醋栗叶片对干旱胁迫的光合生理生化响应

[目的]分析醋栗(Gooseberry)幼苗叶片对干旱胁迫的光合生理生化响应,为小浆果果树抗旱育种提供理论依据.[方法]采用盆栽自然干旱法控水模拟干旱,对彩虹、坠玉和红灯笼3个醋栗品种的2年生苗进行4个梯度胁迫处理(CK、土壤水含量35%、30%和25%),分析各处理的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,运用主成分分析法对其抗旱性进行综合评估.[结果]干旱胁迫导致3个醋栗品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用效率(WUE)不同程度下降,胞间CO2浓度(Ci)上升,其中坠玉和红灯笼的WUE下降较明显,彩虹和红灯笼的Gs显著下降(P<0.05,下同).随干旱胁迫程度的加剧,坠玉、彩虹和红灯笼的SS、Pro、MDA含量和REC均显著增加;坠玉和彩虹的POD活性在重度干旱胁迫时保持较高水平;3个醋栗品种的SOD活性均降至低于CK水平;中度和重度干旱胁迫时红灯笼的CAT活性最高,其次为坠玉.主成分分析结果表明,3个醋栗品种的抗旱性排序为彩虹(1.886)>坠玉(-0.289)>红灯笼(-1.596).[结论]醋栗品种彩虹、坠玉和红灯笼的光合和生理生化指标对干旱胁迫均表现出明显的响应,但对干旱胁迫的耐受能力和适应能力存在差异,其抗旱性排序为彩虹>坠玉>红灯笼.     

台湾鱼木对干旱胁迫的生理响应

通过盆栽控水试验,测定台湾鱼木在不同干旱条件下生长、生理指标的变化,研究台湾鱼木对干旱胁迫的生理响应。结果表明:在干旱初期,丙二醛(MDA)浓度上升,植物细胞膜受到一定程度的损伤,随之可溶性糖(SS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性增加,阻止或减少羟基自由基的形成,抵御活性氧伤害膜保护系统。在干旱中期,渗透调节物质可溶性糖(SS)含量增加,过氧化物酶(POD)活性增强,表明植物细胞启动渗透调节和抗氧化酶系统避免干旱胁迫对植物细胞产生损伤。在干旱后期,丙二醛(MDA)呈现逐渐递增的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性由峰值下降;叶片相对含水量逐渐降低。相对叶绿素含量(SPAD)初期增加,随后呈现下降趋势,表明抗氧化酶系统超过了调节极限,植物细胞受到了严重损伤。结论:台湾鱼木通过渗透调节和启动抗氧化酶系统,对干旱胁迫表现出一定耐受性,在土壤相对含水量为27.78%时,达到耐受极限。台湾鱼木作为乡土树种之一,可以在我国热带亚热带地区的城市园林中应用推广。     

“星白”勋章菊对干旱处理的生理响应

以盆栽勋章菊新品种"星白"为试材,测定干旱处理1～16 d时间区间各植株的电导率、脯氨酸、丙二醛和叶绿素含量变化,以此评价"星白"品种的抗旱性能。结果表明,"星白"品种在13 d不浇水的处理下,复水后仍可很快恢复生长,而16 d不浇水处理便全部死亡;在各处理期间,各植株的抗性生理指标变化较大,脯氨酸和丙二醛含量为处理13 d达到最高。这一结果为"星白"品种在苏州地区的景观应用提供了有益参考。     

