外源钙对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草生理及相关基因表达的影响

为探究Ca²⁺调控西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans）适应低温的生理和分子响应机制,本研究采用叶面喷施外源CaCl₂的方法,研究其对当雄野生垂穗披碱草表型,生物量,电解质渗透率、活性氧、丙二醛、渗透调节物质含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,喷施15 mM CaCl₂有效地缓解低温对垂穗披碱草幼苗的生长抑制;CaCl₂处理显著提高低温胁迫下垂穗披碱草地上/地下生物量,降低丙二醛和活性氧的积累,提高可溶性糖和游离脯氨酸的含量及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化氢酶等抗氧化酶活性。RT-qPCR结果表明,外源CaCl₂能上调EnAPX,EnCAT2,EnGPX,EnGST4,EnMDAR,EnPER1,EnCu/ZnSOD,EnFeSOD,EnMnSOD抗氧化酶基因的表达水平,同时上调胁迫相关基因EnCOR410,EnCS120,EnDHN5和EnMYB4的表达。综上,低温胁迫下适宜浓度的Ca²⁺能够激活抗氧化酶活性,及时清除过量积累的活性氧,缓解低温对西藏野生垂穗披碱草细胞膜系统造成的氧化伤害,提高细胞渗透调节能力,并且能够诱导胁迫相关基因的表达,从而提高垂穗披碱草的抗寒性。     

外源脯氨酸对低温胁迫下西藏野生垂穗披碱草幼苗生长和抗氧化酶相关基因表达的影响

本试验以西藏野生垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）为研究对象,采用盆栽试验,研究叶面喷施外源脯氨酸（10 mM）对低温胁迫（4℃）下垂穗披碱草幼苗生长及抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：低温胁迫下脯氨酸处理能够显著提高垂穗披碱草幼苗的根长、地上和地下鲜重、地上和地下干重,与低温胁迫相比分别增加27.11%,48.80%,48.83%,51.74%,38.87%;外源脯氨酸增加了低温胁迫下内源脯氨酸和可溶性糖的积累,分别增加42.96%和22.98%（P<0.05）;而且脯氨酸处理提高了APX、CAT、ChICu/ZnSOD、CytCu/ZnSOD基因的表达水平以及过氧化物酶（Peroxidase,POD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）活性,降低了丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和相对电导率水平（P<0.05）。综上所述,脯氨酸能够增强低温胁迫下垂穗披碱草幼苗的渗透调节能力及抗氧化酶活性,维持细胞膜的稳定性,缓解其生长抑制,从而提高垂穗披碱草的抗寒性。     

外源2,4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和生理的影响

为探明外源油菜素内酯（Brassinosteroids,BRs）对盐胁迫下燕麦（Avena sativa L.）种子萌发的调控机理,本试验以‘加燕2号’和‘青引2号’燕麦为材料,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,采用不同浓度梯度（10^-5,10^-4,10^-3,0.01,0.10和1 μmol·L^-1）2,4-表油菜素内酯（2,4-Epibrassinolide,EBR）处理燕麦种子,研究外源EBR对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和生理的影响。结果表明：100 mmol·L^-1 NaCl胁迫显著抑制了燕麦种子萌发和幼苗生长,降低了淀粉酶活性（P<0.05）,提高了蛋白水解酶活性（P<0.05）;100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加外源EBR显著提高了燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,促进了燕麦幼苗和根系的生长,提高了根系活力和幼苗干重及燕麦种子萌发过程中的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性,降低了蛋白水解酶活性,有效抑制了可溶性蛋白水解和游离氨基酸的积累;其中,添加0.01 μmol·L^-1和0.10 μmol·L^-1外源EBR对NaCl胁迫下燕麦种子萌发和幼苗生长的促进效果最为明显。综上,本研究得出外源EBR能够明显缓解NaCl胁迫对燕麦种子萌发的抑制作用,且具有明显的浓度效应,以0.01 μmol·L^-1和0.10 μmol·L^-1外源EBR的处理效果最好。     

