杉木对低磷胁迫的响应和生理适应机制

[目的]研究低磷胁迫对杉木幼苗各种抗氧化酶等生理指标的变化影响,探讨抗氧化酶活性与杉木耐低磷能力的关系,揭示低磷胁迫下杉木养分吸收的适应机制,阐明杉木体内生物大分子对低磷胁迫的响应。[方法]通过设置不同磷浓度(0、0.25、0.50、1.00 mmol·L~(-1))Hoagland营养液,模拟低磷胁迫试验,测定低磷胁迫对杉木幼苗的生理指标的影响,研究低磷胁迫对杉木幼苗养分吸收的影响机制以及测定杉木幼苗不同部位的光谱特性。[结果]随着缺磷程度的增加,杉木幼苗中SOD活性、CAT活性以及叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均先升后降,根系中POD活性呈现出升高的趋势、MDA含量先降再升后降,叶片中POD活性和MDA含量先降后升。低磷胁迫对杉木幼苗根系和叶片吸收利用营养元素有显著影响。杉木苗根系所含的Mn随着缺磷程度的增加呈上升趋势,而Al和Cu先降后升,Fe和K则有所下降,Ca先升后降。此外,杉木叶片中Fe和Mn的积累量呈降低的趋势,Cu和K先升后降。低磷胁迫对杉木幼苗根系和叶片组织在3 367、2 924、1 736、1 630、1 380、1 150 1 000 cm~(-1)处特征峰吸光值影响不同。[结论]低磷胁迫下,杉木幼苗的根系和叶片会通过改变保护酶(SOD、CAT和POD)活性抑制MDA形成,降低膜脂过氧化对细胞膜系统的破坏,通过增加对其他养分元素的吸收来规避损伤以及通过改变不同部位糖类、氨基酸和蛋白质等物质含量来适应低磷环境。     

水涝胁迫对不同种源青冈栎幼苗叶绿素含量和抗氧化酶活性的影响

以广西、安徽、湖南3个青冈栎种源1年生幼苗为研究对象,开展其叶绿素含量、MDA含量及抗氧化酶SOD和POD活性对不同程度水涝胁迫(湿害胁迫和淹水胁迫)的响应研究。结果表明:(1)青冈栎幼苗对湿害胁迫和淹水胁迫响应具有显著差异,且种源之间应对不同处理响应趋势基本一致;在湿害胁迫下3个不同种源青冈栎幼苗的叶绿素含量均呈上升趋势,而在淹水胁迫下均呈现下降趋势;3个种源青冈栎在淹水胁迫下的MDA含量均要显著高于湿害胁迫和对照组;SOD、POD活性在湿害处理和淹水处理都呈上升趋势,淹水处理下3个种源SOD活性均要显著高于湿害处理;POD活性则与SOD相反,湿害处理下湖南和安徽种源的青冈栎POD活性要显著高于淹水处理,广西种源的青冈栎在两种处理下差异不明显。(2)不同种源青冈栎之间对水涝胁迫响应差异显著,综合4项指标其中湖南种源的青冈栎幼苗在抵抗水涝胁迫表现最佳,在湿害胁迫处理下具有最高的叶绿素含量,最高的POD活性,较高的SOD活性,以及在淹水胁迫处理下具有最低的MDA含量。(3)将淹水胁迫下发生变化的生理生化指标进行相关性分析,结果表明不同处理下叶绿素含量与MDA含量在0.01水平上呈极显著负相关,POD活性与MDA含量在0.05水平上呈显著负相关,而SOD活性与POD活性在0.01水平上呈极显著正相关。     

锌胁迫与缺锌对西府海棠叶片保护酶活性及膜脂过氧化的影响

以西府海棠(Malus micromalusMak.)幼苗为材料,研究了锌胁迫与缺锌对叶片保护酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明,锌胁迫及缺锌都严重影响西府海棠幼苗的生长,显著降低叶片叶绿素含量;并使叶片SOD、POD、CAT活性显著降低,MDA含量极显著升高,叶片相对电导率显著提高,表明已引起了细胞膜伤害。     

