甘肃敦煌绿洲区干旱胁迫下玉米抗旱性与灌浆期光合特性

在年降雨量不足40 mm的甘肃省敦煌市绿洲农业区,采用大田干旱胁迫法对玉米品种陇单9号、先玉335、陇单10号、沈单16进行了抗旱性及灌浆期光合特性的研究。结果显示:(1)干旱胁迫和充分供水条件下,4个参试品种间除单株穗数差异不显著外,其余形态性状及光合特征参数间差异较大,干旱胁迫后,4个参试材料平均株高降低了40.25 cm,生物量、穗重、穗粒重、穗粒数分别减少了132.87 g·株~(-1)、90.48 g、79.15 g、167.59粒,差异达到了极显著水平,百粒重、穗数、出籽率分别减少了3.75 g、0.08个、7.75%,差异不显著;光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及叶绿素含量随品种抗旱性减弱呈降低的趋势,而胞间CO_2浓度(Ci)在4个品种间变化较小。(2)抗旱性综合评价值的计算结果表明,4个参试品种的抗旱性依次为先玉335(抗旱)陇单9号(中度抗旱)沈单16(弱抗旱)陇单10号(弱抗旱)。(3)相关及逐步回归分析显示,灌浆期光合速率与不同抗旱类型玉米品种的抗旱性显著相关,而胞间CO_2浓度与抗旱品种陇单9号、先玉335的抗旱性相关性较大,叶绿素含量与弱抗旱品种陇单10号、沈单16的抗旱性极显著相关。     

外源亚精胺对干旱胁迫下玉米幼苗叶片生理及根系特征参数的影响

采用营养液水培法,以两种不同耐旱类型玉米品种先玉335(抗旱性强)和丰禾1号(抗旱性弱)为试验材料,研究了利用20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟的干旱胁迫下根施外源亚精胺(Spd,0.1 mmol/L)对玉米幼苗干(鲜)重、根系特征(根长、根表面积、根体积)、叶片相对含水量、叶绿素含量及细胞膜透性的影响。结果表明:正常条件下,外源Spd处理可显著提高两个玉米品种的干(鲜)重、株高、根长及根表面积,但对根体积、根平均直径、叶片相对含水量、叶绿素含量及细胞膜透性的影响较小。干旱胁迫下,外源Spd处理可显著提高玉米幼苗干(鲜)重、叶片相对含水量和叶绿素含量;增加根系数量,且随0~1.0 mm径级比例根系数量的增加,其根系长度增加幅度相应加大,随0.5~1.5 mm径级比例根系数量的增加,其根系表面积增加幅度相应加大;使玉米幼苗叶片细胞膜透性显著降低;对抗旱性弱的丰禾1号影响更为明显。因此,适宜浓度的外源Spd可以减轻干旱胁迫对玉米幼苗的伤害,并能更好地缓解干旱胁迫对抗旱性弱的玉米品种生长的抑制作用。     

DCPTA诱导寒地春玉米种子萌发及幼苗抗旱理化特征的研究

以玉米品种郑单958、先玉335和东农253为试验材料,用15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫条件研究了植物生长调节剂DCPTA[2-(3.4-二氧苯氧基)三乙胺]对玉米种子萌发和幼苗生长抗旱性的影响。结果表明,水分胁迫显著抑制了玉米种子萌发和幼苗生长。玉米幼苗叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性增强,脯氨酸含量增加,幼苗叶片叶绿素含量、初始荧光(F_0)、PSⅡ最大光能化学效率(F_c/F_m)显著下降,且玉米品种之间抗旱性存在差异,表现为先玉335郑单958东农253。DCPTA处理对玉米种子的发芽率、发芽势、萌发抗旱指数伤害减小,对幼苗胚根、胚芽生长和贮藏物质转化的抑制作用减弱,以1.0 mg/L DCPTA处理效果最显著。盆栽试验表明,水分胁迫条件下喷施DCPTA随浓度升高玉米幼苗叶片内抗氧化酶活性和脯氨酸含量均增加,叶绿素含量、F_0、F_v/F_m呈增加趋势,且喷施80 mg/L DCPTA处理效果显著。本研究表明适宜浓度的DCPTA能缓解水分胁迫对玉米种子萌发和幼苗生长的伤害,增强幼苗对水分胁迫的适应能力,并且DCPTA处理效果与品种抗旱性有关。3个供试品种DCPTA作用效果顺序为东农253郑单958先玉335。     

