根瘤共生对紫花苜蓿抗寒性的影响

以保定紫花苜蓿（Medicago sativa L.‘Baoding’）幼苗为试验材料,分别进行接种根瘤菌处理并确认结瘤固氮（activated-nodules,AN）和不接种根瘤菌处理（non-nodules,NN）。将生长120 d的植株放在-6℃培养箱低温胁迫12 h。通过测定叶片电导率、丙二醛MDA、渗透势、过氧化氢H₂O₂、超氧阴离子自由基O₂^·-、还原性谷胱甘肽GSH、抗坏血酸VC、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量等10个指标,研究根瘤共生对紫花苜蓿抗寒性的影响。结果表明：与不接种根瘤菌苜蓿相比,低温胁迫导致根瘤固氮苜蓿较轻的细胞膜损伤和氧化损伤,并且根瘤固氮苜蓿在低温胁迫中叶绿素破坏较不接种根瘤菌苜蓿缓慢,说明根瘤与紫花苜蓿共生可以提高苜蓿抗寒性。     

根瘤菌共生对低温胁迫下紫花苜蓿抗寒生理变化的影响

为研究根瘤菌共生对紫花苜蓿(Medicago sativa)在低温胁迫下抗寒生理指标变化的影响,对低温胁迫下接种和不接种根瘤菌的紫花苜蓿的地上部分及地下部分的相对电导率、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等指标进行测定。结果显示:低温胁迫下,根瘤菌共生紫花苜蓿的相对电导率(-6℃,4~6 h)显著低于不接种紫花苜蓿(P < 0.05),且其MDA含量低于不接种紫花苜蓿;根瘤菌共生紫花苜蓿的SOD比活力、CAT活性、POD活性以及脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量均高于不接种根瘤菌紫花苜蓿。根瘤菌共生紫花苜蓿在低温胁迫下具有更强的膜稳定性、活性氧防御以及渗透调节能力,具有更强的抗寒能力。     

共生根瘤菌对NaCl胁迫下紫花苜蓿抗氧化和渗透调节能力的影响

以NaCl胁迫下不同根瘤菌处理的紫花苜蓿为材料,通过测定丙二醛(MDA)、超氧阴离子、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸、可溶性糖等生理指标,研究共生根瘤菌对紫花苜蓿渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明,接种根瘤菌尤其是接种根瘤菌激活的紫花苜蓿丙二醛含量较低,在处理第15天时根、茎、叶中的含量分别为3.90,0.53,4.16 mmol/g DW,均低于其他2种处理;超氧阴离子含量则在0 ~ 15 d中一直为最低;超氧化物歧化酶活性较高,在处理第15天时最高,根、茎、叶中含量分别为1 592.48,1 317.86,2 068.88 U/g DW·h;还原性谷胱甘肽含量稳定;脯氨酸和可溶性糖含量波动较大,总体呈先增长后下降的趋势。说明接种根瘤菌激活的紫花苜蓿具有较强的抗氧化和渗透调节能力。     

干旱胁迫下紫花苜蓿叶片代谢组分析及气孔调节物质的筛选

为阐明干旱胁迫下紫花苜蓿叶片的代谢变化，筛选并鉴定影响叶片蒸腾和气孔的物质为开发苜蓿气孔剂提供理论依据，本研究采用超高效液相色谱串联质谱法对不同程度脱水胁迫处理的紫花苜蓿‘雷达克之星’(Medicago sativa L.‘Ladak⁺’)叶片进行代谢组测定，分析外源差异代谢物对苜蓿蒸腾和气孔开度的影响。结果表明，干旱导致苜蓿叶片碳氮代谢失衡，脱落酸、愈伤酸含量显著增加，谷胱甘肽循环增强和渗透调节物质明显积累使苜蓿的抗氧化能力和渗透调节能力提高。外源棉子糖能够促进紫花苜蓿叶片气孔关闭，并且棉子糖与脱落酸有协同作用，促进脱落酸诱导的气孔关闭；维生素B₆能够促进气孔打开，并且维生素B₆与脱落酸有拮抗作用，抑制脱落酸诱导的气孔关闭。总之，干旱引起苜蓿叶片中多种代谢物含量变化，其中棉子糖、维生素B₆对苜蓿叶片气孔有调控作用。     

干旱锻炼对水分胁迫下紫花苜蓿抗旱生理特性的影响

为探究干旱锻炼能否提高紫花苜蓿(Medicago sativa)的抗旱能力，研究其抗旱生理特性。本研究在水分胁迫前对5个抗旱能力不同的紫花苜蓿品种进行干旱锻炼，通过测定株高、地上生物量、相对含水量、叶绿素含量、MDA、O₂^-含量、H₂O₂含量、SOD与POD分析干旱锻炼对紫花苜蓿抗旱能力的影响。在水分胁迫下，经过干旱锻炼的‘甘农一号’‘游客’‘金皇后’品种的株高增长率与未经干旱锻炼的处理相比，分别增加6.1%、2.2%和3.1%。5个品种紫花苜蓿的生物量分别增加0.54、0.39、0.13、0.08和0.26 g。干旱锻炼后紫花苜蓿的SOD、POD和MDA含量降低。本研究表明紫花苜蓿通过干旱锻炼能调节抗氧化酶系统和膜损伤修复系统来提高紫花苜蓿的抗旱性。