外源2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下桑树根系生长的影响

为探明外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide, EBR)对桑树耐旱性的影响,以杂交桑为试验材料,研究外施不同浓度EBR对15%PEG6000胁迫下桑树幼苗根系生理特性的影响。结果表明：外施EBR能显著缓解干旱胁迫对桑苗根系生长的抑制,其鲜质量、干质量、总根长、表面积、根体积和平均直径比干旱胁迫下提高。与干旱胁迫处理相比,添加0.1μmol/L EBR使桑树幼苗根系产生O₂^·-活力、H₂O₂含量、产生·OH能力、丙二醛含量、电导率显著降低,同时使SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著增加。结果显示,0.1μmol/L EBR可以缓解15%PEG6000胁迫对桑树幼苗根系的伤害,增强其抗旱性。     

接种丛枝菌根真菌对低温胁迫下垂穗披碱草影响的研究

低温是影响植物生长的主要限制因子。采用沙培法研究了接种丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）对2份不同海拔梯度下的购买自北京正道公司（ZD）和采集自西藏康马县（KM）垂穗披碱草（Elymus nutans）生长与生理特性的影响。结果表明：接种AMF的植株根系均受到不同程度的侵染,且侵染率随时间的变化呈先增加后减少的趋势。低温胁迫下,2种垂穗披碱草的生长均受到一定程度的抑制。然而,接种活性AMF能显著提高低温胁迫下ZD和KM的地上和地下生物量、根系形态结构指标、光合色素含量和抗氧化物酶类活性,且显著降低低温胁迫下植株相对电解质渗透率（REL）、丙二醛（MDA）含量、超氧阴离子（O₂^·-）含量和过氧化氢（H₂O₂）含量（P<0.05）。综上所述,接种活性AMF能够明显提高45 d垂穗披碱草ZD和KM幼苗对低温胁迫的耐受性。     

油菜素内酯对干旱胁迫下羊草渗透调节及抗氧化酶的影响研究

受全球气候变化影响,我国牧区干旱现象日益严重,极大限制了草原生产力的提高。本文采用盆栽人工控水的方法,研究不同浓度油菜素内酯(BR)处理对羊草生长和抗旱特性的影响。结果表明干旱显著抑制植株的生长,而BR能有效减缓干旱胁迫对羊草造成的伤害。经过不同浓度的BR处理后,与干旱胁迫相比,株高、叶面积、干重、含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、根系活力、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和5种抗氧化酶活性均随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而丙二醛(MDA)和叶片电导率则相反,其中以BR浓度为0.1 mg/L时的抗旱效果最好。研究发现适当浓度的BR提高羊草株高、叶面积和光合色素含量,促进干物质积累和根系活力,与其降低膜脂过氧化产物MDA与质膜透性,提高脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性密切相关。     

2,4-表油菜素内酯对甜高粱和青贮玉米幼苗耐涝性的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassionolide,EBR)对饲草作物种子萌发及幼苗耐涝性的影响,本文研究了甜高粱(Sorghum saccharatum Moench)和青贮玉米(Zea mays)种子萌发及幼苗理化指标对EBR引发种子的响应。结果表明,当EBR浓度为0.01μmol·L^-1时,两种植物的胚芽和胚根长均显著高于其它浓度处理(P<0.05),且在高浓度时(10μmol·L^-1)胚芽和胚根长均显著低于其它浓度处理。水涝胁迫后,两种植物均表现为株高和干重显著下降(P<0.05),其中甜高粱株高下降幅度(平均26.25%)大于干重(11.66%),而青贮玉米干重下降幅度(43.82%)大于株高(20.13%)。EBR引发种子显著提高了水涝胁迫下植株的株高和干重、抗氧化酶活性和游离脯氨酸含量(P<0.05),降低了丙二醛含量(P<0.05)。综合分析认为,引发通过增加抗氧化酶活性及游离脯氨酸含量,降低膜脂过氧化,最终提高饲草作物幼苗在水涝胁迫下的株高和干重。     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿生理指标及根系离子积累的影响

