干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

干旱——复水对鸭茅生长及补偿效益影响研究

以"01998"鸭茅为供试材料,通过设置正常浇水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱4种处理,利用光照培养箱模拟干旱胁迫-复水法测定鸭茅的株高、产量、根冠比、叶片相对含水量、脯氨酸含量、根系活力等生理指标,研究了鸭茅响应干旱胁迫-复水的补偿效应影响。结果表明,轻度干旱对鸭茅生长无显著影响。恢复供水后轻度干旱的产量均显著高于对照、中度干旱和重度干旱处理,表现出明显的超补效益,说明轻度干旱-复水响应方式不影响甚至提高其产量水平;在不同程度干旱胁迫下叶片相对含水量、根系活力显著下降,根冠比值持续增加,脯氨酸含量倍增。复水后,叶片相对含水量、脯氨酸含量迅速恢复正常,根系活力在复水9天时显著高于正常供水处理,使鸭茅植株迅速恢复正常的新陈代谢和生长发育。因此,在人工栽培条件下,利用鸭茅轻度干旱-复水响应的方式产生"补偿和超补偿效应"能够实现集约高产栽培。     

苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水的响应

为了研究苜蓿根系构型及生理特性对干旱复水后的响应,对肇东苜蓿进行盆栽控水试验。设置正常供水（CK）、轻度干旱（LS）、中度干旱（MS）和重度干旱（SS） 4个处理,在干旱处理4周后进行复水,研究各处理间根系构型及生理指标的差异。结果表明：干旱处理对根干重和根尖数有极显著影响（P<0.01）,对比根长、根表面积、根体积和根密度有显著影响（P<0.05）。干旱胁迫抑制了根系的生长,降低了根干重、根长、根表面积、根体积、根密度和根尖数等形态指标,促进了比根长的增加。各处理间拓扑指数差异显著（P<0.05）,干旱促进苜蓿根系从二分枝型向人字形结构转变。干旱胁迫极显著（P<0.01）增加了根系丙二醛（MDA）和超氧负离子（O^2-）的含量,同时超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量也极显著增加（P<0.01）,从而保持体内活性氧处于较低水平。脱落酸（ABA）含量在干旱胁迫下极显著（P<0.01）增加,通过其生理作用及信号传导途径提高苜蓿抗旱性。     

干旱胁迫对‘早钟6号’枇杷幼苗生长及生理特性的影响

以盆栽‘早钟6号’枇杷实生苗为试材，在4个水分梯度胁迫下，对其生长特性、根系形态、光合特性及其逆境相关生理指标进行研究。结果表明：随着土壤水分含量的减少，‘早钟6号’枇杷幼苗生物量显著下降；气孔导度、蒸腾速率、光合速率下降；叶片和根系内超氧阴离子自由基迅速积累，膜脂过氧化加重，丙二醛含量显著升高；过氧化氢酶活性在轻度干旱胁迫下显著增高，而后显著降低。且随着干旱胁迫的加重，地上部生物量的变化比地下部敏感；叶片内脯氨酸、MDA和超氧阴离子自由基3者的变化也比根系快。轻度干旱胁迫增加了枇杷幼苗的总根尖数、根冠比、水分利用效率和过氧化氢酶活性，说明枇杷对轻度干旱有一定的适应能力。因此，栽培中可以通过轻度干旱增加‘早钟6号’枇杷的抗逆性，但不能过度干旱。     

干旱胁迫及复水对黄连花幼苗生长和生理特性的影响

以盆栽黄连花(Lysimachia davurica)幼苗为材料,研究了20d的干旱胁迫和复水对植株部分形态特征及叶片抗旱相关生理指标的影响。结果表明,随着胁迫时间的增加,其生长发育逐渐受到抑制。当胁迫时间低于10d以及土壤含水量不低于14.52%时,其地上部生长受到一定的抑制,叶片失水,单叶面积减小,叶绿素含量、MDA含量、可溶性糖、脯氨酸以及抗氧化酶(POD、CAT)活性升高,此时复水,除了茎尖,植株可以迅速恢复生长。当胁迫时间持续增加到15d,叶片严重失水,地上部干枯,此时复水,66.66%的植株可以重新长出幼苗。但当胁迫时间达到20d时,植株因缺水干旱死亡。因此,黄连花在管理养护时,在持续干旱时间超过10d,土壤含水量低于14.52%时,应及时复水救苗。     

