8份云南苜蓿属优异种质资源对铝胁迫的生理耐受响应研究

以8份云南苜蓿资源为研究材料,研究了铝胁迫对苜蓿幼苗生长及生理生化指标的影响。结果表明,低浓度（≤100 μmol·L^-1）铝处理对苜蓿幼苗的植株生长及根系伸长的抑制作用较弱,但对苜蓿根系活力抑制作用较大,且促进了丙二醛在根尖的积累,破坏膜系统的通透性;由于在逆境中苜蓿自身调节机制作用缓解铝毒害,当胁迫处理浓度≥200 μmol·L^-1时,根系活力下降及丙二醛积累变化趋势较为平缓。随着铝处理浓度的增加,苜蓿根尖受胁迫影响随之增大,氧化酶活性呈逐级递减的趋势。采用隶属函数法对8份供试苜蓿材料耐铝性进行评价,可将供试材料分为耐铝型、中等耐铝型和敏感型三种,综合分析认为紫花苜蓿（No.12）在不同浓度铝胁迫处理下耐铝性表现均较好,可在南方酸性富铝化土壤中推广应用。     

外源褪黑素对盐胁迫下两种紫花苜蓿生理及光合特性的影响

为探究外源褪黑素(Melatonin, MT)对盐胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生理及光合特性的影响,本研究以紫花苜蓿‘中苜1号’(耐盐)和‘渭南’(敏盐)为材料,根施浓度为25(MT1),50(MT2),70(MT3),100(MT4),150(MT5)μmol·L^-1的褪黑素预处理,用浓度为150 mmol·L^-1的盐溶液胁迫并分析处理前后紫花苜蓿幼苗生理及光合指标。结果表明：150 mmol·L^-1盐浓度使植株生长受明显抑制,当褪黑素浓度为50,70,100μmol·L^-1时可显著提高盐胁迫下2种紫花苜蓿幼苗叶片相对含水量、脯氨酸和叶绿素含量,降低相对电导率和丙二醛含量;各浓度褪黑素处理均显著提高2种紫花苜蓿的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性。50,70,100μmol·L^-1MT处理显著提高2种紫花苜蓿的净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率。外源褪黑素浓度为100μmol·L^-1时对...     

渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿根系生长的影响

为明确渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿生长的影响，本试验通过沙培研究了渍水对低磷（LP，0.1 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）、中磷（NP，1.0 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）和高磷（HP，2 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）下紫花苜蓿根系生长的影响。结果表明：在正常水分下，与NP水平相比LP和HP均抑制了苜蓿的生长；在渍水胁迫下，NP和HP水平下苜蓿的生长速率、地上部干重、总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标显著低于正常供水，而LP水平下苜蓿的生长速率和地上部干重则高于正常供水，总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标在短期渍水（2 d）时高于正常供水，在长期渍水（11 d）时则显著低于正常供水。综上所述，渍水能缓解LP对苜蓿的伤害，主要是通过维持根系的生长，而渍水则对HP下苜蓿的生长不利。因此，在我国南方多雨和地下水位高的土壤中栽培苜蓿，适当少施磷肥既可减少磷的流失，又有利于提高苜蓿的耐渍性。     

少量NaCl缓解KCl胁迫对紫花苜蓿幼苗根系和叶片光合活性的影响

新疆盐渍化土壤中富含多种类型盐离子，严重影响苜蓿生长，制约苜蓿产业在新疆的发展。本研究分析了不同比例混合的钠盐和钾盐对紫花苜蓿（Medicago sativa）幼苗根系生长以及光合活性的影响。结果表明：随着单盐NaCl、KCl浓度的升高，紫花苜蓿根系和幼叶电导率、丙二醛（MDA）和脯氨酸逐渐增加，根系活力、叶绿素含量以及叶片最大光化学效率（F_v/F_m）逐渐下降，且在相同浓度下KCl处理下降程度更大。这表明，盐胁迫破坏了苜蓿幼苗细胞膜完整性，导致膜脂过氧化严重，细胞自身的渗透调节作用不足以缓解盐胁迫对幼苗的影响，从而导致苜蓿幼苗根系活力下降，叶片光合效率受到影响，并且苜蓿幼苗在KCl胁迫下伤害更大。然而在高浓度KCl中加入少量NaCl，上述指标的变化较单独KCl处理有所下降，这表明少量Na⁺减轻了K⁺胁迫对细胞膜的损伤，减少了细胞的氧化伤害，增加了细胞的渗透调节作用，从而缓解了对根系活力的影响；此外，少量NaCl缓解了KCl胁迫下幼叶的氧化伤害，减少了叶绿素的降解，维持了叶片的光合活性。     