为探讨2,4-表油菜素内酯（2,4-Epibrassinolide,EBR）对紫花苜蓿受盐胁迫的影响,本试验以紫花苜蓿‘阿迪娜’为材料,采用人工气候室水培试验,研究盐胁迫条件下喷施不同浓度的外源激素EBR对紫花苜蓿生理指标和根系离子积累的作用。结果表明：150 mmol·L^-1盐胁迫对苜蓿生长具有明显的抑制作用,当喷施外源激素EBR浓度为0.6 μmol·L^-1时,可显著提高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（Catalase,CAT）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性和可溶性蛋白含量,降低丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量和电解质渗透率;0.6 μmol·L^-1和1.2 μmol·L^-1EBR处理显著减轻Na⁺对K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺的毒害,控制离子平衡。由此可见,外源激素EBR可以减小盐胁迫对根系的伤害,增强根系抗氧化系统活性。     

外源2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下燕麦种子萌发抑制的缓解效应

以加燕2号和青引2号燕麦(Avena sativa)种子为材料,在100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,添加0.01μmol·L^-1外源2, 4-表油菜素内酯(2, 4-epibrassinolide, EBR),研究外源油菜素内酯(brassinosteroids, BRs)对盐胁迫下燕麦种子萌发、幼苗生长及萌发过程中渗透调节能力、幼苗体内抗氧化酶活性、活性氧水平和丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量的影响,旨在明确外源BRs调控盐胁迫下燕麦种子萌发的生理机制。结果表明:1) 100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下,加燕2号和青引2号燕麦种子萌发过程中的渗透调节能力和幼苗体内抗氧化酶SOD (superoxide dismutase)、APX (ascorbate peroxidase)和GPX (guaiacol peroxidase)活性显著降低,活性氧(·O₂–、·OH、H2O2)水平和MDA含量显著增加,种子萌发和幼苗生长显著受到抑制。2)添加0.01μmol·L<...     

2,4-表油菜素内酯对盐胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(24-epibrassinolide,EBR)对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗伤害的缓解作用,以中苜3号和陇中苜蓿为材料,在150mmol/L NaCl胁迫下,研究不同浓度EBR处理对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:(1)150mmol/L NaCl胁迫显著抑制了苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力,降低了幼苗的地上、地下生物量;(2)外源EBR可有效的缓解NaCl胁迫对苜蓿种子萌发、幼苗生长及根系活力的抑制作用,并具有明显的浓度效应;(3)综合发芽试验、幼苗生长试验,在150mmol/L NaCl胁迫下,10-1μmol/L EBR处理显著地提高了苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和胚芽长、胚根长、萌发期幼苗干重,并显著增加了苜蓿幼苗的叶片数、茎粗、株高、主根长、侧根数和地上、地下生物量,提高了苜蓿萌发期、幼苗期的根系活力水平,对盐胁迫下苜蓿幼苗的缓解效果最好。说明外源EBR能够促进NaCl胁迫下紫花苜蓿种子的萌发及幼苗的生长发育,EBR在诱导植物抗盐性上具有积极作用。     

