4种非生物胁迫下小麦幼苗表型及可溶性蛋白含量的变化

对小麦幼苗分别进行低温(4℃)、高温(42℃)、高盐(800 mM NaCl)及干旱(20%PEG)4种非生物胁迫,从麦苗生长表型及其根、茎、叶片总可溶性蛋白含量的变化方面分析不同胁迫对小麦幼苗生长及生理变化的影响。结果表明:经过4种胁迫处理后,小麦幼苗生长均处于不同程度的抑制状态,高温、高盐和干旱胁迫下植株干枯明显,低温下植株明显较对照矮小;高温胁迫后幼苗根长仅5 cm左右,比正常植株短8~9 cm,高盐、干旱及低温条件下植株根长比正常植株短4.83 cm;4种胁迫下叶片长度也明显小于正常植株。胁迫直接导致了小麦根、茎和叶中可溶性蛋白含量不同程度的增加,根中总蛋白含量较茎和叶中低,根对胁迫也最为敏感,高温胁迫12 h后,根中总蛋白含量达到最大3.92μg·mg~(-1),高温胁迫24 h后,茎中总蛋白含量接近15μg·mg-1,而叶片中总蛋白的含量却保持72 h持续增长的状态。     

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。     

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。     

氯化胆碱对小麦幼苗叶片在渗透胁迫下的影响

用200，400，600，800mg/L氯化胆碱（CC）分别处理（喷施）两叶期小麦幼苗，均可显著降低叶片的相对电导率，且以400mg/L CC处理较优（最多可比对照降低75％）。用400mg/L CC处理二叶期小麦幼苗12h后再用20％PEG6000胁迫，每隔一定时间检测小麦叶片脯氨酸（Pro)、叶绿素、蛋白质和丙二醛（MDA）的含量，相对含水量（RWC）及叶片膜相对电导率，以及检测PEG胁迫24h后小麦叶片质膜ATPase活性等指标。结果表明，经CC处理的小麦幼苗叶片Pro、叶绿素、蛋白质的含量和RWC均比对照高，而MDA含量和质膜相对透性比对照低，且这些效应随时间延长而增大；CC处理过的植株质膜ATPase活性地高于对照植株。上述结果表明，CC可有效缓解渗透胁迫对植物的损伤，提高植物的抗性。     

樟子松幼苗水力结构参数和生长特征对模拟降水梯度的响应

水分是影响樟子松生长和存活的关键因素,为弄清樟子松幼苗对水分胁迫的响应过程,采用人工控制降水处理方法 (105%年均降水量：500 mm,无干旱; 74%年均降水量: 350 mm,轻度干旱;42%年均降水量: 200 mm,干旱),监测了2 a生樟子松幼苗水力结构和生长特征对降水处理的响应。结果表明：随着降水量减少,幼苗水分饱和亏缺没有发生显著变化;轻度干旱下幼苗组织密度显著增加,干旱下幼苗失水系数显著降低;表明樟子松幼苗的保水、抗旱能力随干旱胁迫程度增强而增加。干旱胁迫显著降低了株高、基径和各器官生物量的增加量,轻度干旱胁迫下幼苗根重比和根冠比显著增加,表明轻度干旱胁迫改变了生物量分配格局,促使幼苗向有利于水分维持方向的发展策略;与轻度干旱相比,干旱胁迫下幼苗生物量分配策略并没有发生明显变化。樟子松幼苗可以通过改变水力结构特征和生物量分配策略来适应轻度干旱;而在干旱下幼苗仅改变水力结构特征,不利于其在干旱环境下生存。     

应用叶绿素荧光技术快速预警乌鲁木齐典型农作物干旱胁迫

通过叶绿素荧光技术,分析了黄瓜、番茄、茄子、辣椒4种乌鲁木齐典型农作物幼苗在干旱胁迫过程中光系统（PSⅠ、PSⅡ）活性的变化特点,同时分析了土壤含水量和叶绿素荧光参数之间的相关关系。结果表明：在干旱胁迫下,4种农作物幼苗的光系统活力受到土壤水分含量变化的影响。Fv/Fm、Y(II)（实际量子产量）随土壤水分含量降低逐渐受到抑制,在土壤失水严重时显著降低。Y(NO)（非调节性能量耗散的量子产量）在干旱胁迫过程中逐渐增加。PSⅡ反应中心潜在活性Fv/F0在指示干旱胁迫危害和鉴别不同植物耐旱性时具有一定优势。通过土壤含水量和叶绿素荧光参数的相关分析发现,土壤含水量与Fv/Fm、Fv/F0、Y(II)和Y(ND)（非光化学能量耗散的量子产量）等呈显著正相关关系,与Y(NO)和Y(I)呈显著负相关关系。叶绿素荧光参数可以反映植株在干旱胁迫下的生理状态,也可以作为土壤水分含量的指示物,对农作物幼苗的干旱胁迫程度做出快速预警。同时,通过干旱胁迫下叶绿素荧光参数的对比,还发现幼苗之间的耐旱性差异,茄子抗旱能力优于其他3种农作物幼苗,黄瓜和番茄幼苗耐旱能力相似,辣椒的耐旱性比其他3种农作物幼苗差。     

