水稻生殖生长期对高温胁迫响应的研究进展

近年来,水稻生殖生长期高温热害越来越严重,已经引起政府和科学工作者的关注,本文从高温热害的原因、水稻生殖生长期在高温胁迫下的生理生化和分子水平响应,以及根系在高温热害时的响应等方面,论述了水稻对高温热害的响应,并提出了目前研究中的一些难点和今后的研究方向,以期为水稻高温热害研究提供一些参考。     

玉米种子对深播胁迫的生理响应机制及分子遗传机理研究进展

为合理科学地利用玉米(Zea mays)耐深播这一抗逆优异特性,培育耐深播抗逆高产优良新品种是提高玉米生产中抗旱节水能力、增强抗倒伏特性及苗期避冷的有效途径之一.因此,本研究对玉米种子耐深播能力形成的主要调控因素及耐深播相关性状的分子遗传机理进行了归纳与总结.玉米种子的耐深播能力主要是由中胚轴和胚芽鞘共同伸长决定的,且...     

无机砷胁迫下苗期水稻的生理响应

探讨水培条件下,不同形态的无机砷(As2O3和HAsNa2O)4对苗期水稻生理特性的影响。结果表明,随着砷浓度的升高,水稻根和叶中超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性受到了显著抑制,根中的抑制程度较叶中大;利用ICP—MS测定砷含量的结果表明,随着砷浓度的升高,水稻组织中砷含量增加,其根中砷含量的增加尤其明显。同时本研究还发现As(II)I的毒性大于As(V)。     

植物在高温胁迫下的生理研究进展

(石河子大学农学院,新疆石河子832003)     

小麦对高温胁迫的响应机制研究进展

小麦是中国主要粮食作物之一,为了应对全球气候变暖对农作物的影响,明确小麦对高温环境胁迫的响应,本文归纳了最新研究高温对小麦生长发育、产量品质的影响。从生理生化方面归纳了小麦光合作用、相关酶活性、氧化系统、植物激素对高温胁迫的响应。根据文献分析提出小麦未来研究发展的建议：（1）选育抗逆性强的品种,（2）合理栽培管理的调控措施来减轻高温对小麦的影响。     

外源水杨酸对观赏羽扇豆高温胁迫的生理响应

选用5叶期观赏羽扇豆‘尖塔’品种为试材,喷施200 μmol/L水杨酸后进行30℃~45℃的高温胁迫,观测其叶片超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、丙二醛含量及可溶性蛋白和可溶性糖含量的变化,以阐明高温胁迫下观赏羽扇豆的防御机理。结果表明：高温胁迫下,外源水杨酸预处理可以提高观赏羽扇豆幼苗叶片中的超氧化物歧化酶活性和过氧化物酶活性,抑制丙二醛含量的增加,提高渗透物质可溶性蛋白和可溶性糖的浓度。且随着胁迫温度的升高,抗氧化酶活性和渗透调节物质含量逐渐升高,当温度超过40℃后,开始下降。叶片中过氧化物酶活性对SA处理比较敏感,可作为衡量其耐热性的指标。可见,外源水杨酸可以通过提高植株抗氧化能力和渗透调节物质、保护膜结构和功能来降低高温胁迫对观赏羽扇豆幼苗的伤害。     

水稻生长对干旱胁迫的响应及抗旱性研究进展

水稻是我国主要粮食作物,也是用水量最多的作物.研究水稻抗旱性,培育抗旱水稻品种,实现水资源不足背景下水稻的高产和稳产,有助于缓和粮食生产与水资源短缺之间的矛盾.国内外学者对水稻抗旱机理、抗旱鉴定指标以及抗旱相关基因的分析等做了大量研究并取得了突破性进展.本文从形态特征、生理生化特性以及分子水平等方面综述了干旱胁迫对水稻生长的影响,全面了解水稻在干旱胁迫下的形态变化及其生理生化抗旱机制,以期为鉴定筛选抗旱种质、选育抗旱品种提供参考.     

