敖汉和维多利亚紫花苜蓿对低磷环境应激机制的比较

为了探索紫花苜蓿在低磷环境下的表现及响应机制,以期为提高苜蓿磷利用效率及磷吸收效率提供参考。试验以耐低磷较强的敖汉苜蓿和耐低磷较弱的维多利亚苜蓿为研究对象,以正常磷(500 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理为对照,低磷(5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)胁迫处理10、15、20 d后,分别观测其形态特征及生理指标的变化,比较两个品种在低磷胁迫下的差异,综合分析其耐低磷机制。结果表明,低磷胁迫下,敖汉和维多利亚的株高、地上生物量及磷含量有所下降,地下生物量、根冠比、总根长、根表面积及磷利用率有所提高,二者净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降(P<0.05),但是敖汉的下降幅度都远小于维多利亚;二者的酸性磷酸酶活性都极显著增强(P<0.01),但敖汉的酸性磷酸酶活性极显著高于维多利亚(P<0.01)。综合表明,低磷胁迫抑制了苜蓿的地上部分生长,促进了地下部分生长,敖汉较维多利亚耐低磷主要表现在光合作用受低磷影响较小、磷酸酶活性增强幅度较大。通过两个品种在低磷胁迫下的不同表现,为紫花苜蓿的耐低磷机制研究提供一定的理论依据。     

甘肃野生草地早熟禾内源激素含量的变化与无融合生殖率的关系研究

为探究甘肃野生草地早熟禾无融合生殖率与内源激素之间的关系,以8个不同无融合生殖率的甘肃野生草地早熟禾种质为试验材料,采集不同发育时期的新鲜小穗样品,测定玉米素(ZT)、吲哚-3-乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的含量,并分析了内源激素含量与无融合生殖发生的关系。结果表明:ZT和ZR在小穗发育初期呈现出下降趋势,在抽穗后2 d最低,之后ZT逐渐上升而ZR在开花期达到峰值后又开始下降,GA₃和IAA均表现出先增加后下降的趋势,但GA₃在抽穗后2 d达到峰值,IAA则是在开花期含量最高;研究发现,在小穗发育初期,无融合生殖率较低的材料(甘南、清水、肃南和兰州)ABA激素水平无显著变化,相反无融合生殖率较高的材料(陇西、秦州、定西和陇南)的ABA含量均呈现出逐渐下降的趋势,所有材料开花期至乳熟期均出现猛增,之后又急剧下降。相关性分析结果表明:无融合生殖率与ZT、ZR、ABA、(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA呈显著正相关,与GA₃、IAA/ABA和GA₃/ABA呈显著负相关,与IAA无显著相关性。因此,高ZT、ZR和低ABA含量、高(ZT+ZR)/IAA和(ZT+ZR)/ABA比值更可能促进胚珠向无融合生殖途径发育,高GA₃含量可能促进胚珠向有性生殖途径发育。     

不同基因型菊芋耐盐生理及其生态适应性研究

本研究解析了菊芋耐盐生理及生态适应性的基因型差异,为菊芋抗逆品种筛选与生态建植提供了理论基础。试验以广适性品种河南品种(M1)和南菊芋1号(N1)为材料,设置低盐(100 mmol·L^-1 NaCl)和高盐(200 mmol·L^-1 NaCl)2个盐胁迫处理,观测了不同基因型菊芋品种的表观形态、抗氧化酶、内源激素等变化。结果表明:(1)盐胁迫明显抑制了菊芋苗期的生长发育,致使M1和N1品种植株矮化、根系发育受阻和干物质积累减少;(2)盐胁迫对M1品种叶绿素a(Chl-a)、叶绿素b(Chl-b)和总叶绿素(T-Chl)的合成没有影响(200 mmol·L^-1 NaCl Chl-a除外);而N1品种光合色素合成受阻;(3)低盐胁迫M1和N1品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著增强;高盐胁迫N1品种抗氧化酶活性明显下降,而M1品种较稳定(CAT除外);(4)低盐胁迫N1品种吲哚乙酸(IAA)含量相对稳定,但促进了赤霉素(GA₃)和脱落酸(ABA)的合成,M1品种内源激素含量均无明显变化;高盐胁迫N1品种IAA和GA₃含量明显降低,ABA无明显变化;M1品种GA₃含量增加,IAA和ABA含量相对稳定。不同基因型菊芋品种间耐盐性差异显著(M1>N1),且通过抗氧化酶活性、内源激素等内反馈调节机制,提高其生态适应性。     

