不同年代谷子品种响应干旱胁迫的生理机制

通过盆栽连续干旱法研究各谷子品种[榆谷1号(1960s)、豫谷1号(1970s)、长生07号(2000s)]苗期在不同干旱胁迫下抗旱指标含量的变化,分析得出长生07号抗旱性较强,豫谷1号次之,榆谷1号较小,为我国干旱半干旱地区重要的抗旱性作物谷子选种提供参考。     

镉胁迫对抽穗期水稻生理生化特性的影响

[目的]研究抽穗期镉胁迫对不同水稻生理生化的影响。[方法]采用土培法,研究镉胁迫(镉离子浓度为0、50和100μmol/L)下4个水稻品种(盐粳7号、楚粳香1号、嘉育253、南恢511)生理生化指标的变化,包括SOD、POD、CAT保护酶、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素、光合速率等。[结果]4个品种SOD酶活性在镉胁迫下极不稳定,低浓度镉处理下,嘉育253和盐粳7号的SOD活性分别下降54.62%、29.60%,高浓度镉处理下分别增加47.58%、29.20%,楚粳优1号在表现为低促高浓抑的现象;在低浓度镉处理下楚粳优1号和嘉育253的POD活性下降最明显,不同品种间差异显著;高镉处理下,盐粳7号CAT活性较对照增加101.2%;盐粳7号在高浓度镉处理下脯氨酸含量与对照相比增加了74%,不同浓度之间差异显著;4个品种的MDA变化趋势基本一致,盐粳7号和南恢511在低浓度镉处理下MDA含量分别下降7.4%、2.0%。随着镉浓度增加,2个品种的MDA含量与低浓相比分别增加5.0%、1.9%。镉胁迫下不同品种叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量的反应不同,总体上变化不明显。盐粳7号在高浓度镉处理下脯氨酸含量与对照相比增加了74%,不同浓度之间差异显著。[结论]该研究为生产安全无公害稻米提供技术基础和科学依据。     

不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛（malondialdehyde,MDA）、膜透性（membrane permeability,MP）、超氧阴离子（superoxide anion,O₂ ^-）、脯氨酸（proline,Pro）、可溶性蛋白（soluble protein,SP）、可溶性糖（soluble sugar,SS）含量,超氧化歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）和过氧化氢酶（catalase,CAT）活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O₂ ^-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质（MDA和O₂ ^-）含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

NaCl处理谷子萌发期种子的转录组学分析

【目的】谷子具有抗旱、耐贫瘠的特性,逐渐成为研究禾本科作物的模式作物。本研究以前期筛选并获得的谷子耐盐品种和敏感品种为材料,通过RNA-Seq测序筛选鉴定谷子的盐胁迫响应基因,揭示其响应盐害机制,为培育谷子抗盐新种质提供理论依据。【方法】 对14个谷子品种进行了萌发期抗盐筛选。谷子不同品种的种子经150 mmol·L ^-1NaCl处理萌发培养7 d后,分别统计各品种种子的萌发率、根长和芽长,综合各项指标鉴定到豫谷2为耐盐品种、安04为盐敏感品种。以这两个品种盐胁迫前、后萌发期种子为材料,应用RNA-Seq进行转录组测定,分析鉴定盐害下差异表达基因（differentially expression gene,DEG）,并对DEG进行GO和KEGG功能富集分析。同时应用qRT-PCR对随机挑选的15个DEG表达模式进行验证,并与RNA-Seq结果进行相关性分析。 【结果】 耐盐品种豫谷2、盐敏感品种安04种子经盐胁迫处理后,分别鉴定出2 786个和4 413个DEG;其中,每个品种在NaCl处理前及处理后分别鉴定出1 470和3 826个DEG。GO和KEGG聚类分析显示,NaCl处理下参与信号转导、抗氧化、有机酸的合成及转运以及次生代谢等相关的DEG在谷子萌发期种子应对盐胁迫响应过程中具有关键性的作用,DEG主要集中在胁迫响应、离子的跨膜转运、氧化还原、次生代谢及有机酸、多胺、苯丙烷的合成等过程。qRT-PCR对15个DEG表达模式的检测结果与RNA-seq结果相关系数为0.8817。其中编码离子通道的基因（HKT）、过氧化物酶基因（POD）、黄烷酮-3-羟化酶基因（FL3H）、MYB转录因子基因等在豫谷2中表达量较高,显示其在谷子萌发期种子响应盐胁迫中可能发挥一定作用。【结论】 谷子耐盐品种及盐敏感品种的种子对盐胁迫的响应程度具有一定的差异性,且品种对盐害的耐受能力主要与基因对胁迫的响应程度相关,而与DEG的数量相关性不大。     

