紫花苜蓿田间越冬期抗寒生理研究

为了解紫花苜蓿(Medicago sativa L.)在越冬期对低温的适应性,选取抗寒能力不同的5个紫花苜蓿品种,测定其在2003年秋末、深冬至2004年春季田间越冬期间根系的主要抗寒生理指标,结果表明:各品种可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量均呈随着气温下降而增加、随着气温升高而减少的变化趋势,但积累量与抗寒能力相关性不显著;丙二醛(MDA)含量在秋末冬初随着气温的降低都有轻微下降,但随着寒冷的加剧,呈现急速增加,然后急速下降趋势;过氧化物酶(POD)活性都表现为随着秋末温度的下降而增加,随着寒冷的加剧而迅速下降,再随着翌年温度的回升而缓慢增加,过氧化物酶(POD)活力与品种抗寒力不呈正相关.     

盐分胁迫对不同果桑品种幼苗生理的影响

以果桑品种大10、红果2号、安杂1号和台湾72C002为试验材料,研究土壤中不同浓度盐分胁迫对果桑幼苗生理特性的影响,作为探讨果桑幼苗对盐分胁迫的响应机制及西部盐渍化地区栽植果桑品种的耐盐性能评价依据。土壤低浓度盐分(0.1%NaCl)胁迫下,安杂1号和台湾72C002的幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、叶绿素含量及叶片生物量均增加,并且即使在高浓度盐分(0.5%NaCl)胁迫下,安杂1号幼苗叶片的Pn、Gs、丙二醛(MDA)和可溶性糖含量也下降较少,与对照相比均未达到差异显著水平(P>0.05),表明安杂1号具有抵御高浓度盐分胁迫的能力。大10在高浓度盐分(0.5%NaCl)胁迫下,幼苗叶片的Pn、Gs、Fv/Fm、叶绿素含量及叶片生物量与对照相比显著降低(P<0.05),表明该品种抵御高浓度盐分胁迫的能力较差。在盐分胁迫下,不同果桑品种幼苗叶片中的过氧化物酶(POD)活性不同,安杂1号的POD活性显著高于其它果桑品种,与大10相比达到差异显著水平(P<0.05),提示在果桑幼苗对盐分胁迫的响应过程中,叶片中高POD活性可能起到一定的调节作用,而不同品种间表现出的酶活性差异性可能与品种的耐盐能力有关。     

不同白羊草居群对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为探明10个不同野生居群白羊草[Bothriochloa ischaemum （L.） Keng]的苗期抗旱性差异,采用盆栽法对材料进行正常供水（80%田间持水量）、轻度水分胁迫（65%田间持水量）、中度水分胁迫（50%田间持水量）、重度水分胁迫（35%田间持水量）处理,测定株高、根冠比、游离脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）、可溶性糖（SS）含量及过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的变化。结果表明：随干旱胁迫程度的增加,白羊草株高逐渐降低,根冠比逐渐增大,植株地上部分Pro、MDA、SS含量上升,SOD、POD活性增强。由隶属函数分析7个指标得到白羊草苗期抗旱性强弱顺序为：汾阳居群 > 娄烦居群 > 太谷居群 > 隰县居群 > 柳林居群 > 中阳居群 > 榆社居群 > 平定居群 > 浑源居群 > 阳曲居群。     

不同盐生境下硅对高羊茅生物量及生理生化特征的影响

利用水培实验研究了不同盐生境下硅对高羊茅幼苗生物量及生理生化特征的影响。研究结果表明,高羊茅幼苗生物量随着盐浓度增加而逐渐降低,200 mmol/L的盐浓度为高羊茅幼苗的临界盐浓度,盐浓度小于该临界值时,添加硅显著增加了高羊茅幼苗生物量;盐浓度大于该临界值时,硅对高羊茅幼苗生物量没有明显影响,说明硅调节盐生境下高羊茅的生长能力与环境内的盐浓度密切相关。在盐浓度临界值之内,水培条件下硅通过增加盐胁迫下高羊茅幼苗体内SOD、CAT、POD活性,降低盐胁迫条件下高羊茅幼苗体内的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖含量和相对电导率,其中盐浓度为100 mmol/L时,丙二醛含量降幅最大,为18.05%,当盐浓度为50 mmol/L时,脯氨酸含量降幅最大,为23.63%。这不仅说明了硅可增强高羊茅幼苗适应盐生境的能力,而且证明了硅直接参与了盐胁迫条件下高羊茅的生理生化过程。     

