不同发育阶段干旱胁迫对玉米株高、果穗性状及产量的影响

摘要：为研究同一品种不同发育阶段干旱胁迫对玉米植株高度、果穗性状以及产量的影响程度，设置全生育期供水充足、大田自然干旱、拔节期控水、抽雄期控水、拔节期控水-复水、抽雄期控水-复水6种处理的对比试验，用对比分析的方法比较不同处理下玉米的株高、果穗性状以及产量之间的差异。结果表明：干旱胁迫使玉米植株矮小，果穗长减小7.88%~54.55%，果穗粗减小14.58%~52.08%，秃尖长度增大66.67%~258.33%，百粒重减小0.99%~41.36%，单株产量减少15.03%~94.41%，最终导致减产23.57%~90.03%。不同发育阶段干旱胁迫对产量的影响差异显著，全生育期干旱最为严重，几乎无产量，拔节期次之，抽雄期干旱胁迫影响最小，复水后由于部分补偿了前期干旱胁迫所减少的生物量，果穗性状、百粒重均有好转，减产幅度减轻。     

Drought tolerance in four-day-old seedlings of a drought-sensitive cultivar of wheat

Four-day-old seedlings of spring wheat (Triticum aestivum L. cv. Marvdasht) can tolerate severe dehydration and recover after re-watering. In order to clarify tolerance mechanism, in a completely randomized design, the seedlings were exposed to drought by complete water cessation for 10 and 20 days, followed by re-watering for 3 and 7 days. Upon dehydration, the activity of α-amylase increased whereas growth parameters; photosynthetic pigments; and the activities of lipoxygenase, indole acetic acid (IAA) oxidase, and ascorbate peroxidase (APX) decreased. The activity of APX and the expression of its gene, however, increased after re-watering. Prolonged dehydration was also accompanied by increase in sucrose, soluble proteins, fructans, and certain amino acids, e.g. proline, glutamine, and valine. The results indicated that during dehydration, 4-day-old wheat seedlings shifted their energy expenditure from basal metabolism to withstand water deficiency via lowering the activity of membrane-damaging enzymes and enhancing the production of osmoprotectants.     

华北冬小麦拔节期水分胁迫-复水补偿效应研究

以华北地区抗旱性不同的二冬麦品种石家庄8号(抗旱品种)与偃麦20(非抗旱品种)为材料,研究拔节期水分胁迫-复水补偿效应的品种差异及补偿效应对产量及水分利用效率(WUE)的影响.结果表明,在拔节期不同胁迫程度和不同胁迫历时下.石家庄8号水分胁迫一复水之后,各项生理指标均快速补偿,轻度水分胁迫-复水后出现超补偿效应,且出现...     

干旱程度及时期对复水后大豆生长和代谢补偿效应的影响

为探讨大豆干旱胁迫及复水生长补偿效应和代谢补偿效应机制,建立最佳节水灌溉模式,采用盆栽称质量控水法,研究了干旱胁迫及复水对大豆生长发育、渗透调节、内源激素调节和抗氧化系统的影响。结果表明:干旱胁迫抑制株高和叶面积增长,在苗期和开花期复水天数为0时降幅分别达12.50%~39.74%、21.71%~52.87%和16.93%~36.27%、27.99%~47.80%;导致脯氨酸含量、可溶性糖含量和丙二醛含量升高,在苗期和开花期复水后天数为0的增幅分别达46.97%~131.57%、99.56%~139.37%、6.64%~22.82%和31.68%~136.30%、32.63%~184.51%、15.82%~100.75%;超氧化物歧化酶活性升高,但重度胁迫10 d处理呈降低趋势;脱落酸含量升高,赤霉素和玉米素核苷含量降低,而吲哚乙酸含量苗期呈降低趋势,开花期呈升高趋势。复水后,株高和叶面积日增长量表现出短暂快速增长,产生生长超补偿效应;中度胁迫和胁迫5 d处理各代谢指标产生等量或近等量代谢补偿效应,而重度胁迫和胁迫10 d处理产生近等量或部分代谢补偿效应。因此,干旱胁迫后复水产生补偿效应是有条件的,重度胁迫尤其是长时间重度胁迫会降低补偿效应甚至产生伤害效应。同时苗期适度干旱处理可提高开花期再次受旱的适应能力和补偿效应。     