渗透胁迫对玉米幼苗叶片叶绿素含量及POD 活性的影响

利用PEG高渗溶液模拟干旱,将8个商用玉米杂交种在渗透胁迫条件下萌发,研究渗透胁迫对萌芽率、叶绿素含量和POD活性的影响.结果显示,品种间由萌芽数计算的耐旱系数差异显著,硬粒型萌芽性能优于马齿型,萌芽期PEG处理的幼苗叶绿素含量较高;正常萌发的玉米幼苗品种间叶片POD活性不一,渗透胁迫后POD活性皆增加,但品种间增幅差异较大.     

PEG模拟干旱胁迫对玉米种子萌发的影响

于2021年春季选取了5个甘肃省广泛种植的玉米杂交种,以先玉335为对照,采用不同浓度PEG-6000（0%、5%、15%、25%和35%）模拟干旱胁迫,分别观察、测定其发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长、胚根干质量、胚芽干质量等萌发指标,分析干旱对其萌发的影响。结果表明：随着PEG浓度的升高,6个品种各萌发指标总体均呈下降趋势;发芽势、发芽率、胚根长、胚芽长、萌发指数、抗旱指数、贮藏物质转化率在5%~25% PEG处理时,金苹628较先玉335的增幅范围分别为44.8%~100.0%、58.8%~137.5%、106.0%~132.8%、31.0%~60.5%、46.1%~147.9%、25.3%~112.8%、15.7%~141.8%,金苹608较先玉335的增幅范围为28.1%~237.5%、38.2%~250.0%、115.7%~271.6%、26.8%~51.0%、52.8%~335.4%、22.3%~248.5%、21.7%~146.4%,庆单3号和五谷568较先玉335总体略有增加或增幅不明显,陇单9号略有降低。通过主成分分析和综合得分建立综合评价体系可知,不同品种玉米耐旱性由强到弱排序为：金苹628、金苹608、庆单3号、五谷568、陇单9号,且庆单3号在低浓度胁迫下具有较强耐旱性。综合比较,金苹628和金苹608抗旱性最强,庆单3号次之,五谷568较强,陇单9号较弱。     

硫营养对锌和干旱胁迫下玉米叶片中叶绿素含量的影响

以高水肥型玉米品种为供试作物,选用4种不同硫浓度的Hoagland营养液进行培养,添加锌进行重金属胁迫,以PEG6000模拟干旱胁迫,测定三叶期后,玉米功能叶片中叶绿素含量变化。结果表明:添加硫营养供应对提高作物叶绿素含量有着显著的效应,缺硫或不施硫营养可明显降低玉米功能叶片中叶绿素含量,重金属胁迫可明显导致不同硫浓度水平的玉米功能叶片中叶绿素含量的降低,干旱也可以明显导致叶绿素含量的降低,但随着营养液中硫浓度的增加对环境胁迫下玉米功能叶片叶绿素含量的降低有明显的缓解作用。     

干旱胁迫对玉米苗期植株生长和保护酶活性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种云瑞47(抗旱性强)和云瑞88(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)、重度干旱胁迫(SS)3个干旱处理和正常灌水(CK),研究了干旱胁迫对2个玉米品种苗期株高、叶面积、生物量、根冠比和保护酶活性的影响,以探讨干旱胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制。结果表明:(1)干旱胁迫抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致植株株高降低、叶面积减少、整株生物量显著下降,根冠比增加,且抗旱性弱的品种云瑞88对干旱胁迫的敏感性高于抗旱性强的品种云瑞47。(2)干旱胁迫下2个玉米品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升高后降低趋势,在MS处理下达到最高。与CK相比,云瑞47叶片SOD、POD和CAT分别增加了27.04%、16.95%和19.13%;云瑞88叶片SOD、POD和CAT分别增加了22.55%、11.20%和12.64%;(3)干旱胁迫增加了2个品种叶片丙二醛(MDA)含量,随着干旱胁迫程度的加剧,云瑞47(耐旱性强)叶片MDA变化幅度小于云瑞88(耐旱性弱),尤其SS处理下云瑞88的MDA积累量是云瑞47的1.31倍。云瑞47的各生理参数比云瑞88受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较强的保护酶活性和较低的MDA含量,是云瑞47适应干旱环境的主要生理原因。     

