干旱胁迫下偏关苜蓿显微结构响应特征研究（英文）

以山西地方优良种质——偏关苜蓿(Medicago sativa‘Pianguan')为材料,采用20%PEG模拟干旱胁迫0,24,48,72 h后,观测根、茎、叶各器官显微结构特征参数。利用单位干旱时间内各显微结构参数相对响应关系及干旱时间与干旱指标实测值关系,获取能够在显微结构尺度上定量评价植物体各组织对干旱胁迫响应关系的干旱指数:干旱响应率(RR)和干旱响应度(RD),旨在为干旱胁迫与细胞响应的其他相关研究提供方法学参考.结果表明:叶片海绵组织厚度和栅栏组织厚度、茎韧皮部厚度和筛管直径及髓腔直径、根直径和表皮厚度分别对干旱胁迫有相对较高的响应特征,其中叶片海绵组织厚度、栅栏组织厚度和茎髓腔直径的响应特征最高。综合响应率和响应度分析得出各器官对PEG的耐受性依次为根茎叶。     

紫花苜蓿组织解剖结构对NaHCO3盐碱胁迫的响应

为研究苜蓿组织结构对NaHCO₃胁迫的响应,本实验采用石蜡切片技术和光学显微技术,以甘农3号紫花苜蓿为研究试材,比较研究了0,100和150 mmol/L的NaHCO₃胁迫处理对甘农3号紫花苜蓿根、茎和叶内部结构的影响。最显著的结果在于NaHCO₃盐碱胁迫对紫花苜蓿植株维管系统影响较大,使贯通于根、茎、叶3个器官的维管组织变小,导致木质部和韧皮部输导能力锐减,极大地限制了由根系吸收的溶解有盐离子的水分向地上部分的运输。此外,在NaHCO₃盐碱胁迫下,各营养器官的其他组织也发生了相应的改变。盐碱胁迫使苜蓿叶片整体变薄,对海绵组织的影响强于栅栏组织,造成栅栏组织在叶片中所占比例相对增加;使茎的横切面变为不规则形,表皮细胞变小变薄,胞壁角质层加强,且使位于茎中央的髓薄壁组织细胞直径减小,数量增加,而髓细胞的内含物浓度增加;在盐碱胁迫下促进了根部的发育,根部直径显著变粗,木质导管直径显著变小但数量增多。     

2种委陵菜叶片结构和生理指标对干旱胁迫的生理响应

以白叶委陵菜(Potentilla leucophylla)和轮叶委陵菜(Potentilla verticillaris)为试验材料,通过干旱胁迫处理研究2种委陵菜叶片的解剖结构和叶绿素含量等生理指标的变化情况,进而比较分析2种委陵菜的耐干旱能力,以期为耐旱植物的选育奠定基础.结果表明:随着干旱胁迫增强,2种植物的叶片、上下表皮和海绵组织厚度逐渐减小,栅栏组织厚度逐渐增加,且栅栏组织与海绵组织厚度比值呈逐渐增长趋势;与胁迫初期相比,白叶和轮叶委陵菜叶绿素含量逐渐下降,下降幅度分别为35.62%, 31.72%;丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量上升,MDA含量的增长幅度分别为572%, 458%;超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,SOD活性分别在胁迫的第20 d和25 d达到最大值.干旱胁迫处理期间,轮叶委陵菜各项指标的变化幅度稍小,说明轮叶委陵菜适应干旱的能力强于白叶委陵菜,植物叶片的解剖结构和生理指标变化可以作为植物耐旱能力的评价指标.     

干旱胁迫对绢毛委陵菜叶片解剖结构和生理指标的影响

以绢毛委陵菜(Potentilla sericea)为材料,采用盆栽控水试验研究土壤干旱胁迫下叶片解剖结构和生理指标的变化。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加叶片厚度、上下表皮厚度、栅栏组织和海绵组织的厚度均逐渐减小,且栅栏组织同海绵组织的厚度比大于未受干旱胁迫的植株。随着干旱胁迫时间的延长,叶绿素含量呈逐渐下降的趋势,丙二醛、脯氨酸的含量和超氧化物歧化酶的活性均呈先上升后下降的变化趋势。本研究表明,在干旱胁迫下绢毛委陵菜通过改变叶片生理功能和内部解剖构造来适应干旱环境。     