芝麻不同抗旱基因型对花期干旱胁迫的生理响应机理

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性芝麻品种叶片和根系生理生化特性的影响,分析不同基因型芝麻对花期干旱胁迫的生理响应差异,为芝麻抗旱性研究和改良提供理论参考。【方法】采用盆栽法,以抗旱品种金黄麻和干旱敏感品种竹山白为试验材料,在花期进行轻度（T1）、中度（T2）和重度（T3）干旱胁迫处理,以正常浇水为对照（CK）,分别测定植株叶片和根系的丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）、可溶性蛋白（SP）、游离氨基酸（AA）、还原型谷胱甘肽（GSH）、还原型抗坏血酸（AsA）等含量,超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性,分析干旱胁迫下2个基因型间生理响应机理的差异。【结果】干旱胁迫后,芝麻叶片中MDA、H₂O₂、Pro、SS、SP、GSH含量和SOD、POD、PAL酶活性以及根系中MDA、SS、SP、AA、GSH、AsA含量和CAT、PAL活性随着胁迫程度的不断加剧呈不断上升趋势,叶片中的AA、AsA含量和CAT活性以及根系中H₂O₂、Pro含量和SOD、POD活性随着胁迫程度的加剧呈先升后降趋势。相关分析结果显示,叶片中各项指标测定值与根系中指标值均呈正相关,品种抗旱性与膜脂过氧化伤害物质（MDA和H₂O₂）含量呈负相关,与部分渗透调节物质、防御系统物质含量和保护酶活性呈正相关。【结论】在花期干旱胁迫下,对2个不同基因型芝麻测定的12个生理生化指标均出现不同程度上升,响应差异较大,叶片大于根系。抗旱品种较干旱敏感品种表现为细胞膜脂过氧化伤害较轻,渗透调节物质积累量较多,保护酶（SOD和CAT）活性较强,抗氧化物质（GSH和AsA）含量较高。芝麻抗旱性生理机理表现为多方面的综合防御。     

短葶山麦冬对不同强度干旱胁迫的生理响应

通过选择使用聚乙二醇6000(PEG6000)模拟不同强度的干旱胁迫,测定分析短葶山麦冬6个生理生化指标,判定在不同强度的干旱胁迫下短葶山麦冬所具有的抗旱性。结果表明,短葶山麦冬的可溶性糖含量在10%浓度胁迫下大幅增加,在20%浓度胁迫下则只有微量增加;POD酶的活性在10%浓度胁迫下的增幅要大于在20%浓度胁迫时的增幅;MDA含量在10%浓度下少量增加,而在20%浓度胁迫下大量增加;叶绿素a、叶绿素b、蛋白质含量在受到干旱胁迫时均有所减少。说明短葶山麦冬在胁迫浓度为10%的干旱环境下耐旱性最强。     

地被菊‘火焰’对干旱胁迫的响应研究

为探讨地被菊‘火焰’在干旱胁迫下的响应机制,采用盆栽控水法,研究不同干旱胁迫强度下地被菊‘火焰’生长、生理生化和光合生理的变化。结果表明:(1)干旱胁迫抑制‘火焰’生长发育,其中,中度和重度胁迫对植株生长影响较大。(2)随着干旱胁迫强度加剧,叶片相对含水量(LRWC)降低,叶片脯氨酸(Pro)、可溶性糖(Ss)和可溶性蛋白(Sp)含量增加,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶绿素(Chl)含量升高。(3)光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随干旱胁迫程度加大而降低,胞间CO2浓度(Ci)呈先降后升趋势。结果表明土壤含水量为(13.33±0.2)%时对‘火焰’生长影响较小;土壤含水量为(10±0.2)%时,植株生长缓慢;土壤含水量为(6.66±0.2)%时‘火焰’生长明显受到抑制。     

干旱胁迫对豌豆幼苗生理生化指标的影响

研究干旱胁迫下豌豆幼苗相关生理生化指标的变化,结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,豌豆幼苗组织的游离氨基酸和还原糖含量呈上升趋势,VC含量先降后升,叶绿素含量呈先升后降、最后又上升的趋势;总体上菜豌保持相对较高的游离氨基酸总量、还原糖含量、叶绿素和VC含量,朱沙红则相反。3个品种的抗旱性强弱依次为:菜豌>黑眉一号>朱沙红。     

