁迫时间延长降低最显著(P0.05),2、3级根直径也呈下降趋势,但只在胁迫30 d和40 d时显著小于对照(P0.05)。对照各级根直径变化均不显著。在胁迫过程中不同颜色细根直径变化趋势也有所差异。与对照相比,白色1级根直径随胁迫时间延长减小最为明显(P0.05)。2级3种颜色根直径到胁迫30 d时才显著小于对照(P0.05)。3级根黄色根在胁迫过程中直径变化不大。[结论]干旱胁迫下水曲柳苗木1~3级细根的颜色和直径均发生了比较明显的变化。     

基于能源利用的高粱配合力和杂种优势分析

为选育生物量高的能源高粱(Sorghum bicolor L.Moench),本研究对不同类型的15个高粱品种和4个不育系,采用NCⅡ遗传交配设计,获得60个杂交组合,对地上部生物量等11个性状进行了配合力和杂交优势分析。结果表明:地上部生物量等10个性状的遗传是由加性和非加性基因共同控制,倒伏率主要受加性基因控制。父本NW-21、绿能3号和母本A3晋粱5A地上部生物量的一般配合力效应值极显著高于对照,是适宜组配高生物产量能源高粱杂交种的父、母本材料。A3三尺三A×绿能3号和A3三尺三A×Saccaline是地上部生物量特殊配合力效应值较高的组合。杂交高粱中在地上部生物量上存在超标优势。     

水分胁迫下氮磷营养对小麦根系发育的影响

通过对3个水分水平下施肥对春小麦根系生理特性影响的研究，结果表明：随着水分胁迫程度的加剧，无论施肥与否，小麦根系均表现出体积减小，干物质积累减少，根系长度缩短，根系活跃吸收面积减小，根系活力下降的趋势，尤其在严重水分胁迫下，这种表现就更加突出。施磷可以提高和增大根体积、根干重、根长度、根系活跃吸收面积和根系活力；而在严重水分胁迫条件下施氮可导致根干重和根体积的明显下降，在轻度水分胁迫下施氮对小麦根系的生长发育有明显的促进作用。在水分胁迫条件下，施用肥料，特别是磷肥，可以明显增强作物对干旱缺水环境的适应能力，提高作物的抗旱性。     

高粱品种萌发期耐碱性筛选与综合鉴定

【目的】根据不同高粱品种萌发期对碱胁迫的响应,筛选出适合在盐渍土壤上种植的高粱品种,从而为减轻混合碱胁迫提供调控依据。【方法】采用人工气候箱内培养皿培养,以混合碱（NaHCO3﹕Na2CO3的摩尔比为9﹕1）模拟典型碱胁迫环境,在萌发期以25 mmol•L-1溶液处理35个高粱品种,蒸馏水处理为对照,每培养皿放30粒种子。人工气候箱内湿度为60%,光照/黑暗时间为12h/12h,光照强度为134 μmol•m-2•s-1,昼/夜温度为28℃/25℃。培养第4天测定发芽势,第10天测定发芽率、叶长、根长、叶鲜重、根鲜重、叶干重、根干重、子粒残余干重等性状,通过模糊数学隶属函数法和主成分分析法对各品种进行耐碱性综合评定,并进行聚类分析。【结果】主成分分析结果表明,根长、发芽指数和叶干重分别在根部、萌发因子和叶部中的负荷量最大,可作为萌发期高粱耐碱性筛选的主要鉴定指标。通过模糊数学隶属函数法可以对不同高粱品种进行耐碱性排序,不同高粱品种间耐碱性表现出明显的差异,最后通过聚类分析把35个高粱品种按耐碱性强弱分为三大类,其中四杂25号等7个品种为耐碱品种,吉杂319、赤杂28等22个品种为中等耐碱品种,龙杂9号等6个品种为碱敏感品种。【结论】根长、发芽指数、叶干重等指标可用于大量高粱品种萌发期耐碱性的筛选,隶属函数和聚类分析也可为高粱品种耐碱性在植物育种和鉴定方面提供依据。