干旱胁迫对苜蓿幼苗叶绿素荧光特性和膜脂过氧化的影响

为明确干旱胁迫对紫花苜蓿不同抗旱品种幼苗叶片的光合生理及膜脂过氧化的影响,以陇中苜蓿(强抗旱),陇东苜蓿(中抗旱)和甘农3号紫花苜蓿(弱抗旱)为试验材料,采用营养液砂培方法,以-1.2 MPa PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9和12 d)处理下紫花苜蓿叶片相对含水量(RWC)、叶绿素(Chl)含量、活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2和OH~·)和丙二醛(MDA)含量及叶绿素荧光参数的变化。结果表明:随干旱胁迫时间延长,供试苜蓿品种的RWC、Chl a含量、Chl a/b比值、最大荧光(F_m)、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ光化学量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)不断下降;而其O_2~(·-)、H_2O_2、OH~·和MDA含量不断增加。陇中苜蓿叶片RWC、Chl a含量、F_m、F_v/F_o、F_v/F_m、Yield和ETR的降幅及H_2O_2和MDA含量的增幅均低于陇东苜蓿和甘农3号。相关性分析表明,供试苜蓿RWC、Chl a、Chl a/b、F_m、F_v/F_m、qP、ETR、Yield与O_2~(·-)、H_2O_2、OH~·、MDA均呈极显著负相关。主成分分析表明,对陇中苜蓿抗旱性影响最大的主要为叶绿素荧光特性因子(qN、Yield、Chl a、qP和ETR),而对陇东苜蓿和甘农3号抗旱性影响最大的主要为膜脂过氧化因子(OH~·、H_2O_2、O_2~(·-)和MDA)。相比陇东苜蓿和甘农3号,陇中苜蓿的叶绿素荧光参数受干旱影响小,其抗旱的重要生理原因是具有较强的叶片保水能力,较低的光合机构损伤及膜脂过氧化程度。     

水分胁迫和复水对紫花苜蓿幼苗叶绿素荧光特性的影响

利用PEG-6000模拟水分胁迫(ψs=-0.2MPa,胁迫时间:48 h,复水48 h),研究了紫花苜蓿(Medicago sativa L)品种陇东苜蓿和阿尔冈金叶片叶绿素荧光特性和光合色素含量的变化,旨在探讨紫花苜蓿水分胁迫条件下的光合反应机制.结果表明:光化学淬灭系数(qP)和PSII线性电子传递的有效量子产额(YIELD)以及非光化学淬灭系数(qN)和表观光合电子传递效率(ETR)在胁迫前后随光合有效辐射(PAR)的变化规律分别可用公式:Y=aLn(X) b(Y:qP或YIELD,X:PAR,X≠0)和Y=aX2 bX c(Y:qN或ETR,X:PAR)来表示;在受到干旱胁迫后,PSII最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)和光合色素含量均明显低于对照,在任意光强下的qP、YIELD和ETR值也极显著低于对照的相应值,qN值则极显著高于对照的相应值;同时,和对照相比,qN和ETR光响应曲线顶点所对应的光强值在受到胁迫后亦明显下降,表明光抑制初始点的降低和最大光保护能力的减弱,甚至光抑制的提前到来.干旱胁迫使得PSⅡ反应中心结构和功能遭到破坏而部分关闭,光合电子传递受阻,光能利用与光化学转化与能力下降,吸收的光能更多的以热能形式耗散.复水后,虽然有光保护机制的存在,但除陇东苜蓿光合色素含量及阿尔冈金类胡萝卜素外,各参数均未能恢复到对照水平,因此旱后复水不能完全解除干旱对PSII反应中心所带来的伤害.紫花苜蓿幼苗对干旱胁迫较为敏感.供试品种相比,陇东苜蓿耐旱性优于阿尔冈金.     

