自然干旱胁迫下紫花苜蓿叶片和根部ABA的代谢变化

[目的]为苜蓿的抗旱栽培及抗旱品种的选育提供理论依据。[方法]以紫花苜蓿为材料,正常供水处理为对照,研究离体干旱条件下其根系和叶片的水分及ABA含量变化。[结果]正常供水条件下,紫花苜蓿根部ABA含量低于叶片;干旱胁迫3h后,叶片ABA含量显著高于对照,之后呈下降趋势,而根部ABA含量呈增加趋势,干旱胁迫6h时根部ABA含量增加至最高,为对照ABA含量的3倍多。随着干旱时间的延长,苜蓿叶片相对含水量（RWC）下降,干旱胁迫3h后,叶片RWC从82.5%下降到56.4%;干旱胁迫6h时,叶片RWC仅为33.5%,而根部RWC变化较小。[结论]水分胁迫下,植物根部ABA可作为信号分子对植物地上部的生长发育起调控作用。     

干旱胁迫下小麦（Triticumaestivum L.）幼苗中ABA 和IAA的免疫定位及定量分析

【目的】干旱是农业生产中存在的严重问题,是制约作物生长和限制农业种植面积进一步扩大的最主要因素,探明植物抗旱机理,将为农业增产增收提供重要保障。本试验旨在分析干旱胁迫下小麦幼苗中（根、叶鞘、叶片）脱落酸（ABA）和吲哚乙酸（IAA）的定位及含量,探索其动态变化规律,为干旱地区作物栽培的激素调控、干旱条件下小麦的化学调控提供理论依据。【方法】以冬小麦品种鲁麦21号为材料,采用温室盆栽自然干旱法,以免疫组织化学定位方法研究干旱胁迫下小麦幼苗（根、叶鞘、叶片）中内源激素ABA和IAA的定位,并用间接酶联免疫吸附测定法（icELISA）进行内源ABA和IAA含量分析。通过比较免疫组织化学定位的化学信号强度和icELISA检测的内源ABA和IAA含量,验证本试验结果的有效性。【结果】称重法控制水分持续干旱4周后,对照组（CK）小麦植株直立生长,叶片健康呈绿色,长势良好。干旱处理组（ND）小麦植株矮小,叶片面积减小,有不同程度的萎蔫和发黄现象。干旱胁迫下小麦幼苗根、叶鞘、叶片中的ABA免疫组织荧光信号均强于对照,其中叶片强弱差异最显著,叶鞘次之,各器官中保卫细胞和维管的强弱对比最为明显;IAA免疫荧光信号强度也高于对照,但相比ABA不明显;用icELISA进行定量分析,比较免疫组织化学定位的信号强度和icELISA检测的内源激素含量表明,上述免疫组织化学定位结果与icELISA的测定结果相一致,其中,根中的ABA含量为61.51 ng•g-1 FW,是对照的2.82倍（21.8 ng•g-1 FW）;叶鞘中ABA含量增加幅度较大,为175.35 ng•g-1 FW,是对照的3.65倍（48.02 ng•g-1 FW）;叶片中ABA含量增幅最大（512.12 ng•g-1 FW）,为对照的10.16倍（50.42 ng•g-1 FW）。显著性分析表明,干旱胁迫与正常供水小麦幼苗根、叶鞘、叶片中ABA含量差异均呈极显著（P＜0.01）。用icELISA对IAA进行检测,正常供水时,小麦幼苗根、叶鞘、叶片中的IAA含量分别为72.81、274.46 和195.75 ng•g-1 FW。水分胁迫条件下,IAA含量增加但幅度不大,分别为123.56、400.48 和417.30 ng•g-1 FW。叶片中IAA上升的幅度稍大为对照的2.13倍,根、叶鞘中的IAA含量分别为对照的1.70和1.46倍。显著性分析（t检验法）显示,在干旱胁迫与正常供水条件下小麦幼苗根中IAA含量差异不显著（P＞0.05）,但叶片和叶鞘中IAA含量差异极显著（P＜0.01）。【结论】水分胁迫下小麦幼苗根、叶鞘、叶片中ABA和IAA含量均增加,ABA含量增加幅度较大,IAA较ABA含量增加幅度较小。二者之间协调的总趋势是向着气孔关闭,促进根系生长,减缓茎叶生长速率的方向发展,可有效的避免缺水伤害。     