干旱胁迫对光叉委陵菜根系特征、结构和生理特性的影响北大核心CSCD

以光叉委陵菜的多年生植株作为试验材料,通过自然控水法,研究不同干旱处理对植株根系的表型特征、超微结构和生理指标的影响,探究光叉委陵菜的耐旱性。结果表明:干旱胁迫下,光叉委陵菜根系总长度、总表面积、总体积和平均直径持续增加,根系干重在0~15 d增加,20~25 d干重显著降低(P<0.05)。随干旱胁迫程度的增加,根系细胞壁变形破损,线粒体解体消失,淀粉粒出现并不断膨大。丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量在25 d内持续升高,可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性在0~15 d显著升高,在20~25 d均显著下降(P<0.05);复水后,脯氨酸含量下降但不显著(P>0.05),MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性均出现显著降低(P<0.05)。综合来看,光叉委陵菜能耐20 d的自然干旱,具有较强的抗旱性,这为东北地区选育耐旱植物提供了参考。     

干旱胁迫对不同根型苜蓿根系生理特性及解剖结构的影响

【目的】揭示不同根型苜蓿幼苗根系对干旱胁迫的响应和调控机制。【方法】采用沙培盆栽法，以根茎型清水紫花苜蓿、直根型陇东紫花苜蓿、根蘖型公农 4 号杂花苜蓿为试验材料，设置对照 （CK）、中度（M）和重度（S）3 种干旱处理，研究干旱胁迫对不同根型苜蓿根系生理特性和解剖结构的影响。【结果】随干旱胁迫加剧，各根型苜蓿根系可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和 MDA 含量及 SOD、 POD、CAT 活性绝大部分显著升高，其中清水紫花苜蓿根系 MDA 含量增幅相对较小，这与增加渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白）和抗氧化保护酶系统（POD、SOD、CAT）有关，且各根型苜蓿幼苗期对脯氨酸、可溶性糖、POD 和 SOD 的响应更敏感；各根型苜蓿根系木质部面积、韧皮部面积、木质部导管数量、导管面积、导管直径均随干旱胁迫程度加剧显著增加，而皮层厚度大多显著减小。 【结论】各根型苜蓿幼苗期根系通过对渗透调节物质、抗氧化保护酶和根系内部解剖结构的调节来维持自身的正常生理代谢功能，抵抗一定的水分亏缺。     

裸果木幼苗根系形态和生理特征对水分胁迫的响应

裸果木起源于地中海,为亚洲中部荒漠区分布的第三纪孑遗植物种,对研究旱生植物演化过程具有重要价值。本研究以一年生裸果木实生苗为对象,于2018年开展盆栽试验,设置4个水分处理,包括对照和轻度、中度、重度水分胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的45%~50%、30%~35%、15%~20%和5%~10%,通过称重法控制水分,每个处理10个重复,测定分析根系形态和生理指标对干旱胁迫的响应规律。结果表明,水分胁迫使裸果木幼苗根长和根表面积显著减小;重度水分胁迫下根系生物量显著降低;中度和重度水分胁迫促使根冠比显著增大,细根比根长和比表面积增大,束缚水含量/自由水含量（Va/Vs）显著增大;水分胁迫导致根系活力显著下降。土壤水分含量降低时,根系脯氨酸含量先减小后显著增大,而可溶性糖和可溶性蛋白含量变化与之相反。在水分胁迫下,根系丙二醛（MDA）、过氧化氢（H₂O₂）和超氧阴离子（O₂^-）含量均显著升高,根系细胞膜系统受到了明显伤害,超氧化物歧化酶（SOD）活性显著上升,过氧化物酶（POD）活性明显降低,过氧化氢酶（CAT）活性显著增强。总之,干旱胁迫下,裸果木幼苗形态上通过增大根冠比、细根比根长和比表面积来提高水分吸收效率;生理上通过降低代谢强度,减少水分消耗;主动积累有机溶质,降低细胞渗透势;增强SOD和CAT酶活性,减轻细胞膜伤害。     