盐旱胁迫下侧柏幼苗的生理响应及水杨酸的调控作用

以侧柏(Platycladus orientalis)幼苗为材料,采用根灌外施水杨酸的方式,探讨盐(200mM NaCl)旱(15%PEG6000)胁迫下侧柏幼苗的生长、叶绿素、活性氧代谢和渗透调节物质含量的响应变化以及水杨酸(0.5mM SA)对其的调控。结果显示:NaCl、PEG6000和NaCl+PEG6000三种胁迫处理抑制了侧柏幼苗的生长、叶绿素、抗氧化物酶(SOD和POD)活性和谷胱甘肽(GSH)含量,过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性糖含量显著增加,可溶性蛋白则降低,且均表现为复合胁迫介于单一胁迫之间,除GSH外,影响程度均为NaCl>NaCl+PEG>PEG;外施低浓度0.5mM水杨酸可提高侧柏幼苗的生长、叶绿素含量、抗氧化酶活性和GSH含量、渗透调节物质含量,并降低了H_2O_2和MDA积累。研究发现,盐旱复合胁迫对侧柏幼苗生理特性的影响并不是单一胁迫的简单叠加,与单一干旱胁迫相比,盐旱复合胁迫在一定程度上能够缓解干旱胁迫对侧柏幼苗生长的影响;一定浓度水杨酸同样能够有效缓解盐旱单一或复合胁迫对侧柏幼苗造成的生理伤害,提高其抗性。     

不同根型苜蓿苗期对干旱胁迫的生理耐受性分析

为探讨不同根系类型苜蓿对干旱胁迫的生理生化适应机制,采用盆栽模拟土壤干旱条件,以根茎型、直根型和根蘖型苜蓿为材料,测定不同根系类型苜蓿叶片相对含水量、叶绿素、可溶性糖、脯氨酸和MDA的含量及SOD活性.结果表明,不同根系类型苜蓿叶片相对含水量及叶绿素含量随干旱胁迫程度增强而降低,直根型陇东苜蓿降低程度小于其他苜蓿材料;...     

土壤干旱对两品种小麦根际土壤微生物群落组成和酶活性的影响

采用双因素随机试验,在小麦孕穗期、灌浆期和成熟期研究了土壤干旱对两品种小麦根际土壤微生物丰度、多样性及4种酶活性(蔗糖酶、碱性磷酸酶、脲酶和脱氢酶)的影响。试验设4个处理,即分别在土壤干旱和正常水分下种植小麦"矮抗58"(P1)和"泛麦8号"(P2)。结果表明:与正常水分处理(种植P1和P2)相比,孕穗期,土壤干旱处理下小麦P1和P2根际土中普通细菌、革兰氏阴性细菌的丰度显著降低了11.3%和6.9%、8.4%和8.2%;灌浆期,干旱处理下小麦P1和P2根际土中丛枝菌根真菌的丰度明显下降了34.3%和21.8%;成熟期,干旱处理下小麦P1和P2根际土中革兰氏阳性细菌、真菌的丰度显著降低30.9%和8.6%、34.1%和17.3%。土壤干旱对微生物多样性无显著影响,却显著降低了孕穗期和灌浆期的碱性磷酸酶、脱氢酶活性和灌浆期的蔗糖酶活性,提高了成熟期的蔗糖酶活性。"矮抗58"比"泛麦8号"根际微生物多样性更高,但孕穗期其蔗糖酶活性更低。干旱与品种的交互作用对微生物各类群的丰度、多样性和4种酶活性的影响均不显著。综上,土壤干旱主要抑制微生物丰度,而品种间根际微生物多样性差异明显,干旱和品种均可影响根际土壤的酶活性。     

