大叶榉‘恨天高’对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

以大叶榉新品种‘恨天高’及普通大叶榉的幼苗为供试材料,采用盆栽控水人工模拟轻度、中度和重度干旱胁迫环境的方法,研究了供试材料对不同程度干旱胁迫的生理响应,筛选出了适合评价大叶榉的抗旱性生理指标,并结合隶属函数值对供试材料的抗旱性进行了综合评价。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,2种供试材料的Rec、MDA含量、WSD和Pro含量呈持续上升趋势,2种供试材料的POD活性、SOD活性和Chl含量随着干旱胁迫程度的加深,呈现先上升后下降的"抛物线"趋势;(2)‘恨天高’其SS含量随着干旱胁迫的加剧而逐渐升高,但普通大叶榉其SS含量呈先上升后下降的趋势;(3)Rec、MDA、WSD、Pro和POD这5个生理指标的含量变化与大叶榉的抗旱性密切相关,可以作为大叶榉抗旱性评价指标;通过对大叶榉的8项抗旱生理指标的隶属函数值进行计算,以及与主成分分析结果对各指标进行合成的综合指数表明‘恨天高’(0.58)的抗旱性稍强于普通大叶榉(0.56);(4)‘恨天高’其抗旱能力与侧柏等景观绿化树种相当,从抗旱性来看符合城市景观绿化及高速公路绿化的应用要求。     

水分条件对豌豆保护酶活性及膜脂过氧化的影响

为探讨不同水分条件对豌豆保护酶系统和膜脂过氧化的影响,采用盆栽人工控水试验方法,模拟干旱胁迫及复水条件,研究了不同水分处理对花荚期豌豆叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及过氧化产物丙二醛(MDA)含量和脂膜相对透性(RC)的影响,并对花荚期豌豆抗氧化能力进行了综合评价.结果表明:不同程度干旱胁迫历时5 d时并未影响豌豆叶片SOD、CAT活性,但有明显的滞后效应.重度干旱胁迫历时10 d可显著降低豌豆叶片SOD、CAT活性,显著提高MDA含量.不同程度的干旱胁迫均导致豌豆叶片POD活性提高,膜脂相对透性加大.复水可对干旱胁迫所造成的CAT、POD活性变化产生显著补偿作用,对SOD活性变化产生超补偿作用.同时,可显著降低MDA含量和脂膜相对透性;干旱胁迫历时10 d内和复水历时10 d内,豌豆有较强的抗氧化能力,仅在重度胁迫10 d后复水历时达到10 d时抗氧化能力趋弱.     

干旱胁迫及复水对大豆关键生育时期叶片生理特性的影响

以“辽豆15”为试材，在开花期和鼓粒期设置轻度干旱（土壤相对湿度65%±5%）和重度干旱（土壤相对湿度50%±5%）以及对照（土壤相对湿度80%±5%）处理，开展大豆干旱及复水控制试验。干旱处理持续7d、14d和21d，并在胁迫结束后进行复水，复水水平与对照处理一致。达到胁迫时间当日和复水后第7天取大豆倒三叶叶片，测定叶片可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性，研究干旱胁迫对以上生理指标的影响以及复水后补偿效应。结果表明：开花期，轻度干旱和重度干旱胁迫均使叶片可溶性蛋白和MDA含量以及POD活性显著升高，轻度干旱胁迫使SOD活性显著升高。鼓粒期，大豆受干旱胁迫影响后，叶片可溶性蛋白含量、MDA含量、SOD活性显著升高，但POD活性显著降低。复水对大豆叶片可溶性蛋白含量、MDA含量和SOD活性均出现补偿效应，但对POD补偿效应不明显。由此可见，干旱会对大豆叶片造成过氧化伤害，主要表现在抗氧化酶和渗透调节物质含量的提高，同时复水可使大豆叶片由干旱造成的过氧化伤害得到缓解，表现出不同程度的补偿效应。     

小麦苗期抗旱类型研究

为探索小麦苗期对水分胁迫的适应性,利用反复干旱法研究了942份小麦材料的苗期抗旱类型。结果表明,小麦苗期抗旱性存在显著差异,3次反复干旱后,小麦品种间成活率变异系数为4.6%～43.51%。根据品种反复干旱后成活率,供试品种对水分胁迫响应划分为抗旱型、耐旱型和敏感型。苗期抗旱性强的小麦品种具有较少种子根、较多次生根和较强分蘖量。小麦苗期抗旱性与后期抗旱性缺乏一致性,与品种的千粒重和冬春性无明显关系。     

