盐碱胁迫下黑麦草生长及离子微区分布特征

盐碱生境通过离子毒害和渗透胁迫等抑制植物的生长发育。离子微区分布调控主要通过调整盐分在不同部位的分布来减轻Na~+等高浓度离子对重要组织器官的毒害作用,是盐碱胁迫下植物生存的重要策略之一。为探究黑麦草在盐碱胁迫下的离子微区分布特征,本研究通过水培法,采用不同盐碱浓度(0、50、100、200 mmol·L~(-1))培养液处理黑麦草植株,考察其生长、离子吸收、运输选择性和微区分布变化,揭示黑麦草对盐碱胁迫的适应机制。结果表明:1)盐碱胁迫下,植株的相对含水率、叶绿素含量逐渐降低,电解质外渗率显著升高;当盐碱浓度大于100 mmol·L~(-1)时,根长、株高和生物量均显著降低,即黑麦草的耐盐阈值是100～200 mmol·L~(-1);2)盐碱浓度为50 mmol·L~(-1)时,植株根中K~+/Na~+较空白升高了48.3%,Ca~(2+)/Na~+升高了54.1%,说明黑麦草根部可通过增强K~+、Ca~(2+)的吸收来维持细胞渗透压并缓解高浓度Na~+的毒性;3)在50～200 mmol·L~(-1)的盐碱浓度下,黑麦草叶片中可溶性组分及细胞壁中Na~+的相对含量较对照显著增加,但细胞器内Na~+的相对含量降低,说明叶部将Na~+富集在液泡和细胞壁中,以减少Na~+对细胞器的毒害作用;4)叶片微观结构的SEM电镜图片显示,盐碱胁迫下叶片表皮增厚、导管数量减少和孔径缩小。综上所述,盐碱胁迫下黑麦草不同器官的适应机理不同,根部主要通过强化K~+、Ca~(2+)的吸收,降低对Na~+的吸收,并将Na~+区隔化在液泡中以降低离子毒害和维持渗透调节,而叶片主要通过将Na~+区隔在液泡及细胞壁中,以及微观结构的变化来保护细胞器免受离子毒害。本研究可为黑麦草的耐盐碱适应机制及其在盐碱土上的种植提供理论依据。     

冻融及盐碱双重胁迫对苜蓿幼苗营养器官矿质离子吸收及运输的影响

我国东北盐渍区春季常发生冻融现象,为探究冻融和盐碱双重胁迫对苜蓿矿质离子吸收和转运的影响,本研究以‘龙牧807’苜蓿(Medicago sativa L.)幼苗为试材,对其进行冻融循环(Freezing-thaw cycle, FT)和冻融循环+盐碱(Freezing-thaw cycle and saline-alkali, FT+SA)胁迫,分析FT和FT+SA胁迫对苜蓿幼苗营养器官矿质离子吸收及运输能力的影响。结果表明：苜蓿幼苗在FT和FT+SA胁迫下,根部Na⁺含量增加,而茎和叶部Na⁺含量降低,且根、茎、叶部K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,Fe³⁺,Mn²⁺,Zn²⁺,Cu²⁺含量和K⁺/Na⁺,Ca²⁺/Na⁺,Mg²⁺/Na⁺比值均降低,在FT+SA胁迫...     

盐胁迫下白三叶幼苗离子分布规律的初步研究

以白三叶耐盐品种1212与敏盐品种83- 159为试验材料,用ICP- MS测定NaCl胁迫下白三叶幼苗根、茎、叶中Na+、K+、Mg2的含量,探讨盐胁迫对白三叶苗期生长Na+、K+吸收与运输的影响.结果表明:随着盐胁迫浓度增大,白三叶幼苗茎与叶中Na+含量升高,地上部积累大量Na+,根中Na+含量升幅较小;耐盐品种茎中Na+含量高于敏盐品种,叶中Na+含量则低于敏盐品种.白三叶幼苗根、茎、叶中K+含量随盐浓度增加均呈下降趋势,耐盐品种根与茎中K+含量高于敏盐品种,叶中K+含量则低于敏盐品种.Mg2+含量受盐胁迫影响较小,且不呈现规律性变化.K+/Na+比与Mg2+/Na+比均随着盐浓度增加而降低,耐盐品种根与叶中的K+/Na+与Mg2+/Na+高于敏盐材料,说明耐盐材料更易于通过维持K+、Na+、Mg2+等离子的平衡来维持生长活跃部位的活力,从而提高耐盐性;随着盐浓度增加,根与茎的SK.Na运输选择性系数逐渐降低,茎与叶的SK.Na运输选择性系数增大,这种运输方式使得茎中Na+大量积累,K+含量显著降低,从而说明茎是白三叶植株重要的Na-K库,能通过输出K+和纳入Na+来缓解盐害胁迫.     

