金花茶对低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

为探究金花茶幼苗对低温胁迫的生理响应及其耐寒性,本研究以2 a生金花茶幼苗为材料,进行6~-9℃低温胁迫处理,测定了细胞伤害率(CIR)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、束缚水(BW)/自由水(FW)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)等指标,并进行了低温半致死温度(LT₅₀)和抗寒生理指标相关性分析。结果表明,3~12 h的低温LT₅₀为-6.62~-3.94℃,且随着时间的延长而升高。随着温度的降低, CIR、SS含量及POD、CAT活性总体呈上升趋势, BW/FW、MDA、Pro含量呈先上升后下降趋势, SOD活性总体呈下降趋势;随着胁迫时间的延长,CIR含量呈上升趋势,3~-9℃的SOD活性、0~-9℃的POD活性、-6~-9℃的BW/FW比值呈下降趋势,6~-6℃的SS含量变化较小,-9℃的SS含量呈下降趋势。相关性分析表明,CIR可作为耐寒性鉴定的主要指标,BW、SS、SOD、POD、CAT可作为辅助指标。本研究结果为金花茶引种区域和耐寒性鉴定指标的确定提供了理论依据。     

秸秆或粉煤灰添加对砂姜黑土持水性及小麦抗干旱胁迫的影响

针对黄淮海平原典型中低产土壤砂姜黑土黏粒含量较高,土壤有效水分库容较低,严重限制作物生产的现状,该文采用盆栽试验,研究了不同外源改性物料的添加对土壤持水性能及小麦生理的影响,以期获得农田水分管理过程中的关键参数。盆栽试验设置常规氮磷钾(control,CK),常规氮磷钾配施下的添加秸秆(straw returning,SR)、秸秆碳(straw carbon,SC)和粉煤灰(fly ash,FA)处理,维持土壤相对含水率在80%,培育小麦至抽穗期,开展为期10 d的干旱胁迫试验。结果显示SR和SC处理提高了土壤持水能力,且处理间的差异较小;FA处理因其表面富含大量疏水性结晶矿物,土壤相对含水率下降较快,迟效水含量显著低于其余处理,但土壤速效水含量显著提高。不同改性措施均有提高小麦叶片相对含水率,减轻干旱胁迫的趋势,但在极端干旱胁迫下,FA处理叶片相对含水率不仅明显低于其余处理,且作物体内积累大量丙二醛、过氧化氢等有害物质。田间管理中砂姜黑土相对含水率应维持在38%(SR)、36.5%(SC)和24.5%(FA)以上,当土壤相对含水率低于30.78%(SC)、28.43%(SR)和22.5%(FA)时将会对作物生理产生不可逆的伤害。鉴于秸秆优良的保水性能,粉煤灰“富水,不保水”的特性,秸秆与粉煤灰的配合施用将利于砂姜黑土的改良。相关机制值得进一步研究。     

外源ABA提高甘蓝型油菜抗镉胁迫能力和氮素生理利用效率

  【目的】  植物脱落酸 (ABA) 可调节植物生长、种子休眠和叶片衰老，还可对非生物胁迫作出反应。比较添加外源ABA前后镉 (Cd) 胁迫下甘蓝型油菜的生理反应，可深化对脱落酸提高作物抗性和氮素生理利用效率作用机理的认识。  【方法】  供试甘蓝型油菜品种为814号，试验设3个处理:正常培养 (CK)、10 μmol/L CdCl₂ (Cd) 和5 μmol/L ABA + 10 μmol/L CdCl₂ (A + Cd)。在处理4天后，观察甘蓝型油菜表型，测定脯氨酸及丙二醛 (MDA) 含量、Cd含量、硝酸盐和铵盐含量以及硝酸还原酶 (NR)、谷氨酰胺合成酶 (GS) 活性等相关指标。  【结果】  与Cd处理相比，A + Cd处理甘蓝型油菜新叶SPAD值提高了1.1倍，根部脯氨酸含量增加了29.0%，MDA 含量降低了48.3%。外源ABA的添加会抑制甘蓝型油菜对Cd的吸收，降低甘蓝型油菜地上部和地下部Cd含量，减小Cd对甘蓝型油菜的毒害作用，影响甘蓝型油菜对NO₃–的吸收，降低油菜体内的总氮含量。与Cd处理相比，A + Cd处理甘蓝型油菜根部NR活性显著提高82.8%，更多的NH₄+分配到了地上部，地上部GS活性升高了32.1%，增强了甘蓝型油菜体内的氮同化和代谢过程，氮素生理利用效率显著提高了17.2%。  【结论】  外源ABA的添加可降低Cd的吸收量，提高氮代谢相关酶活性，促进脯氨酸的合成和降低丙二醛的生成，进而增强甘蓝型油菜对Cd的抗性，增强甘蓝型油菜体内氮同化和代谢的过程，并提高甘蓝型油菜的氮素生理利用效率。     

