褪黑素预处理提高多年生黑麦草抗旱性的机理分析

前期试验证明一定浓度褪黑素(melatonin, MT)预处理可以提高多年生黑麦草(Lolium perenne)的抗旱性。为进一步分析褪黑素预处理影响多年生黑麦草抗旱性的机理,在前期试验的基础上,分析了干旱胁迫条件下25μmol·L~(-1)MT预处理对多年生黑麦草抗氧化酶活性和代谢产物积累的影响。结果表明,MT预处理显著延缓了多年生黑麦草草坪质量、光化学效率、相对含水量的下降速率以及相对电导率、丙二醛的上升速率。MT预处理通过提高干旱胁迫条件下多年生黑麦草超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性,维持细胞内膜系统的稳定性。MT预处理也可能通过提高干旱胁迫条件下多年生黑麦草异亮氨酸、脯氨酸、鸟氨基、赤藓酮糖和葡萄糖胺等相关代谢产物的积累,增强多年生黑麦草的渗透调节能力和抗氧化能力,进而提高多年生黑麦草的抗旱性。     

青藏高原两种典型植物根系抗拉特性与其微观结构的关系

为研究青藏高原东部边坡、路堑两种常见的护坡植物根系抗拉特性及其与根系微观结构的关系,对灌木植物柠条锦鸡儿和草本植物草地早熟禾根系进行了室内单根拉伸试验和根系断面电镜扫描试验。试验结果显示:两种植物根系抗拉力随着根径的增大呈幂函数增大;根系抗拉强度随根径的增大呈幂函数或指数函数减小。草地早熟禾根系平均抗拉力在标距为40mm时达到最大值;柠条锦鸡儿根系平均抗拉力在标距为80mm时达到最大值;当拉伸速率为3mm/min时,两种植物根系抗拉力和抗拉强度最大,两种植物在拉伸速率为5mm/min和10mm/min时,其抗拉强度变化不明显。两种植物单根拉伸应力—应变曲线呈单峰曲线,无明显的颈缩现象,具有弹塑性材料特点,且根径较小的草本植物草地早熟禾根系表现出具有较高的抗拉强度、较大的延伸性能。根系断面显微结构中,柠条锦鸡儿和草地早熟禾根系横断面的管孔孔径随着拉伸速率的增大逐渐减小,减小幅度依次为91.25%,45.41%,表皮破坏程度也相应的减弱。根系的拉伸横断面表皮撕裂程度及表皮延长程度随拉伸速率、拉伸标距的增大而减小。     

褪黑素浸种对多年生黑麦草种子发芽和幼苗生长的初步研究

褪黑素具有调节植物生长,抗氧化等方面的功能。本实验以多年生黑麦草为材料,结合聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)-6000模拟干旱,分析了0、25、50、75、100和200μmol/L褪黑素溶液浸种对多年生黑麦草种子发芽和幼苗生长的影响。发现褪黑素浸种显著提高PEG胁迫条件下多年生黑麦草种子的发芽势和发芽率。褪黑素浸种,促进了多年生黑麦草幼苗期叶片的伸长,地上部分的鲜重和干重显著增加。另外,多年生黑麦草根系的鲜重以及根冠比也显著增加,这可能和褪黑素处理显著提高多年生黑麦草幼苗期的组织含水量有关。研究结果对于提高多年生黑麦草的抗旱性,以及褪黑素在植物上的应用,具有一定的指导意义。     

褪黑素预处理对多年生黑麦草抗旱性的影响

以多年生黑麦草盆栽植株为材料,采用干旱胁迫前3d预处理的方法,研究了0、25、50、75、100μmol/L褪黑素溶液对多年生黑麦草抗旱性的影响,并分析了其可能的生理机制。结果表明,25、50、75μmol/L的褪黑素溶液预处理,具有提高多年生黑麦草抗旱性的作用,这可能与褪黑素处理后,叶片相对含水量增加,电解质外渗减少,Fv/Fm值下降速率以及叶绿素和类胡萝卜素分解速率减缓有关;而100μmol/L褪黑素溶液预处理则降低了多年生黑麦草的抗旱性。研究结果对于提高多年生黑麦草的抗旱性,以及褪黑素在植物上的应用,具有一定的指导意义。