土壤水分胁迫下不同赤皮青冈种源生理特性的研究

以浙江庆元、湖南永定和湖南靖县3个种源的赤皮青冈1年生实生幼苗为试验材料,研究了土壤水分胁迫对不同赤皮青冈种源生理特性的影响,结果表明:水分胁迫50 d后,随着水分胁迫程度的加强,各供试种源的叶绿素a(Chla)含量表现为先上升后下降的趋势;叶绿素b(Chlb)含量表现为下降的趋势;丙二醛(MDA)含量表现为增加的趋势;过氧化物酶(POD)活性变化规律种源之间有差异,浙江庆元种源和湖南永定种源POD活性呈现出先升高后降低的趋势,而湖南靖县种源呈现出下降的趋势。浙江庆元种源在土壤相对含水量为60%,且胁迫时间小于30 d时,各项生理指标均显著优于其他处理。推测各种源之间抗旱性存在较大差异,3个供试赤皮青冈种源的抗旱能力大小依次为:湖南永定>浙江庆元>湖南靖县。     

干旱胁迫对光叶珙桐幼苗抗氧化系统的影响

通过研究干旱胁迫对光叶珙桐幼苗抗氧化酶系统相关物质的影响,以探究光叶珙桐幼苗对干旱胁迫的适应能力。设置对照组、5%、10%、15%、20%PEG-6000梯度浓度对3年生光叶珙桐幼苗进行干旱胁迫处理,提取叶片中RWC、SOD、POD和CAT和MDA进行比较研究。结果表明:(1)随着光叶珙桐幼苗遭受干旱胁迫程度加剧与胁迫时间的延长,叶片中RWC急剧减少,SOD、POD与CAT酶活均先上升后下降,MDA含量先下降后上升;(2)SOD变化不显著,在光叶珙桐抗旱机制中发挥的作用最小;而POD活性和CAT活性均变化明显,二者协同作用,在不同程度的胁迫下分别起到清除自由基的作用,以降低自由基对植株造成伤害;(3)POD活性在24h轻度胁迫处理下高出CK组409.14%,CAT在重度胁迫处理下高出CK组191.49%,二者在严重胁迫(20%PEG)处理下又降至接近CK组水平,说明POD在轻度胁迫时POD发挥其保护作用,随着干旱胁迫程度的加剧,CAT发挥着保护膜脂的主要作用,在严重胁迫下二者活性均降低;(4)MDA含量先下降后上升,说明在干旱胁迫初期,在保护酶协同作用下减少了MDA的生成,在严重胁迫处理时含量积累升高到CK组含量的29.86%,表明随胁迫程度的加剧保护酶活性受到明显抑制。光叶珙桐对干旱胁迫较为敏感,水因子成为光叶珙桐生长的主要限制条件。     

外源褪黑素对高温胁迫下葡萄幼苗生理特性的影响

以‘黑比诺’葡萄幼苗为试验材料,利用人工气候箱模拟高温环境,研究高温胁迫下外源褪黑素预处理对葡萄幼苗叶片中丙二醛MDA含量、渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)含量以及抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性的影响,以期探明褪黑素与葡萄耐热性之间的关系,为葡萄生产上进一步应用褪黑素提供理论指导。结果表明,高温处理下,葡萄幼苗叶片中MDA含量显著增加,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量等渗透调节物质提高,SOD、POD和CAT活性也显著增强;同时,外源褪黑素预处理能显著降低高温胁迫下葡萄幼苗叶片中MDA含量,增强葡萄幼苗叶片中SOD、POD和CAT活性,提高脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量。由以上可知,外源褪黑素可通过提高抗氧化酶的活性及渗透调节物质的含量,降低膜质过氧化水平,保护脂膜的完整性,从而增强葡萄幼苗抵抗高温胁迫的能力。     

