不同居群马蔺抗旱性评价及生理指标变化分析

对我国北方不同居群的15份野生马蔺种质材料采用温室苗期模拟旱境胁迫-复水方法,于干旱胁迫0,5,10,15,20,25 d和复水后5 d分别取样测定叶片相对电导率(REC)、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、叶绿素SPAD值、相对含水量(RWC)、植株相对生长率(RGR)等生理与生长指标,利用欧氏最大距离法聚类分析划分为强抗旱、中度抗旱和弱抗旱3个抗旱级别,研究其生理指标的变化趋势和规律。结果显示,在连续干旱胁迫下,3个抗旱级别马蔺种质材料的REC、Pro和MDA均呈逐渐增加趋势,增幅表现为强抗旱<中度抗旱<弱抗旱,于胁迫前20 d三者间REC差异不显著,但胁迫到25 d时,呈显著差异(P<0.05);于胁迫前15 d 三者间Pro、MDA差异不显著,但胁迫到20和25 d时,差异均显著(P<0.05)。3个抗旱级别种质的叶绿素SPAD 值和RWC呈逐渐下降趋势,降幅表现为强抗旱<中度抗旱<弱抗旱,分别于胁迫到20和25 d达到显著差异(P<0.05)。复水后,各指标均有不同程度的恢复。     

15份冰草种质材料幼苗抗旱性比较

2007年在温室内,采用人工模拟早境胁迫一复水方法,对采自内蒙古自治区不同生境的15份野生冰草（Agropyron cristatum）种质材料幼苗抗旱性生理生化指标进行了测定与分析,并综合比较其抗旱性能。结果表明：随着干旱胁迫时间的延长,15份材料幼苗叶片相对含水量和叶绿素含量均呈下降趋势;相对电导率、丙二醛含量与游离脯氦酸含量均呈增加趋势,复水后均有不同程度恢复。而且,各项指标间相关性显著,均可作为冰草种质材料抗旱性评价的有效生理指标。采用欧氏距离法进行数学聚类分析,可将15份冰草种质材料的抗旱性划分为3个级别：抗旱性强的有6、8、9、11和14;抗旱性中等的有1、3、4、5、7、10、13和15;抗旱性弱的有2和12。     

披碱草与老芒麦苗期抗旱性综合评价

盆栽模拟土壤干旱条件,对采自我国不同生境的披碱草(Elymus dahuricus Turcz.)与老芒麦(Elymus sibiricus L.)10份野生种质材料苗期形态学和生理生化指标进行研究,旨在了解干旱胁迫下苗期抗旱特征及其抗旱能力,为披碱草属种质材料抗旱新品种选育、种质资源的开发利用提供理论依据。结果表明,随干旱胁迫日数增加,植株高度、叶面积、相对含水量和叶绿素都明显下降,而电导率、脯氨酸、SOD和POD都明显上升。经抗旱隶属度分析,10份材料抗旱性可分为3类:第一类为相对抗旱,包括SXD1、XJD2、NMD3、NMD4、GSD5、GSS1和JLS2共7份材料;第二类为中等抗旱,包括NMD6和SXS3共两份材料;第三类NMS4为相对易感。经相关分析筛选出对抗旱性影响显著的指标为:相对含水量、叶面积、相对电导率和叶绿素含量。     

16份马蔺种质材料苗期耐盐性评价

采用温室NaCl盐分胁迫试验方法,设置0、0.4%、0.8%、1.2% 4个NaCl质量分数梯度,对来自我国北方4个省区16份马蔺（Iris lactea var.chinensis）种质材料的生理生化指标进行测定,并对其苗期耐盐性进行评价,筛选耐盐性较强的种质材料,为马蔺种质资源的开发利用和耐盐新品种的选育奠定基础。结果表明,随盐胁迫质量分数的增加,叶片相对含水量呈下降趋势,相对电导率、丙二醛和游离脯氨酸含量呈上升趋势,而叶绿素含量呈先升后降的趋势,在胁迫质量分数0.4%时达峰值。采用系统聚类法将16份马蔺种质材料耐盐性分为较强、居中和较弱三大类,其中耐盐性较强的8份（BJCY ML001、BJCY ML016、BJCY ML012、BJCY ML023、BJCY ML007、BJCY ML011、BJCY ML024、BJCY ML029）、耐盐性居中的4份（BJCY ML006、BJCY ML005、BJCY ML031、BJCY ML013）和耐盐性较弱的4份（BJCY ML018、BJCY ML020、BJCY ML021、BJCY ML035）,采用标准差系数赋予权重法对其耐盐能力大小进行排序, BJCY ML007耐盐能力最强,BJCY ML035耐盐能力最弱。     

