云南主栽玉米品种抗旱性鉴定与评价

以云南8个主栽玉米品种(甜糯888、云糯6号、云瑞999、云瑞6号、云瑞47、云瑞88、云优105、云甜玉2号)为试验材料,人工控水条件下,通过盆栽试验,在玉米植株的苗期、开花期和灌浆期,测定8个品种的株高、叶面积、根冠比、SOD、POD和MDA等与抗旱性有关的14个表型性状和生理生化指标,采用抗旱系数法和隶属函数值法,对各指标性状进行了干旱胁迫下的抗性评价和鉴定。结果表明,不同生育期相同指标性状评价不同玉米品种抗旱性存在明显差异,可将供试品种划分为抗旱性强、中和不抗旱3类,其中云瑞47、云优105、云甜玉2号3个品种具有较强抗旱能力,云瑞6号、云瑞88和云瑞999具有中等抗旱能力,而甜糯888、云糯6号抗旱性差;干旱胁迫下,玉米苗期各形态性状和生理生化指标及其综合D值均可作为鉴定品种抗旱性的依据;干旱胁迫至开花期,只有株高、叶面积、SOD和Pro与抗旱系数间为极显著相关;干旱胁迫至灌浆期,只有地上部鲜重、株高和MDA与抗旱系数间为极显著相关。无论在苗期、开花期或灌浆期,综合D值可作为鉴定品种抗旱性的指标,单一指标均不能准确判定某品种的抗旱性。     

水分胁迫下不同抗旱类型胡麻苗期生理生化指标变化

采用盆栽人工控水方法,研究了不同水分处理对苗期胡麻叶片相对含水量(RWC)、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性以及过氧化产物丙二醛(MDA)含量和游离脯氨酸(Pro)含量的影响。结果表明:在干旱胁迫下,不同抗旱类型的胡麻品种RWC均有不同程度的降低,在中度和重度胁迫下,RWC平均比CK降低4.36%和13.74%,即随胁迫强度的增加RWC下降幅度变大,强、弱抗旱性品种平均比CK降低7.67%和10.42%,即抗旱性强的品种RWC下降幅度相对较小;抗旱性强的品种其CAT和POD活性在中度和重度胁迫下平均比CK升高12.46%、15.14%和65.01%、156.01%,均随胁迫的增强而增加,但抗旱性弱的品种却为46.84%、29.85%和58.73%、38.20%,呈现先增后减的趋势;MDA含量均随胁迫加剧呈上升趋势,但抗旱性强的品种MDA含量随胁迫的增强增幅较小,为2.99%;Pro含量随水分胁迫程度的加剧不断增加,且抗旱性强的品种体内游离脯氨酸积累量较高,平均升高108.64%。RWC和Pro可作为胡麻苗期抗旱性鉴定的生理指标。     

干旱对小麦孕穗期叶片生理特性及产量的影响

为明确土壤干旱对孕穗期小麦生理特性和产量的影响,选用小偃22等7个冬小麦品种材料,通过盆栽控水方式,测定孕穗期叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性、相对电导率、丙二醛(MDA)含量等生理和产量指标结果表明,在中度和严重干旱下,小麦叶片中的SOD、POD和CAT活性、相对电导率值、MDA含量、可溶性糖和脯氨酸含量均有不同程度地提高;除晋麦47、小偃22、矮抗58和西农979的可溶性蛋白含量有所增加外,其余品种均下降。干旱胁迫下单株穗粒数、穗粒重和千粒重均显著降低。经主成分分析,供试品种的抗旱性依次为晋麦47＞小偃22＞矮抗58＞西农979＞西农509＞郑麦366＞郑麦9023。     

干旱胁迫下骆驼蓬抗氧化酶活性与渗透调节物质的变化

通过盆栽土培试验研究了干旱胁迫下多裂骆驼蓬叶片抗氧化酶活性与渗透调节物质的变化,旨在探讨这些生理指标与其抗旱性的关系。结果表明,干旱胁迫下多裂骆驼蓬植株生长量下降。随土壤干旱强度增加和胁迫时间延长,多裂骆驼蓬叶片丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性呈递增的变化趋势;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱强度增大,开始增加,然后下降;过氧化物酶(POD)活性在轻度和中度胁迫下随胁迫时间延长先升后降,重度胁迫下持续下降;渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸(Pro)随胁迫强度增大积累增加。表明多裂骆驼蓬耐旱性与其抗氧化酶活性相关,渗透调节物质是构成其耐旱性的重要物质基础。     

