铅胁迫对三樱椒生理生长及铅吸收分布的影响

【目的】研究铅(Pb)对日本枥木三樱椒(以下简称三樱椒)生理生长的影响,揭示三樱椒对Pb的吸收特征。【方法】选用三樱椒作为试验材料,在供试土壤(Pb本底含量为41mg/kg)中添加Pb,使土壤中的Pb含量分别为41(CK),291,541,791,1041,1541,2041,2541,3041和3541mg/kg,测定三樱椒的植株高度、单株干物质量、CAT、POD、SOD、MDA、净光合速率(Pn)及根、茎、叶、果实中Pb含量等指标。对植株高度、单株干物质量与土壤Pb含量的关系建立分段函数;依据CAT、POD、SOD、MDA、Pn5个指标随土壤Pb含量的变化,对土壤污染程度进行分类;同时对CAT、POD、SOD、MDA、Pn5个指标与土壤Pb含量进行直接相关和综合相关分析。【结果】1)三樱椒植株高度和单株干物质量随土壤中Pb含量的增加而明显下降,特别是当土壤Pb含量大于1 200mg/kg时下降更显著;Pb含量在1 200mg/kg以下对三樱椒生长的影响不明显。2)三樱椒植株CAT、POD、SOD、MDA、Pn5个生理指标随土壤Pb含量的增加先上升,而后呈下降趋势;土壤Pb含量对POD和SOD的影响最大,其次是CAT,对MDA和Pn的影响相对较小,与5个生理指标的综合相关系数为r=0.992,具有极显著性(P=0.01);聚类分析和判别分析结果,也很好地反映了土壤Pb不同含量对5个生理指标的综合影响不同。3)三樱椒根系、茎、叶、果实等各部位以及单株Pb含量,均随土壤Pb含量的增加而增加,但峰值点不同。当土壤Pb含量在541mg/kg时,Pb转移系数最高,之后随土壤Pb含量增加而逐渐减小。随土壤中Pb含量的增加,根部Pb含量增加幅度较大;茎和叶中Pb含量也相对稍增大,增加幅度较小;果实中Pb含量基本稳定,变化幅度最小。说明根部是Pb吸收的主要部位。【结论】三樱椒的生长生理指标随土壤Pb胁迫的增强均受到一定程度的影响。三樱椒根、茎、叶均可富集土壤中的Pb,其中根部是最主要的Pb吸收部位,果实受影响较小。在土壤Pb含量为541mg/kg时,Pb转移系数达最高,表明三樱椒可以改良土壤Pb污染。     

基于DSSAT模型陕西杨凌不同降水年型冬小麦灌溉制度研究

基于DSSAT作物模型模拟了不同降水年型水分胁迫条件下的冬小麦生产潜力,对比分析不同生育期灌水对产量、WUE以及土壤蒸发量等的影响,从而确定关键灌水期;并在综合考虑产量、WUE、总灌水量、灌水次数等因素的基础上确定了不同降水年型下的最优灌溉制度。结果表明：(1) 冬小麦越冬水、返青水、拔节水、灌浆水四水中以返青水最为关键,其次为拔节水,最后为越冬水和灌浆水;当不灌返青水时,冬小麦产量和蒸腾量显著降低,土壤蒸发量显著升高;(2) 不同降水年型之间也存在显著差异,产量、WUE、作物蒸腾量等表现为丰水年略大于平水年,二者显著大于枯水年;而灌水边际效益表现为平水年＞枯水年＞丰水年;(3) 枯水年、平水年、丰水年的冬小麦最优灌溉制 度分别为枯水年返青期和拔节期各灌水75 mm和50 mm,平水年返青期灌水75 mm,丰水年返青期和拔节期各灌水25 mm。     

节水型社会建设背景下区域节水措施及其节水效果分析——以甘肃省河西地区为例

节水型社会(WSS)是水资源集约高效利用、经济社会快速发展、人与自然和谐相处的社会。文中在分析节水型社会建设背景及国内外相关研究的基础上,以甘肃省河西地区为例,深入分析了节水型社会建设的框架内容、节水措施及节水效果。研究表明:1)河西地区节水型社会建设以农业节水为重点,涵盖了生产用水和生活用水的众多部门和领域。通过多种节水措施的实施,近10余年来河西地区用水总量已趋于稳定,用水弹性系数明显下降,基本实现了用水零增长条件下经济社会的持续稳定发展;2)通过产业结构调整和农业种植结构调整,河西地区农业用水明显下降,保证了城镇生活和生态环境用水需求的增长,用水结构明显优化;3)河西地区通过渠道衬砌、低压管道输水和改进田间灌溉技术,有效降低了农田灌溉用水的损失,提高了农业用水效率;4)近10余年来,河西地区单位产值用水量持续降低,用水效率和效益逐年提高,表明结构调整和技术要素是提高水资源利用效率和效益的关键因素。伴随产业结构的不断优化和节水技术的推广应用,经济发展过度依赖于用水增长的状况将得到较大改善。     