不同品种高粱幼苗在干旱复水过程中的生理生态响应

干旱适应能力不仅包括干旱胁迫期间的抗旱能力,也包括水分胁迫解除之后的恢复能力。以8个高粱品种为材料,采用盆栽称重控水法对高粱幼苗进行干旱及复水处理,通过测定生物量、相对含水量、水势、渗透势、光合参数等生理指标的变化分析不同品种高粱抗旱能力和旱后复水恢复能力的大小及其与干旱适应性的关系,并筛选出能有效指示干旱适应能力的生理指标。结果显示,干旱胁迫条件下,“辽杂21”生物量与对照相比无显著差异,抗旱能力较强;“甘蔗籽”和“Moench.cv.Gadambalia”高粱生物量分别下降38%、34%,抗旱能力较差。各品种高粱的相对含水量、水势、渗透势、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度等均有所下降,复水后,这些生理指标恢复到对照水平,各品种开始恢复生长。由各生理指标与抗旱能力、旱后复水恢复能力和干旱适应能力之间的相关分析结果表明,高粱的干旱适应性与复水恢复性呈显著正相关(r=0.85),与抗旱性的相关系数是0.46,复水恢复能力在高粱干旱适应性中起着更重要的作用。高粱的抗旱性和旱后复水恢复性具有不同的生理基础,在干旱胁迫期间维持较高的净光合速率、较低的蒸腾速率有助于提高抗旱性,维持较高叶片相对含水量有助于提高旱后复水的恢复能力,叶片相对含水量、净光合速率可以作为筛选高粱干旱适应性的生理指标。     

14份新麦草种质材料苗期抗旱性差异

采用温室模拟干旱胁迫-复水方法,对14份新麦草种质材料苗期的叶片相对含水量、叶绿素的SPAD值、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量等5个抗旱生理指标进行了测定,综合评价其抗旱性能.采用欧氏距离法进行聚类分析,将14份新麦草种质材料的抗旱性划分为3个级别,相对抗旱的材料包括XMC01、XMC06、XMC10,XMC11,中度抗旱的包括XMC02、XMC04、XMC08、XMC09、XMC12、XMC13,相对敏感的包括XMC03、XMC05、XMC07、XMC14.     

偃麦草属植物种间苗期抗旱性评价

采用温室模拟干旱胁迫-复水法,对收集自6个国家的10种偃麦草属植物的种间苗期抗旱性进行综合评价,分别于干旱胁迫开始前(CK),连续干旱胁迫7,14,21,28,35 d,以及复水7 d后,对其叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸含量(Pro)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量(SSC)5个抗旱生理指标,以及干旱胁迫到35 d时复水7 d后的植株平均存活率(ASR)进行测定分析,并采用欧氏距离法进行5个生理指标的综合聚类分析,可将10个植物种划分为3个抗旱等级,即相对抗旱的包括:ET001、EPU02、EJ003和EH001;中等抗旱的包括ES001、EE013和EC002;相对旱敏感的包括:ER037、EL001和EI022。     

20份无芒雀麦种质材料苗期抗旱性综合评价及光合特性分析

在温室条件下,采用反复干旱法,对引进的20份无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)种质材料,以存活率、株高、绿叶数、地上生物量、地下生物量和根冠比6个指标的抗旱系数值,采用聚类分析法、标准差系数赋予权重法进行综合评价。结果表明:20份无芒雀麦苗期抗旱性划分成3个级别,其中抗旱性较强的有9份材料,抗旱性较弱有6份材料,抗旱性居中的有5份材料。20份无芒雀麦种质材料苗期抗旱性排序结果为ZXY06P-1621抗旱性最强,ZXY05P-1171最弱。不同抗旱级别种质材料的光合特性表现为:随着持续干旱胁迫延续,其光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)均呈下降趋势,复水后迅速上升;而CO₂浓度的变化趋势则呈相反变化趋势,且在整个胁迫过程中变化差异不显著。干旱胁迫下抗旱性强的材料能够保持较高的光合性能。     