干旱胁迫下大豆开花期的生理生化变化与抗旱性的关系

研究了干旱胁迫下抗旱性不同的大豆品种开花期生理生化特性的变化与抗旱性的关系。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片的细胞膜透性、可溶性糖(WSS)、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量都有明显增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性则表现为胁迫前期略有上升后期下降。细胞膜透性、WSS和游离Pro含量的变化与大豆抗旱性密切相关,抗旱性强的品种WSS和游离Pro积累强度大于抗旱性弱的品种,细胞膜透性的增加则是抗旱性强的品种小于抗旱性弱的品种。而MDA含量、SOD活性的变化与抗旱性的关系在不同抗旱性品种中没有表现出明显的规律性。     

新培育玉米自交系苗期生理生化指标与其抗旱性综合评价

以73份新培育的玉米自交系和7份已知玉米抗旱自交系为材料,采用培养间自然干旱胁迫处理方法,研究相关生理生化指标与玉米抗旱性的关系。通过玉米叶片失水率(WLR)和相对含水量(RWC)的测定分析,筛选出15份自交系进行脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性共5项生理生化指标的测定,对5项指标的耐旱系数分级,对玉米自交系的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫下大多数自交系表现出相对含水量下降趋势,失水率、脯氨酸含量、丙二醛含量和三个抗氧化酶类活性均表现出升高趋势。筛选出高抗旱自交系4份,抗旱自交系3份,中抗旱自交系2份,敏感自交系3份,高敏自交系3份。     

水分胁迫对全膜双垄沟播玉米光合等生理特性的影响

在甘肃榆中大田条件下,研究了水分胁迫对全膜双垄沟播玉米叶片保护酶系活性、膜脂过氧化、根系活力、光合速率及产量的影响。结果表明,玉米生育前中期水分胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性大幅度增加,随干旱持续和强度加剧,使SOD、CAT、POD活性降低,叶片丙二醛(MDA)含量增加。播后126 d,严重水分胁迫处理的SOD、CAT、POD活性分别降低到充分供水处理的61.2%、62.5%和76.1%,MDA含量较充分供水处理增加18.4%。短期水分胁迫能提高玉米根系活力,但随着受旱时间延长根系活力迅速下降。水分胁迫使玉米光合产物合成与转运量显著下降,致使百粒重、穗粒数和收获指数分别降低15.1%、54.1%和47.4%,减产达45.7%。     

不同外源调节物质对不同耐旱性玉米自交系的干旱缓解效应分析

以旱敏感玉米自交系TS141为试材,在苗期以20%PEG模拟干旱胁迫处理,添加5种不同浓度外源甜菜碱(GB)或脯氨酸(Pro),以蒸馏水和干旱胁迫分别作为正向(CK+)、负向(CK-)对照处理,筛选得到对玉米苗期干旱胁迫缓解效果最佳的处理浓度:30μmol·L~(-1) GB或400μmol·L~(-1) Pro。以最佳浓度外源GB或Pro对干旱胁迫下的耐旱玉米自交系昌7-2和旱敏感玉米自交系TS141幼苗进行处理,比较分析两种耐旱性不同玉米自交系的生长参数、生理特性、气孔特性及叶片解剖结构。结果表明:外源GB或Pro可有效缓解玉米幼苗干旱胁迫损伤,恢复生理生化代谢稳态,外源GB对干旱胁迫的缓解效应强于外源Pro;TS141在添加外源GB后各生长参数均显著升高且叶片细胞结构明显恢复并排列整齐,而添加外源Pro后苗长并未出现显著变化且叶片细胞结构未发现明显差异;昌7-2在添加外源GB后脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性分别下降47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,但添加外源Pro后只分别下降27.74%、17.65%、11.45%、44.32%。此外,外源GB或Pro对旱敏感玉米自交系缓解效果更明显:在添加外源GB或Pro后TS141各生长参数均显著升高,而昌7-2只有根长出现显著性差异;添加外源GB后TS141的脯氨酸含量、SOD、POD、CAT活性分别降低46.22%、16.58%、35.24%、60.52%,而昌7-2其值分别降低47.01%、26.33%、15.00%、66.08%,均低于TS141。干旱胁迫下玉米自交系叶片通过减小木质部导管直径,降低导管系统水势,诱导气孔开度降低,减少水分丧失;干旱胁迫下花环型结构变形,维管束鞘细胞和韧皮部细胞的散乱排列,导致了玉米自交系对干旱胁迫的耐受性降低。     