外源ABA处理下大麦幼苗叶片角质层蜡质沉积与膜脂过氧化的关系

[目的]分析外源脱落酸(ABA)对抗旱性不同大麦品种表皮蜡质沉积的影响,以及脱落酸诱导的膜脂 过氧化与表皮蜡质沉积之间的关系.[方法]选用抗旱性不同的4个大麦品种为试验材料,分别用10和100μmol/L的ABA处理,研究处理6d后大麦幼苗叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性和脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量与表皮蜡质沉积的变化.[结果]与对照相比,除新引D9和低浓度ABA(10μmol/L)处理的品种贝赖勒斯外,其它品种的蜡质沉积量无论在高浓度和低浓度ABA处理下均有所升高,抗旱品种无论是在高浓度(100 μmol/L)和低浓度ABA处理下的蜡质含量总体平均都较干旱敏感品种的高,但高浓度处理下干旱敏感品种的蜡质沉积增加幅度较抗旱性品种的大.方差分析表明,抗旱品种与干旱敏感品种差异极显著(P＜0.01);ABA处理可降低SOD和POD的活性,增加Pro的含量,提高干旱敏感品种的CAT活性,使抗旱品种的CAT活性降低.POD和CAT活性在品种处理间差异不显著,SOD活性处理间显著(P＜0.05),品种间差异不显著,Pro含量在品种间差异极显著(P＜0.01),干旱敏感品种的Pro含量高于抗旱品种,且增加量也高于抗旱品种.不同大麦品种幼苗MDA含量的变化无规律可循,品种Z027S078T与新引D9差异极显著,其它品种间差异不显著;低浓度ABA处理与高浓度处理间差异显著;低浓度ABA处理下,SOD、POD、CAT与蜡质总含量呈不显著正相关,与Pro和MDA含量呈不显著负相关;高浓度处理下,SOD、POD、Pro与蜡质总含量呈不显著负相关,与CAT呈不显著正相关,MDA与蜡质总含量呈显著正相关.[结论]外源ABA影响大麦幼苗叶片表皮蜡质的沉积,尤其是对干旱敏感品种表皮蜡质沉积的影响最大,处理效果比较显著.膜保护物质(SOD、POD、CAT、Pro)作用的大小与ABA的处理浓度有关.高浓度ABA处理引起的膜脂过氧化在一定范围内有利于表皮蜡质的积累.     

腐植酸对重度干旱胁迫下燕麦叶片可溶性糖组分和内源激素的影响

为了解腐植酸(HA)对重度干旱胁迫燕麦叶片糖组分和内源激素的影响,以白燕2号为试验材料,利用盆栽设置不同水分和喷施腐植酸4个处理(正常供水,正常供水喷施腐植酸,重度干旱胁迫和重度干旱胁迫喷施腐植酸),利用高效气相色谱和质谱联用技术测定燕麦叶片可溶性糖和内源激素含量。结果表明:1)在燕麦叶片中检测到单糖和衍生物11种,低聚糖5种。通过主成分分析发现,不同处理之间差异主要体现在木糖、核糖、松三糖、葡萄糖、蔗糖和岩藻糖的含量。重度干旱胁迫喷施HA主要影响的是核糖和蔗糖,与CK相比,重度干旱胁迫核糖含量增加5.78%,蔗糖含量增加83.08%,差异显著(P0.05,下同),重度干旱胁迫下喷施HA后,核糖和蔗糖含量均显著下降。2)与对照相比,重度干旱胁迫下,内源酸性激素脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量显著升高,生长素(IAA)含量显著降低,重度干旱胁迫下喷施HA后ABA、JA和SA含量显著降低。3)蔗糖含量与ABA、IAA含量显著相关,JA含量与细胞结构物质木糖、岩藻糖和核糖等戊糖含量均显著正相关,SA、ABA含量与糖信号物质果糖、葡萄糖含量显著负相关。可见,HA可以通过调控糖组分和内源激素缓解重度干旱胁迫伤害。     