铅梯度胁迫对多年生黑麦草幼苗生理生化特性影响

本试验以盆栽黑麦草幼苗为材料,研究了不同的胁迫时间(7,14,21,28 d),不同的铅浓度(500,1 000,1 500 mg/L)对黑麦草的抗氧化酶(SOD、POD)、细胞膜(MDA、相对电导率)及渗透调节物质(SS、Pro)的影响。结果表明,随着铅浓度的增加,黑麦草叶片中的SOD活性变化整体为先上升后下降,在低浓度(500和1 000 mg/L)和短时间(7和14 d)胁迫下SOD活性明显升高,之后快速降低。POD活性随着胁迫时间及铅浓度增加呈显著的下降趋势,在28 d时,1 500 mg/L浓度下,POD活性最低,为45.9 U/g。随着胁迫时间及铅浓度的增加,MDA含量及相对电导率整体呈上升趋势,且MDA含量与铅浓度呈线性正相关(r²>0.96)。可溶性糖(SS)含量变化复杂,在较高浓度及较长时间作用下趋于减少。脯氨酸(Pro)含量在较低铅浓度胁迫下会明显增加,但浓度过高超过黑麦草忍耐极限,就会有所下降。表明黑麦草在重金属铅胁迫中经历了一个忍耐和逐渐受损的过程。     

3个实用桑树品种的耐盐性生理生化特征及耐盐害的能力评价

盐分胁迫会对植物的生理生化特性产生影响,通过测定植物在盐分胁迫下的生理生化指标,是评估其对盐害耐受能力的方法之一。以3个实用桑树(Morus L.)品种的绿枝扦插盆栽苗及其离体叶片为材料,分别用300 mmol/L Na Cl溶液进行盐胁迫处理,观察与测定3个品种的扦插苗在盐胁迫下的叶片形态、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性。盐胁迫处理后3个品种扦插苗叶片的失绿程度从小到大依次为大10、金10、育711号。测定盐胁迫处理后4 d 3个品种扦插苗根、皮、叶中的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性均存在显著差异:3个品种的根、皮和叶中的脯氨酸(Pro)含量均升高,且育711号和金10的增幅显著高于大10;育711号的皮和叶中的可溶性蛋白含量最高,金10最低,而在根中的可溶性蛋白含量则是金10最高,大10最低;育711号叶中的超氧化物歧化酶(SOD)活性极显著高于金10和大10,而大10根和皮中的SOD活性相对较低;育711号和金10根中的过氧化物酶(POD)活性显著高于大10,而大10叶中POD具有较高的活性;育711号根中的丙二醛(MDA)含量增幅显著高于金10和大10。研究结果表明,在盐胁迫下,大10扦插苗根和叶中的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性均较为稳定,叶圆片失绿程度最低,而育711号不同组织渗透调节物质的积累显著增加,抗氧化酶活性提高。据此评价3个桑树品种对盐害的耐受能力由高到低依次为大10、金10、育711号。     

外源褪黑素对铅胁迫下狗牙根生长及抗氧化性的影响

以新农1号狗牙根和天堂328狗牙根为材料,在狗牙根种茎生长20 d后,以浓度0、5、20、50μmol/L褪黑素对狗牙根进行浇灌处理,之后以浓度0、1000、2000 mg/kg醋酸铅溶液对狗牙根进行胁迫处理。结果表明：未施用醋酸铅时,新农1号狗牙根的相对含水量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性均显著高于天堂328狗牙根（P<0.05）。铅胁迫导致狗牙根生长受阻,同时细胞的氧化应激反应增加。在铅胁迫下,与对照相比,用20μmol/L和50μmol/L浓度的褪黑素预处理后的狗牙根表现出更高的抗氧化酶活性和非酶抗氧化物质含量,叶绿素含量和相对含水量增加。可见,褪黑素通过增强狗牙根的抗氧化酶活性,增加非酶抗氧化物质含量来清除铅胁迫下产生的自由基。     