毛白杨幼苗抗氧化系统对盐胁迫的响应

在 3种不同浓度的NaCl (85mmol·L-1,170mmol·L-1,2 6 0mmol·L-1)胁迫下 ,对毛白杨幼苗的超氧化物歧化酶 (SOD)和过氧化物酶 (POD)活性以及丙二醛 (MDA)含量进行测定 .结果发现 ,在NaCl胁迫 3小时后 ,幼苗SOD和POD活性显著降低 ,随着胁迫时间的延长 ,这两种酶活性降低较缓慢 ,但SOD活性下降程度均较POD小 .在NaCl胁迫中 ,MDA含量明显增加 ,并于胁迫 15小时后达到最大值 ,随后含量增加较小 .进一步分析发现 ,不同浓度NaCl处理对SOD和POD活性以及MDA含量的作用效应是不同的 ,其中 2 6 0mmol·L-1NaCl处理明显促进幼苗SOD和POD活性的下降与MDA含量的增加 ;而且MDA含量与SOD和POD活性的下降有关 .结果表明 ,NaCl胁迫所引起的SOD和POD活性下降可能加强膜脂过氧化作用 ,最终导致幼苗MDA含量的增加与伤害的发生     

高温胁迫下柠条抗氧化系统的响应

以兰州市北山九州台主要造林树种柠条(Caragana korshinskii)为研究对象,分别进行30℃、35℃、40℃和45℃高温胁迫处理后,测定分析其叶片内丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸(ASA)、脯氨酸含量等指标的变化。结果表明,高温胁迫下柠条叶片MDA含量持续增加,说明高温胁迫使柠条叶片细胞膜脂过氧化作用增强,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性呈先升后降的变化趋势,ASA含量以及脯氨酸含量总体呈上升趋势。说明高温胁迫下柠条可通过提高SOD和POD酶的活性来清除自由基,起到一定的抗氧化保护作用,但随胁迫温度的增加,其抗氧化胁迫能力具有一定的限度。ASA和脯氨酸对增强柠条叶片的抗氧化胁迫能力起到了重要的作用,它们构成了柠条适应高温逆境的重要物质基础。     

金钱松幼苗在淹水胁迫过程中的生理响应

以1年生金钱松幼苗为试验材料,研究不同程度淹水胁迫对金钱松生长和生理变化的影响.结果表明:幼苗淹水胁迫后外部形态特征变化明显,根冠比增大.幼苗叶片的相对电导率、可溶性蛋白含量、MDA含量与淹水处理时间呈显著正相关;叶绿素总含量、SOD和POD酶活性与处理时间呈显著负相关.幼苗叶片的游离脯氨酸含量和MDA含量均与淹水处理水平呈显著正相关.幼苗淹水处理的受胁迫程度W3>W1>W2,表现出较强的抗淹水能力.     

毛白杨叶片保护酶活性等对干旱胁迫的响应

通过盆栽控水试验研究了不同水分胁迫条件下毛白杨(Populus tomentosa)8个1(2)-O型无性系苗木叶片中膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化过程.结果表明,随干旱胁迫强度的增大,毛白杨无性系叶片的MDA含量、CAT活性呈递增...     