镉胁迫对不同品种烟草生长发育和镉吸收规律的影响

【目的】探讨不同品种烟草对镉（Cd）胁迫的响应,深入了解Cd对烟草的毒害作用,为烟草Cd污染防控提供理论依据。【方法】以10个烟草品种为试材,在不同浓度外源镉胁迫条件下,采用盆栽法测定各烟草品种农艺性状、生理生化指标及镉含量。【结果】镉胁迫对部分烟草品种作用为低促高抑,其他品种表现为抑制作用,其中‘中烟100’和‘豫烟10号’对镉胁迫较敏感,在高、低镉胁迫下生物量降幅均较高,‘中烟100’分别为29.98%、29.94%,‘豫烟10号’分别为22.16%、28.39%;随着镉浓度的升高,烟草叶片叶绿素含量、净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr整体呈现降低趋势,SOD活性、POD活性、MDA含量、游离脯氨酸含量整体呈增加趋势。烟草各器官镉含量随着镉浓度的升高而增加,表现为叶>茎>根,整个生育期中,镉含量呈现先增加后降低的趋势,在旺长期达到最高值,其中‘中烟100’、‘豫烟10号’和‘豫烟13’叶片镉含量显著高于其他品种,在3 mg/kg镉浓度下‘豫烟10号’叶部镉含量最高、为60.27 mg/kg,‘云烟87’和‘K326’的镉含量较低、分别为38.88、39.23 m...     

外源NO对镉胁迫下萝卜种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探究外源NO对萝卜镉胁迫的缓解作用,以重度镉胁迫(0.5 mmol/L)下的萝卜品种春红1号为试验材料,以不同浓度的SNP(0、25、50、100、150、200μmol/L)为NO供体材料,研究不同浓度SNP对镉胁迫下萝卜种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明,高浓度的镉离子对萝卜生长有严重抑制作用,施加50～100μmol/L SNP能够促进萝卜种子发芽,增加萝卜幼苗光合色素含量,提高过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶活性。适宜浓度的NO可有效缓解镉胁迫对萝卜种子和幼苗的毒害。     

拿捕净胁迫对谷子愈伤组织AsA-GSH循环的影响

[目的]为了研究除草剂拿捕净对谷子愈伤组织细胞抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,探究不同感抗性谷子品种对拿捕净胁迫的生理响应,为谷子抗除草剂胁迫机制提供理论参考。[方法]以拿捕净敏感品种晋谷21和抗性品种豫谷35、冀谷42为试验材料,设置拿捕净浓度分别为0、0.5、1、2、3 mL·L~(-1)5个水平,观察拿捕净对3种谷子种子萌发、愈伤诱导和生长的影响,测定AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性,还原型抗坏血酸(AsA)、脱氢型抗坏血酸(DHA)、总抗坏血酸(AsA+DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化,分析其对拿扑净胁迫不同程度的响应。[结果]随着拿捕净浓度的升高,谷子的萌发、愈伤组织的诱导以及愈伤组织的生长受到抑制,与敏感品种晋谷21相比,抗性品种豫谷35和冀谷42APX、GR的活性及AsA、DHA、GSH含量均较高。[结论]提高拿捕净胁迫浓度明显抑制3个品种谷子的萌发、愈伤组织的诱导和生长,2个抗性品种豫谷35和冀谷42各抗性指标变化趋势不完全一致,但总体高于敏感品种晋谷21,表明其可通过提高保护酶活性和抗氧化剂含量来响应拿捕净胁迫。     

盐胁迫条件下氨基酸对荞麦幼苗生理特性的效应

以荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)盐敏感品种川荞3号和耐盐品种川荞4号为试验材料,研究盐胁迫条件下外源谷氨酸和天冬氨酸处理对荞麦幼苗生理特性的影响。结果表明,适当浓度的谷氨酸和天冬氨酸处理可明显降低盐胁迫条件下荞麦叶片质膜透性和MDA含量,其中以盐敏感品种降低较多;并显著增加盐胁迫条件下荞麦叶片的SOD和CAT活性,天冬氨酸处理效果好于谷氨酸处理效果,使耐盐品种荞麦叶片的SOD和CAT活性恢复至对照水平。说明适当浓度的谷氨酸和天冬氨酸处理可明显提高荞麦幼苗的耐盐性,谷氨酸和天冬氨酸处理最适浓度分别为60μmol/L和40μmol/L。     