外源NO对镉胁迫下黑麦草生长的缓解效应

为研究外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长的缓解效应,采用营养液培养,研究了不同浓度硝普钠对100μmol/L CdCl2胁迫下黑麦草生理特性的影响。结果表明,SNP能显著缓解Cd胁迫对黑麦草植株造成的伤害,可明显提高黑麦草的生长量、叶绿素含量、脯氨酸(Pro)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs),降低过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O2.-)产生速率、胞间CO2浓度(Ci);抑制了Cd向地上部的转运,与100μmol/L SNP处理相比,50、200和400μmol/L SNP处理对黑麦草Cd胁迫的缓解作用明显降低。说明适宜浓度的外源NO作为化学诱抗剂,可以诱导黑麦草的抗逆性的增强,减轻和缓解Cd胁迫的伤害。     

盐碱胁迫下羊草种子的萌发特性

时羊草Leymus chinensis种子在NaCl,Na2CO3和混合盐胁迫下的发芽率进行测定.在NaCl 12.5～600mmol/L,Na2CO312.5～150 mmol/L和混合盐37.5～250 mmol/L条件下羊草的发芽率均高于对照,在NaCl,Na2CO3浓度为1 2.5 mmol/L,混合盐75 mmol/L时发芽率最高,并且NaCl胁迫下的发芽率高于Na2CO3和混合盐,表明适宜的盐碱能促进种子发芽,中性盐更有助于促进种子发芽.方差分析表明羊草种子在3种胁迫下的发芽响应已产生分化,发芽率的变异系数为64.190 5%～66.625 5%.在不同环境条件下,羊草种子具有生态可塑性.     

NaCl胁迫对苜蓿幼苗生长及不同器官中盐离子分布的影响

研究了不同浓度NaCl胁迫下(盐浓度处理为0,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%,0.9%)苜蓿不同器官的生长情况(存活率、根长、茎长、叶片数),以及不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的含量,并分析了K/Na、Ca/Na、Mg/Na值的变化。结果表明,存活率、根长、茎长与盐浓度呈负相关,且当NaCl≤0.1%时,有利于苜蓿的生长。除根茎叶中Na⁺含量、根中Ca²⁺与盐浓度呈正相关,茎叶中的Ca²⁺与盐浓度相关性不明显外,根茎叶中K⁺、Mg²⁺、K/Na、Ca/Na、Mg/Na均随盐浓度增加而显著下降,且盐处理与对照差异显著(P＜0.05)。另外从离子角度讨论了盐对苜蓿的毒害以及耐盐的原因。     

高温胁迫对黑麦草生长及生理代谢的影响

以两个耐热性差异较大的多年生黑麦草品种首相(Premier,耐热性强)和顶峰(Pinnacle,耐热性弱)为试验材料,分析了人工模拟昼夜温度为适温(25 ℃/20 ℃)和高温(35 ℃/30 ℃)两种温度条件下,高温胁迫对黑麦草生长、叶片细胞膜稳定性、叶绿素含量、光合作用、内源激素(ABA、IAA,GA₃和ZR)以及碳水化合物(可溶性糖、淀粉、果聚糖)代谢的影响。结果表明,高温胁迫条件下黑麦草生长减缓,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,内源激素脱落酸(ABA)含量升高,而生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和细胞分裂素(ZR)含量均下降,但是在耐热性强的品种中的变化程度均小于耐热性弱的品种;高温胁迫下碳水化合物中的可溶性糖含量随处理时间的延长呈先升高随后下降的趋势,淀粉含量在两个品种中均呈不同程度的下降,果聚糖含量在耐热性强的品种中升高,在耐热性弱的品种中先升高随后下降。高温胁迫下黑麦草叶片中积累或维持较高的内源激素(ABA、GA₃、IAA、ZR)和碳水化合物(可溶性糖和果聚糖)可能是耐热性较强的主要原因,这些内源激素或碳水化合物的积累或维持有助于黑麦草细胞内渗透平衡和细胞膜稳定性,保护光合器官免受损害以维持光合能力,延缓因高温和呼吸增强导致的叶片的枯黄衰老,从而提高了黑麦草的耐高温能力。     