不同抗旱性绿豆突变体的抗旱生理特性

对抗旱性不同的4个绿豆材料〔包括3个突变体172-3(高抗)、159-1(中抗)、145-1(弱抗)和原材料中绿2号(不抗)〕在不同生育期不同程度水分胁迫下的抗旱生理特性进行了研究。发现随着水分胁迫的加剧,抗旱性强的突变体其脯氨酸(proline,Pro)积累量加大,膜透性损伤程度变小,MDA含量增加幅度小,SOD活性明显高于抗性低的品种,表明这些生理特性与绿豆的抗旱性有关。     

小黑麦品系成株期抗旱性研究

为鉴定3份适合于青藏高原高寒牧区种植小黑麦品系的成株期抗旱性,本研究以石大1号和中饲1048小黑麦品种为对照,利用防雨棚控制水分,研究了不同干旱胁迫程度下5种供试小黑麦品系叶片的丙二醛(MDA)、可溶性糖和游离脯氨酸含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢物酶(CAT)活性,并利用隶属函数法对各小黑麦品系成株期的抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下,石大1号小黑麦叶片的可溶性糖含量和MDA含量最低,分别为14.15 mg·g~(-1)和42.86μmol·g~(-1),SOD(131.79 U·mg~(-1))、POD(86.77 U·mg~(-1)·min~(-1))和CAT(197.03 U·mg~(-1)·min~(-1))活性较高,小黑麦新品系J7和J9叶片的MDA含量较高,分别为3.05μmol·g~(-1)和2.96μmol·g~(-1),SOD、POD和CAT活性较低;随着干旱胁迫时间延长,小黑麦叶片可溶糖含量以及SOD、CAT活性呈先升高后降低的趋势,游离脯氨酸含量呈波浪型变化,MDA含量和POD活性逐渐增加;5份小黑麦品系在轻度和中度干旱胁迫时抗旱性无显著差异,重度干旱胁迫时,出现抗旱性分离。综合评价结果表明,供试小黑麦种质成株期抗旱性强弱依次为石大1号P1J7J9中饲1048。本研究为筛选适合青藏高原较干旱区域种植的抗旱小黑麦品系奠定了基础。     

不同品种谷子种子萌发期对干旱胁迫的生理响应及其抗旱性评价

对4个品种的谷子晋谷28、晋谷45、晋谷42和晋谷77-322进行种子萌发期抗旱性研究。试验首先筛选出合适的PEG浓度模拟干旱胁迫条件;在正常供水和模拟干旱条件下测定了种子发芽特性及生长、生理生化等指标。结果表明:18%PEG浓度为合适的干旱胁迫条件;随着干旱胁迫的加强,谷子的相对发芽势、相对发芽率、发芽指数和抗旱指数都呈下降趋势。在18%PEG的胁迫下,谷子的可溶性蛋白、脯氨酸含量、SOD和POD活性、MDA含量都有所升高,差异较显著。其中,晋谷45的脯氨酸含量、蛋白质含量、SOD、POD活性比对照分别提高462.34%、34.17%、113.84%、61,22%,晋谷28的SOD活性提高266.35%。晋谷42的POD活性比28、45、77-322三个品种分别降低了9.9%、7.5%、19.5%,MDA含量28增幅最小,42增幅最大比CK增加98.7%。经过隶属函数法分析谷子萌芽期抗旱性的强弱顺序为:晋谷45晋谷28晋谷77-322晋谷42。研究为谷子抗旱种质资源鉴定评价及品种选育提供理论依据。     