干旱胁迫对鼓节竹生理生化的影响

以1年生鼓节竹分株苗为材料,采用盆栽试验,分别设置对照组、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫等4个土壤水分梯度,分析鼓节竹在人工模拟干旱胁迫下的各项生理生化指标的变化.结果表明:鼓节竹叶片在干旱胁迫过程中出现了失水、黄化、长斑及脱落等现象,在轻度和中度干旱胁迫下表现出较强的抗旱性,而对持续的重度干旱胁迫则不具有耐受性.随胁迫时间和程度的增加,叶片丙二醛、脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白含量均显著上升,而过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性则呈先升后降的趋势.叶片光合色素在干旱胁迫过程中总体呈下降的趋势.当土壤含水量持续为8.8％～11.0％的环境下,鼓节竹会生长不良甚至枯死,而在土壤含水量大于17.6％时,鼓节竹生长状态相对较好.因此,鼓节竹在干旱胁迫条件下,通过增加渗透调节物质、增强叶片酶活性、增强光合作用等一系列反应来提高自身对干旱环境的适应性.     

干旱胁迫对不同鸢尾生理指标的影响

为了解不同鸢尾品种的抗旱性,选育抗旱材料,以洋娃娃、蓝宝石、阿波罗、金娃娃、石猎、蓝色魔力6种鸢尾品种为试验材料,测定其在干旱条件下鸢尾的水分饱和亏缺、相对电导率、脯氨酸、MDA、SOD、POD、CAT、叶绿素含量以及可溶性糖等生理生化指标的变化,以此来综合评价其抗旱性。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,相对水分饱和亏缺、相对电导率、MDA、SOD和渗透调节物质呈上升趋势,POD和CAT呈先上升后减缓的趋势。通过隶属函数综合评价法得出,鸢尾“蓝宝石”是6种鸢尾品种中抗旱性最强的,研究结果可为国内的鸢尾属选育引种和园林植物节水相关应用提供理论支持。     

4种芒属观赏草对干旱胁迫的生理响应

为研究芒属观赏草的抗旱性,采用聚乙二醇( PEG)模拟不同程度的干旱胁迫(10%、20%、30%),研究干旱胁迫对1年生芒属4种观赏草生理生化指标的影响。测定其质膜透性,叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖、丙二醛( MDA)等的含量、超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化氢酶( CAT)、过氧化物酶( POD)、抗坏血酸过氧化物酶( AsA-POD)等4种酶活性共9个生理生化指标,并根据测定值判断4种观赏草的抗旱性强弱。结果表明,干旱胁迫下4种芒属观赏草的相对电导率、可溶性糖含量、 MDA含量升高; AsA-POD活性、叶绿素a、 b含量降低; SOD活性、 CAT活性、 POD活性先升高后降低。对4种观赏草的9个生理生化指标进行方差分析发现,在最高胁迫浓度时,各指标与对照组均存在显著差异( P<0.05)。采用模糊数学隶属函数分析法综合评价,抗旱性强弱顺序为斑叶芒>细叶芒>花叶芒>芒。     

5种乡土灌木对模拟干旱胁迫的生理响应

采用PEG-6000模拟干旱胁迫法,对华南地区常见的野生灌木穿破石、赤楠蒲桃、粉团蔷薇、台湾榕和方枝蒲桃、伞房决明(对照)的5个生理指标进行了测定分析,探讨了各物种在不同强度干旱胁迫下生理指标的变化规律,并运用主成分分析法进行抗旱性综合评价。结果表明:随着胁迫程度加剧,各物种的叶片相对含水量均有不同幅度的下降,在重度胁迫下仍保持较高含水量的物种有穿破石、赤楠蒲桃、方枝蒲桃和伞房决明;相对电导率和丙二醛含量均随胁迫时间延长而增加;大部分物种的脯氨酸含量和可溶性糖含量随着胁迫时间延长而有所增加,但以增加幅度小的抗旱性较强。6种灌木抗旱性强弱依次排序为:赤楠蒲桃方枝蒲桃穿破石粉团蔷薇伞房决明台湾榕,可为华南地区裸露边坡生态修复筛选优良耐旱灌木。     

PEG6000模拟干旱胁迫对油菜幼苗生理生化指标的影响

[目的]研究干旱胁迫下油菜幼苗生理生化指标的变化,为作物耐旱机制与油菜抗旱品种的选育提供理论依据和实践参考。[方法]采用Hoagland营养液水培方法,以不同浓度PEG6000处理油菜幼苗,研究了模拟干旱胁迫对油菜幼苗过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的变化规律。[结果]随着PEG6000处理浓度的增加,油菜幼苗叶片中的过氧化氢酶活性增强,可溶性糖含量、脯氨酸含量和丙二醛含量总体呈上升趋势,叶绿素含量和可溶性蛋白含量先逐渐增加后逐渐降低。[结论]过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为鉴定油菜抗旱性的生理指标。     