水稻高温胁迫及耐热性育种

高温胁迫是水稻高产、稳产、优质的一个重要限制因素,水稻高温胁迫与耐热性的研究具有重要的理论与实践意义。本文对有关的重要成果进行了阐述,包括：1.高温胁迫对水稻生长发育、产量性状和品质以及主要生理生化过程的影响;2.水稻的耐热性表现。最后,就有关耐热性育种提出了几点建议。     

水稻抽穗期高温胁迫对不同品种受粉和受精作用的影响

水稻抽穗期高温障碍导致结实性降低已经成为长江中下游水稻的重要自然灾害之一。以现代常规粳稻、三系杂交籼稻和两系法杂交籼稻为试料,研究了抽穗期高温处理对现代水稻品种和组合受精率的影响。现代粳型品种表现出较好的抽穗期高温耐性;杂交稻特别是两系杂交稻抽穗期高温耐性相对较弱,抽穗期39℃的高温胁迫下,受精率几乎接近于零;在杂交稻中,汕优63在较轻高温胁迫下表现较好耐性,但在较强的高温胁迫下高温耐性迅速下降。相同处理下抽穗期高温耐性在品种间有较大差异。2个两系超级杂交稻的单药花粉数均在1750粒以上,数量最多,宁粳1号数量最少,为979.8粒药^-1。总体趋势为杂交稻多于常规稻,籼型品种多于粳型品种,分析表明单药花粉数与高温耐性不相关。高温胁迫导致花药开裂系数显著下降,宁粳1号在较强的高温胁迫条件下还能维持一定程度的纵裂率,开花后柱头上花粉数量相对较多。可见水稻抽穗期高温耐性与花粉生产能力无关,与花药开裂和柱头捕获的花粉量关系较大。     

花期高温胁迫对水稻花药生理特性及花粉性状的影响

为探明花期高温胁迫对水稻花器官的影响机制,以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,在人工气候室进行高温(8:00~17:00,37℃;17:00~次日8:00,30℃)和适温处理(8:00~17:00, 30℃;17:00~次日8:00,25℃), 研究高温胁迫对水稻花药抗氧化酶活性、膜透性、MDA含量及花粉性状等生理特性的影响。结果表明,高温胁迫下,水稻花药中SOD、POD、CAT、AsA-POD活性在高温胁迫初期均明显增加,尔后快速下降,耐热品系996这四种酶活性增幅大于热敏感品系4628;热敏感品系4628花药中MDA含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热性品系996;高温胁迫导致花药开裂、花粉萌发率和柱头上花粉粒数的显著下降,花粉粒直径增大。但耐热品系996的前3项参数显著高于热敏感品系4628。高温胁迫下水稻花药中保持较高抗氧化酶活性、较好的花粉散落特性和花粉萌发特性及较低的膜透性和MDA含量,是品种耐高温的生理基础。     

粳稻品种Dongjin在干旱胁迫下苗期生理反应

为了明确苗期水稻对干旱胁迫的生理反应,笔者从光合作用、水分生理、植株体内的氧化逆境、渗透调节物质代谢以及细胞膜的完整性等几个方面分析了粳稻品种Dongjin（Oryza sativa L. subsp. japonica）在干旱胁迫处理下的生理变化。结果表明：干旱胁迫过程中,叶片的净光合速率与植株地上部相对含水量在处理5d内均已显著降低,5d后大幅度下降;植株地上部丙二醛含量的显著增加以及相对电导率的快速上升发生在处理5d以后,并且二者的变化趋势相类似;脯氨酸含量在处理6d时有所增加,处理6d后快速上升;叶片的活性氧含量在处理6d时略微下降,6d后逐渐上升,处理8d时显著升高。光合速率与相对含水量最先响应旱胁迫信号,与活性氧、丙二醛、脯氨酸含量和相对电导率一起可用作综合评价水稻苗期耐旱性的指标。     

抽穗和灌浆早期高温对耐热性不同籼稻品种产量的影响及其生理原因

选用4个耐热性不同的籼稻品种,分别于抽穗(始穗后0~10 d)和灌浆早期(始穗后11~20 d)进行高温(白天温度>33℃)处理,以同期自然温度(白天温度<30℃)为对照,研究高温对产量的影响及其生理机制。结果表明,与对照相比,高温处理显著降低热敏感品种的花粉可育率、受精率,而耐热品种与对照无显著差异。高温胁迫明显降低热敏感品种的结实率,导致产量显著下降,且抽穗期高温处理影响大于灌浆早期处理。高温胁迫显著增加耐热品种黄华占叶片的抗氧化酶活性,对热敏感品种影响不大。高温胁迫显著降低热敏感品种籽粒ATP酶活性,耐热品种结果则相反。高温处理增加两类品种叶片温度和丙二醛(MDA)含量,降低根系活力和叶片光合速率,耐热品种增降的幅度显著小于热敏感品种。在高温胁迫下较低的叶片温度,较强的根系活力和抗氧化保护系统能力及较高的籽粒ATP酶活性是耐热性品种保持较高产量的重要生理原因,也是耐热品种的重要生理特征。     