干旱对夏玉米籽粒充实和生理特性的影响及其外源亚精胺调控

为明确干旱胁迫影响灌浆期籽粒充实的生理机制,以及喷施外源亚精胺(Spd)缓解干旱胁迫的作用效果,本研究以强抗旱性玉米品种郑单958和弱抗旱性玉米品种蠡玉16为材料,利用具有遮雨棚的隔离池严格控制土壤水分条件,设置吐丝期土壤干旱胁迫和外源Spd喷施组合试验,分析外源Spd对干旱胁迫下玉米叶片抗氧化物酶活性、叶绿素荧光参数、灌浆期籽粒内源激素含量和籽粒充实的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了两品种穗位叶PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o),使丙二醛(MDA)积累量增加了16.95%~23.16%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低了11.93%~26.69%。同时,干旱胁迫下籽粒中Spd和脱落酸(ABA)含量显著提高15.79%~22.28%,玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)和吲哚乙酸(IAA)含量降低10.39%~13.30%,最终影响灌浆期籽粒充实,造成蠡玉16和郑单958的粒重分别降低36.33和24.03 mg。喷施外源Spd可缓解干旱对穗位叶F_v/F_m和F_v/F_o的影响,有助于弱化干旱对细胞膜的氧化损伤,提高灌浆期粒重5.60~11.74,蠡玉16和郑单958的最终粒重分别提高了11.74和9.11 mg,但外源Spd对籽粒中内源激素含量的影响不显著。此外,干旱胁迫下强抗旱性品种郑单958具有较高的F_v/F_m、F_v/F_o和抗氧化物酶活性,以及较低的MDA积累,而喷施外源Spd对弱抗旱性品种蠡玉16具有更强的调控效应,建议在生产中应用外源Spd时,应结合品种的抗旱特性选择合适的喷施时间以利于籽粒灌浆和产量形成。本研究为玉米抗旱栽培提供了理论依据和技术支持。     

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。     

不同桃自根砧对干旱胁迫的生理响应及抗逆机理研究

砧木的抗旱能力直接影响桃品种生长发育,选择适宜抗旱性桃砧木对桃产业发展有积极的促进作用。为阐明不同桃砧木对干旱胁迫生理响应机制,以5种桃砧木扦插苗为试材,通过盆栽控水方式,研究不同程度干旱胁迫下5种桃自根砧的叶片水分特性、渗透调节物质、抗氧化物酶及叶绿素含量变化。结果表明,随着干旱程度加重,5种砧木相对含水量、临界含水量下降,自然饱和亏、临界饱和亏及需水程度上升,组织密度和自由水含量逐渐减少,束缚水含量则增大,持水能力、组织水势和耐旱系数下降。各干旱胁迫处理的丙二醛(MDA)含量、 游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量和叶绿素含量均增加;过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,其中随干旱程度加重,丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)含量均呈增加趋势,SOD活性、CAT活性也均呈提升趋势,可溶性糖含量、叶绿素含量、POD活性变化不尽相同。综合隶属函数分析可知,桃自根砧品种间抗旱性由强到弱依次为樱桃李5号、RA、樱桃李3号、GF677、樱桃李1号。     

种子萌发期粳稻种质资源耐旱性综合评价

水资源短缺一直是制约西北干燥区水稻生产的主要因素之一,在水稻某一或全生育期节水有利于缓解该区域农业用水。为挖掘水稻耐旱种质资源和培育耐旱品种,对西北干燥区种植的粳稻种质资源进行种子萌发期的耐旱性鉴定和评价,本研究首先以PEG-6000为渗透剂对6份不同耐旱性水稻材料进行模拟干旱处理,研究了粳稻种子在0%、5%、10%、15%、20%的PEG-6000溶液胁迫下的萌发情况,分析了种子的相对发芽势、相对发芽率、相对根长、相对芽长、活力指数、相对根芽鲜重、相对根芽干重和萌发耐旱指数的变化。结果表明,15%PEG-6000可作为粳稻种子萌发期耐旱性鉴定的最佳浓度。在此基础上,进一步利用该处理浓度对139份不同来源的粳稻种质资源进行萌发期耐旱性鉴定,以筛选浓度时选用的8个耐旱指标作为评价指标,通过主成分分析法确定了相对发芽势、相对芽长、活力指数、萌发耐旱指数为4个关键指标,利用隶属函数结合权重分析法得到了萌发期粳稻种质资源耐旱性的综合评价值D。根据D值排序,筛选鉴定到萌发期耐旱性强的5个粳稻种质:松粳3号、通院515、龙粳807、松粳20和Farry。通过聚类分析将139份粳稻种质资源划分为4个亚群,第Ⅰ和Ⅲ亚群(除个别种质为中等耐旱种质外)均为旱敏感亚群,第Ⅱ亚群为耐旱和中等耐旱混合亚群,第Ⅳ亚群为中等耐旱亚群。本研究构建的聚类图中,活力指数与D值表现出较好的一致性。本研究结果可为种子萌发期粳稻种质资源耐旱性快速鉴定和评价提供参考。     

Assessment of drought tolerance in mung bean cultivars/lines as depicted by the activities of germination enzymes,seedling’s antioxidative potential and nutrient acquisition