柠檬薄荷对干旱胁迫的形态和生理响应

以1a生柠檬薄荷盆栽苗为材料,采用盆栽控水法人工模拟水分条件,设土壤相对含水量分别为75%~85%(CK)、60%~65%(轻度胁迫)、40%~50%(中度胁迫)、25%~35%(重度胁迫)4个水分梯度进行干旱胁迫试验,胁迫处理时间为21d,研究干旱胁迫对柠檬薄荷幼苗不同部位生理生化指标的影响,以期揭示柠檬薄荷对干旱胁迫的适应机制。结果表明:随着水分胁迫程度的增加及胁迫时间的延长,柠檬薄荷的单叶面积、株高增量和叶片相对含水量均呈下降趋势;根冠比和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度随胁迫程度的加剧而增大;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素、可溶性蛋白和脯氨酸质量分数以及超氧化物歧化酶(SOD)活性随胁迫程度的增加和时间的延长均呈相似的变化规律,表现为先上升或下降的趋势,在胁迫第14天时均达到最大值。且地下部分对干旱胁迫的生理响应较地上部分敏感。     

植物对干旱胁迫的生理响应

综述植物对干旱胁迫的生理响应机理及进展。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长及生理特性影响

【目的】研究干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系生长特征及生理特性的影响,明确不同抗旱性苜蓿品种响应干旱胁迫的生长及生理差异,为进一步阐明紫花苜蓿抗旱的分子机理、提高紫花苜蓿耐旱性和水分利用效率提供理论依据。【方法】采用营养液沙培法,选用强抗旱的陇中苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longzhong）、中抗旱的陇东苜蓿（Medicago sativa L. cv. Longdong）和弱抗旱的甘农3号紫花苜蓿（Medicago sativa L. cv. Gannong No.3）为试验材料,在幼苗期对其进行6种不同水势（0、-0.4、-0.8、-1.2、-1.6和-2.0 MPa）的PEG-6000人工模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对供试苜蓿根系生长特征（根系总长度、根系总表面积、根系平均直径、根体积、根尖数和根系干重）、根系活力、游离脯氨酸（Pro）含量、可溶性蛋白（SP）含量、可溶性糖（SS）含量,丙二醛（MDA）含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量,抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性、还原型抗坏血酸（AsA）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的影响。并用逐步回归分析建立最优回归方程,进而筛选出不同胁迫程度下对不同抗旱性苜蓿品种抗旱性影响较为显著的指标。【结果】干旱胁迫会显著影响苜蓿的根系生长特征及生理特性。随着干旱胁迫的加剧,供试苜蓿的根系总长度、Pro含量、MDA含量、质膜相对透性、活性氧（H₂O₂、OH·和O₂^•-）含量及CAT活性不断增加;根系干重、根系活力、SS含量和GSH含量先增加后下降。此外,随胁迫程度增加,陇中苜蓿的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及SOD活性均呈先增加后下降的变化趋势,AsA含量不断增加;陇东苜蓿和甘农3号的根系平均直径、根体积、根尖数、POD活性及根系总表面积则呈不断下降的趋势,而AsA含量呈先增加后下降的变化趋势。整体而言,陇中苜蓿的根系总长度、根系总表面积、根系干重显著高于陇东苜蓿和甘农3号,H₂O₂含量和O₂^•-含量显著低于甘农3号;陇中苜蓿和陇东苜蓿的SP含量、SS含量和MDA含量显著低于甘农3号。-1.2 MPa至-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的H₂O₂和OH·含量显著低于陇东苜蓿。-2.0 MPa胁迫时,陇中苜蓿的POD活性、AsA和GSH含量均显著高于甘农3号。逐步回归分析表明,根系活力、根体积、根系总长度、MDA和AsA是对陇中苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根尖数、根系平均直径、根系总表面积、根系干重、O₂^•-、GSH和CAT是对陇东苜蓿抗旱性影响较为显著的指标;根系活力、根尖数、Pro、SS、MDA、质膜相对透性和GSH是对甘农3号紫花苜蓿抗旱性影响较为显著的指标。【结论】不同抗旱性苜蓿品种在形态特征和生理特性上对干旱胁迫存在相同和不同的生长及生理响应策略。轻度和中度胁迫（0 MPa至-1.2 MPa）下,抗旱苜蓿品种主要通过增加根系总长度、根体积和根尖数及降低膜脂过氧化程度来适应干旱,弱抗旱苜蓿品种则通过改变细胞膜稳定性、根系活力及渗透调节能力来适应干旱;重度胁迫（-1.2 MPa至-2.0 MPa）下,不同抗旱性苜蓿品种均可通过改变根系生长特征和启动抗氧化系统来抵御干旱,其中强抗旱苜蓿品种主要通过增加根长和AsA含量来适应干旱,而中等抗旱和弱抗旱苜蓿品种主要通过增加根尖数和GSH含量来适应干旱。     