不同盐碱化草地对菊芋离子分布的影响

以轻度、中度和重度盐碱化草地上种植的菊芋(Helianthus tuberosus L.)为试验材料,通过测定其不同生育期的离子分布,以期了解和揭示菊芋在不同盐碱胁迫下K⁺,Na⁺变化机制。结果表明:随土壤盐度的增加,菊芋植株Na⁺含量显著增加,K⁺含量和K⁺/Na⁺值显著下降(P<0.05),不同器官K⁺/Na⁺值的变化顺序为:叶片>茎>根系。随土壤盐碱度的增加,根系K⁺,Na⁺的选择性吸收比率AS_K,Na升高;中度盐碱胁迫下菊芋现蕾期茎和叶片的选择性运输比率TS_K,Na升高,而在重度胁迫下则下降。同一盐碱程度胁迫下,叶片TS_K,Na>茎TS_K,Na,地上部K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺含量和K⁺/Na⁺值大于地下部,而Na⁺含量小于地下部;不同生育期相比,在现蕾期菊芋中Na⁺含量较低,K⁺下降幅度小,K⁺/Na⁺值最高。     

混合盐碱胁迫对紫花苜蓿苗期生长特性的影响

以甘农三号紫花苜蓿为试验材料,NaCl和NaHCO3按摩尔比1∶1混合模拟典型混合盐碱胁迫,研究不同盐浓度对苜蓿苗期生长特性的影响。结果表明,随着盐浓度的升高及胁迫时间的延长,生长速度受到明显的抑制,根、茎、叶鲜重均低于对照,差异均达到显著水平(P<0.05);短期低浓度胁迫促使叶面积增大,但差异不显著;随着盐碱浓度的增加,苜蓿地上部干重都呈现逐渐降低的趋势,且在浓度达到150mmol/L时差异达到显著水平;根冠比呈现先增大后减小的趋势,表明盐碱胁迫促使紫花苜蓿光合产物向根系分配,以增加根系对无机养分的吸收,用以维持细胞内渗透压及光合同化作用的需要。     

镉胁迫对多年生黑麦草种质幼苗生长的影响

通过盆栽试验研究镉胁迫对20份多年生黑麦草(Lolium perenne)种质材料苗期存活率、株高、分蘖数、地上和地下生物量的影响及品种间的耐镉性差异。结果表明,随着镉浓度的增加,多年生黑麦草的相对存活率和相对地下生物量显著降低(P＜0.05);相对株高、相对分蘖数和相对地上生物量呈先上升后下降的趋势。20份多年生黑麦草种质的耐镉性存在显著差异。通过隶属函数法进行综合评价,来自日本的全明星(L.p12)和荷兰的阿诺(L.p13)耐镉性较强;来自美国的李恩(L.p18)和英国的雷维尔勒(L.p16)耐镉性较差。     

NaCl胁迫对长江2号多花黑麦草种子发芽及幼苗生长的影响

以长江2号多花黑麦草种子为材料,设置5个NaCl浓度梯度(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%),通过测定发芽率、发芽势、幼苗生长速度及幼苗的SOD活性、MDA含量,分析盐胁迫对长江2号多花黑麦草种子发育及幼苗生长的影响。结果表明:种子的发芽率和发芽势,幼苗的株高和生长速度均受NaCl浓度影响。浓度大于0.1%时显著降低了种子发芽势,盐浓度大于0.2%时显著降低了种子发芽率。含盐量≤0.3%时显著降低了幼苗的相对生长速率。盐胁迫对幼苗鲜重和干重有显著影响,对幼苗含水量影响较小。0.1%NaCl处理下幼苗叶中SOD活性和CK差异显著(P0.05),NaCl浓度大于0.2%时,叶中SOD活性和MDA含量逐步上升,0.5%NaCl胁迫下幼苗全部死亡。长江2号多花黑麦草的耐盐性较差,适宜在含盐量小于0.1%的土壤上种植和推广。     

