淹水胁迫下小麦根通气组织形成的PCD特征及活性氧作用初探

为了解淹水条件下小麦根通气组织形成的细胞学特点和活性氧(Reactive oxygen species, ROS)在通气组织形成中的作用,以高度耐湿的华麦8号幼苗为材料进行淹水处理,在显微水平上系统地观察了通气组织的形成过程,在分子水平上检测了细胞核DNA的断裂情况,并对ROS的动态变化进行了荧光观察.结果表明:(1)通气组织最先起源于根皮层中部,然后逐渐扩展,到淹水8 d时基本形成,淹水60 d时更为发达;(2)淹水1.5～48 h根皮层出现大量细胞核DNA断裂,且细胞核DNA降解为180～200 bp的片段,证明小麦根通气组织的形成过程是根皮层细胞发生细胞程序化死亡(Programmed cell death, PCD)的过程,而且淹水1.5～48 h是根皮层细胞死亡高峰期;(3)ROS在细胞核DNA发生断裂前开始积累,在通气组织形成中呈现动态变化.上述结果表明, 淹水胁迫下小麦根通气组织形成是一个皮层细胞PCD的过程,并且ROS可能参与介导了PCD的进程.另外,淹水胁迫在前期抑制了次生根的产生,随后又促进了次生根的产生.     

闽江河口不同淹水频率下湿地土壤全硫和有效硫分布特征

为揭示湿地土壤全硫和有效硫的分布特征对淹水频率差异的响应,对闽江河口湿地近潮沟区域不同淹水频率的藨草(Scirpus triqueter)湿地、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)湿地和芦苇(Phragmites australis)湿地以及远潮沟区域的短叶茳芏湿地和芦苇湿地土壤的全硫和有效硫进行测定与分析。研究结果表明:(1)闽江河口湿地土壤全硫和有效硫分别为399.00～3 510.33 mg/kg和4.51～230.55 mg/kg,平均值分别为1 613.20 mg/kg和52.20 mg/kg;(2)近潮沟区域湿地土壤全硫和有效硫均表现出随淹水频率的增加先增大后减小,但远近潮沟区域的同种植物类型湿地间则表现为随淹水频率的增加而增大;(3)盐度是影响闽江河口不同淹水频率下湿地土壤全硫和有效硫变化的最重要的因子;(4)湿地土壤硫储量随淹水频率的增加而增大。     

玉米耐涝机理研究进展

淹水胁迫是玉米生产遭受的主要逆境之一。淹水胁迫使玉米植株气体扩散受阻,叶片细胞膜脂过氧化加剧,MDA含量积累,保护酶系统受损,叶绿体降解,光合速率下降。玉米可通过生理生化机制的调节来适应淹水胁迫,包括玉米植株生长发育、形态结构、解剖结构产生明显变化,在呼吸代谢、光合作用、抗氧化系统和内源激素等方面也发生相应变化。本文从形态学、生理学、生物化学和分子生物学等方面综述玉米耐涝机理研究进展,为玉米耐涝性研究和耐涝玉米新品种选育提供参考。     

甘蓝型油菜苗期响应渍害胁迫的生理调控机制

长江流域是中国油菜主产区,该区域常年湿润多雨,且产区实行油菜-水稻轮作制度,导致渍害频发。为明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对苗期渍害的响应机制,本研究采用盆栽试验,以强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45和不耐渍品系YZ59为试验材料,研究苗期淹水对油菜表型性状、生理特性、光合作用、相关基因相对转录水平等的影响,同时分析了外源激素抑制剂对油菜渍害胁迫的影响。结果表明,淹水胁迫严重抑制油菜生长,根系活力可作为衡量淹水胁迫对油菜生长影响的指示指标。根细胞超微结构观察发现,淹水胁迫导致油菜根系细胞发生质壁分离及细胞器破碎解体,强、中耐渍油菜的细胞器受损程度较小,能够在淹水胁迫中维持较为正常的细胞形态;淹水胁迫下根部细胞骨架相关基因Bnamicrotubule1.A3、Bnatubulin-α2.C3、Bnatubulin-β7.C6、Bnalamin-like.A2相对转录水平显著下调至对照水平(CK)的0.2～0.5倍;无氧呼吸相关基因BnaPDC.C9、BnaLDH.A1、BnaADH.A7表达量显著升高,为CK的3～6倍,且在中、强耐渍油菜中诱导表达水平更高。过...     

2个铁线莲品种对淹水胁迫的生理响应

为探究观赏铁线莲在不同淹水胁迫下的生理响应机制,以羞哒哒、波兰精神2个栽培品种为材料,设置2个胁迫处理(半淹水位控制在花盆的1/2,全淹水位控制在高于表层土壤5 cm处),并以正常水分管理为对照,分别测定供试材料7、14、21、28、35 d时的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素、相对电导率、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性蛋白、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理指标。结果表明,在半淹处理下,2个铁线莲品种随水淹胁迫时间的延长,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量均明显下降;相对电导率、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、POD活性、SOD活性均明显上升。在全淹处理下,2个铁线莲品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量均明显下降;MDA含量、脯氨酸含量、相对电导率呈上升趋势;POD、SOD活性均先上升后下降。通过隶属函数法综合评价耐涝性,发现半淹条件下的耐涝性明显高于全淹条件下的耐涝性,羞哒哒的耐涝性高于波兰精神。     

