水分胁迫对玉米小花分化期叶片蛋白质的影响初探

选用抗旱性不同的玉米杂交种—丹玉１３ 号和掖单１３ 号,研究在不同水分胁迫条件下植物诱导蛋白的产生及其与植物抗旱性的关系。通过叶片蛋白质ＳＤＳ聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,干旱能够引起诱导蛋白产生,并且抗旱性较弱的品种诱导蛋白产生早于抗旱较强的品种。在重度水分胁迫下抗旱性较强的品种似乎能诱导基因更强地表达以适应干旱环境     

水分胁迫条件下冬小麦幼苗应答蛋白的表达及其与品种抗旱性的关系

为了探索冬小麦幼苗期水分胁迫D-应答蛋白与品种抗旱性的关系,以30个抗旱性不同的冬小麦品种为材料,采用正常供水和-1.0 MPa PEG-6000胁迫两种处理及SDS-PAGE电泳技术,在抗旱性研究的基础上,对水分胁迫与非胁迫条件下D-应答蛋白在不同品种间表达的差异进行分析.结果发现,抗旱和中等抗旱品种经胁迫诱导后产生D-应答蛋白条带,而干旱敏感品种中没有出现此条带.该应答蛋白的分子量与已报道的抽穗期的分子量相当,约为66.2 kD.说明冬小麦幼苗期经水分胁迫后产生的D-应答蛋白与抽穗期水分胁迫后产生的应答蛋白完全一样,可以作为鉴定抗旱性的应答蛋白指标.     

水分胁迫下不同抗旱性小麦品种根中蛋白质代谢的差异

研究了不同抗旱性小麦品种73－11和晋2148的根系在水分胁迫下的蛋白质代谢差异。结果表明，小麦幼苗在渗透势为－0．025和－0．05MPa的PEG溶液中胁迫3d，抗旱品种73－11根中的蛋白质含量上升，而敏感品种晋2148的根中蛋白质含量下降，将胁迫时间延长至5d，二个品种的蛋白质含量均下降，但抗旱品种下降的幅度大于敏感品种，游离氨基酸分析表明，二个品种在水分胁迫下游离氨基酸的水平均升高，且抗旱品种73－11累积氨基酸的速度小于敏感品种晋2148。     

春小麦根系木质部导管与其抗旱性的关系

为了深入了解植物根系对干旱胁迫的适应性及春小麦根系木质部导管与其抗旱性之间的关系,以自然条件下和室内生长的6个春小麦品种为材料,考察了其苗期根系木质部导管在水分胁迫条件下的变化情况,结果表明,随着水分胁迫程度的加剧,中央大导管及周围小导管直径都趋于减小,且并非线性减小,而是趋集于某一较小值的区域。抗旱性较强的品种中央大导管消失或缩小为中央旁导管,周围均匀、细小的小导管以中央旁导管为中心形成了密集的导管群,马蹄形细胞异常明显,排列整齐而均一;抗旱性较差的品种中央大导管大而少,异常突出,同等直径的根中周围小导管相对较少。研究结果说明,在不同水分胁迫下,不同春小麦品种在导管结构上对水分亏缺产生了不同程度的反应性和适应性。     

植物响应干旱胁迫的分子机制

干旱是影响农业生产最严重的自然灾害。干旱胁迫下,植物的蛋白激酶(如MAPK)介导的信号途径活化,引起相应的干旱胁迫信号转导,并最终诱导响应干旱基因的表达,使植物产生抗旱性。植物体内响应干旱的基因主要编码早期表达为转录因子和受转录因子调控的抗旱功能蛋白。     

水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响

为了解燕麦抗旱生理机制,以抗旱性不同的燕麦品种蒙燕1号和坝莜3号为试验材料,采用盆栽方法研究了拔节期和抽穗期水分胁迫对不同抗旱性燕麦品种生理特性的影响。结果表明,在拔节期,地上部各生理指标在水分处理间与品种间均无显著差异。在抽穗期,随着水分胁迫的加剧,燕麦叶片相对含水量升高,相对电导率、丙二醛含量下降,保护酶(POD、SOD)活性和可溶性蛋白先降低后升高。中度水分胁迫下,与蒙燕麦1号相比,坝莜3号的丙二醛含量、叶片相对含水量变化幅度较大,保护酶活性升幅较小;在其他水分处理下各生理指标在品种间差异不显著。适度控水下,蒙燕1号的可溶性蛋白含量降幅小于坝莜3号。在拔节期,重度水分胁迫下,坝莜3号的根系活力降幅大于蒙燕1号;两个品种分别在适度控水和中度水分胁迫下根系活力最大。在抽穗期,两个品种根系活力受水分胁迫影响较小。综合分析表明,抗旱性强的蒙燕1号在水分胁迫下能保持相对较优的生理状态,其代谢功能和保水能力较强。     