张家口地区谷子主栽品种萌发期抗旱性评价

为鉴评张家口地区主栽常规谷子品种和杂交谷子品种的萌发期抗旱性,采用不同浓度(0、5%、10%、15%、20%和25%)的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,对8份主栽品种的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长、芽重等指标进行了测定,结果表明:(1)在非PEG胁迫(CK)下,各品种的发芽特性不一致,常规谷子较杂交谷子的种子萌发期短;(2)低浓度PEG(5%)处理可在一定程度上提高部分谷子品种的发芽率和发芽势;之后随胁迫加剧,种子萌发受抑制程度也随之加剧,各项指标均呈显著下降趋势;(3)应用模糊数学隶属函数法对8份谷子品种的抗旱性进行综合评价,结果显示张杂谷5号抗旱性最强,小质小红谷和张杂谷10号次之,张杂谷3号抗旱性最差。     

不同品种谷子愈伤组织对拿捕净胁迫的生理响应

【目的】研究除草剂拿捕净胁迫对不同抗性谷子品种愈伤组织生理特性的影响,分析不同品种谷子对拿扑净胁迫的生理响应差异,从细胞水平探讨谷子抗除草剂的生理机理,为深入了解谷子除草剂抗性机制和品种改良提供理论参考。【方法】采用植物组织培养法,以敏感品种晋谷21和抗拿捕净品种豫谷35、冀谷42愈伤组织为试验材料,以不同浓度拿捕净附加入培养基中进行胁迫处理后,分别测定3种谷子愈伤组织丙二醛(malondialdehyde,MDA)、膜透性(membrane permeability,MP)、超氧阴离子(superoxide anion,O2-)、脯氨酸(proline,Pro)、可溶性蛋白(soluble protein,SP)、可溶性糖(soluble sugar,SS)含量,超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性,分析比较拿捕净胁迫下3个谷子品种间生理响应机理的差异。【结果】提高拿捕净胁迫浓度对3个品种谷子愈伤组织的生长影响不同,且对晋谷21的影响要明显大于豫谷35和冀谷42。不同浓度拿捕净胁迫对3个品种谷子愈伤组织各项生理生化指标均有显著影响,但影响趋势和程度也不同。随拿捕净处理浓度提高,尤其在较高浓度时,豫谷35和冀谷42愈伤组织MDA含量、细胞膜相对透性和O_2~-含量显著低于晋谷21号,而SOD、POD活性则显著高于晋谷21。SP、SS、Pro含量则在不断变化。相关分析结果显示,不同品种拿捕净抗性与膜脂过氧化伤害物质(MDA和O_2~-)含量呈负相关,与部分渗透调节物质和保护酶活性呈正相关。【结论】在拿捕净胁迫下,3个品种谷子愈伤组织所测定的相关生理生化指标变化趋势不尽相同,响应差异较大。细胞保护酶系及渗透调节物质参与了除草剂抗性的调节,且其变化趋势在2个抗性品种之间也不完全相同,因此,谷子除草剂抗性是多方面综合防御的结果。     

外源NO对镉胁迫下大豆幼苗生理特性的影响

为探究外源NO对大豆镉胁迫的缓解作用,以高浓度镉胁迫(0.5 mmol/L)下的大豆品种晋豆48号为试验材料,以外源硝普钠(SNP)为NO供体材料,研究不同浓度SNP(0、50、100、150、200、300μmol/L)对镉胁迫下大豆幼苗期生理特性的影响。结果表明,高浓度镉离子对大豆生长有严重抑制作用,施加100μmol/L SNP能够促进大豆幼苗生长,增加大豆幼苗光合色素含量,提高过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,降低根尖的O_2~-产生速率和H_2O_2含量。适宜浓度的NO可有效缓解镉胁迫对大豆幼苗的毒害。     

NaCl胁迫对小麦生理生化特征的影响

[目的]对不同品种小麦幼苗的盐胁迫,测定其生理生化指标,为进一步的研究工作提供理论基础.[方法]以2个不同品种的小麦幼苗(新冬22号和新冬34号)为试验材料,分别用0.3和0.6 mol/L NaCl进行胁迫.盐胁迫后测定可溶性糖、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量以及过氧化物酶活性(POD)4个生理生化指标.[结果]在0.3和0.6 mol/L NaCl溶液胁迫下,POD活性差异不显著,其余指标差异极显著.[结论]试验所选两个小麦品种均具有一定的抗盐能力,新冬34号小麦抗盐性相对较强.     