冷胁迫对2种垂穗披碱草生长和生理特性的影响

低温是影响植物生长的外界限制因子之一。采用沙培法研究了冷胁迫对2种垂穗披碱草（Elymus nutans）（当雄垂穗披碱草（西藏野生）和甘南垂穗披碱草）生长与生理特性的影响。结果表明：冷胁迫处理5d显著抑制2种垂穗披碱草的生长和叶绿素的合成,特别是甘南垂穗披碱草发生严重氧化损伤,电解质渗透率和丙二醛（MDA）含量分别比对照增加114.7%和124.6%,而当雄垂穗披碱草受伤害较轻,分别比对照增加18.2%和10.8%。冷胁迫也显著增加了甘南垂穗披碱草中H₂O₂和自由基的积累,而当雄垂穗披碱草与对照相比差异不显著。冷胁迫处理5d后,当雄垂穗披碱草的类胡萝卜素含量较甘南增加72.3%,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性分别较对照增加80.3%,27.3%和65.9%;甘南垂穗披碱草的SOD和POD活性分别较对照增加11.4%和28.9%,而其CAT活性下降25.5%。相关分析表明,垂穗披碱草在冷胁迫下细胞膜受损伤程度与抗氧化酶活性负相关。当雄垂穗披碱草通过提高抗氧化酶活性,可有效清除体内积累的活性氧,减轻细胞膜系统受损伤的程度从而提高其抗寒性。     

垂穗披碱草种子的萌发适宜温度及温度阈值

摘要：以采集于甘肃省和青海省等地的8份垂穗披碱草(Elymus nutans)种质为材料,采用纸上发芽法在5、10、15、20、25、30、35和40 ℃ 8个恒温条件下,研究种子的萌发适宜温度和温度阈值。结果表明,所有供试垂穗披碱草种子在5～35 ℃条件下可萌发,在40 ℃不萌发;以20、25和30 ℃发芽最快,发芽率在3 d内可达最大值,根据种子萌发温度模型计算得出,供试垂穗披碱草种子萌发的最低温度(Tb)、最适温度(To)和最高温度(Tc)的平均值分别为4、24和38 ℃,种质间无显著差异(P＞0.05)。建议垂穗披碱草种子的适宜检验温度为20、25和30 ℃恒温,初次和末次的适宜统计时间分别为第3天和第11天。     

温度对垂穗披碱草青贮品质的影响

为探讨不同温度下青藏高原垂穗披碱草（Elymus nutans）贮藏过程中发酵品质的动态变化,本研究以采自青海省果洛藏族自治州的垂穗披碱草为青贮原料,在当地完成塑料袋青贮后带回实验室分别置于15和25 ℃下进行青贮,在贮藏2、4、6、8、12、14、30、60 d后开袋,测定其相关指标。结果表明,15 ℃处理下,pH值缓慢下降至5.68,乳酸含量1.44%,青贮效果不佳;25 ℃增加了乳酸含量（6.21%）,使pH值显著降至4.27（P<0.05）,取得了良好的青贮效果。随着贮藏时间的延长,AN/TN值逐渐增加,乙酸含量在发酵初期(4 d内)显著增加（P<0.05）,在发酵后期水溶性碳水化合物含量显著降低（P<0.05）,之后保持稳定。温度和发酵时间对粗蛋白、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量没有显著影响（P>0.05）。     

外源GABA对NaCl胁迫下垂穗披碱草种子萌发及幼苗生理特性的影响

本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象,探究了外源γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)对NaCl胁迫下垂穗披碱草种子的萌发和幼苗生理特性的影响,对盐碱地的开发利用和盐渍化草地的生态修复具有重要意义。研究结果表明,100 mmol·L^-1NaCl盐胁迫抑制了垂穗披碱草种子的萌发和幼苗生长,外源添加0.05～2 mmol·L^-1GABA可促进NaCl胁迫下垂穗披碱草种子的萌发和幼苗生长。与NaCl胁迫处理相比,垂穗披碱草种子发芽势和发芽率在不同浓度GABA处理下的平均增幅分别为109.77%和19.48%。外源添加0.05～2 mmol·L^-1GABA处理能够显著提高NaCl胁迫下垂穗披碱草幼苗可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量和抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,从而有效降低NaCl胁迫导致的氧化损伤,提高垂穗披碱草种子萌发过程的耐盐性。采用隶属函数综合评价得出：添加0.5 mmol·L^-1外源GABA对促进NaCl胁迫下垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长效果最佳,...     