锡林郭勒草原克氏针茅抗旱生理变化的研究

为揭示不同生长时期、不同地区克氏针茅Stipa krylovii抗旱性,对内蒙古锡林郭勒草原5个地区克氏针茅的某些抗性生理指标:丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、脯氨酸(Pro)进行比较分析,结果表明:5月份(生长初期)克氏针茅MDA含量最高,POD、SOD活性最低;7月份(盛期)与9月份(末期)MDA含量降低,POD、SOD活性增加,而游离脯氨酸含量变化并不规律。综合分析表明,克氏针茅在分布区内,随着降水量的减少,游离Pro含量和保护酶活性增加,MDA减少,在生理方面表现出对环境较强的适应性。     

海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响

本研究以玉米品种“郑单958”为材料,采用水培试验,探究了外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生物量、叶绿素含量、膜脂过氧化、抗氧化酶活性以及渗透调节物质等生长和生理特性的影响。结果表明,与对照处理比较,150 mmol/L的盐胁迫显著降低了玉米幼苗地上部干鲜重、叶面积及叶绿素含量,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白含量增加、质膜相对透性增大,抗氧化酶活性下降。与盐胁迫处理比较,施加10 mmol/L的海藻糖处理显著增加了盐胁迫下玉米幼苗的生物量和叶绿素含量,降低了MDA含量、Pro含量及质膜相对透性,提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,促进了可溶性蛋白含量的积累。上述结果表明外源施加海藻糖对盐胁迫下玉米幼苗生长具有一定的缓解作用,从而增强玉米幼苗对盐胁迫的抗性。     

外源脱落酸对红砂叶片渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响

以大田环境中多年龄植物红砂(Reamuria soongorica)植株为材料,采用室外试验研究了自然干旱下喷施2、4、6和8 mg·L^–1的外源脱落酸(abscisic acid, ABA)对红砂叶片渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明,外源ABA能降低红砂叶片中可溶性糖(soluble sugar, SS)、游离脯氨酸(free proline, Pro)和可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量,提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性;随着ABA浓度的增加,ABA作用效应先增强后减弱。其中,6 mg·L^–1的外源ABA作用效应最大,与处理前相比,该浓度下红砂叶片中SS、 Pro、 SP含量分别显著下降35.75%、 90.08%、 16.66%, SOD活性显著上升28.94%,POD活性为处理前的1.35倍,CAT活性显著上升84.46%。因此,喷施外源ABA可缓解干旱胁迫对红砂植株的伤害...     

锰胁迫对苍耳种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

为探明苍耳对锰胁迫适应的生理生化机制,以苍耳种子为试验材料,采用培养皿滤纸法,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000 μmol/L)胁迫对苍耳种子萌发、幼苗生长及生理生化特性的影响。结果表明:1)1000~5000 μmol/L锰胁迫显著提高了苍耳种子的萌发率,增加了幼苗的芽长和根系活力;当浓度>5000 μmol/L时,发芽势、发芽指数、活力指数以及根长、鲜重、干重、根冠比均显著降低;2)随着锰浓度的升高,苍耳幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先增加后下降的变化趋势;3)苍耳幼苗体内活性氧和膜脂过氧化物含量随着锰浓度的升高显著增加,超氧阴离子自由基(O2· -)产生速率、羟自由基(OH^·)浓度、H₂O₂和MDA含量分别增加了154.69%、47.29%、100.09%和200.96%。研究结果显示,苍耳对锰胁迫具有较强的耐性,可作为锰矿废弃地修复的备选植物。     