外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长的影响

通过将中性盐(NaCl、Na₂SO₄)和碱性盐(NaHCO₃、Na₂CO₃)按碱性盐比例增加方式模拟出 5种混合盐碱胁迫(pH 7.33~10.39),采用50、100、150、200 μmol·L^-1硝普钠(SNP)为外源NO供体对藜麦种子进行处理,分析外源NO对混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:盐碱胁迫显著抑制藜麦种子的萌发及幼苗的生长发育,且当混合盐碱溶液pH>9时,藜麦种子在萌发的第7天开始腐烂。各浓度SNP均显著促进混合盐碱胁迫下藜麦种子萌发和幼苗生长,其中100和150 μmol·L^-1 SNP处理效果最佳。A(NaCl∶Na₂SO₄=1∶1)、B(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃=1∶2∶1)胁迫下施加SNP,藜麦幼苗根长最大增加了74.08%和70.77%,生物量最高增加了1.72和3.97倍。C(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶9∶9: 1)、D(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=1∶1∶1∶1)、E(NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9)胁迫下施加SNP阻止种子的腐烂,根长分别是CK的1.03、0.83和0.60倍,生物量分别是CK的1.13、1.13和0.82倍。随SNP浓度增加,盐碱胁迫下幼苗脯氨酸含量及SOD、POD、CAT、APX活性先增加后降低,MDA含量先降低后增加。以上结果说明SNP对藜麦萌发生长的调控具有浓度效应,可通过增加渗透调节和抗氧化酶活性来缓解细胞损伤,从而促进幼苗生长。本研究为SNP提高藜麦耐盐碱性和揭示其调控机制提供理论依据。     

GSH对铅胁迫下多年生黑麦草生长及光合生理的影响

为了明确谷胱甘肽（GSH）对多年生黑麦草铅（Pb）毒害的缓解作用及其生理机制,以12周龄多年生黑麦草‘卡特’幼苗为试验材料,设置4个试验处理：1）根部置1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（CK）;2）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（Pb）;3）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 10 mmol·L^-1 GSH（Pb+GSH）;4）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 1 mmol·L^-1丁硫氨酸-亚砜亚胺（BSO）（Pb+BSO）,研究GSH对多年生黑麦草生长及光合作用的影响。结果表明：叶面喷施GSH显著增加了幼苗茎叶长、根长、分蘖数、生物量、叶绿素含量和光合参数,也增加了叶绿素荧光动力学参数。叶面喷施BSO后,根长、分蘖数、生物量、类胡萝卜素含量和光合参数均降低。综上所述,Pb胁迫影响了光合作用,最终抑制了植物的生长。叶面喷施10 mmol·L^-1 GSH能够缓解Pb对多年生黑麦草生长和光合作用的胁迫,提高植物的抗性。相反,叶面喷施1 mmol·L^-1 BSO能够加剧Pb对植物的胁迫。     

盐碱胁迫对寸草苔渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以分布于科尔沁沙地的粉煤灰草地,盐碱地和荒地3种不同生境的野生寸草苔为材料,通过蛭石营养液培养,进行混合盐碱胁迫处理,检测其生理生化变化。结果表明：3种生境寸草苔的相对电导率和丙二醛（MDA）含量随着盐碱胁迫处理浓度的增大而增加;盐碱地寸草苔的超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性在300mmol/L高浓度盐碱胁迫增加明显,荒地寸草苔和粉煤灰草地寸草苔则变化不明显,过氧化氢酶（CAT）活性则随着盐碱胁迫浓度增大呈现先升高后降低的变化趋势,3种抗氧化酶的活性均以盐碱地寸草苔最强;可溶性糖和脯氨酸两种渗透调节物质的含量,随着盐碱胁迫浓度的增大而增加,尤以高浓度处理增加显著。     

内生真菌侵染对盐胁迫下黑麦草种子萌发的影响

以低内生真菌侵染率和高内生真菌侵染率的多年生黑麦草（Lolium perenne）种子为材料,研究了在不同浓度盐胁迫下内生真菌侵染对种子萌发的影响。结果表明,高内生真菌侵染率和低内生真菌侵染率种子的相对发芽率、相对活力指数、相对根长、相对苗长、相对根苗比均随盐胁迫程度的增加而显著下降。中、低浓度盐胁迫下（≤170 mmol·L-1 NaCl）二者的相对发芽率、相对活力指数、相对根长、相对苗长的差异不显著(P>0.05);高浓度盐胁迫下（255 mmol·L-1 NaCl）,高内生真菌侵染率种子的相对发芽率、相对活力指数、相对苗长均显著大于低内生真菌侵染率的品种(P<0.05)。盐胁迫抑制了多年生黑麦草种子的萌发,但在高浓度盐胁迫下内生真菌对宿主具有增益作用。     