外源谷氨酸对铝胁迫下多花黑麦草幼苗生长的缓解作用

本研究以多花黑麦草（Lolium multiflorum Lamk.）为材料,采用盆栽法探究外源添加谷氨酸（2 mmol·L^-1和4 mmol·L^-1）对铝胁迫（500 mg·L^-1）下多花黑麦草生长和生理方面的影响。试验结果表明,单独添加外源谷氨酸显著降低了多花黑麦草叶片和根系中的铝离子含量（P<0.05）;铝胁迫下添加谷氨酸能提高多花黑麦草的株高和根长、地上和地下生物量的积累、叶绿素含量、根系可溶性糖含量、叶片可溶性蛋白含量以及叶片、根系中抗氧化酶SOD和CAT活性,并降低了叶片和根系中相对电导率、根系中MDA含量及叶片中POD活性,且添加4 mmol·L^-1谷氨酸的效果优于2 mmol·L^-1谷氨酸;铝胁迫下4 mmol·L^-1谷氨酸处理显著降低了叶片中谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸含量,但根系中丙氨酸和亮氨酸含量却均有所上升（P<0.05）。综上所述,外源添加谷氨酸能有效缓解铝胁迫对多花黑麦草叶片和根系的毒害作用,且4 mmol·L^-1效果较好。     

铝胁迫对紫花苜蓿不同种质材料的影响及综合评价

铝毒是紫花苜蓿（Medicago sativa）在南方酸性土壤地区种植的主要限制性因素之一。筛选能够在酸性富铝化土壤中生长优良的苜蓿材料,对于紫花苜蓿在南方大面积推广具有重要意义。本研究选用27份云南紫花苜蓿为材料,研究100 mg·kg^-1浓度铝胁迫处理下供试材料株高、脯氨酸、根系活力以及有机酸含量的变化。结果表明,铝对苜蓿生长具有明显的抑制作用,且不同材料反应敏感性不同。铝对供试苜蓿株高和根系活力有明显抑制作用;铝处理下苜蓿叶片中游离脯氨酸、有机酸含量显著积累（P<0.05）,所有供试材料的相对脯氨酸含量均大于100%,但不同材料相对有机酸含量表现差异较大。采用聚类分析及隶属函数法综合评价供试苜蓿材料的耐受性,以15,12,14,13号材料表现较优,可用于选育适应酸性富铝化土壤的苜蓿品种。     

碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响

为研究碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿幼苗生长的影响,试验以龙牧801紫花苜蓿为供试品种,将前期从碱蓬根内（JG1）、根际土壤（JT4）和茎内（JJ5）筛选出的具有较强耐盐碱胁迫能力的根际及内生细菌菌株接种于苜蓿幼苗根部。接菌1周后将中性盐（NaCl、Na₂SO₄）和碱性盐（NaHCO₃、Na₂CO₃）按NaCl∶Na₂SO₄∶NaHCO₃∶Na₂CO₃=9∶1∶1∶9混合,并设置0、100、150、200 mmol·L^-1盐碱浓度溶液浇灌苜蓿幼苗根部,进行盐碱胁迫处理。分析盐碱胁迫下碱蓬根际及内生细菌菌株对苜蓿生长及生理的影响,并通过隶属函数和主成分分析综合评价碱蓬根际和内生细菌菌株对盐碱胁迫下苜蓿生长的影响。结果表明：3株促生细菌均能缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿生长的抑制作用,促进紫花苜蓿生长,不同促生细菌对盐碱胁迫下苜蓿促生效果为JT4>JG1>JJ5。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿生理指标及根系离子积累的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯（2,4-Epibrassinolide,EBR）对紫花苜蓿受盐胁迫的影响,本试验以紫花苜蓿‘阿迪娜’为材料,采用人工气候室水培试验,研究盐胁迫条件下喷施不同浓度的外源激素EBR对紫花苜蓿生理指标和根系离子积累的作用。结果表明：150 mmol·L^-1盐胁迫对苜蓿生长具有明显的抑制作用,当喷施外源激素EBR浓度为0.6 μmol·L^-1时,可显著提高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性和可溶性蛋白含量,降低丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和电解质渗透率;0.6 μmol·L^-1和1.2 μmol·L^-1EBR处理显著减轻Na⁺对K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺的毒害,控制离子平衡。由此可见,外源激素EBR可以减小盐胁迫对根系的伤害,增强根系抗氧化系统活性。     