土壤温度和水分变化对川西云杉幼苗氮和磷含量的影响

【目的】研究不同梯度的土壤温度和水分对川西云杉幼苗生长性状和各器官氮和磷含量的影响,以期为全球气候变暖背景下解释川西云杉树线形成的原因提供参考和数据积累。【方法】以5年生川西云杉幼苗为试验材料,采用人工气候室结合嵌套设计,设置5个土壤温度梯度(2、7、12、17、22℃)和3个土壤水分梯度(干旱处理、正常水分含量处理、饱和水分含量处理)。每处理9株幼苗,共135株幼苗。实验处理4个月后,测定并比较分析不同梯度的土壤温度和水分对幼苗的生长性状、各器官干物质含量、各器官全氮、全磷浓度和含量以及土壤全氮和全磷浓度的影响。【结果】土壤温度处理对幼苗基径和株高生长量均无显著影响,而土壤水分处理对幼苗株高生长量有显著影响;在2℃和7℃土壤温度干旱处理下显著降低了幼苗的株高生长量,但随着土壤温度的升高其影响效应不显著。土壤温度处理对土壤氮和磷浓度无显著影响,而干旱处理显著升高了土壤氮和磷浓度。川西云杉幼苗各器官的氮和磷浓度以及当年生叶氮含量随土壤温度降低显著降低;干旱和饱和水分处理显著降低了当年生叶和当年生枝的氮浓度,饱和水分处理显著降低了当年生叶的磷浓度,干旱处理显著降低了当年生枝、茎和根的磷浓度,干旱和饱和水分处理显著降低了当年生叶和根的氮和磷含量,且随着土壤温度升高影响效应更显著。【结论】在短期内,土壤低温对川西云杉幼苗的生长性状没有明显的制约作用,但对川西云杉幼苗各器官的氮和磷浓度及含量影响显著,尤其是当年生叶和根的氮和磷浓度及含量。在川西地区,低温、干旱等极端气候胁迫导致的云杉幼苗氮、磷含量的不足很可能是限制川西云杉垂直分布的重要因素。此外,土壤温度和水分处理存在显著的交互作用,随着土壤温度的降低,水分胁迫对幼苗各器官氮和磷含量的影响由显著变得不再显著,说明随着海拔升高,与水分因子相比,土壤低温成为造成云杉各器官营养元素亏缺的主导因子。     

绒毛白蜡‘青碧’不同半同胞家系的耐盐性评价

【目的】为充分利用杂种优势,从白蜡杂交种中筛选出优良耐盐株系,【方法】采用盆栽试验方法,研究了不同浓度NaCl(0‰、2‰、4‰、6‰)胁迫对绒毛白蜡新品种‘青碧’不同半同胞家系子代苗的生长量、膜透性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)以及叶绿素含量的影响,并结合隶属函数法综合评价4个白蜡杂交组合一年生苗的抗盐能力强弱。【结果】1)盐胁迫抑制了各半同胞家系子代的生长量,随着NaCl浓度的提高,各组杂交苗的苗高增长量、地径增长量均呈下降趋势,其中68号、70号杂交苗的下降幅度相对较小;盐胁迫对不同亲本的杂交子代生理指标的影响不一致:2)膜透性、MDA含量、脯氨酸含量均呈现出逐渐升高的趋势,68号杂交苗的膜透性及MDA含量受影响最小,70号杂交苗的脯氨酸含量增长幅度最大;各组杂交苗的SOD活性变化规律不一致,70号杂交苗的SOD活性增长幅度最大,其次为68号;3)叶绿素含量变化也无一致规律,在6‰浓度下,68号杂交苗的叶绿素含量最高。【结论】利用隶属函数法对4组杂交子代苗的耐盐性进行综合评价,各杂交材料耐盐性强弱顺序为:68号> 70号> 69号>‘青碧’半同胞。研究结果可为选育白蜡优良耐盐新品种提供理论依据和种质材料。     

