高温胁迫下高羊茅生理生化特性研究

高温是制约冷地型草坪草生长发育最重要的生态因子之一。对草坪草高羊茅品种凌志Festucaarundinaceacv.Barlexas进行了高温胁迫下的生理生化研究。结果表明:在42/32℃(昼/夜)的高温胁迫下,植株的生长受到了明显的抑制,随着高温胁迫时间的延长,叶片的相对含水量明显下降;叶绿素含量呈先升高后下降的趋势;可溶性糖含量持续增加,其中胁迫至第5~7天增幅最大;脯氨酸和丙二醛(MDA)含量也逐渐增加,这些生理生化指标的变化可为寻求草坪草抗热种源提供科学的理论依据。     

高温胁迫下不同激素处理对高羊茅生理生态指标及耐热性的影响

以凌志高羊茅为试验材料,研究在高温胁迫下喷施SA,6-BA和H2O2对其生理生态指标及耐热性的影响。结果表明:(1)喷施6-BA,SA及H2O2对高羊茅草坪草的生态性状有显著的影响,他们都不同程度地减轻了高温胁迫对高羊茅草坪草的伤害;(2)浓度为0.1 mmol/L的SA比浓度为0.5mmol/L和1.0 mmol/L的SA能更有效地减轻高羊茅草坪草由于高温胁迫导致的伤害;(3)浓度为0.01 mmol/L的6-BA在所有处理中效果最好,使得高羊茅草坪草的叶色、质地、盖度、均一性、生长速度、叶绿素含量和净光合速率都明显优于其他种类及浓度的喷施方式;(4)H2O2对提高高羊茅草坪草的抗热性相比另外两种物质并不明显;(5)喷施SA,6-BA和H2O2对高温胁迫下高羊茅光合速率的提高有很大作用。     

高温胁迫下水肥耦合对高羊茅生态性状的影响

采用盆栽方式,在控水、控肥条件下,设计了低、中、高3个水分水平和3个养分水平,研究了在高温(38/30 ℃,昼/夜)胁迫条件下,不同水肥耦合方式对高羊茅品种凌志Festuca arundinecea cv. Barlexas生态性状的影响。结果表明：水分和养分及其耦合效应对高羊茅草坪草的生态性状有显著的影响,水肥耦合的施肥灌溉方式明显好于单纯的水分灌溉;最佳的水肥耦合方式是中水中肥（f2w2）,能最大限度地改善高羊茅草坪草的生态性状,延长高羊茅草坪草在高温胁迫下的绿期,而水分不足或淹灌以及养分不足或过多都不利于高羊茅的生长;在高温胁迫下,水分比肥料对高羊茅的作用更大。     

18个高羊茅品种的耐热性比较研究

采用盆栽法,观测了冷季型草坪草高羊茅18个品种(系)在38℃/28℃(昼/夜)高温胁迫下的形态指标主要观测其植株的成活率和生长状况,测定了叶片相对电导率、叶绿素总含量、丙二醛累积量、游离脯氨酸含量以及SOD活性5项生理指标,并综合评价了18个高羊茅品种(系)的耐热性能。结果表明:随着热胁迫时间的延长,叶片的相对电导率,丙二醛含量和游离脯氨酸含量均呈递增趋势;叶绿素总含量呈递减趋势;超氧化物歧化酶活性呈先递增后递减的趋势;各指标之间存在一定的相关性。综合分析结果表明:可将高羊茅的18个不同品种(系)大致聚为3个耐热级别:1级(相对耐热):高羊茅新品系98-1;2级(中等耐热):高羊茅98-5、新星、猎狗、野马、贝克、野狼和交战;3级(相对敏感):高羊茅Relf、原始群体、家园、春风、王朝、爱瑞、德米尼、91-82、98-2以及凌志。     