高温胁迫对水稻的影响及其对策的研究进展

在全球气候变暖的大环境下,极端天气尤其是高温热害频繁发生,研究高温对水稻影响的机理与对策对促进水稻生产具有重要意义。综述了高温胁迫对水稻生长发育、产量形成和稻米品质的影响,并从光合特性及干物质积累、代谢酶、激素和抗逆物质等方面阐述了其生理机制,提出减轻水稻高温胁迫的具体防御措施,并对未来全球气温升高环境下的水稻生产研究提出建议。     

玉米花期高温响应的基因型差异及其生理机制

倒伏是制约旱种水稻大面积推广的主要因素之一。以籼型杂交稻汕优63和粳稻9516为材料,研究了旱种水稻倒伏的原因及其机理。结果表明,与水种相比,旱种水稻的倒伏率明显高,结实率和粒重明显降低,产量明显降低。自抽穗至成熟,旱种水稻基部节间强度(厚度、单位长度重量)、碳水化合物(尤其是淀粉)含量低于常规水种稻,α-淀粉酶活性明显高于水种稻。水稻基部节间淀粉含量与节间厚度和单位长度重量呈极显著正相关,与α-淀粉酶活性呈显著或极显著负相关。淀粉输出与α-淀粉酶活性呈显著或极显著正相关。施用硅、钾肥能降低旱种水稻基部节间α-淀粉酶活性,提高基部节间淀粉含量,增强基部节间强度,大幅度降低倒伏率,提高旱种水稻的结实率和粒重,从而提高产量。孕穗期去1/2叶,效果则相反。表明在旱种条件下,水稻基部节间α-淀粉酶活性高,促进了节间贮存淀粉的降解,降低了基部节间强度,造成旱种水稻的倒伏。     

植物高温胁迫响应分子机制研究

作为固着生物,植物需要面对持续变化的环境,不断地受到温度和其他非生物因素的影响.未来植物所面临的平均环境温度将会随着全球气候变暖逐渐上升,因此高温愈发成为影响植物生长发育、地理分布及产量的非生物胁迫因子.了解植物对高温胁迫的适应机制,有助于开发耐热品种,改善温暖气候地区植物的生长状况以及提高作物的生产力.植物体中,在分...     

高温胁迫对水稻剑叶保护酶活性和膜透性的影响

对2个耐热性不同的水稻品系进行高温处理（8:00~17:00, 37℃; 17:00~8:00, 30℃）, 测定了高温胁迫对水稻剑叶中保护酶类活性和膜透性的影响。结果表明,水稻剑叶中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POX）和抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POX）活性在高温胁迫初期均有明显增加,尔后快速下降, 耐热品系996这     

高温胁迫导致水稻光温敏核不育系开颖与雌蕊受精障碍的研究进展

水稻光温敏核不育系开颖与雌蕊受精障碍是高温胁迫导致其制种产量降低的主要原因,阐明其机理并探究提高水稻光温敏核不育系耐热性的途径,对于减轻其高温伤害具有重要意义。本文综述了高温胁迫对水稻光温敏核不育系开颖、雌蕊受精以及影响抽穗的生理机制研究进展;并综述了激素与渗透调节和抗氧化系统的内在关系及其对高温胁迫下水稻光温敏核不育系开颖与雌蕊受精障碍的调控作用,展望了进一步探究高温胁迫导致水稻光温敏核不育系开颖与雌蕊受精障碍机理的研究方向,为提高两系杂交稻制种产量和指导水稻抗高温育种和栽培提供一定的理论依据。     

灌溉方式对减轻水稻高温危害的作用

为探明灌溉方式对减缓水稻高温危害的影响,以中籼水稻品种黄华占和双桂1号为材料,在抽穗灌浆期进行高温(白天/夜间平均温度为35.1℃/20.8℃)和正常温度(白天/夜间平均温度为29.0℃/20.8℃)处理并设置轻干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-15 kPa时复水)、重干湿交替灌溉(土壤落干至土水势为-30 kPa时复水)和水层灌溉(对照) 3种灌溉方式,观测产量和品质形成的特点。结果表明,在相同温度尤其是在高温胁迫下,与水层灌溉相比,轻干湿交替灌溉显著增加结实率、千粒重和产量,增加出糙率、精米率和整精米率,降低垩白米率和垩白度,增大崩解值,减小消减值,重干湿交替灌溉的结果则相反。两品种结果趋势基本一致。说明抽穗结实期遭受高温胁迫,采用轻干湿交替灌溉方式可以获得较高的产量和较好的稻米品质。冠层相对湿度降低、叶片活性氧(O₂^?)生成速率减小、抗氧化物质抗坏血酸和还原型谷胱甘肽含量增加、内源细胞分裂素浓度及籽粒亚精胺和精胺浓度的提高是轻干湿交替灌溉方式减轻水稻高温危害的重要生态生理原因。