不同磷水平下刺梨实生苗生长及根系形态特征与内源激素含量的关系

【目的】探究不同磷水平对‘贵农5号’刺梨实生苗生长、根系形态变化的影响及其与内源激素的相互作用,了解刺梨应对低磷胁迫的适应策略,为喀斯特地区低磷土壤刺梨的磷养分管理和生长调控提供科学依据。【方法】采用基质培养方法,设5、25、45、65和85 mg·L^-1有效磷含量的5个供磷水平处理,对不同处理的生长和根系形态指标及叶、根中内源激素含量进行测定,解析不同磷水平下根系形态与内源激素含量变化的关系。【结果】1) 45 mg·L^-1磷水平下实生苗生长的最好,整株生物量、主根长度、总根尖数和根的总长度、总体积、总表面积、平均直径、侧根长度和数量、一级侧根密度均最大,根和叶中的GA₁₊₃含量最高,ABA含量最低。2)供磷水平低于或高于45 mg·L^-1后,植株生长受到抑制,生物量明显减小,GA₁₊₃含量降低,ABA含量增大,上述根系形态指标变小。在5 mg·L^-1的低磷胁迫下,植株根冠比、2级、3级侧根密度和根毛的密度及长度达到最大。3)根和叶中的IAA及ZR含量随磷水平的降低而增大。4)不同磷水平下植株的生长指标和生物量大小与根和叶中的IAA和ZR含量间均表现出极显著(P<0. 01)的一元二次非线性回归关系,与GA₁₊₃和ABA的含量分别呈极显著(P<0. 01)正相关和极显著(P<0. 01)负相关。供磷水平过低、过高对植株生长的抑制是IAA、ZR、GA₁₊₃、ABA含量改变后协同作用的结果。低磷水平下根的生长抑制与叶和根中的IAA、ZR和ABA含量增大和GA₁₊₃含量降低有关,高浓度的GA₁₊₃和低浓度的ABA能促进主根的伸长和侧根的形成,而高浓度的IAA和ZR对根毛的形成及伸长和增加根毛的密度有促进作用。【结论】45 mg·L^-1磷水平下刺梨实生苗生长和根系发育最好,主根长度、总根尖数和根的总长度、总体积、总表面积、平均直径、侧根长度和数量、一级侧根密度最大。降低或提高磷水平后植株生长受到抑制,上述根系形态指标随之变小。低磷胁迫下刺梨实生苗根冠比和2、3级侧根密度、根毛密度及长度明显增大。供磷水平变化导致刺梨实生苗叶和根中IAA、ZR、GA₁₊₃、ABA的含量发生改变,并共同对植株生长和根系形态变化产生协同调控作用。根冠比的增大,2、3级侧根密度和根毛密度及长度的增加是刺梨实生苗应对低磷胁迫采取的适应策略,根和叶中高水平的ZR和IAA发挥重要的促进和调控作用。     

施肥对云南蓝果树幼苗抗旱生理指标的影响

【目的】为了解不同氮磷钾配比施肥条件下云南蓝果树的抗旱性生理特征,建立云南蓝果树幼苗最佳施肥技术方案,为其种苗繁育提供理论依据,进而促进其保护措施的有效实施。【方法】以云南蓝果树1年生幼苗为研究对象,根据"3414"肥料效应试验设计,研究不同氮磷钾配比施肥对云南蓝果树幼苗可溶性蛋白(SP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)6个生理指标的影响。【结果】除丙二醛外,其余测定指标在施肥处理条件下的值均高于不施肥处理,整体表现为不施肥(N0P0K0)<缺氮(N0P2K2)<缺钾(N2P2K0)<缺磷(N2P0K2),说明云南蓝果树幼苗抗旱性生理指标对氮肥的依赖性最强,其次是钾肥和磷肥;氮磷钾配施时,中氮中磷低钾(N2P2K1)水平下的值最优;根据拟合的一元二次方程,云南蓝果树幼苗的试验理论最佳氮、磷、钾施肥量分别为5.28、0.99和2.97 g/株;肥效的发挥还受到三者彼此间互作的影响,在中氮、低钾(N2K1)水平时利于磷肥肥效的发挥,中氮、中磷(N2P2)水平时利于钾肥肥效的发挥,中磷、低钾(P2K1)水平利于氮肥肥效的发挥,这与中氮中磷低钾(N2P2K1)水平下云南蓝果树抗旱性指标最优是一致的。【结论】适当施肥会增强云南蓝果树幼苗的生理生化过程,中氮、中磷、低钾水平处理下表现最好。     

红椆播种苗移栽容器育苗技术研究

为提高红椆苗木质量和造林成活率,对红椆2年生直播苗和2年生撒播苗移栽容器苗苗木质量进行对比试验,同时采用不同规格容器和遮荫处理对1年生撒播苗移栽到容器后苗木的成活率和生长量进行比较试验。结果表明:容器育苗可显著提高红椆苗苗高、地径、主根长、地上部分干重、地下部分干重;容器规格对移栽后苗木成活率影响不显著,但对苗木生长有显著影响;采用80%遮阳网遮荫,容器苗成活率较高,苗木高生长也显著增加,但苗木地径生长与60%遮阳网遮荫处理的苗木差异不显著。     