不同花椒品种抗旱性比较研究

以3个花椒品种1年生实生苗为试材,采用盆栽试验,研究了干旱胁迫条件下3个品种叶片相对含水量、可溶性蛋白质含量、MDA含量、SOD、POD活性、叶绿素含量、净光合速率、茎生物量、根生物量、总生物量和根茎比的变化,利用隶属函数对其抗旱性进行了综合评价。结果表明,随干旱胁迫程度的增加,3个花椒品种叶片相对含水量均呈下降趋势;MDA含量、POD活性均呈上升趋势;可溶性蛋白含量先减少后增加;SOD活性、叶绿素含量、净光合速率季变化平均值先增加后下降;净光合速率季变化曲线呈单峰型或双峰型,但峰值出现的时间不同;茎生物量、根生物量和总生物量均呈下降趋势;豆椒根茎比降低,二红袍根茎比先降后升,大红袍根茎比上升。3个花椒品种抗旱性强弱排序为:豆椒二红袍大红袍。     

广西玉米品种开花期抗旱性鉴定与评价

选取20个广西玉米品种，在开花期进行干旱胁迫处理，测定叶片相对含水量、可溶性糖含量、叶绿素含量、丙二醛含量、SOD酶活性等生理指标，同时测定产量指标。通过五级评分法对生理生化指标进行抗旱性打分，通过产量指标计算抗旱指数，综合评价玉米开花期的抗旱性。结果表明，五级评分法综合得分在1.9293~5.6595之间，其中正大619、桂单162和桂单0810得分大于5.0，其次为迪卡008、先玉30T60、先正达901、庆农68、南美1号和万川1306得分在4.0~5.0之间。而抗旱指数值在0.4104~1.0963之间，其中桂单0810、太平洋99和正大619抗旱指数大于1.0，先玉30T60、迪卡008和南美1号抗旱指数在0.9~1.0间。两种评价结果之间的相关性为0.5887，达到极显著相关。五级评分法与抗旱指数可同时用于玉米开花期抗旱性评价。两方面评价结果均表现抗旱的品种为桂单0810、正大619、先玉30T60、迪卡008和南美1号，其中桂单0810和正大619为抗旱性极强品种。     

糜子幼苗对不同强度干旱胁迫的形态与生理响应

采用盆栽方法,研究了人工控水条件下,不同糜子品种苗期干旱条件下的形态和生理特性.结果表明,(1)与正常供水条件相比,轻度水分胁迫下陇糜4号、5283黄、晋黍7号3个品种在株高、叶面积、总根长、根系总体积等形态指标方面变化不大,但在重度胁迫时差异达显著水平;且随着胁迫程度的加剧,3品种各值呈下降趋势,晋黍7号的降幅小于陇糜4号和5283黄;(2)3品种根系的活性氧清除系统和渗透调节物质,随着胁迫程度的增加,SOD、POD、脯氨酸和可溶性糖的含量均呈上升趋势,上升幅度表现为陇糜4号＜5283黄＜晋黍7号,与正常供水相比,3品种的SOD、脯氨酸和可溶性糖在不同处理下与对照相比差异显著,除陇糜4号外,其它2品种的POD在中度和重度水分胁迫下与对照相比差异显著;(3)对叶绿素含量、叶片相对含水量和光合速率,随着胁迫程度的增加,3品种各值均呈下降趋势,晋黍7号受影响最大,3品种的各值在重度胁迫下与对照相比差异显著;(4)对根系活力及细胞膜透性而言,晋黍7号的根系活力受水分胁迫的影响较大,且晋黍7号的细胞膜透性和MDA含量增加幅度大,受干旱损害也大,抵御干旱的能力较弱,其抗旱性相对较弱,雨陇糜4号的抗旱性较强.     