脱落酸对水稻种子萌发和秧苗生长的调控作用

用不同浓度ABA溶液浸泡稻种后观测稻种的发芽情况;用不同浓度ABA溶液喷施于稻苗上,调查稻苗的生长情况及干旱胁迫后稻株的有关生化指标。结果表明:低浓度ABA(0.5 mg/L～1.0 mg/L)处理水稻种子对其萌发无明显影响,但能有效控制根和芽的伸长生长,高浓度ABA(>5.0mg/L)对种子萌发和根、芽的伸长生长具有明显的抑制作用;经ABA处理的水稻秧苗株高增长率受到明显控制,苗高降低;ABA能有效减缓干旱胁迫期间秧苗叶片相对含水量的减少,提高秧苗的抗旱能力;在干旱胁迫过程中,经ABA处理的秧苗SOD、CAT活性和抗坏血酸含量明显高于对照(清水),MDA的含量则明显低于对照(清水)。     

大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及含量对外源ABA的响应及其对表皮透性的影响

为了探究ABA对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量的化学调控作用及表皮蜡质对叶片保水性的影响,采用外源ABA喷施大麦幼苗,研究大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量对外源ABA的响应及其对表皮透性的影响。结果表明,ABA处理可提高大麦幼苗叶片的表皮蜡质含量,且在高浓度处理下蜡质含量增加较多。抗旱品种的蜡质总含量高于干旱敏感品种,但高浓度处理下,干旱敏感品种的蜡质增加幅度高于抗旱品种,说明ABA对干旱敏感品种的处理效果较好。气相色谱质谱联用分析表明,大麦幼苗表皮蜡质的成分主要为醇类、酸类、醛类、酮类、烷类、酚类和酯类,其中醇类和酸类为其主要成分,分别占蜡质总量的20.60%和16.02%。ABA处理可使抗旱品种Z027S078T蜡质组分中的烷类、醇类、酚类以及干旱敏感品种的醇类含量降低,其它组分含量增加。抗旱品种Z027S078T在低浓度ABA处理下,醛类增加量最多,达到了44.30%,高浓度处理下酮类和酸类增加量较多,分别达到了106.89%和104.85%;干旱敏感品种垦啤6号在10和100μmol·L-1ABA处理下均酯类和酮类的增加幅度较高,说明抗旱品种中的醛类、酮类、酸类和干旱敏感品种中的酯类、酮类是大麦幼苗叶片表皮蜡质对外源ABA响应的关键。表皮蜡质总量较多的抗旱品种Z027S078T较干旱敏感品种垦啤6号有相对较高的相对含水量和较低的表皮透性,表明表皮蜡质在降低蒸腾提高植物保水性方面具有积极的作用。     

短截后芒果花芽分化期间ABA含量的变化

 利用芒果花枝短截后剪口芽在当年春季还能再次进行花芽分化并开花结果的现象,于2009年2月15日,对正在开花的结果母枝进行短截,每隔5d短截1次。研究花芽再次分化过程中剪口芽、叶片及附近韧皮部内植物激素脱落酸（ABA）含量的变化规律。结果表明：剪口芽、叶片内ABA含量在2月25日达到最高,分别为38262.09,53223.52ng/gFW,韧皮部于3月2日达到最高（28222.12ng/gFW）;3月7日,剪口芽、叶片和韧皮部内ABA含量降至最低,分别为9246.25,23463.89,17865.34ng/gFW。在整个花芽分化过程中,短截植株剪口芽、叶片及附近韧皮部平均含量分别为17170.83,33525.89,18528.08ng/gFW;对照植株剪口芽、 叶片及附近韧皮部于3月2日达到最高,分别为37764.10,32910.73,24419.30ng/gFW,3月7日降至最低,分别为7367.98,21567.21,16523.16ng/gFW,平均含量分别为14636.96,29810.72,16623.48ng/gFW。     

