干旱胁迫对植物基因的诱导及基因产物的变化

对干旱胁迫所诱导的基因及其产物的功能进行了综述。干旱基因分为3种类型：ABA依赖型、ABA非依赖型和不能被ABA诱导型。这些基因编码的蛋白质在植物适应干旱的过程中发挥着重要的作用。这对揭示植物抗旱机制具有重要意义。     

外源褪黑素和脱落酸对干旱胁迫下猕猴桃幼苗生理特性的影响

以盆栽‘金实1号’猕猴桃幼苗为材料,在干旱条件下进行根灌100μmol·L~(-1)的褪黑素(MT)溶液和叶面喷施25μmol·L~(-1)的脱落酸(ABA)溶液及MT+ABA处理,探究外源MT与ABA对植物干旱胁迫的缓解作用及机理。结果表明:MT处理可使猕猴桃叶片相对含水量、叶片水势和SOD活性较干旱胁迫处理组分别提高9%、39%和134%,同时使丙二醛(MDA)与H_2O_2含量分别降低66%与7%;ABA处理可使叶绿素含量、净光合速率、干物质积累量和POD活性较干旱胁迫处理组分别提高7%、40%、52%和41%,使H_2O_2含量降低13.5%;MT+ABA处理的效果与ABA处理类似,可使净光合速率、干物质积累量与POD活性较干旱胁迫处理组分别增加29%、110%与35.5%,使MDA与H_2O_2含量分别降低44%、6.5%。表明MT利于提高植株的保水能力与抗氧化能力,ABA处理和MT+ABA处理提高了干旱胁迫下猕猴桃幼苗的光合作用,利于在水分限制下干物质的积累。     

植物根围促生细菌菌剂增强玉米干旱耐受性研究

选用植物根围促生细菌(PGPR)菌剂BBS处理玉米幼苗,研究干旱胁迫下玉米幼苗叶片相关生理特性及基因表达差异。结果表明,干旱胁迫15 d后,BBS处理组玉米幼苗的萎蔫程度显著低于对照组;处理组植株叶片MDA含量仅为对照组的74.35%,叶片脯氨酸和可溶性糖含量分别是对照组的3.39倍和1.07倍;处理组植株叶片ZmP5CS1的表达水平及SOD活性均显著高于对照组;BBS处理组植株叶片在干旱胁迫过程中一直保持较低的H_2O_2含量。研究得出,BBS处理能够有效减缓干旱胁迫对玉米幼苗造成的伤害,进而加速正常浇水后的恢复。处理组植株叶片NCED1和ZmDREB2.7的高水平表达也表明干旱胁迫下玉米幼苗与BBS的互作过程可能有依赖ABA信号途径及不依赖ABA信号途径的共同参与。     

外源褪黑素和脱落酸对干旱胁迫下葡萄生理特性的影响

为了探讨褪黑素(MT)和脱落酸(ABA)两者混合施用对植物响应干旱胁迫的综合效应,以盆栽‘阳光玫瑰’葡萄为材料,通过根灌100μmol·L~(-1)的MT溶液和叶面喷施50μmol·L~(-1)的ABA溶液及二者组合处理,研究MT和ABA对干旱胁迫下葡萄生理特性的影响。结果表明,与干旱对照组(D_(ck))相比,MT处理导致葡萄叶片MDA、H_2O_2含量和相对电导率分别降低了14.42%、44.11%和21.26%,叶片相对含水量提高了1.12%,同时SOD和POD酶活性分别提高了14.00%和3.01%。这些均表明MT处理有效缓解了干旱胁迫对植株造成的损伤。50μmol·L~(-1 )的ABA处理组叶片MDA含量和相对电导率较干旱对照组提高了9.43%和17.25%,表明ABA处理没有缓解植株的胁迫状态。MT和ABA组合处理具有和MT处理类似的效果。结果表明,褪黑素可以通过减轻膜脂过氧化程度,增强抗氧化系统能力,从而缓解干旱胁迫对葡萄的氧化损伤,提高抗旱性;同时削弱ABA带来的负面效应。     