干旱胁迫对花生生长发育和光合产物积累的影响

采用人工控制条件下的防雨棚土柱栽培试验,以不同抗旱类型花生品种为材料,设置充分灌水和中度干旱胁迫处理,对苗期、花针期、结荚期、饱果期和成熟期(播种后30d、50d、75d、103d和132d)5个生育时期地上部不同器官和根系物质积累的影响进行了研究。结果表明,随生育期的进行,除花育22号在全生育期干旱胁迫条件下呈渐升趋势至成熟期最大外,花育23号和花育25号2品种根系干物质积累量均呈"抛物线型"变化趋势。干旱胁迫使花育23号根系干物质积累量峰值出现在结荚期,而花育25号峰值滞后到饱果期。3品种根重和荚果干物质积累量大小顺序均表现为:花育25号花育22号花育23号;通过Logistic方程能很好地拟合各品种地上部各器官、根系及植株生长发育情况。干旱胁迫使花育22号和花育23号两品种最大生长速率(Vm)明显降低,花育25号明显升高,但3品种地上部植株物质积累最大速率出现的时间(Tm)均明显滞后;地上部叶片和茎Vm降低,Tm延长;干旱胁迫使花生光合作用降低,光合产物积累缓慢,植株生长发育迟滞。3品种表现出对干旱胁迫适应性的差异,花育23号品种对水分较为敏感,抗旱性较差,花育25号具有较强的抗旱性。     

水分胁迫对抗旱性不同的荔枝实生幼苗叶片质膜透性和各细胞器中Na~+-K~+ATPase活性的影响

以抗旱性不同的荔枝实生幼苗为试验材料,研究了水分胁迫对荔枝实生幼苗叶片质膜透性和各细胞器中Na＋－K＋ATPase活性的影响及其与抗旱性的关系,结果表明：（1）Na＋—K＋ATPase在荔枝实生幼苗叶片中的定位是细胞溶质占总活性的80．1％～82．32％,线粒体占13．34％～15．25％,叶绿体占4．34％～4．63％,品种间差异不明显。（2）叶片相对含水量随胁迫程度的增加而减少,抗旱性强的东刘1号下降的幅度小于抗旱性弱的陈紫;质膜相对透性随胁迫程度的增加而增加,抗旱性强的品种增加的幅度小于抗旱性弱的品种。（3）水分胁迫后第4天,各细胞器中Na＋－K＋ATPase活性均显著增加,抗旱性强的品种增加的幅度大于抗旱性弱的品种;8d后,抗旱性强的品种线粒体和叶绿体中Na＋－K＋ATPase继续升高,细胞溶质中Na＋－K＋ATPase呈下降趋势,但仍高于对照,而抗旱性弱的品种所有细胞器中Na＋－K＋ATPase的活性均低于对照。     

冬小麦不同抗旱品种抽穗期干旱诱导蛋白差异与抗旱性的研究

为了确定抗旱小麦新品种的分子鉴定指标,选用5个不同小麦生态类型区共18个新品种,采取盆栽与人工干旱胁迫及SDS-PAGE等方法,研究了抽穗期干旱胁迫诱导蛋白差异与抗旱性的关系。结果表明,根据抗旱指数和反复干旱存活率可将参试品种(系)分为高抗、中抗和低抗3种抗旱类型。提取旗叶蛋白质进行SDS-PAGE分析,发现在水分胁迫条件下一些高分子量的蛋白降解成一些小分子量的蛋白和多肽,其中分子量为66．2kD左右的D-差异蛋白在高抗、中抗旱品种(系)中均有出现,故D-差异蛋白可以作为抗旱小麦新品种筛选和鉴定的分子指标。     

PEG 6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表达的变化,选取旱地品种烟D27、 陕优225和水地品种新麦18、小偃22、1031为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,用TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDSPAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带。结果表明,PEG6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达。此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白条带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失。对新麦18的 35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关。     

土壤水分对不同品种棉花叶绿素含量及光合速率的影响

在不同程度的水分胁迫下,供试的不同品种棉花叶片的叶绿素含量和主茎叶片的光合速率均随着干旱程度的加剧而明显地下降,各供试品种在不同处理之间的差异都达到极显著的水平。棉花叶片中叶绿素含量与其光合速率有着显著的正相关关系。从光合速率的变化可以看出,新陆早 6 号对水分较敏感,抗旱性弱,新陆早 1 号与新陆早 6 号类似;而新陆早 4 号在轻度到中度干旱时,光合速率下降较缓,只有到严重干旱时,其光合速率才会受到严重影响。说明它对轻、中度干旱有着较强的抵御能力。     