铅胁迫下干旱对国槐和紫穗槐幼苗抗氧化酶活性的影响

为了阐明铅胁迫下国槐和紫穗槐对干旱的生理响应机制,进而对比两者在铅胁迫下的抗旱性,为西北矿区耐铅型抗旱植物鉴选提供依据。通过盆栽试验,以1年生的国槐和紫穗槐幼苗为材料,以土壤相对含水量(SRW)100.00%的无铅处理为对照,其余处理外源铅浓度统一设为2 000 mg·kg~(-1),测定不同水分胁迫强度(土壤相对含水量87.84%,70.00%,52.16%,40.00%)国槐和紫穗槐幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性的变化。结果表明:单一铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))下国槐和紫穗槐抗氧化酶活性高于对照;铅和干旱复合胁迫下,SRW 87.84%、SRW 70.00%、SRW 52.16%的处理,随着干旱胁迫强度的升高,国槐幼苗叶片SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低趋势且高于对照,紫穗槐SOD和POD活性呈先升高后降低趋势且高于对照,而CAT活性呈先降低后升高趋势;SRW为40%的处理下,国槐的SOD和CAT活性显著低于对照,POD活性略高于对照;紫穗槐SOD、POD和CAT活性均高于对照。铅胁迫(2 000 mg·kg~(-1))对国槐和紫穗槐的抗氧化酶有激活作用;铅胁迫下,紫穗槐对干旱的抗性强于国槐。     

外源5-氨基乙酰丙酸对干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响

以玉米品种郑单958为试验材料,研究外源5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)对15%PEG-6000模拟干旱胁迫下玉米幼苗生理特性及抗氧化酶基因表达的影响。结果表明:与对照相比,干旱胁迫下玉米幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著增加,分别增加132.69%、30.69%、30.39%、60.34%、495.65%、31.36%,叶绿素含量降低21.33%(P0.05),净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(ФPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)都显著下降,分别下降30.79%、68.75%、9.15%、53.15%、33.33%、47.06%、26.37%,但非光化学猝灭系数(NPQ)上升31.82%(P0.05)。喷施25 mg·L~(-1)的5-ALA能显著缓解干旱胁迫对玉米幼苗造成损伤,与干旱胁迫下相比,抗氧化物酶SOD、POD、CAT活性分别增加17.63%、17.68%、27.48%(P0.05),Pro、可溶性糖和叶绿素含量分别增加34.97%、19.64%和17.82%(P0.05),MDA含量降低22.12%(P0.05),Pn、Gs、Ci、Tr、F_v/F_m、ФPSⅡ、qP分别上升79.03%、180.00%、35.77%、161.54%、20.00%、88.89%、26.87%(P0.05),NPQ下降15.52%(P0.05)。实时荧光定量PCR得到干旱胁迫下喷施25 mg·L~(-1)的5-ALA,SOD3、POD3、CAT1三种抗氧化酶基因表达量也显著增加,较干旱胁迫下不喷施5-ALA分别增加了49.31%、34.07%、44.17%。说明外源5-ALA对干旱胁迫下玉米幼苗的生长具有缓解作用,能增强玉米幼苗的抗旱性。     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶生理特性的影响

在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对不同小麦品种旗叶某些生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和保护酶系统SOD、CAT和POD活性均降低,膜脂过氧化产物MDA含量升高,产量也随之下降。与水浇地品种相比,旱地品种青麦6号和鲁麦21旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量相对较高且下降缓慢,SOD、CAT和POD活性降低的幅度比较缓和,随着干旱胁迫MDA含量继续积累的速度缓慢,产量及产量构成因素降低的幅度小。青麦6号与鲁麦21相比,旗叶的相对含水量、可溶性蛋白质含量和SOD、CAT、POD活性较高,MDA含量较低并且最终产量较高,说明青麦6号在干旱胁迫条件下能保持一个相对较优的生理状态,其代谢功能和抗旱能力较强。     