Drought stress hampers firm crop stand establishment and yield in arid and semiarid regions. The present study was conducted to examine the drought tolerance of various mung bean cultivars/lines based on the seed germination characteristics in relation with the seedling’s antioxidative potential and nutrient uptake. Activities of germination enzymes, seed germination attributes, seedling biomass production and nutrient uptake of studied cultivars/lines were adversely affected due to PEG-induced drought but the total soluble proteins (TSP) and malondialdehyde (MDA) contents were increased. The activities of catalse (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) increased in all cultivars/lines being the maximum in cv./line NM-2006 and 8005. The activities of superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) were increased in cv./line NM-2006 and 8005 under drought condition. The ascorbic acid (AsA) and total phenolic content (TPC) decreased and total flavonoid content (TFC) increased in all cultivars/lines due to drought. Significant reduction in N, P, K, Ca and Mg was found in all cvs./lines but Fe remain unchanged. In conclusion, cultivars/lines NM-2006, 8005 were recommended as drought tolerant and 97,006 and 97,001 as drought sensitive ones. The study outcomes will likely be helpful for the farmers growing mung bean in rain fed areas for the better productivity.     

模拟酸雨对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以中性溶液（pH=7.0）为对照,研究了pH值为1.0,2.0,3.0,4.0,5.0和6.0模拟酸雨对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,小麦种子萌发和幼苗生长各指标随着pH值的降低而降低,弱酸（pH5.0～6.0）条件下小麦种子能够正常萌发和生长,种子萌发和幼苗生长各指标与对照没有显著差异（P > 0.05）;在pH低于5.0时,小麦种子萌发和幼苗生长严重受阻,种子萌发和幼苗生长各指标均显著低于对照（P < 0.05）;pH为1.0时,小麦种子则完全失去活性;不同pH值模拟酸雨胁迫对小麦幼苗生理指标影响较大,叶绿素含量、类胡萝卜素含量、保护酶（SOD,POD,CAT）和非保护酶（PPO,PAL）活性随酸性的增强呈降低趋势,而相对电导率和丙二醛（MDA）含量呈上升趋势。综合分析认为,小麦幼苗生长比种子萌发对模拟酸雨的响应更为敏感。     

苗期干旱胁迫及复水对春玉米叶片光能利用特性及抗氧化酶活性的影响

通过盆栽进行春玉米控水试验,设置3个控水水平(正常供水、中度干旱、重度干旱)、2个水分控制时段(干旱、复水),研究苗期不同程度干旱胁迫及复水对春玉米叶片光响应曲线、CO2响应曲线及曲线拟合参数和抗氧化酶活性的影响。结果表明:干旱胁迫条件下春玉米叶片对光辐射的利用能力下降,随着干旱胁迫程度增加,叶片最大净光合速率(Pnmax)、表观量子效率(AQY)、光饱和点(LSP)、最大电子传递速率(Jmax)、最大羧化速率(VCmax)均显著下降,而光补偿点(LCP)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著升高。复水后,前期中度干旱处理条件下玉米叶片Pnmax、AQY、LSP、Jmax、VCmax均高于一直正常供水水平和中度干旱水平;而前期重度干旱处理的上述各参数(Jmax、VCmax除外)均未达到一直正常供水水平,但高于重度干旱水平。SOD、POD和CAT活性均有所下降,但仍高于一直正常供水水平和干旱水平,而重度干旱后复水则下降幅度较小。苗期中度干旱锻炼具高抗氧化酶活性清除活性氧,使得膜脂过氧化程度轻,复水后其膜容易修复,使叶片光合效率产生超补偿效应,而重度干旱后复水其膜修复滞缓,使光合效率产生部分补偿效应。因此,在西北旱区春玉米生产实践中,如果进行抗旱锻炼,应限制在中度干旱水平,避免重度干旱。     

水分胁迫对苹果属植物抗氧化酶活性的影响研究

试验研究水分胁迫对 3种苹果属植物湖北海棠、西府海棠和新疆海棠根系和叶片抗氧化酶活性的影响结果表明 ,随水分胁迫的加重 ,3种海棠抗氧化酶活性逐渐增强 ,当土壤绝对含水量降至 6 .5 %时 ,过氧化氢酶 (CAT)活性首先达高峰 ,而超氧化物歧化酶 (SOD)活性高峰则出现于土壤绝对含水量为 2 .8%时 ,之后 2种酶活性逐渐降低 ,复水后又均有所升高 ;过氧化物酶 (POD)活性高峰出现于土壤绝对含水量为 3.2 %时 ,之后逐渐下降 ,至复水后仍呈下降趋势 ;丙二醛 (MDA)含量随水分胁迫的加重而逐渐增加 ,当土壤绝对含水量降至 1 .8%时其含量最高 ,复水后则呈下降趋势。种间抗氧化能力耐旱型新疆海棠 >西府海棠 >干旱敏感型湖北海棠     