灌浆期涝渍胁迫对小麦生理生化特性的影响

研究了耐湿性不同的小麦品种豫麦 62号和百农 32 1 7在灌浆期涝渍胁迫条件下生理生化特性的变化。结果表明 :在涝渍胁迫条件下 ,豫麦 62号游离脯氨酸 (Pro)、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和超氧物歧化酶 (SOD)活性均高于百农 32 1 7,后者的丙二醛 (MDA)含量则明显高于前者。说明耐湿性不同的品种存在着一定的生理生化差异     

干旱和复水对不同耐旱型谷子品种苗期生理指标的影响

为了探讨不同基因型谷子品种耐旱性差异的生理基础,以耐旱谷子品种济谷16和旱敏感谷子品种鲁谷1号为材料,采用旱棚盆栽试验,研究了干旱胁迫和复水对谷子形态性状、叶片含水量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)的影响。结果表明:随着土壤含水量的下降,鲁谷1号叶片首先出现黄色斑点并开始萎蔫。干旱胁迫导致2种谷子的叶片含水量下降,复水后济谷16较快地恢复到对照水平;二者的MDA含量在干旱胁迫后显著增加,鲁谷1号的MDA含量在整个胁迫过程中都高于济谷16。2种谷子的抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均随着干旱胁迫程度的加重而增加。济谷16SOD活性增加的幅度比旱敏感谷子品种鲁谷1号高,但差异并不显著;鲁谷1号POD活性在干旱胁迫的过程中先上升后下降; CAT活性在干旱胁迫过程中略有上升。不同耐旱性谷子品种的形态性状、生理指标存在差异,这些差异造成不同基因型品种的耐旱能力不同。     

外源水杨酸对镉胁迫下藜麦幼苗生长生理的缓解效应

研究外源水杨酸(SA)对镉胁迫下藜麦幼苗生长发育的影响,为降低藜麦生产中重金属胁迫提供理论依据.以藜麦"Tomico Quinoa"为供试品种,通过施加不同浓度(50、100、150μmol/L)外源水杨酸处理,探究200μmol/L镉胁迫下外源水杨酸对藜麦幼苗生长指标和生理指标的影响.结果表明,200μmol/L镉胁...     

镉胁迫下萝卜幼苗的硫代葡萄糖苷含量变化研究

[目的]研究镉胁迫下萝卜幼苗的硫代葡萄糖苷含量的变化。[方法]分别用不同浓度的氯化镉(CdCl2)溶液处理盛丰、碧玉春和速白1号3种白萝卜幼苗,研究白萝卜幼苗中抗氧化活性及硫代葡萄糖苷随时间的变化趋势。[结果]镉胁迫下白萝卜幼苗的硫代葡萄糖苷表现出"低浓度促进高浓度抑制"的特点。10和1μmol/L镉胁迫明显促进硫代葡萄糖苷的产生,且10μmol/L促进效果最好。[结论]该研究为了解重金属对白萝卜的作用机制及生化解毒机理奠定了基础,为重金属污染的土壤植物修复提供了理论依据。     

重金属铅和镉对玉米品质的影响

盆栽条件下,研究了铅与镉胁迫对富友1号玉米籽粒中蛋白质含量、脂肪含量和淀粉含量的影响。铅胁迫试验设0,250,400,550,700,850,1000μg·g-1(以纯铅计)7种浓度处理;镉胁迫试验设0,8,16,24,32,40,48μg·g-1(以纯镉计)7种浓度处理。结果表明:在重金属胁迫下,玉米籽粒蛋白质、脂肪含量变化均呈先升后降趋势,在铅胁迫下,700μg·g-1处理蛋白质含量最高,为100mg·g-1;在镉胁迫下,32μg·g-1处理的蛋白质含量最高,为115mg·g-1。淀粉含量变化趋势与此相反,其中铅胁迫下的淀粉含量分别是724,715,713,712,709,715,725mg·g-1;镉胁迫下的淀粉含量分别是724,711,710,708,692,704,705mg·g-1。     