Cp2-EPS对盐胁迫下紫花苜蓿苗期形态及光合特性的影响

胞外多糖(Exopolysaccharides, EPS)能提高植物对非生物胁迫的抵抗力。桃色欧文氏菌(Erwinia persicina)Cp2高产EPS,但其对紫花苜蓿(Medicago sativa)耐盐性的作用不明。因此,本试验以紫花苜蓿‘巨能551’为材料进行沙培试验,探究不同浓度(0,0.5,1.0,1.5和2.0 g·L^-1)Cp2-EPS对100 mmol·L^-1NaCl胁迫下苜蓿苗期盐害的减缓效果。结果表明：100 mmol·L^-1NaCl胁迫可显著抑制紫花苜蓿的生长,而添加Cp2-EPS后则对苜蓿生长表现出低浓度促进高浓度抑制的现象。当Cp2-EPS浓度为0.5～1.5 g·L^-1时,可显著促进苜蓿植株的生长,显著提高苜蓿幼苗的鲜干重、相对含水量、叶绿素含量和净光合速率并降低叶片相对电导率,表明0.5～1.5 g·L^-1Cp2-EPS能够缓解该胁迫对苜蓿的毒害;而当Cp2-EPS浓度达到2.0 g·L^-1时则加剧了该胁迫对苜蓿的毒害。最...     

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。     

Diurnal changes in photosynthesis and photosynthetic product partitioning in alfalfa in response to phosphorus application北大核心CSCD

This research explored the effect of different levels of phosphorus application on diurnal variation in photosynthesis and partitioning of photosynthetic products in alfalfa under drip irrigation. In particular, the relationship between photosynthetic product levels in the plant and leaf photosynthetic parameters of alfalfa was clarified. Four phosphorus（P2O5）application levels of 0（CK）,50（P1）,100（P2）and 150 kg·ha-1（P3）were used as treatments in a field experiment. Leaf photosynthetic parameters were measured with a Li-6400 portable photosynthesis instrument on sunny days from 10：00-20：00 during the early flowering stage,together with environment factors and sugar and starch content in the leaves,stems and roots. A feature of the results was a ‘photosynthetic noon-break’phenomenon across all phosphorus application treatments,and stomatal limitation was the main factor responsible for the mid-day decline of net photosynthetic rate （Pn）. Photosynthetically active radiation had the greatest impact on the Pn of alfalfa leaves,while atmospheric CO2 concentration,atmospheric temperature,and atmospheric environmental factors such as relative humidity and vapor pressure deficit based on leaf temp also affected Pn. Principal component analysis showed that alfalfa photosynthetic efficiency in the four P-treatments ranked P2>P1>P3>CK. At the 100 kg·ha-1 phosphorus level（compared to CK）,the hay yield of alfalfa was increased significantly,the soluble sugar contents of leaves,stems,and roots were increased by 11. 6%,5. 0% and 4. 6%,respectively,and the starch contents were increased by 15. 2%,9. 6% and 5. 3%,respectively. Higher overall levels of soluble sugar and starch typically manifested as greater concentration increases in leaves,and relatively smaller increases in roots and stems. The diurnal troughs in Pn,transpiration rate,leaf internal CO2 concentration and water use efficiency（WUE）of alfalfa leaves were less marked in the P treatments,compared with the control treatment. Therefore,appropriate phosphorus application can increase the photosynthetic efficiency of alfalfa leaves,thereby significantly promoting crop growth and development. At the phosphorus（P2O5）application rate of 100 kg·ha-1（P2）,the alfalfa photosynthetic enhancement effect was the most pronounced. © 2022 Editorial Office of Acta Prataculturae Sinica. All rights reserved.     