多效唑提高玉米幼苗抗旱性的生理机制研究

以浚单20号玉米(Zea mays L var Xundan 20)为试材,利用砂培法研究了不同浓度生长延缓剂多效唑pp333对玉米幼苗抗旱性的影响.试验结果表明,提前喷施适宜浓度的pp333,能提高玉米幼苗在干旱条件下的抗旱性.干旱前喷施适宜浓度的pp333,可以减缓干旱胁迫对玉米幼苗叶片和根系膜透性的不良影响;促进玉米幼苗叶片在干旱条件下累积渗透调节物质,从而改善玉米幼苗叶片水分状态;同时降低干旱条件下玉米叶片的蒸腾速率,增加玉米叶片的水分含量;干旱条件下,提前喷施了pp333的玉米幼苗叶片叶绿素含量降低幅度减小,光合速率较高,气孔导度变小.硝酸还原酶活性降幅变小.从外部形态来看,喷施pp333的植株,叶片宽度增加,茎杆增粗,根冠比增加,单株生物量较对照水平为高.本试验结果显示,pp333 能提高玉米幼苗的抗旱性,本试验条件下pp333最适宜的喷施浓度是0.3%.     

不同扁蓿豆种质孕蕾期抗旱性综合评价

采用盆栽反复干旱法,在适度、中度和重度水分胁迫(土壤含水量分别为75%~80%、50%~55%和30%~35%)条件下,研究了12份不同生境扁蓿豆(Medicago ruthenica)种质孕蕾期的抗旱性。结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,12份扁蓿豆的绝对株高、茎粗、地上生物量、地下生物量、叶片相对含水量和叶绿素含量均呈下降趋势,而丙二醛(MDA)含量呈上升趋势;与对照相比,中度水分胁迫下,12份扁蓿豆叶片相对含水量的降幅均在11%以下,重度水分胁迫严重抑制了扁蓿豆的生长;中度和重度胁迫下,陇县扁蓿豆绝对株高降幅较小,分别下降了1.8%和22.1%;而渭源扁蓿豆叶片MDA含量在中度和重度水分胁迫下均比其他材料的含量高,分别为26.172μmol·g-1和31.149μmol·g-1。以中度和重度水分胁迫处理下绝对株高、茎粗、地上生物量、地下生物量、叶片相对含水量、MDA含量和叶绿素含量的相对值为评价指标,应用隶属函数法对12份扁蓿豆孕蕾期抗旱性进行综合评价,抗旱性强弱依次为:陕西陇县榆中永昌陇西天水渭源土默特自选8号景泰临夏镇原夏河。     

干旱胁迫下3种岩石边坡生态修复植物的抗旱性

植物的抗旱性直接影响着岩石边坡生态修复的效果。为研究不同植物在持续干旱下的抗旱机理,选择草地早熟禾、狗牙根和红三叶3种常用于岩石边坡生态修复的植物,采用盆栽控水试验和室内分析相结合的方法,研究干旱胁迫下3种植物叶片的相对含水量、相对电导率、丙二醛（MDA）含量、可溶性糖含量、脯氨酸(Pro)含量和叶绿素含量6个生理生化指标的变化情况。结果表明：所有参试植物的生理生化指标都随干旱胁迫的程度而变化,但植物之间和生理生化指标之间存在差异。运用模糊数学隶属函数分析法和灰色关联分析法,综合评价3种植物的抗旱性和各指标对干旱胁迫的敏感性。结果显示：干旱前期和中期,植物的抗旱性为：狗牙根＞红三叶＞草地早熟禾;干旱后期,植物的抗旱性为：草地早熟禾＞狗牙根＞红三叶;各生理生化指标与植物抗旱隶属度的关联度从大到小依次为0.708,0.694,0.638,0.630,0.609和0.607,可作为岩石边坡生态修复抗旱性植物筛选的评价指标,其中,以叶绿素含量和相对含水量对干旱胁迫的反应最为敏感。     