PEG胁迫对2种冰草根、叶鞘和叶显微结构的影响

为探讨干旱环境对冰草根、叶鞘和叶片显微结构的影响,试验以2种冰草(蒙农杂种冰草、中间冰草)幼苗为材料,根系浸入20%聚乙二醇(PEG)-6000溶液中胁迫处理3 d,采用石蜡切片方法对根、叶鞘和叶片进行显微结构特征观察和比较研究。结果表明:PEG胁迫使冰草根的表皮、皮层厚度、中柱直径和后生导管直径加大,维管束数目在蒙农杂种冰草中有增加趋势;冰草叶鞘结构除中间冰草的下表皮厚度减少外,上表皮厚度和角质层厚度均加厚,后生导管直径加大。冰草叶片结构除中间冰草的叶片表皮厚度减少外,叶片厚度和上、下表皮厚度均加厚,主叶脉直径、主脉导管直径和肋状突起高度均加大。     

扁蓿豆叶片解剖结构特征与生态因子相关性分析

为了探讨扁蓿豆(Medicago ruthenica)叶片组织结构与生境的关系,以来自我国7个省市(自治区)的扁蓿豆种质资源共59个居群的成熟叶片为试验材料,采用石蜡制片法,用光学显微技术测定叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、维管束直径、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片栅栏组织结构紧密度和叶片海绵组织结构疏松度。方差分析表明:不同地区扁蓿豆解剖结构的9个特征表现出很大程度的差异性,变异系数变化范围为7.47%~24.49%;相关分析表明:各指标之间大多都存在一定的相关关系;主成分分析表明:栅栏组织厚度、海绵组织厚度、维管束直径及叶片厚度基本可以代表大部分叶片解剖结构特征的变异信息。聚类分析把59个居群分为6大类,表现出居群之间的亲缘关系与地理分布有一定的关联;生态因子分析表明:年降水量与栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片厚度成显著正相关(P<0.05),推测栅栏组织厚度、海绵组织厚度和叶片厚度的大小与扁蓿豆种质资源的抗旱特性有关。     

白三叶叶片解剖可塑性及其对光强的响应

探讨不同光照强度下白三叶叶片解剖特征,叶片可塑性及其对光强环境的响应。结果表明:白三叶叶片结构具有一定的可塑性,其中表皮和叶肉的可塑性较大,而中脉则相对较为稳定;在全光照条件下,叶片为阳生叶特征,叶片较厚,上表皮外切向壁平展,气孔密度大,栅栏组织发达,栅栏细胞长柱形,排列紧密,海绵组织较薄,细胞较小,排列疏松,中脉较厚;在弱光照条件下,叶片为阴生叶特征,叶片较薄,上表皮细胞凸透镜状,气孔密度较小,栅栏组织极不发达,栅栏细胞不规则或漏斗形,海绵组织发达,细胞较大,排列紧密,中脉较薄;非参数相关性分析结果表明,上表皮厚度、海绵组织厚度与相对光照强度呈显著负相关,而上表皮气孔密度、栅栏组织厚度、栅栏组织海绵组织厚度比、栅栏细胞长宽比和中脉厚度等性状与相对光照强度呈显著正相关。     

~(60)Co-γ射线辐射对苜蓿根茎叶显微结构的影响

为了探究~(60)Co-γ辐射苜蓿种子的幼苗根茎叶组织结构的影响,试验采用剂量分别为0,600,900,1 200和1 500Gy的~(60)Co-γ射线对苜蓿种子进行辐射处理,利用光镜显微镜观察~(60)Co-γ辐射苜蓿种子的幼苗根茎叶组织结构产生的变化。随着辐射剂量的增加,苜蓿根的表皮、皮层薄壁细胞和根及维管柱、原生导管和后生导管的直径,茎的表皮和皮层薄壁细胞的厚度及维管束和髓的直径,叶片的上下表皮、叶脉凸起、叶片、海绵组织和栅栏组织厚度均有增加的变化趋势,除辐射剂量为600Gy时其栅海比与对照组比较增加外,其他辐射剂量的栅海比、栅栏组织结构紧密度和海绵组织结构疏松程度均有减小的变化趋势。~(60)Co-γ射线辐射对苜蓿幼苗的根茎叶组织结构产生了不同的影响。     