不同品种大豆的产量及质膜透性对水分胁迫的反应

本研究是1984年在黑龙江省农业科学院,用盆栽,在不同生育期人工模拟旱境的条件下进行的。试验结果表明,不同品种的基础产量水平虽然不同,但其产量及产量因子对不同生育时期的干旱胁迫,有着基本一致的反应。也就是说,干旱胁迫对其相应时期的生长发育有较大的影响。如荚形成时期和鼓荚时期的干旱胁迫,致使秕荚大量增加,粒数减少;鼓粒期的干旱胁迫且导致百粒重的下降。荚鼓期的干旱胁迫造成产量大幅度下降,主要是因为粒数的减少和百粒重的降低等综合因素所致。但是其减产幅度的大小,因品种的抗旱性而异。如抗旱品种“呼80—1001”减产10％,对照品种“黑农26”减产17.9％,而不抗旱品种“绥农4号”减产39.2％。从总的趋势看,大豆基础细胞质膜透性,随生育期的进展,直至鼓粒期,均有增加的趋势,但质膜透性存在着品种间差异。在干旱条件下,细胞质膜的相对变化因品种,因生育期而异。荚鼓期的水分胁迫,对细胞质膜的伤害最严重,这与荚鼓期的水分胁迫对产量的影响是相一致的。说明,在干旱胁迫条件下,品种的质膜透性,与其抗旱性有密切的关系。     

抗旱性晚稻品种筛选研究

选取湖南省当前生产上种植面积较大的8个水稻品种,采用盆栽土培搭配人工遮雨棚进行干旱胁迫试验,通过考察各品种在不同水分环境下分蘖盛期和孕穗期的叶片叶绿素相对含量、游离脯氨酸含量及各主要农艺性状,比较了各品种的抗旱性。结果表明湘丰优9号、岳优9113、岳优6135抗旱性较强,可以进一步进行大田试验,以确定其实际抗旱性能。     

PEG-6000胁迫对小麦三叶期蛋白表达的影响

为了探索干旱胁迫下小麦蛋白质表迭的变化,选取旱地品种蝈D27、陕优225和水地品种新麦18、小偃22、10-31为材料,在小麦三叶期,用18%和35%两种浓度的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,处理待试小麦24 h后,月TCA丙酮法提取叶片全蛋白,通过SDS-PAGE电泳分析小麦在干旱胁迫后的蛋白质带谱,并运用高效液相色谱-质谱联用技术鉴定了新麦18的35.0 kD干旱敏感蛋白条带.结果表明,PEG6000胁迫后分子量28.0 kD蛋白在水地品种中消失,在旱地品种中正常表达或诱导表达.此外,干旱胁迫使抗旱品种烟D27诱导产生33.0和23.0 kD干旱应答蛋白务带,导致抗旱性弱的水地品种新麦18的35.0 kD蛋白条带消失.对新麦18的35.0 kD蛋白条带进行液相色谱分离结合质谱分析后发现其含有17种与基本生命活动有关的蛋白,这些蛋白与小麦对干旱胁迫的适应性代谢调节有关.     

干旱胁迫对不同类型花生根系生理特性及产量品质的影响

以干旱敏感型品种花育23号和抗旱型品种花育25号为材料,在防雨棚栽培池内进行土柱栽培试验,设置充足灌水和中度干旱胁迫2个水分处理,系统研究干旱胁迫对两花生品种根系生理生化特征及产量和品质的影响。研究表明,干旱胁迫处理下,两品种0-20cm土层根系中可溶性糖和脯氨酸积累量最大增幅出现的时间不同,花育25号对干旱胁迫的响应相对较早;干旱胁迫下,两品种0-20cm和20-40cm土层内根系活力在播种后30~50d增幅最大,花育25号和花育23号分别为203.62%、393.97%和74.62%、227.22%。干旱胁迫显著增加两品种籽仁蛋白质含量;花育23号脂肪含量和油酸/亚油酸(O/L)值因干旱胁迫而显著降低但对花育25号无显著影响。干旱胁迫显著降低两花生品种的荚果和籽仁产量,花育23号荚果和籽仁的减产率均在55%以上,而花育25号仅在38%以下。     

