外源NO对渗透胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和生理特性的影响

一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为生物体广布的一种生理活性物质,可调节植物一系列生理生化反应,增强其对逆境的抵抗能力;为此,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究外源NO对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:15%PEG-60000渗透胁迫下,0.1 mmol·L^-1NO供体硝普钠(Sodium nitroprus-side,SNP)可显著减轻对幼苗生长的抑制;促进脯氨酸(Pro)的累积,延缓幼苗叶片的水分散失(P<0.05);可诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,减缓丙二醛(MDA)的积累,显著缓解因渗透胁迫诱导的细胞膜脂过氧化过程(P<0.05),增强其抗渗透胁迫能力,且随着胁迫程度的加剧效果越佳。0.5 mmol·L^-1SNP处理对黑麦草幼苗生长影响不显著,促进保护酶活性及缓解氧化损伤的作用较0.1 mmol·L^-1SNP处理显著减弱。外源NO诱导植物水分及抗氧化酶系活性的变化,是植物在渗透胁迫下维持正常生长的重要抗逆生理机制。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

NaCl胁迫对赖草幼苗生理特性的影响

以赖草为材料,用不同浓度NaCl(100、200、300、400、500、600、700mmol/L)对赖草进行处理,通过测定叶片含水量、根冠比(R/T)、丙二醛(MDA)、可溶性糖、超氧化物歧化酶(SOD)活性,研究赖草的耐盐能力。结果表明,NaCl浓度低于400mmol/L时赖草叶片含水量、根冠比(R/T)与对照相比变化不显著(P0.05);随NaCl浓度增加,SOD活性和可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势;MDA含量呈上升的趋势。赖草在400mmol/L NaCl胁迫下能正常生长,当浓度达到500mmol/L时生长受到影响。     

外源NO对NaCl胁迫下玉米幼苗氧化损伤的保护作用

试验以150 mmol·L-1 NaCl为胁迫条件,用浓度为0.01,0.05,0.1,0.5和1 mmol·L-1的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理玉米(Zea mays L.)幼苗,研究外源NO对NaC1胁迫下玉米幼苗氧化损伤的影响,旨在探讨NO对NaC1胁迫下玉米生长缓解的生理机理.结果表明:外源NO可促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,提高可溶性糖的含量,并能缓解叶绿素的降解和丙二醛(MDA)含量的升高.NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.1 mmol·L-1 SNP处理效果最为显著.     

外源NO对镉胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源NO对镉(Cd)胁迫下玉米幼苗膜脂过氧化、渗透调节物质、抗氧化酶活性及叶绿素含量等生理特性的影响。结果表明,与对照比较,100 mg/L的Cd处理降低了玉米幼苗脯氨酸(Pro)和叶绿素含量,减缓了可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O₂^-·)产生速率增加、质膜透性增大;与100 mg/L Cd处理比较,添加100 μmol/L硝普钠(SNP)处理显著增加了Cd胁迫下玉米幼苗生物量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增加了幼苗叶绿素和脯氨酸含量、促进了可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低了MDA含量、细胞质膜的透性以及O₂^-·产生的速率。因此,外源NO对Cd胁迫下玉米生长有一定的缓解作用,可以增强玉米幼苗对Cd毒害的抗性。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响.结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量.而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著.     

NaCl胁迫对藜麦种子萌发和幼苗生理特性的影响

本研究报道了不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发及幼苗生理特性的影响,以确定藜麦的耐盐阈值,为藜麦在盐渍土地种植提供理论依据。结果表明,不同浓度NaCl处理对藜麦种子萌发和幼苗生理特性均产生显著影响,主要表现为,1)随着NaCl浓度的升高,藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈逐渐降低的趋势,当NaCl浓度达到3.0%时,藜麦种子几乎不发芽;2)幼苗叶片含水量逐渐降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛含量、相对电导率及O₂^-·产生速率呈逐渐升高的趋势,叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性在NaCl浓度为1.8%时达到最大值,而后随着NaCl浓度的升高呈降低的趋势;3)NaCl胁迫显著抑制了藜麦幼苗株高、茎粗的增加,根长的生长随着NaCl浓度的升高呈先增加后减少的趋势,在NaCl浓度为1.8%时根长最长,达到11.73 cm。说明低浓度(≤1.8%)NaCl处理对藜麦幼苗生长具有促进作用,而高浓度的NaCl处理则对其有抑制作用。藜麦耐盐阈值为1.8%。     

外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗根系生长及生理的影响

为了探究外源NO对镉胁迫下草地早熟禾幼苗生理特性的影响,以草地早熟禾品种午夜(Poa pratensis cv.Midnight)为试验材料,研究在1 000μmol/L的镉胁迫下, 50μmol/L的外源NO对镉胁迫的缓解效应,试验共设置4个处理CK(蒸馏水)、Cd、NO、Cd+NO。NO供体硝普钠(SNP)采用叶面喷施,Cd处理采用根部施入,测定NO对草地早熟禾幼苗叶片相对含水量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、抗氧化酶活性及根系总根长、根表面积、根尖数、分支数、交叉数的影响。结果表明:Cd胁迫可降低早熟禾相对含水量,抗氧化酶活性,增加MDA和脯氨酸的积累,抑制根系生长;Cd胁迫下添加NO可增加草地早熟禾叶片相对含水量,提高抗氧化酶活性,减少MDA和游离脯氨酸的累积,增加总根长、总根表面积、根尖数、分支数、交叉数。试验表明1000μmol/L的镉胁迫可加重草地早熟禾氧化损伤,抑制草地早熟禾幼苗生长,施加50μmol/L NO可提高抗氧化酶活性,降低游离脯氨酸的累积和促进根系生长,缓解镉胁迫对草地早熟禾的生长抑制。     