白羊草根系形态特征对土壤水分阶段变化的响应

根系形态特征是评价植物适应胁迫环境的重要指标。以黄土丘陵半干旱区天然草地群落优势种白羊草为材料,研究了其根系生长和形态特征与水分供应条件的关系。采用盆栽控制试验,设置3个水分处理:高水(HW,80%田间持水量)、中水(MW,60%田间持水量)和低水(LW,40%田间持水量),分别在拔节期、开花期、结实期改善水分供应水平,在生育期末测定了白羊草根系生物量和各项形态指标。结果表明:白羊草根系生长与水分供应条件密切相关,持续高水处理有利于白羊草根系生长,其根系生物量、总根长和根表面积均显著提高(P<0.05);水分胁迫抑制了白羊草根系生长,但对白羊草根系平均直径影响不显著;根系生物量、总根长和根表面积间存在显著的正相关关系(P<0.01);不同生育期阶段胁迫后复水,白羊草根系表现出较强的可塑性,在拔节期复水且高的复水幅度能够显著提高白羊草根系生物量、总根长和根表面积(P<0.05)。这些说明白羊草根系对干旱胁迫有较强的耐受能力,其对阶段干旱胁迫后复水的响应与生育期及复水前干旱胁迫程度密切相关。     

PEG胁迫对柳叶水甘草种子萌发及幼苗的影响

采用不同质量分数的聚乙二醇（PEG 6000）模拟干旱胁迫的方法,研究干旱胁迫对柳叶水甘草（Amsonia tabernaemontana）种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,1)5％PEG处理种子其萌发率、萌发速率系数、萌发指数和活力指数均高于对照组,随着胁迫质量分数递增,萌发率下降,复水后,仍能萌发,种子具有一定的抗旱性。2) 幼苗处理随着胁迫质量分数递增及胁迫时间延长,其叶片相对电导率、MDA含量显著增加;脯氨酸含量与叶片相对电导率和MDA含量呈极显著正相关,高质量分数PEG胁迫处理,脯氨酸含量增加;抗氧化酶SOD和POD活性先上升后下降。     

扁穗牛鞭草的水肥耦台效应研究

在牛鞭草人工栽培过程中,水肥管理是重要的农艺措施。试验设置不同的水分(正常供水、轻度干旱、中度干旱)和施肥(无肥、低肥、中肥、高肥)组合,盆栽研究了水肥耦合对牛鞭草生长、产量、品质及有关生理指标等的影响。结果表明,供水减少,牛鞭草叶片脯氨酸含量倍增,施肥对叶片脯氨酸含量无显著影响。在中旱无肥处理中,脯氨酸含量最高,牛鞭草生长最差,说明干旱危害严重,不支持“脯氨酸积累有益于提高植物抗旱性”的观点。施肥提高叶片相对含水量,增强硝酸还原酶活性和根系活力,增加植株氮、磷、钾含量和吸收量以及在土壤中的生物有效性,有益于减轻干旱危害,提高产量品质。在轻度干旱条件下,牛鞭草根冠比增加,氮、钾含量提高,叶绿素、硝酸还原酶活性、植株含磷量和土壤有效氮、磷、钾无显著降低。因此,在轻旱高肥组合的处理中,牛鞭草生长最好,产量最高,品质最佳;在不同水分与无(低)肥组合的处理中,牛鞭草生长不佳,产量低,品质差。在三峡库区牛鞭草的人工栽培过程中,频繁的短时干旱可能对产量品质无显著影响,施足肥料有益于高产优质。     