GA3喷施对川黄柏密植幼林生长及药用成分含量的影响

【目的】为给川黄柏药用资源早期利用提供理论依据。【方法】以1年生及2年生川黄柏密植幼林个体不同组织为试材,采用不同GA3喷施周期和质量浓度处理,研究各处理在1年生快速生长阶段的生长生理情况,并筛选出最优喷施处理,然后以最优喷施处理,监测分析GA3喷施对2年生川黄柏生长及小檗碱、黄柏碱等药用成分的影响。【结果】1)与CK相比,GA3喷施处理明显促进了1年生川黄柏株高、地径生长以及叶片可溶性糖及可溶性蛋白的积累。其可溶性糖及可溶性蛋白含量与喷施质量浓度呈正相关,与喷施周期呈负相关。最优处理为10 d间隔喷施,质量浓度为100 mg/L的GA3,其株高地径分别为156.76 cm和14.33 mm,较CK分别高了40.44%和20.65%。2)对于2年生密植幼林,与CK相比,GA3喷施处理显著促进枝、叶生长,提高地径、生物量及药用成分含量,且药用成分含量与主干茎的直径大小呈正相关。3)2年生川黄柏各部位药用成分含量高低顺序依次为:主根皮>基部茎皮>侧根皮>中部茎皮>上部茎皮>顶部茎皮,主干110 cm以下部位茎皮药用成分含量完全符合入药规范。【结论】在川黄柏早期栽培中,适当地喷施GA3可明显促进植株的生长和药用成分的积累。在试验喷施周期和喷施质量浓度组合中,表现为短周期、高质量浓度效果明显,且有交互效应,表明了通过经营措施的改进可以提高川黄柏药材品质,增加小檗碱、黄柏碱等药用成分的含量。     

种子贮藏和播种方式对红椆发芽及苗木生长的影响

以红椆种子为试验材料,进行贮藏和播种方式对红椆种子发芽和苗木生长的影响试验。结果表明:不同贮藏方式对红椆种子发芽率有极显著影响;不同播种方式对红椆种子发芽率和苗木地径生长无显著影响,但对苗木成活率和苗木高生长影响极显著。     

俄罗斯桃叶卫矛组织培养苗对盐胁迫的生理响应

采用盆栽方法,以俄罗斯桃叶卫矛组织培养苗为材料,用不同浓度(0,40,80,120mmol/L)的NaCl溶液进行处理,对盐胁迫下俄罗斯桃叶卫矛的形态表现和叶绿素含量、膜透性、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性等生理指标进行研究。结果表明:在盐胁迫下植物的株高生长量逐渐受到抑制;叶绿素含量随盐浓度的增加呈现下降趋势;膜透性、MDA、SOD、POD活性均随盐浓度增加而增加;40—80mmol/L的NaCl低浓度溶液胁迫后促进了俄罗斯桃叶卫矛根冠比的增加,而高浓度(120mmol/L)NaCl溶液抑制了根冠比的增加。进一步酶活指标分析表明,在盐胁迫下,植株的叶片质膜结构受到一定的伤害,但MDA含量差异不明显,而SOD和POD活性随着盐浓度升高显著上升。研究认为,俄罗斯桃叶卫矛通过提高植株的抗氧化能力来抵抗盐胁迫造成的伤害,对盐胁迫具有较强的适应能力。     

低磷胁迫对不同种源马尾松幼苗的影响

对不同种源马尾松在低磷胁迫下形态和生理生化方面的变化进行研究的结果表明:各种源幼苗的苗高、地径的净增量变化趋势一致,P3>P2>P4>P1。随磷浓度的降低根冠比增加,极低磷处理条件下各种源根冠比均最大。低磷逆境下,马尾松针叶MDA含量、保护酶活性(POD、SOD、CAT),以及游离脯氨酸含量均增加,这些指标的变化是马尾松适应低磷胁迫的主要生理影响机制之一。磷浓度为5～10 mg/L时,3个种源幼苗生长最佳。其中,贵州孟关种源较湖南汝城和广西古蓬种源更耐低磷胁迫。