水分胁迫下不同耐旱性糜子叶片保护酶活性及膜脂过氧化特性

选取耐旱品种陇糜4号和旱敏感品种晋黍7号，利用防雨旱棚与人工控水相结合的方法，研究了水分胁迫对糜子产量、叶片保护酶活性及膜脂过氧化作用的影响。结果表明，与CK处理相比，水分胁迫降低了糜子的穗数、穗粒数和千粒重，重度水分胁迫下差异达显著（P<0.05）水平，且旱敏感品种晋黍7号的降低幅度大于耐旱品种陇糜4号。整个生育时期，糜子叶片的SOD、POD和CAT活性表现为先升高后降低的趋势，在抽穗期达到最大值; 水分胁迫降低了糜子叶片的SOD、POD和CAT活性，与对照相比，重度水分胁迫下达到显著性差异（P＜0.05），重度水分胁迫下，耐旱品种陇糜4号SOD活性2年内平均降低22.58%，而旱敏感品种晋黍7号2年内平均降低44.94%。水分胁迫处理增加了糜子叶片的膜脂过氧化产物MDA含量和可溶性糖的含量，随着生育期的推进，糜子叶片可溶性糖含量表现为先升后降的趋势，在灌浆期表现为最大值。相关性分析结果表明，糜子产量与叶绿素含量、SOD活性、POD活性和CAT活性呈正相关关系。     

不同抗旱性小豆根系对干旱-复水的生理生态响应

为了探究不同抗旱性的小豆品种根系对于干旱-复水的生理生态响应规律,以京农2号、遵化红和B1783为试验材料,研究了干旱胁迫和复水处理对根系形态、根系活力、根系抗氧化酶活性、根系的丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的影响。结果表明：干旱胁迫对小豆的根系造成了不同程度的损害,引起了小豆根干重、主根长、根系活力、根系可溶性蛋白质含量显著下降,3个品种中京农2号的下降幅度最小,重度干旱胁迫(SS)下降幅分别是8.82%、12.15%、18.83%和15.80%,复水后,各指标值存在不同程度的回升,但仍低于对照;根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,京农2号的增幅最大,SS处理下增幅分别是15.02%、86.76%、37.70%;根系MDA、可溶性糖和脯氨酸含量随着干旱胁迫程度的加深而升高,且品种的抗旱性越强,增加量越大,复水后有所恢复但未达到对照水平。不同抗旱性小豆的干旱-复水后的恢复能力存在较大差异,整体表现为抗旱能力越强的小豆品种,干旱-复水后的恢复能力也越强。     

水分胁迫对长柄扁桃叶片含水量及保护酶活性的影响

利用PEG-6000根际模拟土壤水分胁迫的方法,对长柄扁桃(Amygdalus pedunculata)幼苗进行了不同程度的水分胁迫处理,研究在不同水分胁迫下长柄扁桃叶片相对含水量及膜脂过氧化作用的变化。结果表明,随着胁迫时间的延长和胁迫强度的加大,叶片相对含水量持续下降,MDA和质膜透性逐渐增大,但在胁迫的前期,下降和上升幅度相对较小。POD活性在不同程度水分胁迫下表现出先降后升的趋势,CAT活性表现出先升后降的趋势,在轻、中度胁迫下SOD活性先升而后降低,在重度胁迫下呈现出降、升、降的变化。三种酶活性在胁迫结束时除重度胁迫处理略低于对照外,其余各处理均高于对照,表明长柄扁桃对干旱有较强的适应能力。     

土壤水分有效性对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响

利用自动称量和补水系统,对三年生梨枣树进行适宜水分、轻度和重度干旱三种土壤水分处理(土壤含水量分别为田间持水量的75%±5%、60%±5%和45%±5%),旨在探究不同土壤水分对梨枣叶片光合参数和抗旱性的影响。结果表明:(1)轻度干旱对梨枣叶片的光合参数没有显著影响,但重度干旱引起净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和光能利用率(LUE)明显降低,而水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)增加。(2)轻度干旱对梨枣叶片丙二醛(MDA)含量影响不大,过氧化氢酶(CAT)活性则显著上升;而重度干旱下MDA含量显著上升,同时超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量明显升高,但仍不能消除重度干旱对梨枣叶片膜系统造成的严重伤害。因此,轻度干旱并未引发梨枣叶片显著的生物学胁迫,而在重度干旱条件下梨枣叶片的光合能力和膜系统均受到严重影响。     