6份川西北短芒披碱草种质苗期的抗旱性综合评价

为了探明来自川西北的6份短芒披碱草(Elymus breviaristatus)种质材料的苗期抗旱性差异,采用室内盆栽法对种质进行为期21d的干旱处理,分别于停止浇水第0、7、14和21天取植株叶片,研究了不同水分胁迫条件下各种质的相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸(Pro)含量、叶绿素(Chl)含量、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性7个生理特征指标的变化,并采用隶属函数法对6份短芒披碱草种质材料的抗旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫对不同抗旱短芒披碱草种质材料的各生理指标有显著的影响(P0.05),其各表型值与对照差异显著(P0.05),且各种质间差异显著(P0.05)。随着干旱胁迫时间的延长,6份短芒披碱草材料的相对含水量和叶绿素含量呈显著下降趋势(P0.05),而丙二醛含量、相对电导率、脯氨酸含量和POD活性表现出上升趋势,SOD活性呈现先上升后下降的趋势。由隶属函数分析7个生理指标得到供试材料苗期抗旱性强弱顺序依次为205176205133红10-5204290红6-5205104。     

15份燕麦材料苗期抗旱性综合评价

为了研究干旱胁迫对不同燕麦材料苗期生理特性的影响以及评价不同材料的抗旱性,采用营养液砂培法,于两叶一心期对15份燕麦材料施加15% PEG胁迫,分别于胁迫0、7和14 d测定供试材料的抗氧化酶活性、丙二醛含量、渗透调节物质含量、叶绿素含量、水分利用率和相对电导率。利用相关性和主成分分析筛选燕麦抗旱性鉴定指标,通过聚类分析和隶属函数法对15份材料进行抗旱性综合评价。结果表明：干旱胁迫下,供试燕麦的抗氧化酶活性随胁迫时间的延长呈现“先升后降”的趋势;丙二醛含量、渗透调节物质含量和相对电导率均随胁迫时间的延长而增加,水分利用率及叶绿素含量显著下降（P<0.05）。10个抗旱性指标之间具有较好的相关性,相关系数最高达0.97。主成分分析结果表明,干旱胁迫下燕麦的质膜系统因子、光合因子、渗透调节因子可作为抗旱性评价的综合指标,通过第一主成分可将15份燕麦材料清晰地划分为抗旱性不同的两个独立类群;聚类分析进一步将供试材料划分为抗旱性不同的4个亚组,其中6份材料（蒙燕1号、青引1号、定燕2号、DA92-2F4、青燕1号、巴燕5号）属于抗旱种质。抗旱隶属函数综合评价值（D）显示,抗旱性较强的燕麦材料有青燕1号（0.829）、青引1号（0.744）和DA92-2F4（0.728）,而陇燕3号（0.208）、坝燕6号（0.240）和张燕4号（0.241）抗旱性相对较弱。利用多方法关联分析的综合评价方法所得结果更加准确,可靠性较高。研究结果为燕麦抗旱性评价及抗旱种质筛选提供了参考。     

干旱胁迫对4种景天科植物生理生化指标的影响

为筛选适合北方地区的屋顶绿化植物,以4种景天科植物为试材,采用盆栽控水法研究干旱胁迫对植物叶片相对含水量、相对电导率及丙二醛含量等抗旱性生理指标的影响,并结合植物生长状况及隶属函数法综合评价4种植物的抗旱能力强弱。结果表明,随着干旱胁迫时间的增加,形态上卧茎景天(Sedum sarmentosum)、长药景天(Hylotelephium spectabile)和堪察加景天(S. kamtschaticum)的评价等级为生长一般,德国景天(S. hybridum cv.Immergrunchell)生长受抑制。各种景天的叶片相对含水量都呈下降趋势,卧茎景天的相对电导率及丙二醛含量增幅较小,抗旱性较强。通过隶属函数综合评价,4种景天植物的抗旱能力大小为卧茎景天>长药景天>堪察加景天>德国景天。     

羊茅属4种牧草苗期抗旱性鉴定

对羊茅属(Festuca L.)4种牧草苗期幼苗在连续干旱、反复干旱和复水后的抗旱性特征进行研究,并通过综合评定,比较4种材料的抗旱性强弱,提出了羊茅属牧草抗旱性鉴定的指标。结果表明,连续干旱胁迫下,羊茅属各牧草叶片组织含水量、相对含水量、土壤含水量显著降低(P<0.05),而细胞膜透性、脯氨酸、丙二醛、叶绿素显著增加(P<0.05);复水后各指标均有不同程度的恢复。反复干旱后,法恩苇状羊茅成活率最低(40%左右),西北羊茅和毛稃羊茅次之(50%左右),中华羊茅最高(80%左右)。经评定4种牧草苗期抗旱性顺序为:中华羊茅>西北羊茅>毛稃羊茅>法恩苇状羊茅。脯氨酸、相对含水量、叶绿素a可作为羊茅属牧草抗旱性鉴定首选生理生化指标;土壤相对含水量、叶片枯死率、牧草成活率可作为羊茅属牧草生物学鉴定的可靠指标。     