土壤水分胁迫对新疆大叶苜蓿的生长及生物量的影响

采用盆栽法研究了不同土壤水分胁迫(田间持水量的90%,70%,40%,20%)对新疆大叶苜蓿的生长及生物量积累的影响。结果表明,土壤水分含量为田间持水量的70%时,苗高、地径、分枝数及侧根数均高于其他处理,叶片、茎、主根鲜生物量和干生物量均最大,最适宜新疆大叶苜蓿生长;土壤水分含量过高(田间持水量的90%)或过低(田间持水量的20%,40%)时,均不利于新疆大叶苜蓿生物量的形成;土壤水分胁迫抑制了新疆大叶苜蓿的生长发育,随着水分胁迫的加剧,苗高和地径生长速度均减慢。该结果为进一步了解新疆大叶苜蓿对水分胁迫的响应规律并为其在干旱区节水灌溉农业中的推广和种植以及为建立持久稳定高产的畜牧业草业生产体系提供理论依据。     

干旱和盐胁迫对鸭茅叶绿素荧光动力学参数的影响

为了研究鸭茅对干旱、盐胁迫的回馈,采用随机区组盆栽试验。试验包括4种相对含水量处理,相对含水量为75%(CK)、55%、35%、20%和3种盐浓度(100,70和35 mmol/L),以相对含水量75%作为对照,研究干旱胁迫和盐胁迫对叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着相对含水量的减少,鸭茅的非光化学荧光淬灭(NPQ)幅度逐渐降低,光化学淬灭系数(qP)逐渐增加;最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)逐渐减少;电子传递速度(ETR)逐渐降低;实际原初光能的捕获效率Y(Ⅱ)降低。但在极度干旱胁迫时,热耗散能力降低,光合作用上升,潜在最大光合效率和潜在光合效率增加,实际原初光能的捕获效率增加;表明在极度干旱的条件下,鸭茅的内部机制会做出相应的反应,来避免恶劣的环境。盐胁迫时,低浓度促进热耗散幅度抑制光合作用,相反高浓度抑制剩余光能的转化和促进光合效率;鸭茅的Fv/Fm先上升后下降,Fv/F0与Fv/Fm有相同的趋势;ETR先上升后减少,原初光能的捕获效率先增加后降低。综合评定,鸭茅受盐胁迫影响大于干旱胁迫。     

干旱胁迫对不同禾本科牧草叶绿素荧光特性的影响

本试验以无芒雀麦、垂穗披碱草、老芒麦、细茎冰草为试验材料,研究了干旱胁迫处理下不同禾本科牧草的叶绿素荧光参数、叶片电导率和脯氨酸（Pro）含量变化的对比。结果表明：随着干旱胁迫程度的加剧,4种禾草初始荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（qN）呈现逐渐上升趋势,而最大荧光（Fm）,潜在光化学效率（Fv/Fo）,最大光化学效率（Fv/Fm）和光化学淬灭系数（qP）呈现逐渐下降趋势。上述参数的变化幅度因材料抗旱性强弱而异,这种差异可作为简便评价禾草抗旱性强弱的鉴定指标,因此,运用隶属函数对不同禾草抗旱性进行评价分析,得出抗旱性强弱次序为：垂穗披碱草〉无芒雀麦〉细茎冰草〉老芒麦。     