夏玉米不同生育期对水分胁迫的生理反应与适应

利用大型活动遮雨棚池栽对夏玉米进行了出苗后的全程水分控制试验研究,探讨了不同生育期夏玉米叶面积、根系活力、叶片膜脂过氧化以及保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性对不同水分胁迫的生理反应与适应。结果表明:轻度受旱在大喇叭口至抽雄初期对植株叶面积影响不大,但抽雄后直至灌浆中期,轻度受旱持续时间长了也会对叶面积造成较大的不良影响。而重旱胁迫在各生育时期对叶面积的影响更为不利。干旱胁迫下,夏玉米生育进程中保护酶SOD、POD和CAT活性基本呈现一致下降的态势,膜脂过氧化作用增强,从而引发细胞内膜系统直接受损,可能是干旱逆境下作物主要的生理反应。各生育阶段因受旱时间和强度的不同,三个保护酶活性下降及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)积累均表现不同,随干旱胁迫的推进,短时期内对某些保护酶有一定的激发效应,即在大喇叭口期SOD和POD的活性有所增加,但此效应维持不长,其后骤降。受旱时间越长,受旱程度越重,则保护酶活性越低,MDA积累越多。根系对土壤干旱胁迫甚为敏感,玉米拔节期根系活力下降就见端倪,随受旱的延长及加剧将更加促使根系老化,根系活力快速衰减。     

干旱胁迫及复水对豌豆苗期保护酶活性及膜脂过氧化的影响

采用盆栽控水试验法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆苗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性(RC)的影响,对豌豆苗期抗氧化能力进行了综合评价。结果表明:干旱胁迫降低了SOD活性,随胁迫程度加重和历时延长降幅增大。轻度干旱胁迫10 d或重度干旱胁迫提高了POD和CAT活性,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d对CAT、SOD活性产生部分补偿效应,对POD活性产生等量补偿效应。复水10 d对SOD活性产生等量补偿效应,对CAT、POD活性产生等量或超补偿效应;干旱胁迫增加了MDA含量,随胁迫程度加重增幅加大、胁迫历时延长增幅减少。复水5 d、10 d对干旱胁迫5 d豌豆叶片MDA含量分别产生部分和等量补偿效应。干旱胁迫导致膜脂透性增大,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d、10 d可分别产生部分和等量补偿效应。     

干旱条件下糜子叶片衰老与保护酶活性变化

在干旱棚栽培条件下以宁糜13号、内糜5号和晋糜4号糜子品种为材料,观测分析不同品种花后叶片叶绿素含量、保护酶活性(SOD、CAT、POD)以及丙二醛含量变化。结果表明,参试品种各功能叶片叶绿素含量及SOD、CAT、POD活性均在开花14 d后逐渐下降,MDA含量随着叶片的衰老而升高;参试品种叶片衰老的总体变化趋势一致,但衰老进程存在差异。与内糜5号和晋糜4号相比,宁糜13号叶绿素下降幅度小,各功能叶片衰老过程中SOD、CAT活性下降较慢,POD活性下降较快,MDA含量增加幅度小,叶片功能期长,衰老缓慢,有利于光合产物的积累;干旱条件下,叶绿素含量、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD与单株产量呈正相关,而过氧化物酶POD、丙二醛MDA与单株产量呈负相关。     

亚低温与干旱胁迫对番茄幼苗渗透调节物质与抗氧化酶活性的影响

以"金棚1号"番茄为试材,采用温室盆栽的方法研究亚低温与干旱胁迫对番茄幼苗渗透调节物质与抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着亚低温干旱交互胁迫时间的延长,番茄幼苗叶片MDA含量、细胞膜相对透性均有不同程度的升高,可溶性蛋白含量、SOD活性变化趋势出现先升后降,POD活性呈现倒"V"型变化,CAT活性呈现"M"型变化,番茄幼苗叶片对亚低温胁迫的敏感程度大于干旱胁迫的影响。相关性分析与主成分分析显示:POD、CAT活性与细胞膜相对透性呈极显著负相关,与MDA含量呈显著负相关;SOD活性与MDA含量呈正相关,POD与CAT活性呈显著正相关。