对羟基苯甲酸胁迫下间作对蚕豆枯萎病发生和根系抗氧化酶活性的影响

连作障碍是限制蚕豆生产的重要因素,利用植物间化感作用的间作栽培模式是解决连作障碍的有效手段。为了探究对羟基苯甲酸胁迫下蚕豆与小麦间作对蚕豆生长和枯萎病发生的影响及其生理响应,通过盆栽土培试验研究不同浓度[C0(0 mmol·L~(-1))、C1(0.36 mmol·L~(-1))、C2(0.72 mmol·L~(-1))和C3(1.45 mmol·L~(-1))]对羟基苯甲酸处理下,小麦与蚕豆间作蚕豆生长、枯萎病发生、抗氧化酶(POD和CAT)活性和膜质过氧化程度(MDA含量)的影响,从生理抗性角度探讨小麦与蚕豆间作缓解对羟基苯甲酸自毒效应的机制。结果表明,随着对羟基苯甲酸处理浓度提高,蚕豆生物量呈先增加后降低的趋势;C1和C2提高了蚕豆根系POD和CAT活性,降低了镰刀菌的数量,减轻了枯萎病的发生;C3降低了根系POD和CAT活性,增加了镰刀菌的数量,促进了枯萎病发生;随对羟基苯甲酸处理浓度增加,MDA含量显著增加,证实了对羟基苯甲酸是导致蚕豆连作障碍形成的主要自毒物质。与单作相比,对羟基苯甲酸胁迫下间作显著提高了根系POD活性(4.17%~22.22%)和CAT活性(10.53%~11.11%),显著降低了MDA含量(11.20%~52.80%);镰刀菌数量降低4.63%~23.65%,病情指数降低13.33%~50.00%,蚕豆干重显著增加15.73%~20.63%。综上,小麦与蚕豆间作通过提高蚕豆的生理抗性而减轻对羟基苯甲酸引起的枯萎病危害,促进蚕豆生长,是缓解对羟基苯甲酸自毒效应的有效措施。本研究结果为间作缓解连作障碍中的自毒效应提供了理论论据。     

60Co-γ辐射及PEG胁迫对桑树幼苗生理特性和相关基因表达的影响

为了探究不同剂量⁶⁰Co-γ辐射和聚乙二醇(PEG)胁迫对桑树幼苗生理特性的影响,筛选有助于增强桑树抗旱性的辐射剂量,以桑树品种桂优12号为试验材料,对种子进行不同剂量(0、100、200、300、400 Gy)⁶⁰Co-γ辐射,用10% PEG模拟干旱胁迫,测定胁迫下桑树幼苗叶片和根部质膜相对透性,丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,可溶性蛋白和脯氨酸含量,分析氧化物酶基因POD1、超氧化物歧化酶基因sodC和脯氨酸合成关键酶吡咯啉-5-羧酸合成酶基因P5CS的表达水平。结果表明,低剂量⁶⁰Co-γ辐射(≤200 Gy)能够降低桑树幼苗叶片和根中质膜相对透性和MDA含量,提高SOD、POD、CAT活性,增加可溶性蛋白、脯氨酸含量,POD1、sodC、P5CS表达上调,桑树幼苗抗旱性提高;而高剂量⁶⁰Co-γ辐射(≥300 Gy)则加剧了胁迫伤害。综合分析,以200 Gy⁶⁰Co-γ辐射的种子抗旱性最强。本研究为桑树旱地栽培及育种提供了理论参考。     

干旱胁迫下甜橙叶片保护酶体系的变化研究

对2年生枳[Poncirus.trifoliate(L.)Raf.]砧无病毒奉节72-1脐橙[Citrus.sinensis(L.)Osbeck.cv.Fengjie.72-1.navel]嫁接苗进行持续性干旱胁迫处理,研究干旱胁迫期间甜橙叶片保护酶活性和丙二醛(MDA)含量随土壤和植株水分变化的生理适应性。结果表明,干旱胁迫明显导致了过氧化氢酶(CAT)活性下降,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,而MDA含量变化不明显。干旱胁迫初期或轻度胁迫期,保护酶活性已具有明显的适应性反应;当处于中度胁迫时,POD和SOD依然保持很高活性。在防止MDA产生中,CAT的作用不明显,POD和SOD起主要的协同作用。