干旱胁迫对鹰嘴紫云英种子萌发及幼苗叶绿素荧光特性的影响

为探明鹰嘴紫云英(Astragalus cicer)在干旱胁迫下的种子萌发及幼苗叶绿素荧光特性,本研究采用聚乙二醇(PEG‐6000)溶液模拟干旱胁迫,在鹰嘴紫云英种子萌发期共设置 7 个浓度处理,分别为 0(对照)、5%、10%、15%、20%、25%、30%,分析种子萌发及生长特性;幼苗期共设置 4 个浓度处理, 分别为 0(对照)、10%(轻度)、20%(中度)、30%(重度),分析不同胁迫时间(0、2、4、6、8、10 d)下的幼苗光合色素含量及荧光参数动态变化特征。结果显示：(1)在 5%~10%PEG 下,种子萌发和胚根生长得到一定程度促进,发芽势、胚根长度、干重等显著上升,而随胁迫程度加深,种子萌发及生长受到明显抑制,于 30%PEG 下,发芽率趋近于 0,相对胁迫率趋近于 100%。(2)轻度胁迫下,光合色素含量小幅度上升,非光化学淬灭系数(NPQ)显著增加,第 10 天较对照增加 110. 6%(P＜0. 05);中度胁迫下,叶绿素 b 含量、NPQ 呈先升高后降低趋势,实际光化学量子 Yield 含量、相对光合电子传递速率(ETR)于胁迫末期显著降低,第 10 天较对照分别减少 34. 2%、50. 6%;重度胁迫下,叶绿素含量呈降低趋势,而类胡萝卜素含量于胁迫中期明显增加,第 6 天较对照增加 20. 5%,Yield、ETR 于胁迫后期明显减小,第 10 天较对照分别减少 42. 5%、61. 4%。综上所述,鹰嘴紫云英对轻度、中度干旱胁迫具有较强耐受性,能在幼苗期提升叶片内光合色素含量、加快光合电子传递速率、增加光化学电子产量、增强热耗散性能等一系列生理调节措施来适应逆境,而对重度干旱胁迫抵抗力较差,种子萌发及生长受到严重抑制,幼苗光合系统遭到严重破坏,叶绿素含量及荧光参数显著下降。     

紫穗槐幼苗不同生长阶段叶水势对干旱胁迫与复水的响应特征

为揭示紫穗槐（Amorpha fruticosa）幼苗叶水势对土壤干旱与复水环境的响应特征，本研究通过盆栽试验，研究了土壤干旱胁迫及复水对紫穗槐幼苗不同生长阶段叶水势的影响。结果表明：土壤水分、干旱历时和生长阶段3个因素以及各因素间的相互作用对紫穗槐幼苗叶水势均有极显著影响（P<0.01）；随着干旱程度加剧，幼苗叶水势呈下降趋势，水分胁迫指数呈上升趋势；40.00%土壤相对含水量下的幼苗叶水势下降幅度达到最大，其中干旱15 d的生长初期和生长中期以及干旱30 d的生长后期的叶水势分别比对照下降了0.71 MPa，1.12 MPa和0.58 MPa；复水后，叶水势出现补偿效应，随着复水后时间的延长，幼苗3个生长阶段叶水势逐渐恢复，恢复速率与干旱程度、干旱历时和生长阶段密切相关，但均在复水72小时后恢复到接近对照水平。     

干旱胁迫条件下菊苣的光合响应

研究了3种具有不同抗旱性的菊苣(Cichorium intybus)[航天诱变新品系PA 43、PA 82和亲本普那菊苣]的光合特性及对干旱胁迫的响应。结果表明,3个菊苣品系的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Cond）日变化趋势都是双峰曲线。午间有明显“午休”现象,且导致午休的主要原因是非气孔因素。PA 82的Pn、Tr、Cond值均最高,PA 43的相应值均最小;3个菊苣品系的胞间CO2浓度（Ci）在10:00－12:00时比较低,其变化曲线与Pn相反。水分利用效率（WUE）以PA 82为最高,普那菊苣居中,PA 43为最低。随着干旱胁迫程度的加剧,3个菊苣品系的Pn、Tr、Cond、暗适应下PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、暗适应下PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）、光化学猝灭系数（qP）均有一定程度的降低。其中,PA 82下降速度慢、幅度小,PA 43下降速度快、幅度大。Ci、qN值随着胁迫程度的加剧呈上升趋势。其中,PA 82上升速度慢、幅度小,PA 43上升速度快、幅度大。相对于抗旱性弱的菊苣PA 43,抗旱性强的菊苣PA 82、 普那菊苣在受到严重干旱胁迫时,具有较强的抵抗干旱的能力。     

肇东苜蓿对高温的生理响应

高温对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)产生伤害,使其生长缓慢,易生病害,以肇东苜蓿(Medicago sativa L. cv. zhaodong)为材料,研究在0℃高温胁迫条件下叶片细胞膜相对透性、叶绿素含量、抗氧化系统和叶绿素荧光特性等生理指标的变化情况.结果表明:随高温时间的延长,肇东苜蓿叶片的细胞膜相对透性和丙二醛(MDA)含量增高,叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化系统以及叶绿素荧光Fv/Fm、Fv/Fo呈降低的变化趋势.高温下生理指标的改变,可为高温地区肇东苜蓿栽培管理和抗热苜蓿品种选育提供理论依据.     