高温胁迫对高羊茅航天诱变新品系生理特性研究及综合评价

本研究以高羊茅航天诱变新品系和贵州主推的育成品种水城高羊茅和黔草1号高羊茅共11份材料为研究对象,采用盆栽试验,在42 ℃/32 ℃(12 h/12 h)人工气候室进行高温胁迫试验,每4 d测定可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)生理生化指标,并应用隶属函数法和灰色关联度法对其生理指标及11份高羊茅材料耐热性进行综合评价。结果表明,可溶性蛋白质随着高温胁迫时间的延长总体呈下降趋势,SOD、POD、CAT含量随着高温时间的延长总体呈上升趋势。4个生理指标在11份材料间均存在显著性差异。利用隶属函数法对11份高羊茅材料进行综合耐热适应性评价,得出耐热性顺序为:SP5-85>SP5-60>SP5-71>SP5-42>SP5-94>SP5-7>SP5-88>水城高羊茅>SP5-5>SP5-89=黔草1号高羊茅。利用灰色关联性分析法得出各耐热指标与耐热性的关联序为:SOD>CAT>POD>可溶性蛋白质。     

高羊茅对高温胁迫应答机制的研究进展

高温胁迫是影响植物生长的主要限制因子,全球气候变暖进一步加剧了高温对植物生长的危害。高羊茅(Festuca arundinacea)是一种冷季型多年生草本植物,其对高温胁迫的应答机制近几年受到国内外众多学者的共同关注。本文综述了不同品种高羊茅的耐热性及高温胁迫对高羊茅形态学、生理生化、代谢学、分子表达等方面的影响,主要阐述了高温胁迫对高羊茅的各种危害:高温胁迫使植物根部活力下降、地下生物量减少、叶绿素含量降低、抗氧化酶活性下降、渗透调节受破坏、扰乱其次生代谢,并提出了通过施加添加剂缓解高温胁迫危害的方法和未来的研究方向。     

高温胁迫对5种牧草生理生化特性的影响

利用生化培养箱模拟了高温胁迫(38℃/30℃)对高羊茅(Festuca elata)、鸭茅(Dactylis glomerata)、一年生黑麦草(Lolium multiflorum)、宽叶雀稗(Paspalum wetsfeteini)和百喜草(Paspalum notatum)等5种牧草生理生化特性的影响。结果表明:高温胁迫下,5种牧草的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量(SP)和谷胱甘肽含量(GSH)均呈现先上升后下降的趋势,丙二醛含量(MDA)持续上升,叶绿素含量(SPAD)呈现明显下降趋势。百喜草和宽叶雀稗对高温胁迫适应能力明显强于一年生黑麦草、鸭茅和高羊茅。     

高温胁迫下冷地型草坪草几项生理指标的变化特征

通过测定高温胁迫下5种冷地型草坪草的几项生理指标，探讨了其在高温胁迫下的半致死温度、叶片相对含水量、叶片细胞质膜透性以及叶片脯氨酸含量等生理指标的变化特征。结果表明，Finelawn V,Suffolk,Amoson,Topcat和Gator的半致死温度分别为54.5,53.3,52.1,51.7和50.4℃；高温胁迫下，5种冷地型草坪草随着胁迫程度和胁迫时间的增加，都表现出相对含水量迅速下降，质膜透性增大，游离脯氨酸积累显著增加，且随温度梯度上升，其含量持续增长。5种冷地型草坪草受高温胁迫时伤害的程序随高温胁迫的强度不同而不同，而且不同草种间存在差异，高羊茅耐受力最强，草地早熟禾次之，黑麦草较弱。     

高温胁迫下不同氮肥处理对凌志高羊茅耐热性的调控效果

通过盆栽试验,研究不同氮肥处理（NO3^-—N、NH4^＋-N、NH4NO3—N）对凌志高羊茅（Festuca arundinacea cv．Barlexas）在高温38℃／30℃（昼／夜）胁迫下部分生理生化指标的调控效果。结果表明：（1）NH4^＋-N和NO3^- —N处理根冠比、叶片相对含水量、叶绿素含量都持续下降,NH4^＋-N处理下降幅度大于NO3^- —N处理;NH4NO3-N处理先升后降。同等胁迫水平下,NH4NO3-N处理高于NO^3-—N和NH4^＋-N处理;（2）3种氮肥处理使叶片可溶性蛋白含量下降,可溶性糖和脯氨酸含量上升。且同等胁迫水平下,NH4NO3^-N处理可溶性蛋白,可溶性糖和脯氨酸含量均最高;（3）NH4^＋ -N和NO3^-N处理叶片过氧化氢和超氧阴离子含量上升,NO3^-—N处理的上升幅度小于NH4^＋-N处理;NH4NO^3-N处理先下降后上升,且同等胁迫水平下低于NH^＋-N和NO3^-—N处理;（4）NH4^＋-N和NO3^-—N处理叶片丙二醛（MDA）含量增加;NH4NO3^-N处理在胁迫前两天略微下降随后上升,且同等胁迫水平下,MDA含量最低。试验分析显示,3种氮肥处理相比较NH4NO3-N处理对提高凌志高羊茅耐热性的调控效果最好。     