8个桑品种的植株茎叶解剖结构及与耐旱性的关联分析

以干旱、半干旱和湿润地区来源的8个桑品种的植株为材料,采用石蜡切片法和光学显微镜技术对其茎、叶进行解剖结构观察,根据桑树的解剖结构特征分析不同桑品种对干旱的耐受能力差异及桑树对干旱环境的适应性变化,并筛选出能表征桑树耐旱能力的重要解剖结构特征性状。不同桑品种植株叶片的角质层厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和下表皮厚度均存在显著差异,植株茎的导管孔径、导管密度、木质部厚度、韧皮部厚度、茎直径和髓直径等在各桑品种间也有显著差异。对桑品种间具有显著差异的解剖结构性状进行主成分分析,筛选出12项茎、叶解剖结构性状指标作为桑树耐旱能力评价的代表性性状指标,进一步将这些指标数据转换为隶属函数值,8个桑品种的耐旱性相关解剖结构特征性状的隶属函数值从大到小,即显示的耐旱性从强到弱依次为吴堡桑、白桑、新一之、甜桑、育2号、育711号、湖桑32号、陕桑305。     

内蒙古扁蓿豆叶片解剖性状与抗旱性的研究

以来自内蒙古的野生扁蓿豆种质资源32个居群成熟叶片为试验材料,采用石蜡制片法,应用光学显微技术测定了叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、维管束直径、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片栅栏组织结构紧密度和叶片海绵组织结构疏松度等与抗旱相关的解剖结构特征参数,并进行统计分析和抗旱性综合评价。结果表明,9个指标均表现差异极显著;叶片上表皮厚度、叶片下表皮厚度、叶片厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度之间呈极显著相关和显著相关关系;第3个主成分的特征值为1.621,累计贡献率达86.67%,已超过85%,前3个主因子基本上能概括9个指标的主要信息;采用UPGMA法将32个居群分成五大类。隶属函数法综合评价抗旱能力显示16和27号居群的抗旱性最强,22号居群抗旱性最差。     

差不嘎蒿茎叶解剖特征及其与气候因子的关系

差不嘎蒿（Artemisia halodendron）是我国东北部重要的防风固沙植物,本研究利用石蜡切片法观察内蒙古不同地区差不嘎蒿的叶片和茎解剖结构,运用方差分析方法比较不同地区差不嘎蒿解剖结构间的差异性,以逐步回归得出影响解剖数量特征的主导气候因子。结果表明：差不嘎蒿叶为等面叶,表皮细胞为1层,栅栏组织呈环栅型,排列紧密,维管束发达;茎表皮细胞为1层,外韧无限维管束,环状排列,髓发达;来自于北部的呼伦贝尔沙地的差不嘎蒿叶上表皮角质层和茎皮层厚度显著高于科尔沁沙地,髓直径和茎导管直径也有类似趋势;差不嘎蒿栅栏组织厚度、茎筛管直径随生长季降水的减少而增加,叶上表皮角质层、髓直径、茎导管直径随有效温度的减少而增加,表现出对水分和温度的适应性变化。研究结果为本种在不同气候条件下的生态适应性研究提供基础资料。     

干旱胁迫下委陵菜和翻白委陵菜叶片结构和生理指标的变化

以委陵菜（Potentilla chinensis）和翻白委陵菜（P.discolor）为试验材料，研究土壤干旱胁迫条件下植物叶片解剖结构和生理指标的变化。结果表明，随着干旱胁迫的增强，两种植物栅栏组织和海绵组织厚度变化较明显，翻白委陵菜的栅栏组织与海绵组织比值较委陵菜大；两种植物叶绿素含量均逐渐下降，超氧化物歧化酶（SOD）活性均呈先上升后下降的趋势，丙二醛（MDA）和脯氨酸含量都逐渐增加。比较两种植物各项指标的变化幅度，发现翻白委陵菜适应干旱的能力较委陵菜强。因此，叶片解剖结构和各项生理指标的变化可以作为评价两种委陵菜属植物对干旱胁迫敏感度的指标之一。     

PEG胁迫对2种冰草叶片显微和超微结构的影响

为了研究PEG渗透胁迫对冰草叶片细胞结构的影响,试验以两种抗旱性不同的冰草叶片为材料,采用石蜡切片法和电镜样品制片方法,进行叶片显微和超微结构特征的观察和比较研究,以进一步探讨干旱对冰草的显微结构和超微结构的影响。结果表明:PEG胁迫对2种冰草叶片厚度、上表皮厚度和下表皮厚度、主叶脉直径、主脉导管直径和肋状突起高度产生不同的影响;叶片细胞出现严重的变形,对叶绿体超微结构产生严重的影响,造成叶绿体被膜褶皱,基粒片层扭曲变形,叶绿体基质中的淀粉粒和质体小球明显减少。     