甘农3号和陇东苜蓿高效共生根瘤菌菌株的筛选

本研究结合温室盆栽和大田试验,研究了接种不同根瘤菌菌株对甘农3号(Medicago sativa cv.Gannong No.3)和陇东苜蓿(M.sativacv.Longdong)幼苗生长及结瘤特性的影响,并进一步分析了接种根瘤菌后陇东苜蓿的光合特性及其生物量构成因素的变化。结果表明,盆栽条件下,甘农3号接种17767菌株后,生物量、株高、分枝数和叶数分别增长了102%、100%、17%和18%;陇东苜蓿接种17625菌株后,生物量、株高、分枝数和叶数分别增了187%、48%、80%和47%。而在大田条件下,甘农3号接种17650菌株后,生物量和株高分别增长了21%和13%;陇东苜蓿接种17574菌株后,生物量和株高分别增长了348%和70%。盆栽条件下,相比未接种处理,接种6-3、17537、129、17670、17582、17578、17650菌株均不同程度地提高了陇东苜蓿的水分利用效率,仅接种17578、17582菌株提高了其光合速率。综合盆栽与田间试验,与甘农3号最佳共生匹配的根瘤菌菌株为B2;而与陇东苜蓿最佳共生匹配的根瘤菌菌株为17650。     

低温胁迫下肇东苜蓿SOD、脯氨酸活性变化初报

研究了低温胁迫下肇东苜蓿幼苗SOD活性和游离脯氨酸含量的变化.结果表明随着低温胁迫时间的延长,苜蓿幼苗SOD酶活性呈现先上升后下降的变化趋势,游离脯氨酸含量逐渐增加,表明肇东苜蓿对低温有较强的适应能力,具有较强的抗寒性.     

刈割次数对肇东苜蓿生产能力影响的综合评估

刈割是苜蓿的主要利用方式,刈割次数不仅影响紫花苜蓿Medicago sativa的当年草产量及营养价值,而且对其安全越冬和持久利用具有重要的影响。肇东苜蓿是哈尔滨地区苜蓿主栽品种,确定合理的刈割次数对紫花苜蓿的生产有重要意义。对肇东苜蓿进行了连续2年的不同刈割次数的田间试验,结果表明,种植第2、3年的肇东苜蓿的最优刈割次数是2006年(种植第2年)刈割2次,2007年(种植第3年)刈割2次;肇东苜蓿2006年(种植第2年)刈割次数与2年间总生产能力呈显著负相关,并且起了最主要和最直接的作用。     

龙牧807苜蓿选育报告

从龙牧803(Medicago sativa L.cv.Longmu 803)苜蓿群体中选择优秀单株,通过无性扦插繁殖,3次混合选择、开放授粉及品种比较试验、区域与生产试验,历经12年育成龙牧807苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longmu807)新品种。该品种株型直立,在黑龙江省地区4月中下旬返青,生育期120 d左右,开花期株高75.7~105.3cm,成熟期株高98.5~133.8 cm。2年生干草产量为11739.14 kg·hm^-2,比对照龙牧803苜蓿(9797.99 kg·hm^-2)增产17.10%;种子产量284.60 kg·hm^-2,比对照(230.00 kg·hm^-2)增产18.25%。初花期粗蛋白含量19.38%,适口性好,饲用品质优良。其抗性强,生态适应性广,适宜在黑龙江省各地及毗邻省区推广种植。     