干旱对马铃薯光合特性及块茎形成的影响

选用马铃薯克新1号品种,在沙培条件下检测了不同水分梯度及外源ABA浓度对马铃薯前期植株生长、光合特性及块茎形成的影响。结果表明:适度干旱胁迫(50%)利于马铃薯结薯数和结薯率的增加,植株叶片、根和匍匐茎中脱落酸(ABA)含量也高于对照处理(65%);外源高浓度(5u M和10u M)ABA促进马铃薯结薯数和薯重的增加。马铃薯植株叶面积和净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随干旱胁迫程度和外源ABA浓度的增加而降低,但胞间CO2浓度呈增加趋势。不同水分和ABA供给对马铃薯植株的前期干物质积累量无影响,而干旱程度的加强与ABA浓度的增加均会促进干物质向地下部的分配,成为块茎形成差异的生理基础。ABA可能介导了干旱胁迫对马铃薯块茎形成的调控,进一步探讨ABA在干旱胁迫下的调控机制具有重要的理论价值和应用前景。     

过氧化氢参与干旱条件下脱落酸诱导黄瓜不定根形成

以黄瓜(Cucumis sativus.L)为试材,采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,研究过氧化氢(H_2O_2)与脱落酸(ABA)在干旱胁迫下对黄瓜不定根发生的作用及其相互关系。结果表明:0.3%PEG产生了中度干旱胁迫。干旱条件下外源H_2O_2和ABA可以显著促进黄瓜外植体不定根的发生,且呈明显的剂量效应,800μmol·L~(-1)H_2O_2和0.5μmol·L~(-1)ABA促进效果最显著。干旱胁迫下H_2O_2和ABA共同处理的根数较H_2O_2或ABA单独处理分别高19.3%和31.3%。干旱胁迫下ABA与内源H_2O_2清除剂过氧化氢酶(CAT)或内源H_2O_2合成抑制剂二苯基碘(DPI)共处理较ABA单独处理,根数分别降低15.2%和30.9%,根长分别降低24.1%和26%。进一步结果表明,与PEG处理相比,PEG+ABA处理的叶片气孔开度百分比、密度和相对电导率分别降低了24.2%、15.4%和14.2%,而相对含水量增加了25%。此外,PEG+ABA处理增加了外植体的渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白)含量和过氧化物酶、多酚氧化酶和吲哚乙酸氧化酶的活性,降低了丙二醛含量。然而,内源H_2O_2清除剂CAT逆转了ABA的上述作用。可见,H_2O_2通过调节水分平衡、细胞膜稳定性、渗透调节物质含量和生根相关酶活性参与干旱条件下ABA促进不定根的发生。     

外源ABA和钨酸钠对干旱胁迫下白菜型冬油菜ZEP表达的影响

为研究白菜型冬油菜玉米黄质环氧酶(ZEP)基因在干旱胁迫下响应外源ABA的分子机制,本研究选择白菜型冬油菜陇油7号和天油4号为试验材料,分别喷施蒸馏水、ABA溶液、钨酸钠溶液、ABA+钨酸钠溶液200 mL后置于植物培养箱干旱处理7 d。采用RT-PCR和qPCR等技术进行ZEP基因克隆和表达分析,结果表明:该基因包含一个长度为2 013 bp的ORF,编码含670个氨基酸残基的蛋白质,理论等电点为6.16,属于亲水性蛋白。该基因与拟南芥、甘蓝型油菜的同源性分别为89.25%和99.40%。实时荧光定量分析表明,干旱胁迫可诱导白菜型冬油菜ZEP基因上调表达,外源喷施ABA后陇油7号叶片ZEP基因相对表达量较CK升高66.64%,喷施外源ABA合成抑制剂钨酸钠后陇油7号叶片ZEP基因表达量较CK降低12.74%,而同时喷施外源ABA和钨酸钠后,干旱胁迫下陇油7号、天油4号叶片ZEP基因表达量较CK分别增加了3.3倍和2.28倍,陇油7号叶片中的ZEP基因表达量较根系高21.61%,表明ZEP基因在白菜型冬油菜抗旱中可能发挥一定作用。     