干旱及复水对玉米叶片光合特性的影响

盆栽条件下,以玉米品种户单4号为材料,设正常供水(CK)、中度水分胁迫(MS)和重度水分胁迫(SS)三个水分处理,研究了拔节期和孕穗期水分胁迫及复水对玉米叶片光合、叶绿素荧光的影响,以期为玉米补偿机制的阐明提供理论依据。结果表明:(1)干旱胁迫使叶水势(ψleaf)降低,复水后拔节期重度胁迫叶水势迅速恢复并超过对照,而孕穗期则恢复缓慢;(2)拔节期和孕穗期重度胁迫降低了叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及光化学猝灭系数(qP),但复水5d后可基本恢复至对照;Ci最低,气孔限制值(Ls)较对照分别增加了6.85%,9.52%,Fv/Fm值分别降低了1.72%和0.61%,表明气孔限制是Pn降低的主要原因;(3)拔节期重度胁迫叶的水分利用效率(WUE)高于对照,表现出补偿效应;孕穗期干旱胁迫下WUE表现为:MS>CK>SS,在复水第一天达最大值,随后趋于降低。说明拔节期和孕穗期光合特性变化存在差异性。     

干旱胁迫及复水对棉花幼苗根系氮代谢的影响

以不同耐旱型棉花品种"新陆早7号"和"新陆早24号"幼苗为试材,研究持续干旱胁迫及复水对棉花幼苗根系氮代谢关键酶活性、可溶性蛋白质、总氮和游离氨基酸含量的影响。结果显示:随着干旱胁迫天数的增加,"新陆早7号"和"新陆早24号"硝酸还原酶(NR)活性与对照相比分别降低45.03%和62.37%,谷氨酰胺合成酶(GS)活性分别降低53.22%和67.23%,谷氨酸合成酶(GOGAT)活性分别降低54.92%和79.28%,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性在处理4d达到最大值,5d时下降,可溶性蛋白质含量分别增加了87.38%和77.12%,总氮含量分别增加了14.01%和12.14%,铵离子含量分别增加了232.02%和263.47%。干旱胁迫使"新陆早7号"在胁迫前期游离氨基酸含量增加慢,后期增加快,"新陆早24号"游离氨基酸含量的变化趋势与"新陆早7号"则相反。复水后,"新陆早7号"NR活性、GS活性、GOGAT活性和GDH活性恢复较快,内肽酶活性和游离氨基酸、铵离子、可溶性蛋白质和总氮含量下降也较快。试验表明,耐旱型棉花品种具有较强的铵离子同化能力,可增加渗透调节物质游离氨基酸含量,特别是脯氨酸含量,有助于增强其耐旱性。     

干旱及复水处理下坪用黑麦草和高羊茅抗旱特性比较

本试验以冷季型草坪草高羊茅(Festuca arundinacea)品种凌志（Barlexas）和黑麦草（Lolium perenne）品种首相（Premier）为供试材料,研究其在干旱胁迫和复水过程中的生长、形态指标的变化。结果表明,两种草坪草在干旱胁迫期间叶片相对含水量、叶片水势、蒸散量、土壤相对含水量、草坪质量、生长速率呈明显下降趋势,质膜透性(以相对电导率表示)、萎蔫率呈上升趋势;复水后两草种叶片相对含水量、萎蔫率、叶片水势、生长速率和凌志草坪质量恢复到对照水平,两草种质膜透性、蒸散量和首相草坪质量未恢复到对照水平。胁迫期间凌志各指标可保持较好水平,变化幅度也相对较低,复水期间凌志各指标恢复速度快,复水结束时较多指标恢复到胁迫前水平,说明高羊茅品种凌志的抗旱性及恢复能力优于黑麦草品种首相。     

