外源硅对NaCl胁迫下玉米幼苗渗透调节物质含量影响

采用水培法研究外源硅对盐胁迫下玉米幼苗可溶性糖、游离氨基酸等渗透调节物质含量的影响。结果表明,盐胁迫下适量的增加硅供应能增加叶片和根系中渗透调节物质含量,其中根系中游离氨基酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量的增加幅度大于叶片;同时能增加玉米幼苗各器官K+的含量,降低不同部位Na+含量,维持玉米幼苗体内的离子平衡。研究表明,硅参与盐胁迫下渗透调节物质在植物中的运输和分配,适宜浓度的硅能提高玉米耐盐性。     

钙对NaCl胁迫下玉米幼苗根系活力和有机渗透调节物质含量的影响

利用水培法研究了钙对盐胁迫下玉米幼苗的根系活力和有机渗透调节物质含量的影响。结果表明,缺钙处理会显著降低玉米幼苗的根系活力,增加Ca²⁺含量根系活力显著增加,而在较适宜的Ca²⁺浓度下根系活力有所下降。缺钙处理叶片中的可溶性糖、脯氨酸和游离氨基酸含量显著增加。随着Ca2+浓度增加,叶片中可溶性糖、脯氨酸和游离氨基酸含量逐渐减少;根系中可溶性糖、脯氨酸和游离氨基酸含量逐渐增加,根系中脯氨酸在Ca²⁺含量为6 mmol/L时略有降低。增加Ca²⁺浓度叶片中可溶性蛋白含量呈现出先升高后降低趋势,根系中变化无明显规律。表明适合浓度的Ca²⁺能提高玉米耐盐性,原因是钙参与了盐胁迫下渗透调节物质在植物中的运输和分配。     

腐植酸浸种对盐胁迫下小麦萌发种子及幼苗生理特性的影响

为研究盐胁迫下腐植酸浸种对小麦幼苗生理特性的影响,采用春小麦品种龙麦26和克旱16为试验材料,分别用清水和腐植酸浸种,测定了NaCl胁迫下萌发种子的α-淀粉酶活性、幼苗根系和叶片的总可溶性糖、蔗糖和果糖含量,以及浸出液的电导率。结果表明,盐胁迫下萌发种子的α-淀粉酶活性降低,幼苗根冠比增加,但幼苗整体鲜重降低,叶片和根系浸出液电导率增大,总可溶性糖含量增加,叶片蔗糖和果糖含量增加,根系蔗糖含量降低。腐植酸浸种降低了α-淀粉酶活性,增加了叶片总可溶性糖和根系蔗糖含量,减少了根系总可溶性糖和叶片蔗糖含量,降低了叶片和根系浸出液电导率。推测腐植酸浸种可能是通过调控果糖浓度变化,缓解了盐胁迫下小麦幼苗的质膜损伤。     

土壤水分对水稻光合速率与物质运转的影响

 以6个中熟水、陆稻品种为材料，研究了在不同土壤水分状况下水稻光合速率与物质运转的特点。叶片光合速率随土水势的下降而减小，抗旱性品种减小的幅度小于抗旱性较差的品种。长期低土壤水分处理后，群体光合能力的下降主要是由于叶面积的减小。低土壤水分处理导致叶片中蔗糖和总可溶性糖含[CM(45*2]量的增加，淀粉含量的减少。淀粉/可溶性糖、淀粉/蔗糖与相对产量(处理/对照)呈极显著正相关(r=0.9854、 r=0.9412)。低土壤水分处理下，抽穗期茎鞘中可用性糖(可溶性糖+淀粉)累积量减少，抽穗后运转率增加，抗旱性品种的相对累积量(处理/对照)高于抗旱性较差的品种，但运转率的大小与品种的抗旱性无明显联系。     