叶绿素荧光成像技术监测苗期小麦白粉病初探

为探究叶绿素荧光成像技术在小麦白粉病监测应用中的可行性, 本研究对接种6个不同浓度小麦白粉菌分生孢子的小麦幼苗离体叶段?一叶一心期幼苗和二叶一心期幼苗以及接种后不同时期进行叶绿素荧光成像测定, 并对导出的叶绿素荧光参数与病情严重度的关系进行分析?结果发现, 接种不同浓度白粉菌分生孢子的小麦离体叶段或幼苗的Fv/Fm图像可以在一定程度上反映出小麦白粉病菌的侵染程度?接种小麦白粉菌后第3天, Fv/Fm值随接种浓度的变化规律不明显, 但从接种后第5天开始, Fv/Fm值随接种浓度的增加而下降, 且未接种的小麦幼苗或离体叶段的Fv/Fm值显著高于接种处理, 接种浓度最高(5 mg/mL)的处理其Fv/Fm值显著低于同时期其他接菌处理?小麦白粉病严重度与叶绿素荧光参数之间的相关性分析表明, Fv/Fm和Chlidx与病害严重度均极显著负相关, 在此基础上, 分别建立了小麦离体叶段?一叶一心幼苗及二叶一心幼苗的基于参数Fv/Fm或Chlidx的病害严重度估计模型?对模型的拟合效果进行比较发现, 基于Fv/Fm或Chlidx的病害估计模型其RMSE或R2比较接近, 因此叶绿素荧光参数Fv/Fm或Chlidx用来估计苗期小麦白粉病发生程度是可行的?本研究为叶绿素荧光成像技术在小麦白粉病监测预警中的应用奠定了理论基础, 具有一定的应用前景?     

不同化学及营养调控措施配合对旱地冬小麦生长及产量的影响

黄土高原南部旱作区,田间试验不同化学及营养调控措施对小麦生长发育及产量的影响。结果表明,施氮可以明显促进小麦分蘖,使用植物生长调节剂及其与微量元素(MnSO4)配合对小麦分蘖有促进,其中以多效唑及其与MnSO4配合处理较为突出;多效唑处理降低了小麦株高。植物生长调节剂及其与MnSO4配合增加了小麦叶面积和叶片的SPAD值,其中多效唑 MnSO4 甜菜碱处理的叶面积及SPAD值的增加尤为突出。采用多效唑、MnSO4和甜菜碱以及多效唑和MnSO4配合显著提高了小麦产量,较清水对照产量分别提高了1 014.7kg/hm2和640.5 kg/hm2。说明不同的化学及营养调控措施可以有效地调节小麦生长,提高作物产量。     

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。     

干旱胁迫对胡杨和灰叶胡杨光合作用及叶绿素荧光特性的影响

采用盆栽试验,研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、轻度干旱胁迫(50%～60%)和重度干旱胁迫(30%～40%)条件下2年生胡杨(Populus euphratica)和灰叶胡杨(P. pruinosa)的光合作用及叶绿素荧光特性.结果表明:在干旱胁迫进程中,轻度和重度干旱胁迫下胡杨、灰叶胡杨的净光合速率经历了急剧下降--缓慢回升--下降3个阶段.在相同的干旱胁迫处理下,光合作用及叶绿素荧光参数Pn,Gs,Ci,WUE,Fv/Fm,Fv/Fo,qP和NPQ胡杨明显高于灰叶胡杨,表明胡杨比灰叶胡杨对干旱胁迫具有更强的适应性.     

不同品种冬小麦的抗旱性鉴定与分析

以13个抗旱等级不同的冬小麦品种为材料,设旱地和水地两种处理,在冬小麦起身期、拔节期、挑旗期、抽穗开花期、灌浆期、乳熟期测定了叶片相对含水量、叶绿素含量、叶片渗透调节能力、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性等7个与抗旱相关的生理指标。计算各指标旱、水地差值绝对值,并与抗旱指数分别进行相关、逐步回归、通径、灰色关联分析。结果表明,挑旗期叶绿素含量差值、拔节期叶片渗透调节能力、起身期脯氨酸含量差值、拔节期丙二醛含量差值、灌浆期SOD活性差值等5个生理指标与冬小麦抗旱性显著相关,可作为抗旱鉴定指标。     

干旱胁迫下NaCl对棉花幼苗抗氧化酶活性及水分特征的影响

测定干旱与0、50、100和200 mmol·L-1NaCl组合条件下棉花叶片抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量的变化,分析土壤盐分对棉花耐旱性的影响。结果表明,单一干旱处理的棉花幼苗SOD、CAT活性和总抗氧化力在处理后的前21d大幅升高随后又快速下降,POD活性则持续升高,而50～200 mmol·L-1NaCl溶液浇灌的盆栽棉花幼苗在干旱期间SOD、POD、CAT活性和总抗氧化力的变幅明显小于单一干旱;同时,单一干旱棉花幼苗叶片MDA含量明显高于前者,说明NaCl溶液浇灌土壤减弱了干旱胁迫对棉花幼苗的伤害程度。另外,盆土用50～200 mmol·L-1NaCl溶液浇灌后显著提高了土壤的保水能力,增加了植株对Na+的吸收和积累,使叶片渗透势比单一干旱降低了17.5%～40.1%,从而有利于维持较高的细胞膨压,缓解干旱胁迫对棉花的不利影响。     