钙对高羊茅草坪草耐热性的影响

用0-40 mmol/L CaCl2溶液喷施高羊茅草坪草叶面后,进行高温胁迫处理。结果表明,不同浓度Ca2+均能显著提高高温胁迫下高羊茅草坪草叶片的叶绿素含量,促进脯氨酸积累,降低高温下叶片的MDA含量和细胞膜透性,且随Ca2+浓度的增加,叶片叶绿素含量呈升高趋势,MDA和细胞膜透性呈下降趋势。因此适当喷施CaCl2溶液,能提高高羊茅草坪草的耐热性。     

低温胁迫对高羊茅生长影响的研究

以高羊茅Festuca arundinacea草坪草为材料,设置3种低温处理:-6、5和0 ℃处理8 h,并以室温为对照,然后测定过氧化氢酶（CAT）活性、电解质渗透率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和叶绿素含量等生理指标。结果表明,在5 ℃下, CAT的活性在胁迫4 h时活性最大;当温度为0与-6 ℃时,酶的活性随着胁迫时间的延长而急剧下降,温度越低,下降越快。叶绿素含量随着胁迫时间的延长而下降,温度越低下降越快。脯氨酸含量在0与-6 ℃时,随着时间的延长,含量则明显增加。在-6 ℃时, 电解质渗透率明显增大。可溶性糖含量随胁迫时间延长而上升,-6 ℃时,可溶性糖含量明显上升,低温抗寒锻炼能有效增强高羊茅的抗寒性。     

不同品系高羊茅应答高温胁迫的初级代谢产物分析

为探讨高温对高羊茅初级代谢的影响,对耐热性不同的两个高羊茅基因型PI 578718(耐热)和PI 234881(热敏感),进行40℃/35℃(昼/夜各12 h)模拟高温胁迫21 d,分别于不同时间段取样测定生理以及代谢产物的变化。结果表明,在高温胁迫下,草坪质量、叶绿素含量、叶片相对含水量、根系活力持续下降,电解质渗漏加剧,与耐热型基因型相比,热敏感基因型各生理指标变化更明显。通过GC-MS分析,检测并鉴定了25种初级代谢产物,主要包括有机酸和脂肪酸(9种)、氨基酸(9种)、糖类和糖醇(7种),其中氨基酸(如脯氨酸、缬氨酸、谷氨酸)、糖类(如蔗糖)和糖醇(如肌醇)在叶片中大量积累,而有机酸和脂肪酸类(如柠檬酸、棕榈酸)在根系中大量积累。高温胁迫下叶片和根系中代谢产物如缬氨酸、谷氨酸、脯氨酸、蔗糖、肌醇、柠檬酸、棕榈酸含量的升高或维持,可能是耐热基因型PI 578718与热敏感基因型PI 234881之间耐热性差异的主要原因,而且柠檬酸作为抗氧化剂并参与呼吸作用的三羧酸循环途径,它的高积累,可能更有助于提高高羊茅对高温胁迫的耐性和适应性。     

高羊茅悬浮细胞系的建立及绿色植株的高频再生

将5个高羊茅品种的成熟种子经灭菌后，接种于含有不同浓度2，4—D和ABA的N4培养基上进行愈伤组织诱导。结果表明，不同浓度2，4—D和ABA对5个品种的愈伤组织诱导率有显著影响，以培养基中附加9mg/L 2，4—D和2mg/L ABA的诱导率最高。将经过数次继代改造后获得的高质量胚性愈伤置于AA液体培养基中进行悬浮培养，建立起来自3个品种的8个悬浮细胞系，其中6个悬浮细胞系经高渗预处理后能高频再生出绿色植株，基本克服了以往研究中再生白化植株的现象。     