水分胁迫下几种药剂对早熟毛豆抗逆性的影响

试验筛选三十烷醇、油菜素内酯、爱多收、绿风95、黄腐酸盐等几种药剂对早熟毛豆进行喷施处理,测定其在水分胁迫下对其幼苗某些生长、生理指标的影响及抗性评价。结果表明,采用几种药剂处理后,与相应的对照相比可促进苗增高、扩大叶面积、增加干物质的积累、促进根系的生长、提高根系活力、抑制丙二醛增生、降低细胞膜透性和增加叶绿素含量、脯氨酸含量、细胞保护酶的活性等,增强毛豆幼苗对水分胁迫逆境的抵抗能力;在逐渐干旱胁迫下,5种药剂处理以油菜素内酯为最好;在持续淹水胁迫下,5种药剂处理以绿风95为最优。     

荒漠植物红砂根系对干旱胁迫的生理响应

以抗旱性不同的红砂2个种源2年生苗木为试材,通过盆栽实验,测定干旱胁迫后红砂苗木根系的活力、膜透性(RPP)、脯氨酸 (Pro)、可溶性糖 (SS)、可溶性蛋白 (SP)、丙二醛(MDA)含量和抗氧化物酶系(SOD、POD、CAT)的活性变化,并通过灰色关联度法分析了各指标与红砂根系抗旱性的关系。结果表明,水分胁迫导致红砂根系活力下降,膜透性RPP和膜质过氧化产物MDA 含量增加,渗透调节物质Pro含量、SS含量和SP含量明显增加,抗衰老酶SOD、POD和CAT活性显著升高,且抗性强的种源比抗性弱的种源对干旱胁迫的生理生化反应更明显。红砂根系的RPP、Pro和根系活力的关联度虽然都大于0.9,但红砂根系并不是完全通过这几种机理适应干旱,而是发生了一系列适应性的生理变化,以提高其根系的抗旱性。     

紫花苜蓿形态和生理指标响应干旱胁迫的品种特异性

为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛（MDA）、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素（δ¹³C）和稳定性N同位素（δ¹⁵N）。结果表明：干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数（P<0.05）。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高（P<0.05）,但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加（P<0.05）,而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加（P<0.05）。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加（P<0.05）,而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高（P<0.05）。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响（P>0.05）,但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ¹³C（P<0.05）,且WL363HQ叶片的δ¹⁵N均显著高于巨能7（P<0.05）。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N（P<0.05）。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。     

水分胁迫对白三叶物质分配和根系生长的影响

通过抗旱性能不同的2个品种的栽培对照试验,研究了水分胁迫对白三叶Triflium repen干物质分配、碳水化合物积累、脯氨酸含量和根系分布的影响.结果表明:土壤水分变化首先影响到生物量在植物不同器官的分配,即累积性的CO2净同化产物的分配,白三叶能够通过提高匍匐茎、根系的干物质分配比例来回避干旱.同时,在干旱胁迫发生时,植株内可溶性糖含量和脯氨酸含量都大幅度增加,根系生长状况发生改变.然而,不同品种又表现出不同的特性,抗旱品种通过增加可溶性糖、脯氨酸含量提高渗透势及增加深根数量的能力显著大于抗旱性差的品种.     

干旱胁迫及复水对白羊草质膜ATP酶和5’-核苷酸酶活性的影响

以白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng)为材料,在干旱胁迫和复水后,通过测定其质膜ATP酶(AT-Pase)活性、质膜5’-核苷酸酶(5'-AMPase)活性,叶片相对含水量(RWC)和丙二醛(MDA)含量的变化来探索其在干旱胁迫和复水后的生理生化变化.结果表明:在干旱胁迫下,白羊草质膜ATPase和质膜5’-AMPase活性呈现先升高后降低的趋势,野生型白羊草的质膜ATPase和质膜5'-AMPase活性变化量较栽培型的大;RWC下降,MDA含量上升.复水后质膜ATPase活性、质膜5'-AMPase活性及MDA含量均下降,但高于断水前,野生型的RWC高于对照,栽培型RWC低于对照,说明干旱胁迫对白羊草造成了不可逆的伤害,对栽培型的伤害大于野生型的.植物的质膜ATPase和质膜5’-AMPase活性随胁迫的加剧而提高,一定程度上可以缓解干旱对白羊草幼苗的胁迫作用,这可能是白羊草抗旱酶促防御机制中的一个重要机制.