锰胁迫对黄花草种子萌发及幼苗生理生化特征的影响

为探明锰胁迫下黄花草的抗性生理适应机制,以该植物种子为试验材料,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000 μmol·L^-1)胁迫对黄花草种子萌发、幼苗生长的影响及胁迫7、15、30 d生理生化特征的变化。结果表明:1)随着锰浓度的增加,黄花草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈下降趋势;幼苗芽长、根长、生物量和根冠比则先增加后下降,呈现出“低促高抑”现象;2)1000~5000 μmol·L^-1锰处理增加了黄花草幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值;当浓度继续增加且胁迫时间延长时,叶绿素含量和叶绿素a/b值降低;3)在胁迫第7天,黄花草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性随锰浓度增加逐渐下降,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随锰浓度增加呈上升趋势;在胁迫第30天,SOD和POD活性均显著下降,CAT活性无明显下降;4)黄花草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在胁迫第7、15天随锰浓度增加而增加,在胁迫30 d后则均下降;5)丙二醛(MDA)含量随着锰浓度的增加和胁迫时间的延长而显著增加。研究结果表明,1000~5000 μmol·L^-1锰处理会促进黄花草幼苗的生长;该植物可以通过不同抗氧化酶差异化响应及渗透调节物质含量的提高,减轻高浓度锰胁迫所造成的损伤,提高对锰的耐性。     

旱作条件下披碱草属植物叶的生理生化特征分析

在无控制的野外旱作条件下,比较了披碱草属6种野生植物在内蒙古干旱与半干旱区生理生化特性,并对同一地区引种的不同种及分布于不同地区的同一种植物进行了对比分析。结果表明,材料XJE1和XJP5能够保持较好的水分状况,具有较高的相对含水量,而GSD4保水能力不及其他几种材料;BJT3和XJP5叶绿素含量较高,而GSD4叶绿素含量较低。渗透调节物质Pro以BJT3、XJP5和GSS2显著高于其他材料,而MDA含量以BJT3相对较高,比XJE1高近3倍;保护酶SOD活性以材料GSD4较高,其次为BJT3,GSS2较低,POD活性以XJP5较高,其次为BJT3,NMN6较低。经隶属函数综合分析发现,披碱草属6种植物中,除GSD4和NMN6之间隶属函数值差异不显著外,其他材料之间都比较显著,其隶属度值由大到小的顺序为XJP5＞BJT3＞XJE1＞GSD4＞NMN6＞GSS2。并且来自同一地区的披碱草属2种不同植物的生理特征表现一定的趋同,而来自不同地区的同一种植物表现出一定适应性分化。这些结果都表明,植物为了适应不同的生态环境,各种生理生化指标都会进行相应的调节,共同起作用来保护植物免受伤害。     

巨桉林草间作模式中牧草光合生理生态适应性研究

在不同郁闭度巨桉林下间作鸭茅、多年黑麦草和扁穗牛鞭草,对3种牧草叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合日进程和生物量进行测定分析,并探讨各牧草在不同郁闭度的巨桉林分下生长状况。结果表明,1)随着林分郁闭度的增加,3种牧草的叶绿素(Chl)含量增大,间作下牧草的Chl含量和叶绿素b(Chlb)都高于对照(CK),鸭茅和多年黑麦草叶绿素a/b(Chla/Chlb)值随郁闭度增加而显著降低(P<0.05);2)随着林分郁闭度的增加,鸭茅和多年黑麦草光系统Ⅱ的光化学效率(Fv/Fm)先增加后下降,下降时的林分郁闭度为0.60;鸭茅和多年黑麦草Fv/Fm值大于扁穗牛鞭草,但在间作条件下其Fv/Fm值增加程度小于扁穗牛鞭草;3)3种牧草在对照和间作条件下的光合日进程都是单峰曲线;鸭茅在林分郁闭度小于0.53时,多年黑麦草在林分郁闭度小于0.42时,其日平均净光合速率(Pn)都高于对照,间作条件下扁穗牛鞭草的Pn低于对照;4)扁穗牛鞭草对照的生物量最高,随着林分郁闭度的增加,其生物量逐渐减小,但在不同郁闭度下的生物量均比其他牧草对应郁闭度下的生物量高,在郁闭度为0.56时,扁穗牛鞭草生物量仍大于其他牧草的最大生物量。从总体来看,3种牧草对弱光环境的响应方式不同,鸭茅和多年黑麦草主要表现在提高Chlb含量,而扁穗牛鞭草主要表现在提高Fv/Fm值,3种牧草的耐荫性为鸭茅>多年黑麦草>扁穗牛鞭草。鸭茅在林分郁闭度小于0.54时,多年黑麦草在林分郁闭度小于0.34时,其生物量随郁闭度增加而增加,表明适度的遮荫有助于提高这2种牧草的生物量。     