盐胁迫对湖南稷子苗期生长及生理特性的影响

以湖南稷子为研究材料,研究不同浓度的NaCl和Na₂SO₄盐胁迫对湖南稷子苗期生长及生理特性的影响。分别对两种盐胁迫下湖南稷子的生长发育指标（株高、根长、鲜干比等）,叶绿体色素含量,渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖）,丙二醛和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）进行测定分析。结果表明：50 mmol·L^-1（NaCl和Na₂SO₄）的盐胁迫是限制湖南稷子苗期生长发育的阈值;50 mmol·L^-1（NaCl）和75 mmol·L^-1（Na₂SO₄）时叶绿体色素含量最高;脯氨酸含量在盐胁迫下显著高于对照（P<0.05）,100 mmol·L^-1（NaCl）和125 mmol·L^-1（Na₂SO₄）是脯氨酸含量可上升的最大盐胁迫浓度;丙二醛含量在盐浓度为100 mmol·L^-1（NaCl和Na₂SO₄）时达到最大值;75 mmol·L^-1（NaCl）和100 mmol·L^-1（Na₂SO₄）时可溶性糖含量、CAT活性达到峰值;SOD活性在盐浓度≥50 mmol·L^-1（NaCl和Na₂SO₄）时显著高于对照（P<0.05）,且随着盐浓度的增加而增加。因此,湖南稷子对NaCl和Na₂SO₄盐胁迫表现出低浓度促进生长高浓度抑制生长, 且NaCl的抑制作用强于Na₂SO₄。     

抗坏血酸和水杨酸丸衣对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子发芽特性的影响

为探究抗坏血酸（AsA）和水杨酸（SA）丸衣对NaCl胁迫下紫花苜蓿种子萌发的缓解效应,以紫花苜蓿种子为试验材料,采用不同浓度的AsA（1、2、4、8 mmol·L^-1）和SA（1、5、10、20 mmol·L^-1）对紫花苜蓿种子拌种后进行丸衣处理（未丸衣种子为CK₁,不做拌种处理的丸衣种子记为CK₂）,分析丸衣种子在NaCl胁迫下发芽特性的变化,以期获得能有效缓解紫花苜蓿种子盐胁迫效应的种子丸衣配方。结果表明,1.25%和1.50%的NaCl胁迫显著（P<0.05）降低了紫花苜蓿未丸衣种子的发芽率、发芽势、种苗长和种苗重,延长了平均发芽时间。AsA在1.25%NaCl胁迫下缓解效果不明显,4 mmol·L^-1AsA拌种后丸衣处理,能提高1.50%NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的发芽率、种苗长。1 mmol·L^-1SA拌种后丸衣处理,能提高1.50%NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的发芽势、发芽率和种苗长,而20 mmol·L^-1SA拌种后丸衣处理降低了紫花苜蓿种子的发芽率。说明AsA和SA丸衣对NaCl胁迫的缓解作用与其拌种浓度和NaCl胁迫浓度有关。本试验筛选出4 mmol·L^-1AsA和1 mmol·L^-1SA拌种丸衣配方对NaCl胁迫的缓解作用最优,该结果为AsA和SA丸衣应用于紫花苜蓿种子缓解NaCl胁迫提供依据。     

多年生黑麦草细胞分裂素信号通路B类ARR转录因子LpARR10的耐镉功能分析

镉（Cd）是矿区重金属污染的主要元素之一，严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素（CTK）能够缓解镉对植物的毒害，但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10，该基因具有6个外显子，编码598个氨基酸。进化分析表明，LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子（B-ARRs）聚为一组，其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示，LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明，CTK（25 μmol·L^-1 6-BA）和Cd（200 μmol·L^-1 CdCl₂）处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达；而在叶片中，LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后，根长和鲜重没有显著差异；而在含有Cd（180 μmol·L^-1 CdCl₂）的MS培养基中，过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上，LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。     