大豆不同碳代谢产物含量变化研究

为明确不同碳代谢产物在大豆不同器官变化规律,在大田条件下,以三个栽培大豆品种为材料,测定不同生育时期不同器官可溶性糖、蔗糖、淀粉的含量.结果表明:随着生育进程推进,可溶性糖在茎秆、叶片、叶柄中及蔗糖在叶片、叶柄中含量呈"V"型变化,淀粉在茎杆中含量呈倒"V"型变化,R3期为转折点;可溶型糖在荚皮中含量及蔗糖在茎秆、荚皮中含量、淀粉在叶柄、荚皮含量呈逐渐升高趋势,叶片淀粉含量表现为升高-降低-升高趋势;不同品种大豆碳水化合物在植株体内变化规律相似.三种碳代谢产物含量在叶片中均表现为极显著正相关,而在茎秆中不同碳代谢产物含量相关性因品种而异.     

不同棉花品种NaCl胁迫的生理表现及其耐盐性筛选指标分析

研究了在 Na Cl胁迫下 ,棉花叶片中可溶性糖、蛋白质和丙二醛含量的变化。结果表明 ,棉花叶片中的蛋白质含量随 Na Cl浓度增加而减少 ,而可溶性糖和丙二醛含量随 Na Cl浓度的增加而增加 ;叶片中的蛋白质含量与可溶性糖、丙二醛含量呈极显著负相关 ,可溶性糖与丙二醛含量之间呈极显著正相关。当品种间相对变化率的标准差最大时 ,为适宜的筛选浓度。在适宜的 Na Cl浓度下 ,叶片中可溶性糖和蛋白质的变化率愈高 ,丙二醛含量的变化率愈低 ,品种的耐盐性愈强     

低氮胁迫对不同氮效率玉米品种苗期叶片碳氮代谢的影响

研究低氮胁迫对不同氮效率玉米品种幼苗生长及叶片碳氮代谢的影响,分析比较不同氮效率玉米品种对低氮胁迫响应的差异。采用水培方法,以氮高效品种郑单958、正红311和氮低效品种川单428、先玉508为试验材料,在低氮胁迫(0.04 mmol/L)、正常氮(4 mmol/L)和低氮恢复处理3个氮水平下,分别测定苗期干物质积累量、叶片碳氮代谢产物含量及碳氮代谢相关酶活性,比较不同氮效率品种间的差异。结果表明,低氮胁迫显著降低玉米叶片和整株干物质重量、叶片氮代谢指标(硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性、可溶性蛋白和游离氨基酸含量),提高根系干重、根冠比、叶片碳代谢指标(蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶活性、可溶性总糖和淀粉含量)。不同品种间各指标的变化幅度随着时间的延长表现出不同规律,氮高效品种在氮素胁迫下对碳氮代谢的平衡能力更强,受低氮环境影响较小,植株的恢复能力较强,对胁迫环境具有更强的耐性和适应性。     

低钾胁迫下耐低钾玉米可溶性蛋白、可溶性糖和钾含量的变化及其关系

采用盆栽试验,分析低钾胁迫下耐低钾、不耐低钾玉米自交系不同部位钾、可溶性蛋白、可溶性糖含量的变化规律。结果表明,低钾胁迫降低各部位钾和可溶性蛋白含量。与不耐低钾玉米相比,耐低钾玉米植株钾含量降幅较大,降幅由上部叶、中部叶、下部叶至根系依次减小;上部叶、中部叶及根系的可溶性蛋白含量降幅较大,下部叶可溶性蛋白含量降幅较小;上部叶、根系的可溶性糖含量下降,中部叶、下部叶的可溶性糖含量增加;低钾胁迫下不耐低钾玉米中部叶片可溶性糖与可溶性蛋白的变化趋势相反,耐低钾玉米根系钾含量与可溶性蛋白的变化趋势相反。     