GA3和6-BA对高加索三叶草根蘖芽生长及内源激素含量的影响

为了研究植物生长调节剂赤霉素(GA₃)和6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)对高加索三叶草根蘖芽生长发育及内源激素含量的影响,在不同浓度的GA₃(0对照、300、600、900 和1200 mg·L^-1)和6-BA(0对照、25、50、100和200 mg·L^-1),对其根蘖芽生长后的植株高度、叶片数、叶绿素含量和内源激素含量(地上部分和地下部分)进行测定与分析。结果表明:与对照相比,所有GA₃处理均显著增加了株高(P<0.05)。尤其在600 mg·L^-1 GA₃处理下,平均株高为21.33 cm(高于对照处理4.12倍)。GA₃还促进了叶绿素a的合成,最显著效果是在600 mg·L^-1 GA₃处理下,叶绿素a的浓度为0.92 mg·g^-1(高于对照76.92%) (P<0.05)。GA₃对叶绿素b含量无显著影响(P>0.05)。在6-BA所有处理浓度下,株高约为对照处理2.6倍,并且对于叶片数,6-BA处理比GA₃处理更敏感,在200 mg·L^-1时最多,高于对照2.99倍。 6-BA显著促进了叶绿素a和b的积累(P<0.05)。内源激素含量在整个处理浓度下均显示出对外源激素应用的剂量反应。对于地上植物部分,600 mg·L^-1的外源GA₃引起内源玉米素(ZT),GA₃和生长素(IAA)分别增加约23.84%,55.71%和137.99%,而脱落酸(ABA)减少约44.09%。与对照相比,外源200 mg·L^-1 6-BA使内源ZT,GA₃和IAA含量分别提高了约293.23%,49.71%和49.84%,而ABA降低了约52.48%。对于地下植物部分,内源激素变化与地上部分植物的响应大致相似,明显不同在于外源同样浓度GA₃(600 mg·L^-1)和6-BA(200 mg·L^-1)处理引起的ABA降低要少(分别为15.15%和28.26%)。总之,600 mg·L^-1 GA₃和200 mg·L^-1 6-BA是促高加索生长发育的最佳浓度。     

低磷胁迫对太空诱变耐低磷柱花草酸性磷酸酶活性和磷效率的影响

低磷胁迫是酸性土壤限制牧草生产的主要障碍因子之一。本课题组前期的研究中,通过太空诱变获得了一个耐低磷柱花草突变体TPRC2001-84,但其适应低磷胁迫的机制仍不清楚。以TPRC2001-84及其亲本热研2号(RY2)为试验材料,通过水培方法,比较正常供磷(+P,250 μmol·L^-1 KH₂PO₄)和低磷(-P,5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理对TPRC2001-84和RY2生物量、磷吸收效率、磷利用效率、可溶性磷浓度、细胞壁磷含量和酸性磷酸酶(ACP)活性的影响。结果表明,相对于正常供磷处理,低磷处理显著降低了两份柱花草材料的植株干重和磷吸收效率(P<0.05),但显著提高了两份柱花草材料的磷利用效率(P<0.05)。并且,TPRC2001-84在低磷处理下的植株干重和磷利用效率分别是RY2的1.6和1.4倍。在低磷胁迫下,虽然TPRC2001-84叶片和根系的细胞壁磷含量只有RY2的70%左右,但是,TPRC2001-84叶片和根系的可溶性磷浓度分别比RY2高36.8%~42.6%,细胞壁ACP活性分别比RY2高46.6%~53.6%。以上结果说明,柱花草TPRC2001-84在低磷胁迫下具有较高的细胞壁ACP活性,有利于其对细胞壁中贮存磷的活化利用,从而获得较高的磷利用效率。这将为选育磷高效柱花草新品种提供理论依据和种质材料。     