耐亚磷酸盐紫花苜蓿品种筛选及评价指标的鉴定

亚磷酸盐是正磷酸盐的一种还原形态,具有溶解度高、运输效率高、与土壤反应活性低等优势。通过探讨不同紫花苜蓿品种苗期对亚磷酸盐的耐逆能力,旨在为紫花苜蓿耐亚磷酸盐品种筛选和亚磷酸盐新型磷肥的开发提供科学依据。以37个紫花苜蓿品种为试验材料,设置正磷酸盐（0.5 mmol·L^-1 KH₂PO₄）和亚磷酸盐（0.5 mmol·L^-1 KH₂PO₃）两个处理,测定不同品种幼苗的株高（PH）、茎粗（SD）、茎叶磷含量（SPC）、茎叶干重（DWS）、根干重（DWR）、根冠比（RSR）、总根长（RL）、根表面积（RSA）、根磷含量（RPC）、叶绿素含量（Chl）、叶面积（LA）、净光合速率（P_n）12个形态和生理指标变化情况。以各单项指标的耐亚磷酸盐系数（PTC）作为衡量依据,运用主成分分析、隶属函数分析、聚类分析和逐步回归等方法对其耐亚磷酸盐的特性进行综合评价并建立数学模型。在亚磷酸盐胁迫下,不同紫花苜蓿品种根磷含量和叶绿素含量增加,其余指标均显示下降。通过主成分分析,可将12个单项指标转换成5个相互独立的综合指标,根据耐亚磷酸盐综合评价值和聚类分析,可将37个品种划分为4个类别,其中,高度耐亚磷酸盐包括WL903和可汗2个,中度耐亚磷酸盐12个,低耐亚磷酸盐17个,亚磷酸盐敏感型6个。进一步利用逐步回归方法建立了耐亚磷酸盐特性的评价回归模型Y=-0.174+0.102PH+0.189DWR+0.168 RL+0.187RSA-0.061P_n （R²=0.9908）,且各品种对回归方程的估计精度均大于93.22%。综合表明：高度耐亚磷酸盐的品种有可汗和WL903;在亚磷酸盐胁迫下,株高、根干重、总根长、根表面积和净光合速率等可作为紫花苜蓿品种耐亚磷酸盐特性强弱的快速鉴定和预测指标。     

外源硅对镉胁迫下玉米生理参数及根系构型分级的影响

为探究镉（Cd）胁迫条件下，施硅（Si）对玉米幼苗生长以及根系构型分级的影响，寻求可缓解Cd对玉米毒害的有效途径，本研究采用水培试验，在Cd胁迫条件下施加不同浓度Si，测定玉米的Cd浓度及含量、生长相关指标、光合指标、根系构型，并将根系构型按根系直径进行分级比较其变化特征。结果表明，Cd胁迫条件下玉米幼苗的生长发育受到抑制，叶绿素含量上升，光合参数显著降低，总根长、根表面积、根体积、根尖数和分枝数，包括Ⅰ~Ⅲ级径级区间的根长，和Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根表面积以及根体积显著下降。施加不同浓度Si后，玉米幼苗整株Cd含量降低了12.65%~88.07%，Cd毒害在不同程度上得到缓解，表现为株高、主根长、生物量和耐受指数的提高；总叶绿素含量在Si浓度为0.25 mmol·L^-1时提高了11.76%，Cd胁迫下气孔导度、胞间CO₂浓度和蒸腾速率分别在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时显著提高；总根长、分枝数、Ⅰ级径级区间的根长、根表面积和根体积在Si浓度为1.00 mmol·L^-1时达到最大，当Si浓度为1.50 mmol·L^-1时，根表面积和根体积达到峰值。相关性分析表明Ⅰ~Ⅲ级径级区间内的总根长和根表面积，以及Ⅰ~Ⅱ级径级区间的根体积与Cd转运系数呈显著负相关；生长耐受性综合评价表明，总体上1.00 mmol·L^-1外源Si缓解50 μmol·L^-1玉米Cd毒害的效果最佳。结果表明，施Si可通过降低玉米幼苗根系对Cd的吸收、积累和转运，减少地上部的Cd浓度及积累，从而减小Cd对光合系统的影响，提高玉米幼苗生物量，并进一步促进光合产物向地下部的分配，减轻Cd对根系构型的影响，提高玉米耐Cd能力，缓解Cd对玉米的毒害作用。