旱涝急转对不同花生品种生理生化指标的影响

为探讨旱涝急转对花生生理生化的影响,以不同旱涝耐性的3个花生品种中花8号（抗旱）、豫花15（耐涝）和湘花2008（旱涝兼耐）为材料,进行不同梯度的先旱、后涝连续处理,比较不同花生品种的叶片相对含水量,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性,以及丙二醛（MDA）含量的变化情况。结果表明,在旱、涝急转的胁迫过程中,干旱对叶片相对含水量的影响甚于湿涝。一定强度的旱或涝胁迫总体上均可使花生叶片的4种抗氧化酶POD、SOD、CAT、GR活性提高,随着胁迫的加深活性降低,复水后活性回落至对照水平,且旱甚于涝。MDA含量总体变化趋势是干旱胁迫下各品种花生叶片中MDA含量有所升高,并于复水解除干旱胁迫后恢复至对照水平;而湿涝处理阶段,MDA含量呈直线上升趋势,在胁迫解除后有所降低。中花8号、豫花15、湘花2008等3个花生品种具有显著不同的水分适应性,中花8号抗旱性更强而耐涝性较弱,豫花15抗旱性较弱而耐涝性强,湘花2008抗旱性中等而耐涝性更强,为水分广适性品种。     

干旱胁迫对大麦叶片表皮蜡质含量及主要生理指标的影响

为了探究大麦对干旱胁迫的反应机制,采用裂区设计研究了干旱胁迫对不同大麦品种灌浆期旗叶和旗叶鞘表皮蜡质含量及主要生理指标的影响。结果表明,与正常水分处理相比,干旱胁迫可促进大麦表皮蜡质的合成;大麦不同品种间蜡质含量差异显著,抗旱品种的蜡质含量显著高于干旱敏感品种。在干旱胁迫下,大麦叶片相对含水量、叶绿素含量及气孔导度显著降低,且抗旱品种降低幅度较干旱敏感品种缓慢;蒸腾速率和胞间CO2浓度显著增加,且抗旱品种的增加幅度低于干旱敏感品种。品种因素对大麦叶片蜡质含量、净光合速率、气孔导度的影响较水分处理的影响大。大麦表皮蜡质含量与水分利用效率呈显著正相关,表明表皮蜡质对提高大麦抗旱性有一定积极意义。     

不同花生基因型对干旱胁迫的适应性

以北方花生产区推广种植的29个花生品种（系）为试材,在人工控水条件下,对中度土壤水分胁迫下的植株形态、生物质累积和光合色素含量等指标变化进行研究。结果表明,干旱胁迫下,不同品种主茎高、分枝数总体上降低,根冠比、光合色素含量和比叶面积增大,且随胁迫时间延长变化趋势明显,叶绿素a增加最为明显。不同花生品种对土壤水分胁迫程度和胁迫时间的反应不同,且品种间差异明显。此外,干旱胁迫造成的同一品种或品种间生物量积累分配、根/冠和比叶面积等性状的差异,在不同生长阶段并不完全一致。苗期各指标与品种（系）抗旱性间无显著相关关系;花针期各指标与抗旱性间相关关系显著,是花生干旱胁迫的敏感期。综合分析表明,花育17号、花育25号、唐科8号、丰花1号、鲁花14、冀花4号和花育27号具有较强的耐旱抗旱能力。     

干旱胁迫对小麦花药培养的影响

为拓宽抗旱春小麦花培育种的亲本资源,明确干旱胁迫对小麦花药培养的影响,对甘肃省主栽的7个抗旱春小麦品种的花药培养特性进行了研究,并对筛选出的兼具较强抗旱性和优良花药培养特性的品种陇春27号及其他三个优良花培材料,通过诱导培养基中添加120mg·L~(-1)的PEG及旱地种植,进而进行花药培养。结果表明,供试的4个小麦基因型材料的愈伤组织诱导均受到抑制,但受抑制的程度不同,其抗旱系数排序在两种干旱胁迫处理下高度一致;田间抗旱性鉴定结果表明,4个基因型材料的抗旱性强弱不同;其愈伤组织的抗旱系数与抗旱性之间显著相关。     

水分胁迫下甘薯的生理变化与抗旱性的关系

用不同浓度的ＰＥＧ对甘薯进行了根际水分胁迫处理,研究叶片相对含水量（ＲＷＣ）,丙二醛（ＭＤＡ）含量,超氧物歧化酶（ＳＯＤ）活性及游离脯氨酸（Ｐｒｏ）含量的变化与品种抗旱性的关系。结果表明,在一定范围内,随着水分胁迫的加剧,甘薯叶片ＲＷＣ逐渐降低,ＭＤＡ含量ＳＯＤ活性及Ｐｒｏ含量逐渐升高。水分胁迫下生理指标的变化与品种抗旱性间有较好的一致关系。