脱落酸和水杨酸对干旱胁迫下芝麻幼苗生理特性的影响

以芝麻品种"中芝10号"为材料,采用聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫的方法,研究了脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)处理的芝麻幼苗在干旱胁迫(聚乙二醇浓度为0、20%、25%和30%)下的几项生理指标的变化。结果表明,芝麻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性都比对照组(CK)高,脱落酸和水杨酸都能延缓干旱胁迫时芝麻叶片含水量的降低,丙二醛(MDA)的含量明显升高、可溶性糖(SS)的含量总体先升高后降低,芝麻幼苗的叶绿素含量呈下降趋势,而chla/chlb和car/chl逐渐上升。脱落酸与水杨酸之间表现出一定的差异,说明脱落酸和水杨酸在不同干旱胁迫下提高植物抗逆性的程度不同。     

CaM拮抗剂W7对PEG胁迫下番茄幼苗根系生长和ABA、多胺动态变化的影响

以耐旱性不同的两个番茄品种为试材,采用营养液水培,研究了CaM拮抗剂W7〔N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalene sulfonamide〕预处理对聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下番茄幼苗根系生长及内源ABA、游离态多胺含量的影响。结果表明,用200 mmol/L W7预处理24 h,然后进行干旱胁迫处理,番茄根系内源ABA和多胺含量低于未经W7预处理的PEG胁迫处理下的值,W7处理削弱了番茄对胁迫逆境的抵抗能力,幼苗生长变弱,表明Ca2+-CaM信使系统通过影响多胺的含量参与调节干旱胁迫下多胺的代谢过程,对抵抗干旱逆境胁迫有积极作用。两个品种相比较,‘毛粉802’在PEG胁迫下可以积累更多的亚精胺(Spd)和精胺(Spm),受W7的影响小于‘皇冠’,表现出较强的耐旱性。     

干旱半干旱区降水量梯度下植物群落的叶、茎属性特征

通过对沿年均降水量减少的兰州、白银、景泰和临泽4个试验点不同科属植物进行野外调查与室内分析,试图明确干旱区降水量梯度下植物叶、茎属性〔比叶重(LMA)、单位面积氮含量(Narea)和单位面积叶绿素含量(Chlarea)〕的变化并探讨其对渐进干旱胁迫的适应规律。结果表明:降雨量梯度下叶、茎利用不同属性特征应对干旱胁迫,LMA和Narea含量随干旱胁迫的加剧而增大,Chlarea含量随干旱胁迫的加剧而降低,这在一定程度上体现了研究区域植物对干旱胁迫加强的适应规律。另外随年均降水量的减少,临泽、景泰、白银、兰州其物种的绿色茎枝/叶生物量比依次减小。即随干旱胁迫的加剧,干旱区植物绿色茎枝与叶片生物量的比例逐渐增大。     

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。     

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...     

干旱胁迫对紫穗槐幼苗生理生化特性的影响

为揭示紫穗槐幼苗在干旱胁迫下的生理生态特性和适应性,以盆栽当年生紫穗槐幼苗为材料,通过人为控制土壤含水量,研究干旱胁迫对其生理生化指标的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的加剧,幼苗的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)逐渐下降,水分饱和亏缺(WSD)、水分利用效率(WUE)、超氧化物歧化酶(SOD)活...     