基于生理指标早期诊断异丙隆对小麦药害的研究

为了早期诊断异丙隆对小麦的药害,采用室内生测的方法测定了不同剂量异丙隆作用下小麦株高、地上部鲜重、叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸(Pro)含量和最大光量子产量(F_v/F_m)。结果表明,除可溶性糖外,叶绿素、MDA、Pro、F_v/F_m均能快速响应异丙隆对小麦的胁迫。当50%异丙隆WP施用剂量≥3 000 g/hm~2时,叶绿素a、b、总叶绿素含量和F_v/F_m明显下降,Pro含量明显上升,与清水对照相比均达显著水平,MDA含量随着施药剂量的增加而逐渐上升,当剂量≥2 250 g/hm~2时,小麦MDA含量显著高于清水对照处理;叶绿素、MDA、Pro、F_v/F_m可作为诊断异丙隆对小麦药害的敏感指标。     

外源水杨酸对野生龙葵幼苗干旱胁迫的缓解效应

利用20%的PEG6000模拟干旱胁迫,同时用不同浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol·L^-1）的水杨酸(SA)喷施幼苗,研究了不同浓度水杨酸处理对干旱胁迫下野生龙葵幼苗生长的影响。结果表明：干旱胁迫下,龙葵幼苗植株变矮、鲜重降低、根长缩短,叶绿素和可溶性蛋白含量减少,抗氧化酶活性、游离脯氨酸和丙二醛含量增加;经SA处理干旱胁迫下龙葵幼苗株高、根长和鲜重都有明显增加,特别是1.5 mmol·L^-1 SA处理组分别增加20.8%、28.0%和29.7%,1.5 mmol·L^-1 SA处理组龙葵幼苗叶绿素含量提高31.9%、脯氨酸含量提高65.4%,可溶性蛋白含量提高42.8%,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）与过氧化氢酶（CAT）活性达到最高,与对照相比分别增加了30.2%、87.8%和50.3%;SA处理使丙二醛（MDA）含量降低了37.8%。综合来看,适当浓度的SA可以缓解干旱对龙葵幼苗造成的伤害,并以1.5 mmol·L^-1外源SA缓解效果最好。     

NaCl 胁迫对甜高粱幼苗保护酶活性等生理特性的影响

采用不同浓度NaCl溶液(100 mmol/L、200 mmol/L)胁迫处理甜高粱幼苗,测定了叶片中叶绿素含量、脯氨酸含量及三种保护酶活性等生理指标。结果表明:100 mmol/L和200 mmol/L处理的甜高粱幼苗质膜相对透性、脯氨酸和丙二醛含量升高;可溶性蛋白和叶绿素含量降低;保护酶系统中叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均升高,且在100 mmol/L浓度处理下达到最大,而过氧化物酶(POD)活性呈先升高再降低趋势。NaCl胁迫对甜高粱幼苗的一些生理特性产生一定影响。     

外源5-氨基乙酰丙酸和PEG处理下栀子幼苗光合及抗氧化特性变化

采用溶液培养方式,研究不同浓度(0、25、50、100 mg·L~(-1)和200mg·L~(-1))5-氨基乙酰丙酸(ALA)对PEG胁迫条件下栀子幼苗有机渗透调节物质含量、光合生理及抗氧化系统等生理生化指标。结果表明,栀子幼苗PEG胁迫14 d,地上和地下部分干重、苗高、根长、相对含水量、光合色素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和水分利用率(WUE)下降;脯氨酸、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量和相对电导率显著上升,而抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性明显下降,一定浓度ALA处理降低了PEG引起栀子幼苗生理上的压力,50 mg·L~(-1)的外源ALA处理可以显著缓解PEG诱导生长抑制,与单独PEG胁迫处理相比,叶绿素a和叶绿素b含量、净光合速率、SOD、POD、CAT活性、相对含水量和脯氨酸的积累分别提高了25.35%、31.85%、228.68%、41.92%、27.26%、41.50%、170.26%、31.01%,MDA含量、H_2O_2含量和相对电导率分别降低39.00%、31.18%、45.56%。相反,200 mg·L~(-1)ALA处理则可能加剧干旱胁迫伤害。