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。     

不同休眠玉米种子内源激素的含量测定和分析

本研究利用高效液相色谱法,对7个不同休眠性的玉米自交系鲜种子内源激素ZT、GA₃、IAA和ABA的含量进行了测定和分析。分析了各种激素及其相互作用对玉米种子休眠的影响,为阐明玉米种子休眠机理奠定了基础。结果表明,ZT含量在一定程度上与种子休眠性呈负相关性,具有对种子萌发抑制物的拮抗作用;GA₃具有解除休眠和促进萌发的功能,在种子萌发过程中是必需的;IAA与休眠不具有相关性;ABA具有拮抗GA₃的作用,诱导种子休眠,抑制萌发。种子的休眠是几种激素综合作用的结果,种子休眠程度与种子内起促进作用和起抑制作用的激素之间的比例密切相关。强休眠特性玉米自交系具有以下特征:ZT和GA₃含量低,ABA含量高,ZT/ABA值与GA₃/ABA值较小,各激素相对平衡。     

叶面喷施GA3对紫花苜蓿花荚内源激素及种子产量构成的影响

本试验以‘新牧4号’紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘XinMu No.4’）为试验材料,在不同生育时期喷施植物生长调节剂赤霉素（gibberellin,GA₃）,探讨紫花苜蓿花荚内源激素含量变化及其对种子产量构成和结荚率的影响。结果显示：在现蕾期苜蓿叶面喷施100 mg·L^-1 GA₃后,可显著降低花荚内源激素GA₃和玉米素核苷（zeatin riboside,ZR）含量（P<0.05）,对脱落酸（abscisic acid,ABA）和生长素（auxin,IAA）含量影响较小;初花期喷施可使花荚内源激素GA₃和IAA含量显著增加（P<0.05）,对ABA与ZR含量影响较小;盛花期喷施可导致花荚内源激素IAA含量显著降低（P<0.05）,但对GA₃,ABA和ZR含量影响较小;结荚期喷施则引起花荚内源激素IAA和ZR含量显著性下降（P<0.05）,而对GA₃和ABA含量影响较小。产量构成因子与种子产量灰色关联度综合分析表明,盛花期处理综合得分最高,种子千粒重和结荚率是影响苜蓿种子产量的主要因素;喷施100 mg·L^-1 GA₃处理对紫花苜蓿产量构成因子影响不大,但现蕾期喷施对种子产量影响较大,较对照组降低48.24%。综上所述,喷施GA₃的适宜时期为盛花期,在苜蓿制种生产中建议使用低浓度喷施。     

GA3浸种对入侵植物节节麦种子破眠及发芽特性的影响

节节麦入侵已严重威胁到我国小麦的生产。节节麦种子具有较强的休眠特性,探讨赤霉素(GA₃)浸种对其破眠及发芽特性的影响,旨在为节节麦的后续研究提供参考。在光照和黑暗条件下,分别利用0、100、200、300、400、500 mg·L^-1的GA₃对种子进行处理,首先进行种子发芽率及发芽势的测定,并检测了500 mg·L^-1 GA₃及蒸馏水处理节节麦种子发芽过程中保护酶活性、MDA及内源激素含量的变化。结果表明:1)GA₃浸种处理提高了种子的发芽率及发芽势,其中以500 mg·L^-1 GA₃处理最为显著。此外,光照条件下种子的发芽率及发芽势均明显高于黑暗条件,表明节节麦种子的发芽需要一定光照条件;2)与蒸馏水处理相比,500 mg·L^-1的GA₃处理提高了种子内SOD及POD活性,减轻了质膜氧化损伤程度,致使MDA含量持续下降,从而促使种子朝有利于发芽的方向发展。此外,500 mg·L^-1GA₃处理在提高种子内促进生长内源GA₃、IAA及ZR含量的同时,并降低了抑制生长的内源ABA含量,致使GA₃/ABA、IAA/ABA和ZR/ABA值均明显高于蒸馏水处理,最终促进了节节麦种子的发芽。     

不同红豆草材料耐低磷性评价及种质筛选

为筛选耐低磷红豆草材料及与耐低磷相关性状指标,采用营养液砂培方法,对生长42d的11份红豆草材料分别进行常磷(1.00mmol/L KH2PO4)和低磷(0.01mmol/L KH2PO4)处理,15d后测定各材料的株高、根系活力、叶片相对含水量、根冠比、根系平均直径、根系体积、根系总表面积、根系总长、根尖数,叶片和根...     