外源硫化氢对干旱胁迫下玉米幼苗水分生理特性的影响

采用溶液培养方法,研究了0.01、0.1、0.3、0.6、1 mmol·L-1等不同浓度外源硫化氢供体硫氢化钠(Na HS)对干旱条件下玉米幼苗叶片及根系水分生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高了玉米幼苗根系活力、根系和叶片可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量,显著降低了叶绿素含量及叶片和根系相对含水量。外源0.01 mmol·L-1Na HS预处理可以显著增加干旱胁迫下根叶相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量及根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,但对叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量及根系活力没有显著影响。外源0.1 mmol·L-1和0.3 mmol·L-1Na HS预处理均可以显著增加干旱胁迫下根叶相对含水量、脯氨酸含量、叶绿素含量、根系可溶性糖和可溶性蛋白含量及根系活力,但对叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量没有显著影响。外源0.6 mmol·L-1Na HS预处理可以显著增加干旱胁迫下根叶相对含水量、叶绿素a含量、叶片可溶性糖含量、根系可溶性蛋白含量及根系活力,但对根系脯氨酸含量、叶片可溶性蛋白和叶绿素b含量没有显著影响,显著降低了根系可溶性糖和脯氨酸含量。外源1 mmol·L-1Na HS预处理可以显著增加干旱胁迫下根系相对含水量、可溶性蛋白含量及根系活力,但对叶片相对含水量、可溶性蛋白和叶绿素a含量没有显著影响,显著降低了根叶可溶性糖和脯氨酸含量以及叶绿素b含量。这说明,低浓度硫化氢在一定程度上可以增加干旱胁迫下植株的渗透调节物质含量,从而维持自身的水分平衡,提高对干旱环境的适应能力。     

黄腐酸对雾培马铃薯幼苗抗旱性的影响

试验以马铃薯(Solanum tuberosum)幼苗为研究对象,采用雾培装置进行不同黄腐酸用量和干旱胁迫处理(分别为CK,不加黄腐酸和PEG; 10％ PEG;0.01％ FA+ 10％ PEG;0.03％ FA+ 10％ PEG;0.05％ FA+ 10％ PEG和0.10％ FA+ 10％ PEG),分析其对马铃薯生长发育及抗性生理的影响。结果表明,在干旱胁迫下,雾培马铃薯幼苗的成活率、叶绿素含量、膜稳定指数、根系活力、匍匐茎数、结薯率和产量呈下降趋势,而丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)、脯氨酸、可溶性糖含量和过氧化氢酶(CAT)活性及超氧阴离子(O^-₂)产生速率呈上升趋势,过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先增加后下降,说明雾培马铃薯幼苗在干旱胁迫下生长发育受到显著抑制,正在遭受逆境胁迫。经黄腐酸处理后,幼苗的成活率、匍匐茎数、结薯率和产量则得到了提高,而叶绿素含量、膜稳定指数和根系活力仍呈下降趋势,但较单一干旱胁迫的下降趋势缓慢,而MDA含量、SOD和POD活性及产生速率呈先升高后下降的趋势,脯氨酸、可溶性糖、H₂O₂含量及CAT活性呈上升趋势,其中H₂O₂含量上升趋势较单一干旱胁迫缓慢,说明黄腐酸处理后使干旱胁迫下雾培马铃薯幼苗的生长发育得到了促进,减轻了干旱胁迫对幼苗造成的伤害,提高了植株的整体抗旱性,而这种抗性与黄腐酸浓度呈明显相关性,0.05％ FA对植株的的保护效应最显著,而0.10％ FA则协同PEG加剧了对幼苗的伤害作用。     

干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合特性和叶绿素荧光参数的变化

以一年生沙芥幼苗的叶片为实验材料,采用盆栽实验的方法,将土壤含水量设置为正常浇水为对照(70%~75%WHC,CK),轻度干旱胁迫(55%~60%WHC,LD),中度(40%~45%WHC,MD),重度(25%~30%WHC,VD)四个处理,用Li-6400光合仪和叶绿素荧光仪FMS2(Hansatech,UK),研究干旱胁迫下沙芥光合参数、荧光参数的变化规律,探讨干旱胁迫对沙芥叶片光合生理指标的影响,旨在揭示沙芥对干旱胁迫的响应机制,为阐明沙芥的耐旱性提供理论依据。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,沙芥叶片叶绿素a,b含量在各干旱胁迫处理下,比对照下降了1.30%~7.04%和19.47%~42.37%,类胡萝卜素含量下降了2.06%~9.88%。叶绿素a/b上升了33.49%~74.27%,Car/Chl上升了1.33%~15.73%。(2)随着干旱胁迫的加剧,沙芥叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用率呈现下降的趋势,胞间CO2浓度先下降后上升,气孔限制值不断下降。这表明轻度干旱胁迫下气孔限制是影响沙芥幼苗叶片Pn下降的主要因素;中度和重度干旱胁迫下,非气孔限制是沙芥幼苗叶片Pn下降的主要因素。(3)干旱胁迫下,沙芥叶绿素荧光参数Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ,q P和ETR均呈下降趋势,q N在干旱胁迫下不断上升。     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...