水杨酸和甜菜碱浸种对低温干旱胁迫下玉米苗期生长的影响

沙培条件下,研究不同浓度水杨酸和甜菜碱浸种后对胁迫下玉米萌发和解除胁迫后苗期生长性状的影响,比较不同胁迫类型间的药剂浸种效果差异。结果表明,与低温胁迫相比,低温干旱双胁迫使玉米发芽势、地上部干鲜重和鲜重根冠比极显著下降。水杨酸和甜菜碱均能显著提高不同胁迫下玉米子粒发芽势,显著减少可溶性糖含量。对于幼苗高度和幼苗干鲜重,药剂浸种表现为低温胁迫下抑制效果和低温干旱双胁迫下促进作用。根系总长对药剂浸种的响应强于其他根系性状,且对甜菜碱的响应更为显著;地上部生长对水杨酸的响应强于甜菜碱。随着药剂浓度升高,水杨酸效果减弱,甜菜碱效果增强。     

大气CO2浓度升高对大豆不同器官碳水化合物积累的影响

研究大气CO2浓度升高对非结构性碳水化合物分配积累的影响,可填补大豆气候变化生物学的部分空白,也又可为选育适应未来气候条件的大豆品种以及高产栽培策略提供理论支撑。本研究以大豆品种紫花4（ZH4）、小黄金（XHJ）、丰收10号（FS10）和嫩丰1号（NF1）为材料,利用开顶式气室模拟研究大气CO2浓度升高到550 μmol·mol-1对大豆鼓粒期（R5）和完熟期（R8）不同器官光合产物积累和分配的影响。结果表明：大气CO2浓度升高对不同器官C浓度的影响存在品种间差异。除了R5期XHJ叶片和R8期NF1根系,大豆不同器官C浓度表现出增加的趋势。大气CO2浓度升高显著增加R5期大豆叶片可溶性糖浓度（33.4%~90.0%）;而蔗糖和淀粉浓度对大气CO2浓度升高的响应受到品种因素的影响,XHJ叶片蔗糖浓度和FS10叶片淀粉浓度分别降低9.7%和13%,其余品种叶片蔗糖和淀粉浓度显著增加。在R8期,大气CO2浓度升高后大豆籽粒可溶性糖、蔗糖和淀粉浓度均表现出增加的趋势,籽粒可溶性糖浓度平均增加22%。同R5期相比,R8期大豆营养器官的碳水化合物浓度显著下降,表明营养器官碳水化合物的再利用能力决定大豆产量的增幅。ZH4、XHJ和FS10的产量平均增加32.7%,而NF1产量增加不显著。大气CO2浓度升高显著提高了大豆植株C的同化能力,但不同品种间差异显著。“源端”叶片蔗糖转化能力强,“流端”茎秆装卸同化产物效率高,以及“库强”较大的大豆品种在未来大豆品种选育和生产中应该是重点关注对象。     

磷对NaCl胁迫下玉米幼苗渗透调节能力的影响

研究不同供磷水平对NaCl胁迫下玉米幼苗有机渗透调节物质和离子含量的影响。结果表明,盐胁迫下低磷处理玉米幼苗叶片中可溶性糖和游离氨基酸增加,根系中显著降低;增加供磷水平,叶片中可溶性糖和游离氨基酸含量下降,根系中含量上升,同时叶片和根系中可溶性蛋白含量增加。磷可降低盐胁迫下玉米幼苗各器官中的Na~+含量,同时增加各器官的K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量,降低Na~+/K~+与Na~+/Ca~(2+)比值。磷有助于维持植株的碳氮代谢平衡,促进有机渗透调节物质的运输与分配,改善各器官的离子平衡,增强植株的渗透调节能力,从而缓解盐胁迫带来的伤害。     

Effects of AG1 and AG2 QTLs on Nonstructural Carbohydrate and Seed Management Options for Rice Seedling Growth and Establishment under Flooding Stress