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。     

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。     

磷对铝胁迫紫花苜蓿幼苗根系生长和生理特征的影响

为了探究磷对铝胁迫下紫花苜蓿幼苗生长和生理特征的影响,分别用不含和含200 μmol·L^-1磷（P）、100 μmol·L^-1铝（Al）、200 μmol·L^-1 P+100 μmol·L^-1 Al的简易 ［Ca（NO₃）₂］营养液（pH=4.5）处理铝敏感紫花苜蓿品种‘Wl440’幼苗。结果表明,在铝处理中添加磷后,苜蓿幼苗根系和叶片中的铝含量分别比铝处理降低81.53%和61.47%,苜蓿幼苗的根长和根系活力显著提高,叶片电导率和丙二醛（MDA）含量显著下降;光合生理得到明显改善,与铝处理相比,磷添加处理幼苗叶片的叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和光合速率明显提高,光系统Ⅱ和光系统I的电子传递速率增加;磷添加处理明显提高了铝胁迫苜蓿根系的草酸和苹果酸含量,体内有机酸螯合铝离子的能力增强,光合能力提高。因此,磷能够通过增加根系有机酸含量,改善铝胁迫苜蓿光合系统,从而缓解苜蓿铝毒害。     

ABA和GA3对山韭种子萌发、生理特性及内源激素含量的影响

本研究通过不同浓度的脱落酸（Abscisicacid，ABA）和赤霉素（Gibberellins，GA₃）浸种，研究其对山韭（Allium senescens L.）种子萌发特征的影响及促进萌发的生理变化规律。结果表明：100 mg·L^-1 ABA和100 mg·L^-1 GA₃处理显著提高了山韭种子的发芽率、发芽势、胚芽长、胚根长和胚芽胚根的鲜重（P<0.05）。与施加蒸馏水处理相比，ABA和GA₃处理均显著提高了可溶性蛋白含量、脂肪酶和蛋白酶活性（P<0.05）；100 mg·L^-1 GA₃处理显著提高了山韭胚芽乙烯（Ethrel，ETH）含量和ABA含量（P<0.05），100 mg·L^-1 ABA处理显著增加了山韭胚芽GA₃的含量而显著降低了ABA含量（P<0.05）。主成分分析和相关性分析表明：山韭种子发芽率、发芽指数和活力指数与可溶性蛋白、可溶性糖含量以及酶活性之间显著正相关。100 mg·L^-1 ABA和100 mg·L^-1 GA₃对山韭种子的萌发及生长均具有显著的促进作用，ABA处理通过提高山韭胚芽内源GA₃含量促进种子萌发，GA₃处理通过提高山韭胚芽内源ETH含量促进种子萌发。     

钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探明葛藤对喀斯特山区土壤富钙环境的适应机制,以3份不同产地葛藤种质种子为试验材料,采用室内模拟试验,研究不同浓度（0、50、100、150和200 mmol·L^-1 CaCl₂）钙盐胁迫对3份葛藤种质种子萌发、幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶系统及植物内源激素的影响。结果表明,随钙盐胁迫浓度升高,澳大利亚（AUS）和江苏（JS）种质种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均显著降低,种子萌发率、萌发速度及种苗生活力均受到显著抑制（P<0.05）,湖南（HN）种质在胁迫浓度为100 mmol·L^-1时,种子发芽率、发芽势、发芽指数升高;3份葛藤种质幼苗叶长、叶宽、株高和生物量显著降低;叶片丙二醛（MDA）含量和相对电导率均显著升高;叶片脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性均先增后降;AUS和HN种质叶片过氧化物酶（POD）活性先增后降,JS种质表现为显著上升;HN和JS种质叶片抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性显著升高,AUS种质则表现为先升后降;3份葛藤种质叶片脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）（除JS种质）含量均先增后减。0~50 mmol·L^-1 CaCl₂胁迫对3份葛藤种质种子萌发及幼苗生长抑制不显著,150~200 mmol·L^-1 钙盐胁迫显著抑制3种葛藤种子萌发及幼苗生长,HN种质种子依靠种子休眠抵御钙盐胁迫,说明葛藤幼苗对低钙盐胁迫具有一定的耐受性。中高钙盐浓度胁迫时,葛藤幼苗通过提高自身渗透物质含量、增强抗氧化酶活性、增加部分激素含量、改变地上地下生物量等方式积极调节自身生理代谢, 以适应高钙盐环境。结合隶属函数和主成分分析,除Pro含量和APX活性外,其余指标均可作为评价3份葛藤种质耐盐性的主要指标,3份种质的耐盐性大小顺序为JS>HN>AUS。