Waterhemp (Amaranthus tuberculatus) control under drought stress with 2,4‐dichlorophenoxyacetic acid and glyphosate

Waterhemp (Amaranthus tuberculatus) is a common and troublesome weed in cropping systems throughout the United States. With the potential for future periods of low rainfall or drought, the need for improved weed control under drought stress is necessary. Drought stress typically reduces herbicide efficacy by reducing the foliar uptake of herbicides and their translocation. The objectives of this research were to determine the efficacy of 2,4‐dichlorophenoxyacetic acid (2,4‐D) and glyphosate, applied alone or when tank‐mixed, on waterhemp under varying levels of drought stress, the effect of the timing of drought stress in relation to herbicide application and the absorption and translocation of each herbicide in drought‐stressed waterhemp. At reduced herbicide rates, 2,4‐D had a greater level of control of waterhemp under drought stress, compared to glyphosate. The level of herbicide efficacy was lower when the amount of water that was applied to the plants was reduced. The level of waterhemp control was greatest when drought stress occurred before the herbicide application and when the plants were watered to saturation after the application, compared to when drought stress occurred after the herbicide application or restricted watering levels occurred throughout the entire study. Glyphosate absorption and translocation were reduced in the drought‐stressed plants, but 2,4‐D absorption and translocation were not altered. The absence of a reduction in 2,4‐D translocation in the drought‐stressed weeds has not been previously reported. Applying herbicides prior to a rainfall event could increase the weed control level, even if the weed is stressed. Determining how and why 2,4‐D absorption and translocation levels, compared to those of glyphosate, are unaffected by drought stress in waterhemp can aid in improving the control of drought‐stressed weeds with other postemergence herbicides.     

干旱胁迫对不同根型苜蓿内源激素含量的影响

为探究不同根型苜蓿在不同生长年限的抗旱性与内源激素间的关系,采用高效液相色谱法测定根茎型、直根型、根蘖型苜蓿播种当年及生长第2年在干旱胁迫后地上与地下部内源激素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）含量。结果表明,随干旱胁迫加剧,播种当年及生长第2年,根茎型、直根型和根蘖型苜蓿地上、地下部IAA和ZT含量显著降低,相比CK,IAA的年均降幅分别为50.09%、36.52%、49.15%和58.17%、53.42%、56.62%,ZT的年均降幅分别为38.11%、52.57%、36.18%和43.86%、63.94%、54.17%。ABA含量显著升高,随生长年限延长增幅降低,种植当年及生长第2年的增幅分别处于62.50%～358.82%和19.70%～85.19%之间;而GA₃含量在播种当年显著下降,生长第2年中、重度胁迫下达到峰值。相比CK,播种当年地上、地下部GA₃/ABA、IAA/ABA、（IAA+GA₃+ZT）/ABA比值及干质量随胁迫加剧呈下降趋势;生长第2年...     

Influence of drought, salt stress and abscisic acid on the resistance of tomato to Botrytis cinerea and Oidium neolycopersici

Abiotic stress may affect plant response to pathogen attack through induced alterations in growth regulator and gene expression. Abscisic acid (ABA) mediates several plant responses to abiotic stress. The effects of drought, salt stress and ABA on the interaction of tomato ( Lycopersicon esculentum ) with the biotrophic fungus Oidium neolycopersici and the necrotrophic fungus Botrytis cinerea were investigated. Drought stress resulted in a twofold increase in endogenous ABA as well as a 50% reduction in B. cinerea infection and a significant suppression of O. neolycopersici on tomato cv. Moneymaker. Salt stress did not affect B. cinerea infection, but significantly reduced infection by O. neolycopersici , with no obvious increase in endogenous ABA. Compared with the wild type, the ABA-deficient sitiens mutant was more resistant to O. neolycopersici and B. cinerea . Exogenous ABA resulted in increased susceptibility of sitiens to both pathogens, but did not increase the basal susceptibility of wild-type plants. It is concluded that, in tomato, drought and salt stress stimulate different, but possibly overlapping, pathogen-defence pathways which may not necessarily involve ABA. Meanwhile, basal endogenous ABA levels suppress the resistance of tomato to O. neolycopersici and B. cinerea , but an ABA increase above the basal level, resulting from exogenous application, does not increase susceptibility to these pathogens.     