2种紫花苜蓿耐盐生理特性的初步研究

为研究2种紫花苜蓿(Medicagosativa L.)“阿迪娜”(耐盐基因型)和“秘鲁”(敏盐基因型)在盐胁迫处理下的生理特性与耐盐机理,采用150mmol/LNaCl胁迫处理2种紫花苜蓿幼苗,分别测定盐处理前和处理后2,4,6,8,16h的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(PRO)、相对含水量(RWC)和叶绿素(Chl)含量。结果表明:2种紫花苜蓿的过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和丙二醛含量在盐胁迫下总体呈上升趋势,脯氨酸含量和相对含水量表现出相反的趋势。叶绿素含量在盐胁迫前期稳定不变,但在胁迫后期显著性下降;2种紫花苜蓿的相对含水量和叶绿素含量的变化趋势与植株表型变化相对应。主成分分析表明,过氧化氢酶和丙二醛的贡献率最大,能更好地为苜蓿耐盐机理及分子育种研究提供理论依据。     

基于扩散理论的华北春玉米生理成熟后籽粒脱水过程分析

玉米机收籽粒可以显著提高玉米的生产效率,是玉米生产的发展方向。生理成熟后的籽粒含水率是决定机收质量的关键,受品种、密度和气候等多种因素影响。准确估算生理成熟后玉米籽粒含水率,进而分析其主要影响因素,最终确定玉米收获时间和筛选适宜机收的品种,对玉米主产区华北的春玉米籽粒机收发展具有重要意义。因此,于2017年和2018年在河北省泊头、南大港、玉田和山西榆次进行了两年田间春玉米试验,每年设置7个共性品种,每个品种3个密度,对生理成熟后籽粒含水率、品种性状、气象和管理要素进行了监测,并利用基于扩散理论考虑空气温湿度的脱水模型对籽粒含水率进行了模拟,进而计算脱水曲线下的面积(AUDDC),用以筛选脱水优异的玉米品种。结果表明,基于扩散理论的籽粒脱水模型对玉米生理成熟后籽粒含水率的模拟效果较好;年份、地点和品种对生理成熟时籽粒含水率(M_0)和水分扩散速率(k)具有显著影响,密度对脱水参数影响不显著。逐步线性回归分析得到灌浆期参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)、最高气温和灌水量对M_0具有显著的正效应,生理成熟后30 d内ET0和灌浆中后期降雨对k具有显著的正效应,全生育期降雨对k具有显著的负效应。品种性状中对M_0影响最大的为苞叶层数(正效应),对k影响最大的为叶片数(负效应)。通过模型计算得到,生理成熟后10d华北地区春玉米籽粒含水率可以下降到28%,籽粒含水率下降到25%的概率为50%。由模型计算得到各品种生理成熟后10 d内的AUDDC,与AUDDC平均值比较发现‘京农科728’‘张1453’‘华农887’‘广德5’和‘金科玉3306’为脱水表现优异的品种。     

酸浆生长生理及光合特性对NaCl胁迫响应机制的研究

以大黄姑娘品种为试材,设置6个浓度梯度(0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25 mol·L^-1)的NaCl溶液模拟盐胁迫,以清水为对照,在智能温室内进行盆栽实验,测定了酸浆的植株生长量、生理及光合指标,探究其对NaCl胁迫的响应机制。结果表明:在NaCl胁迫下,酸浆的株高、茎粗的生长量表现为先缓慢降低再显著下降。叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量及保护酶活性随NaCl的增加均呈先升高再降低的趋势。叶绿素指标在0.05 mol·L^-1 NaCl处理下达到最高;POD、SOD、CAT活性均在0.15 mol·L^-1 NaCl处理下达到最高,而APX活性在0.10 mol·L^-1 NaCl处理下最高。低浓度的NaCl胁迫促进酸浆光合作用,其净光合速率在0.10 mol·L^-1 NaCl处理下最大,叶片气孔导度、蒸腾速率均在0.05 mol·L^-1 NaCl处理下最大。随着胁迫的加重,数值开始降低。在此期间,胞间CO₂浓度一直下降,而气孔限制值一直呈增加趋势,表明从NaCl浓度达到0.10 mol·L^-1以上时,气孔限制是光合作用的主要限制因素。     