Rice (Oryza sativa) plants acquired excess photosynthates in the form of nonstructural carbohydrates (NSCs) in their stems and grain. Despite keen interest in rice NSC, the dynamics of NSC accumulation, translocation and re-accumulation have not yet been well investigated. AG1 and AG2 QTLs associated with flooding tolerance through catalyzing starch into soluble sugar in germinating seeds. Here we conducted three experiments, greenhouse and field to lay the groundwork for large-scale diversity studies on grain NSC and some agronomic traits under direct-seeded rice (DSR) system, using elite lines incorporating AG1, AG2 and AG1-AG2 QTLs into the popular varieties PSB Rc82 and Ciherang-Sub1 along with the donors Kho Hlan On (AG1) and Ma-Zhan Red (AG2). In germinating seedlings, soluble sugars increased, while starch concentration decreased gradually especially in the tolerant checks and AG1-AG2 introgression lines under flooded soil. Soluble sugar accumulation in stem started to increase from the vegetative stage and peaked at the panicle initiation stage then gradually decreased towards the maturity stage. But Sub1-AG lines had higher sugar and starch concentrations at different growth stages than other genotypes in wet season 2016 and dry season 2017. Plant survival rate was positively correlated with the stem NSC at the early vegetative stage (21 days after sowing), and stem NSC was positively associated with plant height at different growth stages. Among the tested seeding rate, the most suitable seeding rate, 4 g/m² with shallow burial depth (0.5 cm), resulted in better seedling establishment, relatively higher seedling vigor index and higher leaf area index under flooding in DSR system. Introgression of AG1-AG2 QTLs had no any negative impact on nonstructural carbohydrate, germination rate, and growth and biomass production.     

低温早播对玉米苗期生理指标和产量的影响

以5个主栽玉米品种进行分期播种,研究低温早播对玉米苗期生理指标和产量的影响,筛选耐(抗)低温的玉米品种。结果显示,播期、品种及两者互作对生理指标影响效果差异显著(p0.05),产量互作不显著。在5月2日低温早播条件下,玉米苗期丙二醛(MDA)增加,保护酶系统中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)降低,可溶性蛋白质降低和可溶性糖增加,赤霉素/脱落酸(GA3/ABA)比值减小,产量相对适宜播期减产5.89%。5个品种抗寒性存在差异,耐(抗)低温品种排序为郑单958京单28先玉335德美亚2号绥玉7。     

亚精胺提高玉米幼苗抗寒性的研究

以玉米品种农大108为试验材料,当玉米幼苗2叶1心时,一部分在常温下(25℃/18℃)培养,另一部分在低温下(10℃/4℃)培养,以叶片喷施0.4 mmol/L亚精胺为处理组,喷施蒸馏水为对照组,研究亚精胺在玉米幼苗冷胁迫过程中的作用。结果表明,低温胁迫抑制了幼苗生长,加剧了叶片中超氧自由基和过氧化氢的产生,提高了膜脂过氧化水平,降低了叶绿素含量。叶片喷施亚精胺,显著缓解了冷胁迫导致的生长抑制、叶绿素含量下降、活性氧积累和膜脂过氧化,提高了幼苗可溶性糖和脯氨酸含量,使抗氧化酶活性显著提高。此外,亚精胺处理提高了冷胁迫条件下幼苗热激蛋白HSP70和HSP90的mRNA和蛋白表达水平。结果表明,外源亚精胺能提高玉米幼苗的抗寒性。     

6-BA对Hg2+胁迫下小麦幼苗渗透调节物质及抗氧化特性的影响

为探讨6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)对Hg2+胁迫下小麦幼苗生长的调节作用,采用营养液水培法,以小麦品种807为材料,分析了叶面喷施不同浓度的6-BA对Hg2+胁迫下小麦幼苗叶片中渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响。结果表明,50mg·L-1 HgCl2处理后,小麦幼苗叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量显著降低,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著降低。叶面喷施一定浓度的6-BA能够提高Hg2+胁迫下小麦幼苗叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量,显著提高小麦幼苗叶片的POD、SOD活性和AsA、GSH含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高小麦幼苗叶片的AsA/DHA和GSH/GSSG比值,从而缓解Hg2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。叶面喷施10mg·L-1 6-BA对缓解小麦幼苗Hg2+胁迫效果最好。     