赤霉素对盐胁迫下红砂种子萌发的影响

超旱生小灌木红砂是干旱半干旱区优势乡土物种,但是种子依靠萌发繁殖活力较低,研究赤霉素与不同浓度盐交互作用对红砂种子萌发的影响,对于植被恢复和改善我国西部的生态环境具有重要作用。本试验采用培养皿纸上发芽法,对红砂种子进行不同赤霉素浓度(100、200、400、600 mg/L)、盐浓度(50、100、150、200、250、300 mmol/L)以及赤霉素与盐交互作用3种处理,以蒸馏水处理为对照,研究赤霉素对盐胁迫后红砂种子萌发和幼苗生长情况的影响。结果表明:盐胁迫抑制种子的萌发,红砂种子的发芽率随盐浓度升高逐渐下降,发芽整齐度随浓度升高而逐渐增大,胚根长与盐浓度具有显著负相关关系(R²=0.9452);使用较高浓度的赤霉素处理红砂种子,发芽率、发芽指数与发芽速度均随浓度增大而先减小后增大的趋势,阈值为200 mg/L,不同浓度赤霉素处理后的红砂种子的胚根长及胚芽长之间无显著性差异;赤霉素对较高浓度(>100 mmol/L)盐胁迫后红砂种子的发芽率有显著的改善作用,可以提高种子的发芽速度、发芽指数。赤霉素能促进盐胁迫后红砂的种子萌发,促进胚的发育。     

6个种源红砂幼苗光合作用特性研究

植物对环境的长期适应所形成的遗传特性对其光合作用有重要影响,本研究以6个种源地红砂（Reaumuria soongorica）幼苗为试验材料,采用LI-6400便携式光合作用系统对所标记的枝条进行净光合速率（Net photosynthesis,P_n）、蒸腾速率（Transpiration rate,T_r）、气孔导度（Stomatal conductance,G_s）的测定,分析其光合特性及其相关性,探究不同种源红砂幼苗光合特性变化规律。结果表明：6个种源红砂幼苗的净光合速率日变化曲线呈单峰或双峰型。在极端干旱生境条件下（酒泉金塔JQJ和酒泉肃州JQS）红砂种源幼苗具有较强的气孔调节能力,通过保持较低的蒸腾耗水而维持较高的水分利用效率（Water use efficiency,WUE）以适应干旱胁迫,表现出较强的光合抗旱性。6个种源红砂幼苗的P_n与T_r和G_s均呈显著正相关,体现了P_n,T_r与G_s3者具有较好的协同效应;WUE与T_r和G_s呈显著负相关,表明T_r,G_s分别作为影响WUE的因子与其有着极其密切的关系。本研究表明不同种源红砂之间的光合特性有一定差异,酒泉种源较其他各种源而言更能够抵御环境胁迫,可作为植被恢复的优良种源在西北干旱、半干旱荒漠区推广应用。     

降水变化和生长方式对红砂和珍珠化学计量特征的影响

为揭示典型荒漠植物不同器官养分利用和调控策略对降水变化和生长方式的响应规律,本研究以红砂（Reaumuria soongorica）与珍珠（Salsola passerina）为材料,测定了不同降水梯度（年降水量50~300 mm,Δ=50）下单生和混生红砂和珍珠不同器官中的有机碳（C）、全氮（N）含量。结果表明：随降水量的减少（干旱胁迫增加）,单生红砂叶C,C/N和茎N含量逐渐减小;单生珍珠茎和根C含量整体呈增大趋势,表明干旱胁迫加剧时,单生红砂茎受N限制作用增强,但红砂会通过降低叶片有机C含量和C/N以提高生长速率;单生珍珠会选择适当地增加地下部分根系的C分配比例,并将多余的C储藏在茎中。各降水量条件下,混生红砂叶C,C/N和根C,N含量均大于单生,茎C含量小于单生;混生珍珠茎C,C/N和根C,N含量均小于单生,叶C,C/N含量大于单生,表明混生后红砂倾向于向根系分配更多C,N,而珍珠主要通过降低茎的C/N来提高地上部分生长速率。     