干旱胁迫及复水对入侵植物节节麦幼苗生长及生理特性的影响

以节节麦幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,进行了28 d干旱及7 d复水处理,研究干旱胁迫及复水对节节麦幼苗叶、根生物量比等形态参数、保护酶活性等生理参数的影响。旨在探讨节节麦形态和生理特征可塑性对土壤水分变化的响应特性,为其耐旱机制研究提供参考依据。结果表明:1)干旱胁迫过程中,叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量均呈持续增加的变化趋势;叶绿素含量呈先升后降变化趋势;轻度及中度干旱胁迫下超氧化物岐化酶(SOD)活性持续增加,而重度干旱胁迫中则呈先升后降的变化趋势;2)干旱胁迫致使节节麦幼苗叶生物量比、比叶面积下降,根生物量比及根冠比增加;3)复水后,叶片相对含水量、脯氨酸等多数指标均能迅速恢复至正常水平,表明节节麦对干旱胁迫造成的损伤具有较高的修复能力。节节麦通过一系列形态及生理特征的可塑性变化适应土壤干旱生境,从而表现出较强的耐旱性。此外,生理参数可塑性指数的均值明显大于形态参数,说明节节麦主要通过调整生理代谢以适应短期干旱胁迫。     

新疆不同生境狗牙根种质抗旱性综合评价

以2份国外品种(对照)和41份来自不同生境的新疆狗牙根种质为供试材料,设置干旱处理和对照处理,在30 d干旱处理后测定叶绿素含量、绿叶率、相对电导率、叶片相对含水量、脯氨酸含量、丙二醛含量、生长速度和地上生物量的基础上,采用相关分析、主成分分析构建综合评价指标,进一步结合隶属函数分析、聚类分析、灰色关联度分析及判别分析方法对其抗旱性进行综合评价,筛选抗旱鉴定关键指标,明确种质抗旱性与其生境气候带间关系。结果表明,干旱胁迫后供试种质的相对电导率、脯氨酸及丙二醛含量呈显著增加,叶片相对含水量、叶绿素含量、地上生物量、生长速度和绿叶率显著降低,各指标对抗旱性的响应存在一定差异。主成分分析将8个指标转换为6个综合指标,代表种质抗旱性87.34%的数据信息;依据抗旱性度量值(D)、综合抗旱系数(CDC)、加权抗旱系数(WDC)的隶属函数分析及聚类分析结果,认为C₁₁₈、C₁₃₈、C₂₄抗旱性较强,C₁₀、C₁₃₄、C₃₂抗旱性较弱。灰色关联度分析认为相对电导率、叶绿素含量及丙二醛含量可作为狗牙根种质抗旱评价的关键指标,且判别分析认为新疆狗牙根种质抗旱性与其生境气候带间无明显相关性。综合分析发现C₁₁₈、C₁₃₈、C₂₄等种质抗旱性优于Tifway,其为狗牙根抗旱新品种选育提供可用优异种质,也为进一步研究狗牙根抗旱生理及分子机制提供可用材料。     

多年生黑麦草抗旱性主成分及隶属函数分析

在日光温室PEG-6000模拟干旱胁迫条件下,通过测定6个多年生黑麦草(Lolium perenne L.)品种的相对含水量(RWS)、细胞质外渗率(RPP)、游离脯氨酸(Pro)、叶绿素(Chl)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量等7个理化指标,利用主成分及隶属函数分析法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:7个差异显著的抗旱指标应用主成分分析归纳成3个主成分,通过综合隶属函数值评定的抗旱性强弱顺序为:欧必克>多福>努依>卓越>凤凰>雅晴。     

4份偃麦草资源对干旱胁迫的生理响应

为了解偃麦草(Elytrigia repens (L.) Nevski)的抗旱生理机制,在盆栽控水条件下,对抗旱性不同的4份偃麦草种质资源进行干旱胁迫生理响应研究。结果表明:干旱后土壤含水量呈下降趋势,且胁迫后0 d,5 d,10 d,15 d间土壤含水量差异显著(P<0.05);干旱胁迫过程中偃麦草叶片水分饱和亏缺(WSD)、电导率、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量呈上升趋势,超氧化物酶(SOD)活性与可溶性蛋白含量呈现先升高后降低趋势,而过氧化物酶(POD)活性则表现降低趋势;与其他材料相比,抗旱性强的材料E01的WSD值上升慢、增加率低,SOD活性峰值出现时间晚且峰值最高,可溶性蛋白含量变化小,脯氨酸积累少,且MDA积累慢、含量低。     