干旱胁迫对垂穗披碱草苗期抗旱生理特性的影响

采用干旱胁迫处理不同海拔高度来源的3份野生垂穗披碱草幼苗,对其叶片相对含水量（RWC）、叶绿素、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）和可溶性糖含量进行测定。结果表明：随着干旱胁迫天数的增加,叶片相对含水量和叶绿素含量显著降低（P〈0.05）,脯氨酸、丙二醛和可溶性糖含量都显著增加（P〈0.05）。相关性分析表明,各指标之间都存在极显著相关。运用隶属函数法综合评价3种垂穗披碱草,其抗旱性顺序为：Ⅲ号垂穗披碱草〉Ⅱ号垂穗披碱草〉Ⅰ号垂穗披碱草。     

干旱胁迫对2种不同抗旱性老芒麦幼苗ROS积累及抗氧化系统的影响

为探究不同抗旱性老芒麦（Elymus sibiricus L.）材料对干旱胁迫下幼苗活性氧（Reactive oxygen species,ROS）积累和清除的影响,从而为老芒麦抗旱生理机制的研究及抗旱材料的选育提供一定的理论基础,本试验选用抗旱性差异明显的2份老芒麦材料（抗旱性强的材料,记为Q,处理组QD,对照组QC;抗旱性弱的材料,记为S,处理组SD,对照组SC）,采用砂培法培养材料,待幼苗长到2叶1心时,用含有20% PEG 6000（W/V）的1/2 Hoagland营养液进行胁迫处理,2份材料的对照正常培养。在处理7 d、14 d和21 d取样,分别测定各项指标。试验结果表明,在整个胁迫过程中,QD的株高、叶片相对含水量（Relative Water Content,RWC）降幅及ROS和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）增幅均低于SD,但是抗氧化酶活性的增幅以及抗氧化物质的比值高于SD。与各自的对照相比,干旱胁迫21 d后,QD和SD的株高分别下降39.11%和55.20%;RWC分别下降78.34%和84.52%;O₂^·-含量分别增加235.71%和323.03%;H₂O₂含量分别增加126.19%和234.88%;MDA含量分别增加318.99%和434.81%;超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性分别增加156.20%和83.83%;过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性分别增加32.39%和30.50%;抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate Peroxidase,APX）活性分别增加58.10%和172.89%;脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate Reductase,DHAR）活性分别增加66.54%和11.38%;谷胱甘肽还原酶（Glutathione Reductase,GR）活性分别增加227.07%和130.29%;抗坏血酸（Ascorbic Acid,ASA）和脱氢抗坏血酸（Dehydroascorbic acid,DHA）比值（ASA/DHA）的降幅分别为52.51%和73.69%;谷胱甘肽（Glutathione,GSH）和氧化型谷胱甘肽（Glutathiol,GSSH）比值（GSH/GSSH）的降幅分别为40.94%和61.43%。综上可得,干旱胁迫下抗旱性强的材料株高和RWC降幅、ROS积累和膜脂过氧化程度显著低于抗旱性弱的材料;抗旱性强的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和GR为主,抗旱性弱的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和APX为主;但是整体来看,抗旱性强的老芒麦表现出更强的抗氧化防御系统。     

丛枝菌根真菌对垂穗披碱草的生长发育和防御性酶活的影响

为研究丛枝菌根真菌(Arbusculae mycorrhizal fungi, AMF)在植物抵御虫害过程中的作用,本研究以垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)为供体植物,老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)为受体植物,以摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)作为接种菌种,共设置5个处理,即：存在菌丝,但无根系连接(A)、无菌丝和根系连接(B)、无根系但有菌丝连接,且在虫害处理前旋转(C)、既有菌丝又有根系连接(D)、无接菌但存在根系连接(E),测定了菌根侵染率、地上地下生物量、碳氮含量以及防御酶活性等指标。结果表明：AM真菌显著提高了受体植物地下生物量(P<0.05);虫害发生后,AM真菌诱导了供受体植物体内的防御酶活性显著升高(P<0.05)。本试验证明了AMF可以促进宿主植物的生长发育,菌丝网络则为主要防御化学信号的传递途径。