荒漠植物红砂根系对干旱胁迫的生理响应

以抗旱性不同的红砂2个种源2年生苗木为试材,通过盆栽实验,测定干旱胁迫后红砂苗木根系的活力、膜透性(RPP)、脯氨酸 (Pro)、可溶性糖 (SS)、可溶性蛋白 (SP)、丙二醛(MDA)含量和抗氧化物酶系(SOD、POD、CAT)的活性变化,并通过灰色关联度法分析了各指标与红砂根系抗旱性的关系。结果表明,水分胁迫导致红砂根系活力下降,膜透性RPP和膜质过氧化产物MDA 含量增加,渗透调节物质Pro含量、SS含量和SP含量明显增加,抗衰老酶SOD、POD和CAT活性显著升高,且抗性强的种源比抗性弱的种源对干旱胁迫的生理生化反应更明显。红砂根系的RPP、Pro和根系活力的关联度虽然都大于0.9,但红砂根系并不是完全通过这几种机理适应干旱,而是发生了一系列适应性的生理变化,以提高其根系的抗旱性。     

环境异质性对红砂叶片功能性状的影响

为探究红砂(Reaumuria soongorica)生态适应过程中环境和遗传变异之间的相对关系,本研究采用野外调查及同质园栽培试验的方法,测定红砂叶片形态和化学计量指标,分析比较了野外和同质园叶片功能性状的差异。结果表明：同一种源同质园红砂叶组织密度、肉质化程度、含水量均低于野外,且同质园红砂叶组织密度、肉质化程度、含水量在不同种源地与野外表现出相似的变化趋势,比叶面积表现为相反的变化趋势。野外种源红砂生长受氮和磷共同限制,而同质园红砂只受氮限制,红砂叶片含水量与肉质化程度、组织密度与比叶面积、氮含量与比叶面积、氮含量与N/P在同质园与野外相关性表现一致,但同质园碳、氮、磷与其它性状之间的相关性与野外不同,且微量元素钠、镁、铁、锌含量在野外与同质园间具有显著性差异。综上所述,红砂叶组织密度、肉质化程度、含水量及部分性状间权衡关系受遗传影响较高,在环境改变时也存在适应性分化,遗传因素对红砂叶化学计量特征影响较小,且环境变化会导致红砂对氮和磷元素利用方式发生改变。     

干旱生境下外源脯氨酸对红砂气孔形态的影响

本研究以大田环境内的红砂(Reaumuria soongorica)为对象,喷施不同质量浓度(0,50,100,150,200,250 mg·L^-1)的脯氨酸(Proline, Pro),以各处理的第0 d为对照(CK),测量第1,3,6,9 d的叶片气孔特征(气孔长、宽、面积和气孔密度),以揭示红砂气孔对外源Pro的响应。结果表明：在各Pro处理、作用时间和Pro处理与作用时间的交互作用下,对叶片的气孔特征都有显著影响;各处理下,气孔长与宽度、气孔面积和密度间呈极显著负相关(-0.680,-0.626,-0.690),其余指标间均达极显著正相关(0.883,0.778,0.769);对各Pro处理下的气孔特征进行拟合,气孔密度与面积、气孔长度和宽度、气孔长度和密度间均达极显著水平(P<0.01),且具有相关性。因此,喷施外源Pro可减小红砂叶片气孔长,增大气孔宽、面积和密度,显著影响气孔特征,可缓解干旱胁迫的不利影响,其中以100 mg·L^-1浓度效果最佳,能显著提高红砂的抗旱性。     

盐胁迫下一氧化氮对高羊茅种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨盐胁迫下草坪草种子萌发如何受到其他外源物质的影响,于2009年9月采用TP发芽法,研究外源一氧化氮(Nitric oxide,NO)供体对盐胁迫下的高羊茅(Festuca arundinacea)种子萌发和幼苗生长的作用。结果表明:100μM的NO供体硝普钠(Sodium nitroprusside,SNP)可提高盐胁迫下高羊茅2个品种的种子发芽率和生物量,Arid3分别提高107.6%和24.5%,而Houndog5则提高94.5%和14.4%;施用0.1%的NO清除剂牛血红蛋白(Haemoglobin)具有削弱外源NO供体促进种子的发芽率和生物量的作用;NO供体SNP的另一光分解产物亚硝酸钠(NaNO²)没有提高盐胁迫下高羊茅种子的发芽和生物量。因此,盐胁迫下外源NO对高羊茅种子的萌发及幼苗生长具有保护作用。     

不同居群红砂的遗传多样性分析

为了探究不同居群红砂(Reaumuria soogorica)的遗传多样性水平及居群遗传结构。本研究运用SSR分子标记技术对来源于内蒙古、宁夏、甘肃16个不同居群的299份红砂材料进行遗传多样性分析。结果表明11对引物共扩增出67个等位基因,扩增等位基因多态率为83.58%,多态信息含量(Polymorphism information content, PIC)为0.396;居群的等位基因数(Allele number, Na)和有效等位基因数(Effective number of alleles, Ne)为3.735,2.221;香农信息指数(Shannon information index, I)为0.763;居群间遗传分化系数(Fixation index, Fst)为0.041～0.210,平均值为0.088。AMOVA结果表明,居群间的遗传差异仅占变异总来源的5.8%。本研究得出结论红砂的基因多态性为中度,等位基因不均匀的分布在染色体上。观测杂合度和固定指数说明居群内杂合度缺失,纯合体过量。Fst指数表明居群间分化程度较低,且红砂的遗传变异主要来自源于个体内DNA序列的...