苗期干旱对花生抗病相关基因PnAG3的表达及耐旱生理指标的影响

为确定抗病基因PnAG3与花生抗旱性关系,本实验利用土壤盆栽试验,通过控水模拟干旱条件,利用荧光定量方法分析不同程度干旱、苗期不同抗病花生(Arachis hypogaea L.)品种PnAG3基因的表达变化,同时测定它们耐旱生理指标的变化。结果表明,抗病品种在中度干旱胁迫下超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活力分别升高了3.15、2.55和4.95倍,而不抗病品种在3种处理下差异不显著;丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量在不同干旱程度下均有所升高,且不抗病品种升高幅度大于抗病品种;基因PnAG3的表达量在抗病品种中要高于不抗病品种,但抗病品种在中度和重度干旱胁迫下基因表达量出现的峰值较不抗病品种早,与CAT活性的变化相似。整体来看,SOD呈持续上升趋势,而基因PnAG3表达量、POD、CAT和MDA呈现先上升后下降的趋势,结合耐旱生理指标及抗病相关基因PnAG3的变化情况,基因PnAG3表达量变化与耐旱生理指标的变化有相关性,且在抗病品种中基因PnAG3的表达量大于不抗病品种,推测基因PnAG3的功能与花生抗逆性有关。本研究为进一步研究花生抗性育种和种质筛选提供依据。     

磷酸胆碱合剂对不同种植密度玉米叶片衰老生理的影响

针对东北地区低温冷凉气候区密植条件下玉米叶片早衰现象,于大田条件下,研究了不同种植密度下磷酸胆碱合剂对京单28和先玉335叶片衰老相关指标及产量性状的影响。结果表明,随种植密度增加,玉米叶片保绿度、叶绿素含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性降低,丙二醛(MDA)含量升高。化控处理后,不同种植密度下,2个玉米品种叶绿素含量提高了6.57%~23.40%,保绿度提高了4.5%~13.9%;SOD、POD、CAT活性在中高密度条件下较对照升高了4.76%~21.64%,MDA含量较对照降低4.39%~11.82%;穗长、行粒数、百粒重和产量均较对照有所增加,京单28产量最高增加了398.3kg/hm2,先玉335产量最高增加了774.2kg/hm2。以不同品种不同密度下的各生理指标与产量进行相关分析,结果表明除MDA含量与产量呈极显著负相关外(r=-0.810**),其余都表现出正相关,其中POD活性(r=0.660*)达到了显著水平。表明磷酸胆碱合剂可以延缓玉米叶片的衰老。     

不同环丙烯类乙烯抑制剂对苹果常温贮藏保鲜效果的影响

为了研究不同支链长度的3种环丙烯类乙烯抑制剂处理对寒富苹果常温贮藏效果的影响,分别采用0.75μL/L1-MCP(1-甲基环丙烯),2μL/L1-PentCP(1-pentylcclopropene,1-戊基环丙烯)和0.5μL/L1-OCP(1-octylcyclopropene,1-辛基环丙烯)在常温条件下,熏蒸处理寒富苹果20h,以不处理为对照,处理后装入厚度0.02mm保鲜袋于常温下贮藏(20℃)。结果表明:1-MCP和1-PentCP处理能较好地抑制寒富苹果贮藏过程中的呼吸强度和乙烯释放量,各处理呼吸高峰时间较对照晚出现了4d,各处理对乙烯释放高峰出现的时间延迟了8d,较好地保持了果实贮藏期间的硬度,延缓了果实固形物含量和丙二醛含量的上升速度。这2个处理还在一定程度上延缓了细胞膜保护酶过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性变化。而1-OCP处理却促进了寒富苹果果实贮藏期间的丙二醛含量的上升,进而导致在贮藏后期出现了一定的伤害作用。研究结果表明,1-MCP和1-PentCP处理可以抑制寒富苹果的生理代谢,保持果实品质和降低膜脂伤害程度,从而延缓寒富苹果采后的成熟衰老进程。     

幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑对小豆生理和产量的影响

为探究幼苗期淹水胁迫及喷施烯效唑(S3307)对小豆(Vigna angularis)生理代谢和产量的影响,本研究于2018—2019年以龙小豆4号和天津红为试验材料,盆栽条件下,苗期进行预喷施S3307,同时连续淹水处理5 d并每天取样,测定分析相关生理指标。结果表明,幼苗期淹水胁迫引起小豆叶片H2O2和MDA含量、脯氨酸和可溶性蛋白含量显著提高,ABA、IAA和SA含量显著提高,SOD、POD和CAT活性显著提高,淹水处理5 d导致龙小豆4号单盆产量显著下降8.40%~12.61%,天津红显著下降9.91%~10.01%。S3307具有抵御淹水胁迫的作用,能有效增加小豆叶片脯氨酸和可溶性蛋白含量,显著降低H2O2和MDA含量,能够显著提高SOD和POD活性以及SOD/POD、SOD/CAT,显著增加ABA和SA含量,并显著抑制IAA含量的上升。喷施S3307使淹水4 d的龙小豆4号产量显著提高2.85%~6.18%,使天津红淹水4 d的产量显著提高2.85%~3.95%。综上,淹水胁迫下,不同品种小豆在活性氧物质积累、膜质过氧化、抗氧化酶活性以及激素水平等方面的生理应激存在显著差异;喷施S3307能够有效缓解淹水胁迫对小豆生理和产量的影响。本研究结果为进一步研究小豆苗期抵御淹水胁迫的生理机制及提高淹水胁迫下小豆的产量提供理论依据。     

植物响应淹水胁迫的研究进展

淹水胁迫是影响植物分布与生长发育的重要因素,植物耐涝性研究是提高作物耐涝性以应对日益严峻的极端气候及规模化生产管理的关键。为了合理开展植物耐涝性研究,深入挖掘不同植物响应淹水胁迫的调控机理,本文归纳了淹水胁迫对植物生长发育的影响,总结了植物响应淹水胁迫的调节机制,并详细分析了淹水胁迫对植物表型性状、生物量、光合作用、活性氧离子积累、糖含量和生物膜的影响,以及乙烯信号分子、活性氧清除机制、渗透调节、形态调节、分子和代谢调控在植物响应淹水胁迫中的调节机制。最后,通过总结,提出了合理开发外源调节物质提高作物耐涝性值得进一步的深入研究。     

水分胁迫对节水抗旱稻产量形成和根系形态生理特性的影响

目的 探究节水抗旱稻组合旱优73在不同灌溉条件下产量形成特点及其根系形态生理的变化情况。方法 以节水抗旱稻旱优73和高产水稻H优518为材料,通过根管试验设置三种水分处理(常规灌溉、轻度水分胁迫、重度水分胁迫),调查株高、分蘖、根系形态特征和生理特性以及产量构成因素,分析性状之间的关系,探究不同程度水分胁迫对旱优73和H优518产量形成和根系形态生理的影响及其差异。结果 两年的重复试验结果表明,与常规灌溉相比,在轻度水分胁迫下,旱优73的产量及其构成因素无显著变化,H优518的产量在两年内平均减少了25.6%,每穗粒数、结实率、千粒重也显著降低;在重度水分胁迫下,两品种产量及其构成因素均显著降低,其中,旱优73的产量两年内平均减少了28.8%,H优518产量减少了46.1%。与常     

干旱胁迫对赤芍生理特性影响及相关基因的克隆表达

为探究不同干旱程度对赤芍生长发育的影响及其抗旱机制,采用盆栽控水法,设置对照组、轻度干旱和重度干旱3个处理,测定赤芍叶片相对含水量、可溶性糖、可溶性蛋白、脱落酸、叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、丙二醛、游离脯氨酸含量、光合参数及超氧化物酶活性等生理指标,评价赤芍抗旱性;采用RT-PCR结合RACE技术克隆抗旱相关基因（DREB、Psb27、PsaK、MDHAR、SOD和GR）,探究不同干旱程度对赤芍相关基因表达水平的影响。结果表明,重度干旱胁迫下,赤芍可溶性糖、可溶性蛋白、类胡萝卜素、类黄酮、脯氨酸、丙二醛、抗坏血酸及谷胱甘肽的含量均呈上升趋势,如在重度干旱和轻度干旱24 d后,赤芍叶片可溶性糖含量分别为对照的2.50倍和1.66倍,重度干旱胁迫第16天时,可溶性蛋白含量为对照组的2.43倍,类胡萝卜素与类黄酮的含量分别约为对照组的1.8倍和1.4倍,约为轻度干旱的1.4倍和1.2倍;而叶片相对含水量、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率与叶绿素含量均降低,如重度干旱胁迫下赤芍叶片含水量不足20%,而轻度干旱和对照组叶片含水量均高于55%,叶绿素含量在第16天降到最低值,约为对照组的26%,为轻度干旱的33%;干旱胁迫下,光合作用相关基因Psb27、PsaK的表达量上调,且重度干旱上调水平更高;多个抗氧化基因的表达量（SOD、GR）、ABA含量以及胞间CO₂浓度呈先升后降趋势,如SOD在重度干旱第16天表达水平达到峰值,分别为轻度干旱与对照组的1.58倍和1.86倍,而后剧烈下降,到第24天时表达水平降到对照组的1.43倍,其中MDHAR的表达量呈下降趋势,重度干旱第24天时表达水平降到对照组的5.53倍。