细胞分裂素调控的玉米旱后复水补偿性生长机制研究

通过检测植物生长激素研究了苗期玉米的旱后复水补偿性生长机制。结果表明:干旱胁迫导致玉米苗具有较低的地上部分和整株生物量,但复水12d后旱后复水玉米苗的地上部分和整株生物量已与充分供水玉米苗之间没有了显著差别。地上生物量指数和总生物量指数,是用来评价玉米苗复水后的地上部分生物量和总生物量相对于它们自身复水前变化的指标,复水后旱后复水玉米苗呈现较高的地上生物量指数和总生物量指数。通过检测叶片和伤流液中的玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)含量,发现旱后复水玉米苗的叶Z+ZR含量与地上生物量指数和总生物量指数联系密切,且其叶Z+ZR含量受根系的直接调控。总之,根系诱导的叶片细胞分裂素是影响玉米苗旱后复水补偿性生长的关键因素。     

不同发育阶段干旱胁迫对玉米株高、果穗性状及产量的影响

为研究同一品种不同发育阶段干旱胁迫对玉米植株高度、果穗性状以及产量的影响程度,设置全生育期供水充足、大田自然干旱、拔节期控水、抽雄期控水、拔节期控水-复水、抽雄期控水-复水6种处理的对比试验,用对比分析的方法比较不同处理下玉米的株高、果穗性状以及产量之间的差异。结果表明：干旱胁迫使玉米植株矮小,果穗长减小7.88%~54.55%,果穗粗减小14.58%~52.08%,秃尖长度增大66.67%~258.33%,百粒重减小0.99%~41.36%,单株产量减少15.03%~94.41%,最终导致减产23.57%~90.03%。不同发育阶段干旱胁迫对产量的影响差异显著,全生育期干旱最为严重,几乎无产量,拔节期次之,抽雄期干旱胁迫影响最小,复水后由于部分补偿了前期干旱胁迫所减少的生物量,果穗性状、百粒重均有好转,减产幅度减轻。     

干旱-复水条件下氮素对高粱光合特性及抗氧化代谢的影响

采用盆栽试验，以持绿性品系高粱B35和非持绿性高粱品系三尺三为试验材料，设置两个施氮处理（每盆0和6 g尿素），在灌浆期干旱-复水条件下测定光合特性及抗氧化代谢指标。结果表明，氮素显著提升B35和三尺三在干旱胁迫下净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr），提高了光系统II（PSII）反应中心活性；干旱胁迫下，施氮显著提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性，施氮使B35和三尺三PEP羧化酶分别提高了29.17%和25.66%, 而二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）活性对氮素不敏感。与三尺三相比，氮素对B35的光合能力的促进作用更加明显。干旱胁迫下氮素显著提升了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，B35和三尺三的SOD活性分别提高了25.56%和17.07%，POD活性分别提高了48.97%和76.62%。B35抗氧化酶的活性均高于三尺三。同时，氮素降低了B35和三尺三丙二醛（MDA）含量。复水后，氮素显著提升B35和三尺三Pn、Tr和PEP羧化酶活性，Pn升高幅度分别为33.66%和60.01%，Tr升高幅度分别为36.59%和41.57%，PEP羧化酶活性升高幅度分别为23.47%和18.64%，同时显著降低了初始荧光值（Fo），Fo降低幅度分别为18.50%、10.98%。施氮有利于提高复水后的B35和三尺三抗氧化酶活性，降低细胞膜脂过氧化程度。复水后，与三尺三相比，B35的光合特性和抗氧化酶活性较高。两个施氮处理的B35产量均高于三尺三，氮素使B35和三尺三生物产量分别增加9.73%和10.08%，籽粒产量分别增加24.47%和21.79%。氮素调节气孔导度及光系统Ⅱ活性，降低干旱对光合机构的损伤；复水后，氮素通过提高光系统Ⅱ活性，提高光合酶活性，光合性能提升。干旱及复水条件下，施氮提升抗氧化酶活性，减轻膜脂过氧化的损伤。氮素有利于干旱及复水条件下B35和三尺三光合特性及抗氧化酶系统能力的提升。