茉莉酸浸种对高温胁迫下多年生黑麦草种子发芽的影响

以多年生黑麦草品种(Lolium perenne)‘麦迪’(Mathilde)和‘绅士’(Esquire)为供试材料,采用20、25、30、33℃共4个温度处理,研究不同高温对多年生黑麦草种子发芽的影响及不同浓度(5、10、20、40、60、80、100μmol·L^–1)茉莉酸浸种提高多年生黑麦草在高温胁迫下种子发芽能力的生理效应。结果表明,高温胁迫在一定程度上影响了多年生黑麦草种子的发芽过程,随处理温度的升高,多年生黑麦草种子的发芽率、发芽势和发芽指数均显著下降(P <0.05),特别是对根长和幼苗的影响显著,且‘麦迪’显著优于‘绅士’。在高温胁迫条件下,浓度为40～60μmol·L^–1的茉莉酸浸种显著提高了多年生黑麦草种子的发芽能力,同时种子幼苗的超氧化物歧化酶活性与对照相比显著增高,丙二醛含量显著降低。适宜浓度茉莉酸浸种可以在一定程度上减缓高温胁迫对多年生黑麦草种子发芽的影响,有效提高多年生黑麦草种子在高温胁迫下的发芽能力和种子幼苗活性。     

混合盐碱胁迫对藜麦种子萌发和幼苗抗氧化特性的影响

针对西北地区藜麦栽培土壤限制问题,研究盐碱胁迫对藜麦种子萌发及抗性相关酶特性的影响,探讨藜麦对盐碱土壤的适应机制,为藜麦在盐碱地的栽培实践提供理论依据。将中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和碱性盐(NaHCO_3、NaCO_3)按不同比例混合模拟出20种混合盐碱条件对藜麦种子进行胁迫,分析盐碱胁迫下藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和抗氧化酶活性及同工酶表达。结果表明:5种盐碱胁迫均引起藜麦种子发芽率,发芽势,发芽指数降低,且随着盐浓度的增加,萌发受到显著抑制(P<0.05),对藜麦种子萌发影响较大。A,B处理组各浓度盐碱胁迫下超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷光甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性均高于CK;C,D,E处理组SOD活性均低于CK,但GR活性在50mmol·L-1盐碱浓度时高于CK。过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在盐碱浓度为50mmol·L-1时最高,随盐浓度增加POD活性比CK降低4倍,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性随盐碱浓度的增加而下降。SDS-PAGE分析发现,盐碱胁迫可诱导SOD,POD,CAT,GR同工酶出现新的条带,但随着盐碱浓度的增加,酶带的表达量降低。上述结果说明,盐碱胁迫抑制藜麦种子萌发,其中Na_2SO_4和NaHCO_3对藜麦种子萌发抑制效应明显。本试验条件下,藜麦的耐盐碱阈值为50mmol·L-1,其中盐碱浓度是影响藜麦种子萌发的主要因素,盐组分值对藜麦种子萌发影响次之。     

嗜冷乳糖节杆菌B7对遮阴胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响

为探究嗜冷乳糖节杆菌B7 (Arthrobacter psychrolactophilus)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(Lolium perenne)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫(0、20%、40%、60%和80%)下接种嗜冷乳糖节杆菌菌株B7对黑麦草生长和生理特性的影响。遮阴胁迫显著抑制黑麦草的生长...     

嗜冷乳糖节杆菌B7对遮阴胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响

为探究嗜冷乳糖节杆菌B7(Arthrobacter psychrolactophilus)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(Lolium perenne)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫(0、20％、40％、60％和80％)下接种嗜冷乳糖节杆菌菌株B7对黑麦草生长和生理特性的影响.遮阴胁迫显著抑制黑麦草的生长(P<0.05),而B7能够有效缓解遮阴胁迫对黑麦草生长的抑制.60％和80％遮阴导致多年生黑麦草细胞膜发生严重的损伤,并且积累较高的活性氧,接种B7有效地缓解了遮阴对黑麦草幼苗造成的氧化损伤.与单独遮阴处理相比,20％、40％、60％和80％遮阴胁迫下接种B7导致H2O2和O21含量分别下降5.88％、24.41％、33.60％、40.00％和30.91％、22.94％、25.67％、49.37％.遮阴胁迫在一定程度上提高了超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性以及抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量,接种B7进一步提高了上述抗氧化防御体系的活性.研究结果表明,遮阴胁迫下接种B7能够显著提高黑麦草的抗氧化酶活性(P<0.05),增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强黑麦草的耐阴性.