干旱胁迫对玉米根际氮的有效性及其相关酶活性和细菌的影响

通过盆栽试验,研究了干旱胁迫下两基因型玉米根际有效态N及其两种相关酶活性和细菌的变化.结果表明:除白单9苗期外,干旱胁迫增加了玉米根际NH4 -N的含量,增加幅度为白单31＞白单9;NO3--N受干旱胁迫的影响比较小.干旱胁迫增加了玉米苗期根际蛋白酶的活性,减少了拔节期和抽雄～开花期的活性;脲酶活性受干旱胁迫的影响随基因型和生育时期而发生变化.干旱胁迫减弱了玉米氨化细菌的根际效应,与对照根际氨化细菌数量相比,白单31在苗期和拔节期根际氨化细菌数量受干旱胁迫的影响达极显著水平,在抽雄～开花期达显著水平;根际硝化细菌数量在干旱胁迫下有所增加.干旱胁迫改变了玉米根际NH4 -N和NO3--N与蛋白酶、脲酶、氨化细菌和硝化细菌的相关性.     

干旱-低温交叉逆境下小麦活性氧清除系统的变化与交叉适应的关系

采用人工气候箱砂培的方法研究了干旱、低温交叉逆境下2个小麦品种活性氧清除系统的变化与交叉适应的关系.结果表明,经单一逆境(干旱或低温)处理后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和还原型谷胱甘肽(GSH)含量降低,过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸(AsA)含量有所升高,但总体表现出活性氧清除系统功能降低,质膜相对透性增大(膜系统受损).经2种逆境交叉处理后,保护酶活性及抗氧化剂含量均明显增高,质膜相对透性降低至接近正常水平.表明小麦幼苗对干旱和低温逆境存在着明显的交叉适应现象,经一种逆境处理后可提高对另一逆境的抗性.外施脱落酸(ABA)处理同样也能明显提高逆境下小麦活性氧清除系统的功能,增强对干旱和低温逆境的抗性.这些现象表明植物对不同逆境的适应存在着某些共同的生理基础,而这些生理基础与ABA有关.     

Drought priming during the vegetative stage can enhance post-anthesis drought tolerance by improving photosynthetic capacity in winter wheat

Drought stress during the reproductive period of cereal crops leads to significant yield reductions, therefore, exploring effective methods to improve tolerance to post-anthesis drought is necessary. Pot experiment was carried out to investigate the effects of pre-drought priming on physiological characteristics and grain yield with drought stress at post-anthesis. Moderate water deficits (60–65% of the field capacity) were imposed to prime wheat plants during either the tillering or jointing stages, while severe drought stress (40–45% of the field capacity) was applied during the grain filling stage. The priming treatments significantly improved grain yield resulting in higher biomass. Compared to the control, the grain yield and biomass of the non-priming, tillering priming, and jointing priming treatments were reduced by 15.7, 9.1, and 9.3% and by 11.1, 6.1, and 10.5%, respectively. The primed plants exhibited higher adaptability to subsequent severe drought stress during grain filling, showing higher photosynthetic capacities and light use efficiencies with higher leaf water potentials, soluble protein contents, and Rubisco contents and enhanced enzymatic antioxidant systems. The tillering stage is more responsive to drought priming based on the observed grain yield. These results indicate that moderate drought during the vegetative period is conducive to the development of water-saving agriculture to cope drought stress during grain-filling in wheat.     

云南元谋干热河谷区红花种质资源抗旱性鉴定与评价研究

从已收集保存48个国家的3000多份红花种质资源中筛选的15份抗旱种质为材料,对其植株形态、产量构成因素等8个性状进行田间观测,观测项目包括物候期、植物学特征特性、生长势、抗逆性等.以抗旱系数和抗旱指数作为主要评价指标,评价其抗旱适应性、稳产性和丰产性.结果表明:在干旱处理条件下,不同类型种质的抗旱性有差异,不同性状受...