杨桐幼苗对干旱胁迫的生理响应

为探明杨桐幼苗对持续干旱胁迫的适应能力,以1年生杨桐为材料,通过盆栽模拟干旱环境,研究不同干旱胁迫程度对杨桐幼苗叶片生理生化特性的影响。结果表明:在干旱胁迫下,杨桐叶片相对含水量和自由水含量呈下降趋势,束缚水、可溶性糖和游离脯氨酸含量呈上升趋势;可溶性糖和游离脯氨酸含量与叶片相对含水量呈显著负相关,与束缚水的含量呈显著正相关;重度干旱胁迫,丙二醛含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性呈先升后降。对相对含水量、自由水含量等9个抗旱指标进行主成分分析发现,前2个主成分的累计贡献率达95.61%。     

四种暖季型禾草对水分胁迫的生理响应

为筛选出西南地区适宜种植的暖季型禾草种类,以毛花雀稗(Paspalum dilatatum Poir)、小毛花雀稗(Paspalum urville S.)、柳枝稷(Panicum.virgatum L.)和非洲狗尾草(Setaria anceps)为材料,采用盆栽控水方法,研究干旱胁迫对植物叶片相对含水量、光合参数、游离脯氨酸含量和丙二醛含量等生理生化指标的影响.结果表明,随干旱时间的延长,几种暖季型禾草都表现出相对含水量下降、光合速率和蒸腾速率下降、气孔导度下降、游离脯氨酸含量上升、丙二醛含量上升等特征,但四种暖季型禾草的反应及复水后各指标的恢复能力各不相同.通过上述6项指标综合评价后初步认为,四种暖季型禾草的抗旱性顺序为柳枝稷＞小毛花雀稗＞非洲狗尾草＞毛花雀稗.     

干旱胁迫对不同抗旱大豆品种质膜透性的影响

以抗旱性不同的12个大豆品种(系)为材料,对其电导率进行了测定。试验证明,不同大豆品种受到干旱胁迫时它们的相对电导率存在极显著差异,即抗旱性强的品种其相对电导率低,抗旱性弱的品种相对电导率高。联系产量性状进行比较,得出相对电导率与产量呈负相关性。     

两种苹果砧木对中度干旱胁迫的生理响应

测定比较了以二年生苹果砧木山定子与陇东海棠盆栽幼苗正常供水和中度干旱胁迫下的叶片丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性。结果表明,随着干旱胁迫时间延长,2种植物的丙二醛、可溶性糖、游离脯氨酸和过氧化物酶活性持续上升,且在整个胁迫过程中2种植物间差异显著;可溶性蛋白含量则不断降低,且于第7 d后差异显著。中度干旱胁迫下,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性于胁迫第7 d达到最大值,随后不断下降,表明2种植物前期对活性氧的清除能力较强,随胁迫时间加长其抗氧化能力减弱。综合分析,山定子的抗旱能力强于陇东海棠。