水分胁迫对苜蓿幼苗渗透调节物质积累和保护酶活性的影响

采用聚乙二醇(PEG-6000)高渗溶液模拟水分胁迫的方法,研究了水分胁迫对苜蓿幼苗细胞膜透性、渗透调节物质和保护酶活性的影响.结果表明,苜蓿幼苗叶片中的渗透调节物质可溶性糖含量、游离氨基酸和脯氨酸含量在水分胁迫下增加,活性氧清除系统中的SOD和CAT活性降低,POD活性先升高后下降.水分胁迫导致膜脂过氧化产物MDA积累增加,细胞膜相对透性增大.     

碱性盐胁迫对偃麦草苗期生长的影响

采用不同浓度(0、20、40、60、80、100和120mmol·L~(-1))碱性盐混合溶液(NaCl、Na_2SO4、NaHCO_3和Na_2CO_3)处理偃麦草新品种"农菁7号"(Elytrigia repens Nong Jing No.7),测定其幼苗存活率、株高和生物量,旨在明确盐碱胁迫对偃麦草幼苗生长的影响和碱性盐胁迫下偃麦草叶片叶绿素、游离脯氨酸、可溶性糖、丙二醛(MDA)、超氧化物酶(SOD)活性,以探讨偃麦草主要生理指标对盐碱胁迫的响应规律。结果表明,碱性盐胁迫可降低偃麦草幼苗存活率、株高及生物量,当溶液浓度≥80mmol·L~(-1)后幼苗存活率显著下降(P0.05)。株高和生物量与碱性盐溶液浓度均呈极显著的负相关关系(P0.01)。偃麦草叶绿素含量随碱性盐胁迫浓度的增加呈现出先增加后降低的趋势,在80mmol·L~(-1)时达到最大值。游离脯氨酸、MDA和SOD均随胁迫浓度的增加而增加。碱性盐胁迫对偃麦草苗期的生长发育产生不利的影响,为了适应盐碱环境,偃麦草各种生理生化指标都会进行相应的调节。     

不同刈割频度对大针茅草原土壤呼吸及其土壤因子的影响

通过对大针茅草原土壤呼吸特性及影响因子的测定,研究3种不同刈割方式天然草地土壤呼吸特性及其影响因子,为典型草原刈割对碳收支研究提供基础理论依据。大针茅草原是亚洲中部草原亚区特有的一种草原类型。研究区设置在内蒙古锡林浩特市东部以大针茅建群的典型草原;在2009-2013年进行不同频度的刈割处理,一年两次、一年一次、两年一次(割一年休一年)、围封,在2013年8月采集测定土壤养分样品,在2013年生长季的6、7、8月进行土壤呼吸速率的测定及土壤微生物数量的测定。结果表明,围封处理下土壤含水量要高于其他刈割处理。6与8月时,围封处理下的细菌和微生物总数均显著高于刈割处理。不同频度刈割下群落的土壤呼吸速率有显著的差异,割一年休一年与围封处理显著高于其他刈割处理,且不同处理的土壤呼吸速率均在7月初为最低;土壤呼吸速率在内蒙古干旱半干旱地区与土壤含水量呈极显著正相关关系,受土壤含水量影响显著。结合生物多样性及生产利用的角度,割一年休一年为最合理的刈割频度。     

盐碱胁迫对寸草苔渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以分布于科尔沁沙地的粉煤灰草地,盐碱地和荒地3种不同生境的野生寸草苔为材料,通过蛭石营养液培养,进行混合盐碱胁迫处理,检测其生理生化变化。结果表明：3种生境寸草苔的相对电导率和丙二醛（MDA）含量随着盐碱胁迫处理浓度的增大而增加;盐碱地寸草苔的超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性在300mmol/L高浓度盐碱胁迫增加明显,荒地寸草苔和粉煤灰草地寸草苔则变化不明显,过氧化氢酶（CAT）活性则随着盐碱胁迫浓度增大呈现先升高后降低的变化趋势,3种抗氧化酶的活性均以盐碱地寸草苔最强;可溶性糖和脯氨酸两种渗透调节物质的含量,随着盐碱胁迫浓度的增大而增加,尤以高浓度处理增加显著。