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。     

干旱胁迫对甘蔗根系碳氮代谢的影响

[目的]探究甘蔗根系响应水分变化的碳氮代谢生理应答机理,为后续研究甘蔗的抗旱性和高产栽培研究提供参考.[方法]以新台糖22号为试验材料,在大棚中采用桶栽方式,模拟自然干旱胁迫过程,在处理开始后第0、1、3、5、7、9、11、15、19和25 d采样并测定土壤水含量及甘蔗根系的水含量、碳水化合物和氮同化产物含量及关键酶活性,分析各项指标干旱胁迫后的动态变化趋势.[结果]干旱胁迫下,甘蔗根系水含量逐渐降低,至干旱胁迫第25 d时,根系水含量降至19.42%,较第0 d(75.64%)时降低56.22%(绝对值).随着干旱胁迫时间的延长,氮代谢中脯氨酸和游离氨基酸含量随着干旱程度的加重而逐渐增加,于干旱处理第25 d时均达最高值,分别为85.69和20.08 mg/gFW,而硝酸还原酶活性变化呈前期降低、中期升高、后期又逐渐下降的波动变化趋势.碳代谢中的可溶性糖含量波动升高,干旱胁迫第19 d时达最高值(4.47 mg/gFW),干旱胁迫第25 d时出现回落;淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反,干旱胁迫第25 d时淀粉含量降至最低值(0.55 mg/gFW),但淀粉酶活性逐渐升至最高值[18.15 mg/(gFW·min)].[结论]干旱胁迫下甘蔗根系通过调节碳氮代谢关键酶活性、碳水化合物和氮同化物含量从而避免干旱对根系的伤害,保障甘蔗正常生长发育,但根系只能在一定时间范围内抵御干旱胁迫造成的伤害,因此需要在干旱初期阶段做好防范措施.     

苦荞不同施氮量对干旱胁迫的响应

【目的】明确2种水分处理下不同氮肥用量对苦荞生长的影响。【方法】以苦荞品种‘晋荞2号’为试验材料,研究正常供水-零氮处理(0D-0N)、正常供水-低氮处理(0D-LN)、正常供水-中氮处理(0D-MN)、正常供水-高氮处理(0D-HN)、重度干旱-零氮处理(HD-N_0)、重度干旱-低氮处理(HD-N_1)、重度干旱-中氮处理(HD-N_2)以及重度干旱-高氮处理(HD-N_3)对苦荞农艺性状、根系形态和叶片抗氧化酶活性的影响。【结果】正常供水处理时,各生育期苦荞的农艺性状、根系形态指标和叶片的抗氧化酶活性随施氮量的增加均表现为先增加后降低,均以0D-MN处理显著高于其余3个处理(P0.05);干旱胁迫时,各生育期苦荞的农艺性状、根系形态指标和叶片的抗氧化酶活性随施氮量的增加基本呈持续增加的趋势,均以HD-N3处理显著高于其余3个处理(P0.05)。正常供水时苦荞的产量随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势,以中氮处理最高,是不施氮处理的2.90倍;干旱胁迫时苦荞的产量则随施氮量的增加呈持续增加的趋势,以高氮处理最高,是不施氮处理的3.29倍。【结论】干旱胁迫时可通过增施氮肥(172.413 kg·hm~(-2))促进苦荞的生长,是不施氮处理粒重的1.76倍、产量的3.29倍,建议在生产上使用。