8份披碱草属牧草苗期抗旱性综合评价

本试验对室内盆栽的8份披碱草属（Elymus L.）牧草进行干旱处理,通过分析干旱胁迫和复水下各种质资源叶片的相对电导率、相对含水量、丙二醛、叶绿素等8项生理指标的干旱胁迫指数,探究各种质资源间苗期抗旱性的差异。结果表明,在干旱及复水处理下,各种质表现出了不同程度的干旱适应性,其中E05的干旱适应性较强,表现为各项指标在干旱处理下变化较小,且在复水处理下恢复较明显。对各种质资源相对含水量、叶绿素含量、相对电导率和丙二醛四项生理指标进行隶属函数分析,得出其抗旱性从强到弱依次为：E05 > E08 > E06 > E01 > E03 > E07 > E02 > E04。综上所述,采集地年均降水量较少（319.25 mm）的垂穗披碱草（E. nutans,编号E05）在长期适应干旱少雨的过程中,表现出更强的抗旱能力。     

干旱胁迫及复水对狼尾草幼苗生理特性的影响

本研究以狼尾草(Pennisetum alopecuroides)新品系LS-1为试验材料,研究在土壤干旱胁迫及复水条件下叶片相对含水量(RWC)、根冠比(R/S)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量的变化情况,探讨干旱胁迫对狼尾草生物学特性、叶片保护酶活性和渗透调节物质的影响,为优良抗旱品种选育提供理论依据。结果表明,随着土壤干旱胁迫时间的延长,狼尾草幼苗叶片相对含水量减小,根冠比增大,SOD和POD活性在土壤含水量降到5%时显著增强(P0.05),脯氨酸和可溶性糖含量显著增加。复水后,狼尾草叶片各项生理指标均表现出不同程度的恢复。本研究表明,干旱胁迫可以促进狼尾草根系保护酶活性和渗透调节物质含量提高,对其应用于干旱地区园林绿化、生态修复具有重要价值。     

干旱胁迫对2种不同抗旱性老芒麦幼苗ROS积累及抗氧化系统的影响

为探究不同抗旱性老芒麦（Elymus sibiricus L.）材料对干旱胁迫下幼苗活性氧（Reactive oxygen species，ROS）积累和清除的影响，从而为老芒麦抗旱生理机制的研究及抗旱材料的选育提供一定的理论基础，本试验选用抗旱性差异明显的2份老芒麦材料（抗旱性强的材料，记为Q，处理组QD，对照组QC；抗旱性弱的材料，记为S，处理组SD，对照组SC），采用砂培法培养材料，待幼苗长到2叶1心时，用含有20% PEG 6000（W/V）的1/2 Hoagland营养液进行胁迫处理，2份材料的对照正常培养。在处理7 d、14 d和21 d取样，分别测定各项指标。试验结果表明，在整个胁迫过程中，QD的株高、叶片相对含水量（Relative Water Content，RWC）降幅及ROS和丙二醛（Malondialdehyde，MDA）增幅均低于SD，但是抗氧化酶活性的增幅以及抗氧化物质的比值高于SD。与各自的对照相比，干旱胁迫21 d后，QD和SD的株高分别下降39.11%和55.20%；RWC分别下降78.34%和84.52%；O₂^·-含量分别增加235.71%和323.03%；H₂O₂含量分别增加126.19%和234.88%；MDA含量分别增加318.99%和434.81%；超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）活性分别增加156.20%和83.83%；过氧化氢酶（Catalase，CAT）活性分别增加32.39%和30.50%；抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate Peroxidase，APX）活性分别增加58.10%和172.89%；脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate Reductase，DHAR）活性分别增加66.54%和11.38%；谷胱甘肽还原酶（Glutathione Reductase，GR）活性分别增加227.07%和130.29%；抗坏血酸（Ascorbic Acid，ASA）和脱氢抗坏血酸（Dehydroascorbic acid，DHA）比值（ASA/DHA）的降幅分别为52.51%和73.69%；谷胱甘肽（Glutathione，GSH）和氧化型谷胱甘肽（Glutathiol，GSSH）比值（GSH/GSSH）的降幅分别为40.94%和61.43%。综上可得，干旱胁迫下抗旱性强的材料株高和RWC降幅、ROS积累和膜脂过氧化程度显著低于抗旱性弱的材料；抗旱性强的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和GR为主，抗旱性弱的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和APX为主；但是整体来看，抗旱性强的老芒麦表现出更强的抗氧化防御系统。     

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。