PEG胁迫对偏关苜蓿脯氨酸代谢途径关键酶的影响

以山西地方品种偏关苜蓿(Medicago sativa cv.Pianguan)为试验材料,采用20%聚乙二醇(PEG-6000)分别处理不同时间(0,8,16,24,32,48和72h),研究偏关苜蓿地上部及地下部的脯氨酸(proline,Pro)含量、鸟氨酸δ-氨基转移酶(ornithine-oxo-acidtransaminase,δ-OAT)、吡咯啉-5-羧酸合成酶(pyrroline-5-carboxylate synthetase,P5CS)、脯氨酸脱氢酶(proline dehydragenase,ProDH)活性的动态变化。结果表明:PEG胁迫下,地上部Pro含量显著高于地下部,PEG处理40h时,地上部Pro含量最高(3230.4μg·g^-1 FW)。地上部和地下部P5CS活性呈"升-降-升-降"的变化趋势。δ-OAT活性则在胁迫8h时升高,之后下降。ProDH活性受PEG胁迫显著降低,呈时间依赖性。PEG胁迫前期,偏关苜蓿的Pro积累以鸟氨酸-脯氨酸途径为主,随胁迫时间的延长,逐渐转为以谷氨酸-脯氨酸途径为主。     

干旱胁迫下偏关苜蓿显微结构响应特征研究

以山西地方优良种质--偏关苜蓿(Medicago sativa‘Pianguan’)为材料,采用20% PEG模拟干旱胁迫0, 24, 48, 72 h后,观测根、茎、叶各器官显微结构特征参数。利用单位干旱时间内各显微结构参数相对响应关系及干旱时间与干旱指标实测值关系,获取能够在显微结构尺度上定量评价植物体各组织对干旱胁迫响应关系的干旱指数:干旱响应率(RR)和干旱响应度(RD),旨在为干旱胁迫与细胞响应的其他相关研究提供方法学参考。结果表明:叶片海绵组织厚度和栅栏组织厚度、茎韧皮部厚度和筛管直径及髓腔直径、根直径和表皮厚度分别对干旱胁迫有相对较高的响应特征,其中叶片海绵组织厚度、栅栏组织厚度和茎髓腔直径的响应特征最高。综合响应率和响应度分析得出各器官对PEG的耐受性依次为根> 茎> 叶。     

苜蓿新品种草原4号的选育

草原4号苜蓿(Medicago sativa cv.Caoyuan No.4)是对400余份苜蓿原始材料进行抗虫性鉴定,选择优良无性系,并结合抗虫性和配合力测定组配基础群体,通过3次轮回选择育成的抗蓟马苜蓿新品种(登记号:477)。该品种根直立,具有水平生长根;茎直立,有茸毛;叶为三出复叶,表面有茸毛;花紫色;荚果螺旋2~3回;千粒重1.86~2.35g。抗虫性强(为害点系数为0.26,虫情指数为0.33)、抗旱、抗寒、耐瘠薄。在呼和浩特地区可刈割3茬,干草平均产量在12 000~16 000kg·hm~(-2),种子产量达230.90kg·hm~(-2)。粗蛋白质含量在19%左右。适宜在我国华北南部苜蓿蓟马为害严重的各省(区)种植。     

甘农4号紫花苜蓿愈伤组织原生质体游离条件的研究

以甘农4号紫花苜蓿下胚轴诱导所得愈伤组织为材料,研究酶液组合,渗透压调节物甘露醇浓度,酶解时间,愈伤组织继代时间及预处理措施对原生质体游离效果的影响。结果表明:当酶液组合为2%纤维素酶+0.5%果胶酶+0.3%半纤维素酶,渗透压为0.6mol/L甘露醇,愈伤组织继代培养时间为12d,预处理措施为在CPW-11溶液中预质壁分离1h,酶解时间10～12h时,游离出的原生质体产量最高,可达3.34×106个/g,原生质体活力高达82.8%。     

阿尔冈金紫花苜蓿在三峡库区的适应性研究

在三峡库区海拔1100m的巫山县花竹坪种草养畜示范区引种栽培阿尔冈金紫花苜蓿,对其物候期、生长速度、茎叶比、鲜草产量、越夏率指标进行了综合分析,结果表明各种性状表现均优良,在三峡库区相似气候条件下具有较强的适应性。