橡胶树优树无性系自然越冬过程生理指标变化研究

以橡胶树5个人工杂交子代优树无性系苗木为材料，通过自然越冬低温处理，以抗寒品种GT1为对照，测定了5个时间梯度下10个生理指标的变化过程，并利用隶属函数法对各无性系抗寒性进行综合评价。结果表明，整个自然越冬过程中各无性系间相对含水量、相对电导率、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、超氧阴离子（OFR）、氨基酸（AA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖及可溶性蛋白含量等生理指标差异均达到了极显著（P<0.01）水平；温度较高时各无性系间丙二醛（MDA）含量差异未达到显著水平。自然越冬过程中，各生理指标呈现不同的变化规律，其中相对含水量和脯氨酸含量呈先降后升变化，SOD、POD酶活性及可溶性蛋白含量呈“升—降—升”变化，相对电导率、MDA和可溶性糖含量呈“降—升—降”变化、OFR含量呈先升后降、AA含量呈“降—升—降—升”变化。各无性系间抗寒性差异较明显，应用隶属函数法综合评价抗寒性由强到弱依次为629号＞626号＞182号＞223号＞GT1（对照）＞628号。     

干旱胁迫对甘薯生理特性的影响及品种抗旱性的关系

以淀粉型甘薯品种万薯5号和食用型品种万薯10号为试验材料,采用单因素随机区组设计,开展不同干旱水分胁迫下对甘薯叶与根中生理特性变化情况及不同甘薯品种产量的研究。结果表明:受到干旱胁迫影响时,不论从甘薯根体积、鲜薯产量,还是甘薯生理特性变化情况都表明万薯10号比万薯5号耐旱性强;并且受干旱胁迫时在叶和根中甘薯POD、MDA以及Pro变化趋势不一致。其中MDA、Pro在叶与根中的变化存在负相关。     

不同大白菜材料对根肿菌生理小种的抗性反应及抗病位点检测

为了明确主栽的大白菜以及大白菜育种材料与根肿菌生理小种之间的抗性关系,以现有4,7,10和11号生理小种为菌源,用注射法进行接种,对25份供试大白菜材料进行抗病性鉴定,同时利用分子标记检测供试材料中所含的根肿病抗性位点。结果表明:供试大白菜中,山地王2号等8份试材对4个生理小种都表现抗病,德高CR117等7份试材对4个生理小种都表现感病,C1等4份试材对2个生理小种感病,华抗301等6份试材只对4号生理小种感病;所有试材均含有Crr1抗病位点,德高CR117等11份试材含有Crr2抗病位点,仅在京春CR3中检测到Crr3抗病位点,除德高CR铁甲1号和大地CR118外,其他试材中均检测到了CRk抗病位点,有21,16份试材中分别检测到抗病位点CRa和CRb,而CRc抗病位点仅在星光和CR75中存在。总之,不同大白菜材料对同一生理小种抗性反应不同,同一个材料对不同生理小种的抗性反应不同;所有生理小种中4号生理小种最强,其次为7号生理小种;大白菜材料抗病位点多一定抗病性强;Crr1抗病位点对材料抗性影响不大。     

施钙对不同种植模式下花生产量及生理特性的影响

为探明不同种植模式下花生荚果产量及生理特性对钙肥的响应,在玉米‖花生3∶4间作与花生单作种植模式下,选用花育25为试验材料,分别设置4个施钙量处理(Ca0:0 kg/hm~2,Ca1:150 kg/hm~2,Ca2:300 kg/hm~2,Ca3:450 kg/hm~2),系统研究施钙对不同种植模式下花生叶片光合特性、荚果产量及其生理特性的影响。2 a研究结果表明:相同施钙条件下,间作降低了花生叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)、CAT、POD和SOD的活性,增加了花生叶片的MDA含量,荚果产量亦有不同程度降低。相同种植模式下,花生施钙处理较不施钙对照均有不同幅度的增产,且间作中间行花生的增产幅度高于单作花生的增产幅度;此外,间作和单作花生荚果产量随施钙量增加呈先升高后降低趋势,Ca2处理获得最高荚果产量;结果与从回归方程推算出的单作和间作中间行花生适宜施钙量基本相符。施钙亦增强了单作和间作花生叶片的光合生产能力,其净光合速率分别提高了3.1%～23.7%,8.9%～21.8%。与不施钙处理比较,Ca2处理提高了单作和间作花生叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)、CAT、POD和SOD的活性,降低了花生叶片的MDA含量,利于提高间作花生对遮荫的适应能力,利于间作花生产量的提高。Ca2处理是本试验条件下单作和间作遮荫条件下适宜的施钙量处理。