草地早熟禾对干旱及旱后复水的生理响应研究

为了进一步明确冷季型草坪草形态、水分生理和碳分配模式对干旱及复水处理的反应,本试验以草地早熟禾草的3个栽培种:新歌来德、午夜和奖金为材料,进行人工模拟干旱处理21d,然后再恢复浇水21d。期间测定了草坪质量、叶片相对含水量(RWC)、总的非结构性碳水化合物(TNC)含量及¹⁴C同化物在根、茎、叶的分配率。试验结果表明,干旱胁迫造成3个品种的草坪质量和RWC明显下降,变化幅度因品种和处理时间不同而存在差异;复水后,草坪质量和RWC不同程度地得到恢复,其中奖金表现出较强的恢复能力。干旱胁迫初期,3个品种根部¹⁴C分配率明显增加,干旱14d时,3个品种¹⁴C分配模式为:根＞茎＞叶。随着干旱胁迫的进行,¹⁴C由根部向茎和叶片转移,其茎和叶片中¹⁴C分配率明显升高。复水21d后,3个品种中¹⁴C分配率模式为:茎＞叶＞根;干旱胁迫期间,3个品种的叶片、茎和根之间TNC积累量一直发生变化,干旱胁迫21d时,3个品种TNC含量在根、茎、叶中的积累模式为:叶＞茎＞根。复水后,3个品种根、茎、叶中TNC积累量较干旱胁迫21d时各自对应器官中TNC积累量有不同程度下降,但TNC在根、茎、叶中的积累模式与干旱胁迫期间保持一样。试验结果表明,在干旱和复水处理中碳同化物在植物体内不同器官不同分配率及碳水化合物在植物体内不同器官中积累是草坪草对干旱胁迫及复水处理的一种生理调节反应,将为今后研究草坪草在其他逆境胁迫下的抗性提供了一定的科学参考。     

基于植株各器官生理响应对12种苜蓿抗旱性的综合评价

为筛选抗旱性强的苜蓿（Medicago sativa L.）品种,本试验以12个苜蓿品种为材料,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱处理,设置了100 g·L^-1和200 g·L^-1两个胁迫梯度,分别测定叶片、茎、根颈、根系4个器官的渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和植株根冠比,通过主成分分析计算植株各器官生理指标在抗旱性评价过程中所占权重,结合抗旱系数评价苜蓿品种的抗旱性。结果表明,在100 g·L^-1和200 g·L^-1 PEG模拟干旱胁迫下,植株的生长受到抑制,生物量、株高、叶面积、根长均减小,根冠比增加;各器官脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高;在所有的生理指标中,脯氨酸、可溶性糖、过氧化氢酶活性对干旱胁迫的响应较敏感。不同器官生理调节物质的抗旱系数存在差异,叶片各指标对干旱胁迫的响应小于茎和根系,根颈脯氨酸和可溶性糖含量对干旱胁迫的响应大于叶片、茎和根系。在评价品种抗旱性时,根系可溶性蛋白含量、根颈脯氨酸含量、根颈可溶性糖含量、根系可溶性糖含量及根系过氧化氢酶活性占权重较大。综合分析得出,100 g·L^-1 PEG处理时,‘公农1号’、‘中苜1号’和‘前景’的抗旱性比较强;200 g·L^-1PEG处理时,‘骑士2’、‘东苜1号’、‘巨能2’和‘斯贝德’的抗旱性较强,可作为苜蓿抗旱栽培的参考品种。     

不同抗旱性狗牙根地上地下表型特征及内源激素对干旱胁迫的响应

为了研究干旱胁迫对不同抗旱性狗牙根形态建成及内源激素的影响,明确不同抗旱性狗牙根响应干旱的表型特征及内源激素差异,探讨狗牙根表型特征与内源激素的相关性,丰富狗牙根抗旱理论以及生产实践中利用外源激素调控其抗旱性提供参考。采用PVC管栽植狗牙根,控制不同水分达到预设梯度维持10 d,对其叶、根相对含水量、相对电导率、内源激素[吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)、玉米素核苷(ZR)、油菜素内酯(Br)]、叶部特征(叶长、叶宽、叶面积)、根部特征(总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根干重、最长根长、根系活力)进行测定,分析干旱胁迫下不同抗旱性狗牙根叶、根内源激素比例变化及表型特征与激素的相关性。结果表明,随着干旱胁迫加剧,显著降低了2类狗牙根的叶长、叶宽、叶面积、根平均直径,促进了根部生长发育;提高了叶、根ABA含量,降低了IAA、GA₃、ZR、Br含量,且IAA/ABA、GA₃/IAA与叶部指标、根部指标呈相反相关性,这均从侧面表明狗牙根叶、根在干旱胁迫下选择了相反的生存策略,即促进地下部生长,抑制地上...     