高浓度CO2对热胁迫条件下高羊茅生长和抗氧化系统的影响

大气CO₂浓度及温度逐年上升是当前全球范围内主要的两大气候特征,但不断升高的大气CO₂浓度可以缓解高温对植物生长发育带来的负面影响。为了探究高浓度CO₂在多年生禾草生长和抗氧化系统方面对热胁迫的响应,本试验以高羊茅(Festuca arundinacea cv. ‘Barlexas’)为材料,进行CO₂[当前浓度(400 μmol/mol)和高浓度(800 μmol/mol)]和温度[(最适生长温度(25/20 ℃)和热胁迫温度(35/30 ℃)]处理。结果表明,高温导致高羊茅的生长速率(G_r)、净光合速率(P_n)、光化学效率(F_v/F_m)、绿叶数、活性氧清除物质[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性等显著下降,叶片黄绿比、电解质渗漏率(EL)、丙二醛(MDA)、活性氧[过氧化氢(H₂O₂)、超氧阴离子(O₂^-·)]显著上升;热胁迫处理28 d时,高浓度CO₂较正常CO₂浓度使细胞膜稳定性增强(EL、MDA分别降低72%和39%),光合能力提高(P_n、F_v/F_m、绿叶数分别升高174%、17%和165%),活性氧积累减少(H₂O₂、O₂^-·含量分别下降46%和31%)。以上结果说明:高浓度CO₂通过提高高羊茅在热胁迫下的光合能力,维持细胞膜的稳定以及减少体内活性氧的积累减弱了热胁迫对植株的伤害,从而提高了高羊茅的抗热性。     

高温胁迫下高羊茅草坪草生理特性研究

从美国引进的39个高羊茅草坪草种分成了5个生态类型,在1999—2000年从每类中找出一个具有典型性状的草种,测定其周年草坪坪质表现、根系活力、叶片可溶性糖含量变化,同时测定各类草种在高温胁迫下保护酶活性与质膜透性的变化。结果表明,根系活力及可溶性糖含量在一定程度上影响着草坪坪质的周年变化。同时,草坪草叶片MDA含量的增长率和草坪草叶片的质膜透性增长率具有显著的正相关效应。在40℃高温胁迫下,草坪草叶片SOD与POD相对活性和MDA含量的增长率及PMP增长率具有显著的负相关效应,5个草种对高温的抗性能力大小顺序是:Gooden>Regi ment>Tomahawk>SR-8210>Brandy。在此基础上,最后对草坪草抗性的准确快速检测方法进行了讨论。     

多效唑对高羊茅草坪草生长特性的影响

采用了不同浓度的多效唑（0．8、1．0、1．3mg/g)对高羊茅草坪进行叶面喷施，以研究多效唑对高羊茅生长特性的影响。结果表明：3种不同浓度的多效唑处理均表现出显著抑制高羊茅草坪草地上部分的伸长生长的效果，1．3mg/g的多效唑处理使高羊茅生长速度和修剪量明显降低1．0mg/g的多效唑使高羊茅草坪草的密度显著增加，明显促进高羊茅的分蘖，却使高羊茅叶绿素含量明显降低。     

草坪型高羊茅的研究进展与展望

高羊茅Festuca elata由于其较强抗性与较广的适应性,已在我国广泛应用于各类草坪建植.从适应性、种子生产情况、养护管理技术及抗性生理机制四方面阐述了国内外的研究进展,并指出存在的问题及其发展趋势,以期为高羊茅的进一步研究与利用提供参考.     

热应激对山羊生理生化指标的影响

３只健康山羊置于人工热激环境中（环境温度３７．５～３８．５℃）,１小时后回到自然环境（２４．５～２６．５℃）。试验前及试验开始后第１５、６０、１８０分钟,分别测定心率、呼吸频率、体温、红细胞数（ＲＢＣ）、白细胞数（ＷＢＣ）、血糖、血清谷草转氨酶（ＧＯＴ）、谷丙转氨酶（ＧＰＴ）、肌酸激酶（ＣＫ）、总蛋白（ＴＰ）、清蛋白（Ａｌｂ）、尿素氮（ＢＵＮ）含量。结果表明,热应激时,山羊的心率、呼吸频率、血糖含量均有一定程度的上升;ＣＫ在热应激中有明显的上升;ＷＢＣ略有下降;ＲＢＣ和血清中ＧＯＴ、ＧＰＴ、ＴＰ、ＢＵＮ含量变化不显著。