两种基因型龙葵对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉(0、5、25、50、100μg·g-1)胁迫下红果龙葵和少花龙葵幼苗根、茎和叶的生物量变化、镉吸收量、镉转移率、镉富集系数和叶片抗氧化酶(SOD、POD)活性、叶片可溶性蛋白和游离脯氨酸含量等指标的变化,比较2种基因型龙葵富集镉的差异。结果表明,2种基因型龙葵富集重金属镉存在明显差异。与对照相比,在Cd胁迫浓度≥25μg·g-1时,2种龙葵的生物量显著下降(P<0.05),而少花龙葵的下降趋势较红果龙葵小;随着Cd胁迫浓度的增加,2种龙葵根、茎和叶的Cd吸收量显著上升(P<0.05),且根部Cd含量高于茎和叶,而少花龙葵的根、茎和叶中的Cd含量均高于红果龙葵,2种龙葵的镉转移率和富集系数除5μg·g-1Cd胁迫外,均小于1,且少花龙葵对镉转移率和镉富集系数均大于红果龙葵。2种龙葵叶片可溶性蛋白、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶(SOD、POD)活性均表现为先上升后下降,均表现为少花龙葵上升幅度大而下降幅度较小。综合各项指标表明,2种龙葵均不是Cd的超积累植物,少花龙葵的耐Cd胁迫能力较红果龙葵强。     

盐分胁迫对大麦幼苗生理指标的影响

文章对盐胁迫下大麦幼苗生理指标进行了分析研究。结果表明,随NaCl浓度的升高,大麦茎叶中可溶性糖、脯氨酸含量增高,K+/Na+降低;大麦茎叶中脯氨酸含量随NaCl浓度升高呈倍数升高,在0.6% NaCl胁迫下,‘CM72’脯氨酸含量最高达1.526 μmol·g-1。在同一NaCl浓度下,不同大麦品种间可溶性糖、脯氨酸含量及K+/Na+差异明显,‘CM72’渗透物质合成能力最强,耐盐性较好,‘泰兴9425’和‘苏啤3号’次之。     

谷子萌发期耐盐种质筛选及其保护酶系统对盐胁迫的响应

【目的】确定谷子萌发期耐盐评价指标,筛选萌发期耐盐种质,并探讨不同基因型谷子苗期盐胁迫对保护酶系统的影响,为谷子大规模耐盐性鉴定、耐盐机理的研究提供鉴定方法和优异资源。【方法】 以不同生态区的54份谷子种质为试验材料,用1.5%NaCl溶液进行盐胁迫,蒸馏水为对照,采用培养皿发芽法在人工气候培养箱内进行谷子萌发期耐盐性鉴定;测定谷子相对发芽势、相对发芽率、相对胚芽长、相对胚根长、相对胚芽比以及发芽率、盐害率等指标;通过对指标值的相关性分析、主成分分析和聚类分析,筛选谷子萌发耐盐评价指标。采用筛选出的3个不同耐盐性谷子品种,以0.5%NaCl溶液进行苗期盐胁迫,测定盐土盆栽条件下苗期叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性。分析盐胁迫下3个基因型间生理响应机理的差异。【结果】 在1.5%NaCl溶液胁迫下,谷子的相对发芽势与相对发芽率（r=0.51,P<0.01）、相对胚芽长之间呈显著正相关（r=0.54,P<0.01）;相对胚芽长与相对胚根长呈显著正相关（r=0.64,P<0.01）;发芽率盐害率与相对发芽势（r=-0.37,P<0.01）、相对胚芽长（r=-0.51,P<0.01）呈显著负相关。通过主成分分析将萌发期盐胁迫处理的6个单项指标转换成3个彼此独立的综合指标;通过隶属函数分析,得到不同品种萌发期耐盐性综合评价值（D值）,并通过聚类分析,将54份谷子品种分成高度盐敏感品种、盐敏感品种、中度耐盐品种、耐盐品种以及高度耐盐品种5个不同类型。其中,高度耐盐品种有4个,分别是华北夏谷区的济谷16、矮88,西北春谷区的陇谷3号和延谷13。苗期盐土盆栽试验表明,盐胁迫条件下谷子叶片SOD、POD、CAT酶活性呈现先上升后下降的趋势。耐盐性强品种济谷16的SOD、POD、CAT酶活性上升幅度显著大于耐盐性弱的品种鲁谷1号。【结论】 54份谷子种质材料在耐盐性上存在显著差异,利用隶属函数法综合分析萌发期各指标,全面地评价谷子种质资源萌发期的耐盐性。不同基因型谷子品种叶片保护酶系统对NaCl胁迫响应能力的差异,可能是由于谷子耐盐能力不同造成的。