淹水条件下水肥处理对竹叶花椒幼苗抗氧化酶活性的影响

【目的】了解不同水肥处理竹叶花椒耐涝特性,以制定合理的水肥管理措施提高竹叶花椒耐涝性。【方法】以竹叶花椒为试验材料,采用四因素四水平正交试验设计(田间持水量:20%、40%、60%和80%,氮肥:0、75、150、300 kg N/hm~2、磷肥0、30、60、120 kg P_2O_5/hm~2,钾肥0、75、150、300 kg K_2O/hm~2),通过水肥处理盆栽90 d后测定淹水0、1、3、5 d后植株叶片抗氧化酶活性和外观表型及排水后植株恢复情况,并运用隶属函数法进行各水肥处理植株耐涝性综合评价。【结果】在淹水胁迫过程中,T12处理植株叶片受害程度最轻,耐涝性最强;T8、T9、T10、T11和T12处理排水后期可恢复正常生长,而其余处理植株均死亡。淹水胁迫期间,各水肥耦合植株叶片SOD活性呈上升趋势;POD和CAT活性呈先上升后下降趋势,最大值出现在淹水第3天;MDA含量呈逐渐增加趋势。【结论】耐涝性综合值随田间持水量(FWC)及氮、磷和钾施用量的增加呈先增加后下降趋势,估算出在63%FWC、275 kg N/hm~2、95 kg P_2O_5/hm~2和275 kg K_2O/hm~2水肥管理条件下植株可获得较高的耐涝性综合值。合理的土壤水分含量和N、P、K肥料施用量是提高竹叶花椒耐涝性的关键。     

淹水对水紫树生长和生理特性的影响

通过人工模拟淹水环境,对2年生水紫树进行生长和生理特性观测与分析,以期为水紫树的耐涝性研究的提供理论参考,也为我国沿海和涝害地区耐水湿树种的筛选提供理论依据。结果表明:淹水促进了水紫树地上部分生长,淹水60d苗木侧根和须根数量明显减少,大量不定根形成,且成活率为100%;0~30d水紫树可溶性糖含量与对照无显著差异,后期显著高于对照(P<0.01);ADH活性从淹水第10d开始上升,至第50d的最大值1.24U/mL,随后下降,但仍显著高于对照(P<0.01);SOD活性显著高于对照(P<0.01),呈先上升后下降的趋势;POD在面对淹水时表现不敏感,其酶活性高于对照,但无显著差异(P>0.05);整个淹水过程中,H2O2的含量显著高于对照(P<0.01),并处于一个稳定的状态;MDA含量在第10d之后,淹水处理显著高于对照(P<0.05),整体呈“M”型趋势。     

5种木兰科Magnoliaceae植物的耐涝性研究

以5种木兰科Magnoliaceae植物的2年生实生苗为试材,观察分析淹水胁迫下植株的生长和形态指标,探讨木兰科植物的耐涝性。结果表明:星花玉兰Magnolia polytepala、多瓣紫玉兰Yulania stellate有很强的耐涝性,二者存活率为100%,叶片受害指数仅分别为15.2和13.6,淹水中后期出现生长量增加,茎基部皮孔长出白色短粗不定根。‘绿星’玉兰M.‘LüXing’、黄山玉兰Y. cylindrica耐涝性较差,但种内不同个体间的耐涝性差异较大,存活率为0%和12%,叶片受害指数100和97.6。洛氏木兰‘皮鲁埃特’M.×loebneri ‘Mag's pirouette’耐涝性居中,存活率为84%,叶片受害指数57.0,淹水末期出现了轻微生长恢复,未出现不定根。5种木兰科植物的耐涝性由强到弱依次为多瓣紫玉兰>星花玉兰>洛氏木兰‘皮鲁埃特’>黄山玉兰>‘绿星’玉兰。     

全年淹水种植茭白对水田土壤性态的影响

水田全年淹水种植茭白是南方地区一种特色的土地利用方式,为了解其对土壤性状的影响,多点分别采集了全年淹水种植茭白(5 a以上)与长期种植水稻的水田耕层土壤样品,比较了它们之间在土壤理化性状上的差异;同时以长期种植水稻的水田为对照,选择种植茭白4、12、19 a的3块同类型土壤的水田,观察分析了土壤剖面的物理、化学和形态学性状,探讨水田长期种植茭白后土壤性态的演变趋势。结果表明,水田全年淹水种植茭白后耕层土壤有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾均呈现明显的增加,但土壤结构逐渐退化,土壤分散性增强,并容易出现黏闭、起浆、僵硬和水气矛盾等问题。全年淹水种植茭白后,水田土壤犁底层逐渐变薄最终消失,上部软糊土层加厚,种植茭白19 a时软糊土层厚度已达40 cm;全年淹水种植茭白20～40 cm土层有机质含量明显地增加,0～40 cm土层土壤氧化还原电位下降,土色变暗,无定形氧化铁和铁的活化度显著地增加;相应地土壤类型也逐渐由水耕人为土向滞水潜育土演变。     

土壤淹水条件下香附子光响应过程的模型比较

利用直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对三峡库区消落带土壤淹水条件下香附子光响应过程的测量数据进行了重新拟合,分析了不同光响应模型对香附子的适用性及香附子主要光响应参数对土壤淹水的适应规律。结果表明,非直角双曲线模型对常规水分管理组（CK）香附子植株光响应过程的拟合效果要优于直角双曲线模型和直角双曲线修正模型,而直角双曲线修正模型对淹水组（T1）香附子植株光合响应过程的拟合效果要优于其他2种模型。光响应参数的拟合效果则表现为:非直角双曲线模型对LCP和R_d的拟合效果最佳,直角双曲线修正模型对LSP和P_nmax的拟合效果最佳,而直角双曲线模型对这些光响应参数的拟合效果最差。受水淹影响,香附子的光合能力以及光适应能力减弱,出现了不同程度的光抑制现象,水淹90 d后,T1处理香附子植株叶片LCP和R_d分别比对照增加了56.9%和43.1%,而叶片LSP和P_nmax分别比对照降低了52.3%和 47.4%。