Effect of various drought stresses and subsequent recovery on proline,total soluble sugar and starch metabolisms in Rice (Oryza sativa L.) varieties

ABSTRACT

Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important staple foods in the world, however most improved rice varieties are susceptible to drought stress. A two-year study was conducted to explore the effects of various drought stresses and subsequent recovery on the accumulation and degradation of proline, total soluble sugar and starch in different rice varieties at vegetative stage. The results showed that relative water content in the leaves and sheaths of rice varieties significantly decreased under drought stresses, but not at the same rate. Under control and drought conditions, the water content in sheaths was higher than that in leaves. Interestingly, under severe drought stress in 2015, the leaf water content was higher than the sheath water content. The water distribution between leaves and sheaths might be a response of plants to protect leaf system from devastation by drought. Proline was highly accumulated under drought stress but rapidly decreased after re-watering. The drought tolerant variety DA8 expressed higher ability in accumulation of proline than susceptible varieties. In general, total soluble sugar and starch contents in leaves and sheaths of varieties decreased under drought stress conditions. Total soluble sugar and starch content of DA8 were less affected than other varieties under drought conditions. Our study indicated that metabolisms of total soluble sugar and starch in rice were affected by both environmental conditions and characteristics of varieties. Proline accumulation ability of varieties can be used as a useful indicator for drought tolerant potential in rice breeding for water-limited environments.     

海藻精对玉米种子萌发及苗期水分胁迫的影响

盆栽条件下,以珠玉甜1号、珠玉糯1号为材料,研究重度干旱、中度干旱、轻度干旱、正常供水、轻度淹水和重度淹水等6个不同水分条件下,4个不同浓度的海藻精对两个鲜食玉米品种种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在水分胁迫下,海藻精对两个鲜食玉米种子萌发无显著效果;在玉米苗期施用海藻精0.50 g/L可促进根长增长、根条数增加,提高保护酶活性。在重度干旱和重度淹水下,珠玉甜1号幼苗叶片丙二醛(MDA)含量较未施用分别减少8.6%、22.3%,可溶性糖分别增加33.2%、42.1%。表明施用海藻精可减轻水分胁迫对细胞膜的损害,并积累可溶性糖进而增强鲜食玉米苗期的抗逆性。在水分胁迫频繁发生的背景下,华南地区种植鲜食玉米时施用海藻精有利于其稳产和高产。     

外源糖对盐胁迫下小黑麦幼苗糖代谢的影响

外源糖可以缓解盐害,提高植物耐盐性。为探究外源糖对盐胁迫下小黑麦幼苗糖代谢的影响及其机理,以小黑麦品种东农8809为材料,通过施加0.5mmol·L~(-1)葡萄糖和0.5mmol·L~(-1)蔗糖,探讨了100mmol·L~(-1) NaCl胁迫下外源糖处理的小黑麦幼苗相对电导率、碳水化合物含量和糖代谢关键酶活性的变化。结果表明,在盐胁迫下,与未经外源糖处理(CK)相比,外源葡萄糖、蔗糖预处理的小黑麦幼苗叶片的相对电导率显著降低,可溶性糖含量及蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶、果糖-6-磷酸激酶和己糖激酶活性提高,尤其是己糖激酶活性显著高于其他处理,丙酮酸激酶活性降低。说明盐胁迫下,施加外源糖可以促进蔗糖和葡萄糖进入蔗糖合成途径和糖酵解途径,促进淀粉向可溶性糖转化,从而提高可溶性糖含量,降低渗透势,提高细胞吸水能力,以缓解盐胁迫对小黑麦的伤害程度。     

水分胁迫对玉米叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响

在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:随水分胁迫程度增强,不同玉米品种叶片可溶性糖含量增加,脯氨酸含量成倍升高,二者与品种抗旱性没有明显联系。