不同光照强度对叉花草叶片结构和叶绿素含量的影响

为探讨叉花草的耐荫特性,研究了不同光照强度对其株高、叶面积、叶绿素含量及叶片结构的影响。结果表明,与全光照相比,株高、叶面积和叶绿素含量随遮光度的增加而增加,遮光70%以上使植株变得柔软;叉花草的栅栏组织为1层,海绵组织相对较为发达,在不同遮荫条件下,叶片厚度、栅栏组织和海绵组织均变薄,栅栏组织/海绵组织比值减小;叶片中叶绿素 a/b 随遮光度的增加而减小,表明叉花草适宜在遮光度60%~70%的环境下生长。     

土壤含水量对芒果叶片解剖结构的影响

为探明不同土壤含水量对芒果叶片解剖结构的影响，采用石蜡切片技术，对不同土壤含水量下贵妃芒叶片4个不同生长发育时期的叶片厚度、栅栏组织厚度、叶片组织紧密度等进行了观测。结果表明：芒果叶片在不同发育时期其解剖结构存在一定程度的差异，由新叶长至成熟叶，叶片厚度、栅栏组织、海绵组织厚度逐渐增厚。经过不同土壤含水量处理后，在叶片厚度、栅栏组织、海绵组织厚度方面，CK处理的新叶、幼叶均大于其他处理，CK的成熟叶均小于其他处理，T4处理的成熟叶叶片最厚；随着叶片生长发育，T1处理的叶片上表皮及上角质层厚度逐渐减少，而T4处理逐渐增加，T1处理叶片的CTR（组织结构紧密度）逐渐下降、SR（组织结构疏松度）逐渐增加，而其他处理的CTR先下降后上升，SR则先升高后下降。T1处理的成熟叶下表皮及下角质层最厚，T3处理最薄。     

冬季覆盖物对山西野生狗牙根形态特征和生理特性的影响

利用塑料薄膜覆盖、遮阳网覆盖和草帘覆盖,观测野生狗牙根(Cynodon dactylon)返青初期叶片、茎和根茎各组织器官的形态特征,测定叶绿素含量、相对含水量、可溶性糖、可溶性蛋白含量和保护酶活性等生理生化指标,以揭示不同覆盖处理下狗牙根各组织器官的生理响应.结果表明:经覆盖处理的狗牙根返青率在88.67%以上,而未覆盖的狗牙根植株全部死亡;草帘覆盖处理的狗牙根草坪盖度、株高、叶绿素含量显著高于遮阳网覆盖,而丙二醛含量及质膜透性显著低于遮阳网覆盖,效果最好;塑料薄膜次之,遮阳网较差.狗牙根各器官对覆盖物的响应表现出根茎 >叶片 >茎.     

盐胁迫对枸杞属2种植物幼苗生理指标的影响

以枸杞属的黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)和宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)幼苗为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液进行胁迫,对其叶片相对含水量、叶绿素含量、质膜透性、丙二醛(MDA)含量及渗透调节物质的积累特征进行研究。结果表明:50和150mmol·L^-1 NaCl浓度下,2种植物叶片相对含水量较对照增加,而随着盐胁迫程度的加重,叶片相对含水量迅速下降;盐处理组中2种植物叶绿体各光合色素含量显著高于对照,且随盐浓度升高而增加,但Chl a/Chl b比值在低盐时增加,而后随胁迫程度的加重快速下降;叶片质膜透性和各器官MDA含量随胁迫浓度的增加呈逐渐升高趋势,且在中、高盐胁迫下,黑果枸杞各器官中的MDA含量显著低于同浓度胁迫下的宁夏枸杞;在对照及盐处理组,2种植物脯氨酸和可溶性糖含量在各器官中的分布规律为根>茎>叶,同时,盐处理组中2种植物各器官中的脯氨酸和可溶性糖含量随着盐胁迫浓度的增加呈逐渐增加趋势,其中,同一盐浓度下,黑果枸杞叶片中积累的脯氨酸含量显著低于宁夏枸杞,而茎及根中的含量却显著高于宁夏枸杞。相对而言,黑果枸杞比宁夏枸杞具有更强的耐盐能力。