裸果木幼苗根系形态和生理特征对水分胁迫的响应

裸果木起源于地中海,为亚洲中部荒漠区分布的第三纪孑遗植物种,对研究旱生植物演化过程具有重要价值。本研究以一年生裸果木实生苗为对象,于2018年开展盆栽试验,设置4个水分处理,包括对照和轻度、中度、重度水分胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的45%～50%、30%～35%、15%～20%和5%～10%,通过称重法控制水分,每个处理10个重复,测定分析根系形态和生理指标对干旱胁迫的响应规律。结果表明,水分胁迫使裸果木幼苗根长和根表面积显著减小;重度水分胁迫下根系生物量显著降低;中度和重度水分胁迫促使根冠比显著增大,细根比根长和比表面积增大,束缚水含量/自由水含量(Va/Vs)显著增大;水分胁迫导致根系活力显著下降。土壤水分含量降低时,根系脯氨酸含量先减小后显著增大,而可溶性糖和可溶性蛋白含量变化与之相反。在水分胁迫下,根系丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)和超氧阴离子(O_2~-)含量均显著升高,根系细胞膜系统受到了明显伤害,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,过氧化物酶(POD)活性明显降低,过氧化氢酶(CAT)活性显著增强。总之,干旱胁迫下,裸果木幼苗形态上通过增大根冠比、细根比根长和比表面积来提高水分吸收效率;生理上通过降低代谢强度,减少水分消耗;主动积累有机溶质,降低细胞渗透势;增强SOD和CAT酶活性,减轻细胞膜伤害。     

肃北地区稀有植物裸果木种群的空间分布格局

为了探索肃北荒漠地区裸果木种群分布格局、成因和维持机制,根据植被类型、地形地貌和海拔,选择了6个样地,共随机设置60个样方,应用方差/均值、负二项参数、扩散型指数、丛生指标、平均拥挤度指数和聚块性指数、Poisson分布等方法,采用Kolmogogorov-Smirnov检验进行显著性检验,分析在不同样地、不同海拔下的裸果木种群空间分布格局。研究表明,在红柳峡干沟和一棵树干河床地带,裸果木种群呈集聚分布,集聚原因主要是由于与裸果木克隆生长特性及其对恶劣环境的适应性密切相关。在芦草沟和干沟口子山前干河床地带,裸果木种群为随机分布,是由于裸果木自身有性繁殖力衰退,幼龄的植株少,中老龄植株多,各物种间和裸果木种内的竞争是主要原因,还受地形地貌、生境、洪水和泥石流等自然灾害的影响。野马河种群是随机分布与集群分布的混合类型,各物种间和裸果木种内竞争造成其随机分布,而强烈的洪水和泥石流冲刷作用促成集群分布。马鬃山金庙井种群为集群分布,但集聚程度并不高,集聚原因跟其生境和土壤有关。由于这一地带地处洪积扇平原,地势平坦,上游裸果木的种子随着洪水的缓缓冲刷和泥沙的淤积,沉积在这一带,是造成这一地区裸果木集群分布的原因。依据海拔来看,在1500~1550m区段,为集群分布,但集聚程度并不高。海拔在2400~2450和2450~2500m区段,均为随机分布,是肃北裸果木的集中分布区。海拔在2700~2750m区段,属于集群与随机混合型分布格局。裸果木在肃北地区的种群空间分布格局是由自身的繁殖特性和自然灾害两大主要因素共同作用的结果,同时与其他生物特性、环境因子和人为因素也密切相关。     

天山南麓中段戈壁区裸果木种群空间异质性特征

裸果木（Gymnocarpos przewalskii）是戈壁区植被的重要建群种之一，研究其种群空间异质性特征对戈壁区生态恢复及其可持续发展具有积极意义。本研究通过野外试验调查，并采用地统计学方法分析了裸果木种群空间异质性特征。结果表明：扇顶裸果木种群空间分布表现为斑块状分布，扇中、扇底均表现为带状分布；从扇顶到扇底，裸果木种群植株高度和冠幅均表现为先减小后增大的变化趋势；扇顶、扇中和扇底植株高度均值依次为33.13 cm，21.71 cm，31.25 cm，植株冠幅均值依次为0.38 m²，0.23 m²，0.37 m²；裸果木种群植株高度和冠幅在扇顶、扇中半变异函数最优拟合模型均为指数模型，在扇底均为线性模型；扇顶、扇中由空间自相关导致的空间异质性高于扇底，空间分布格局比扇底简单；从扇顶到扇底，较小空间尺度内各向异性逐渐显著；裸果木种群植株高度与土壤含水量呈显著正相关关系（P<0.05）。土壤水分对裸果木种群空间异质性分布至关重要。     

肃北地区裸果木荒漠群落构成特征及物种多样性研究

于2006-2008年对稀有植物裸果木在甘肃肃北的分布情况及其群落特征进行了调查研究,结果表明,在肃北北山地区裸果木主要分布在海拔1 500~1 600 m,在南山地区主要分布在海拔1 900~2 780 m,均分布于山前冲积扇、沙砾质戈壁和干河床地带。裸果木荒漠群落物种组成共计44种,隶属13科,31属,植物区系以古地中海、西亚至中亚分布型为主,约占54.8%。植物区系与古地中海植物区系有密切的联系。其次是北温带分布型,约占19.4%,裸果木分布区与北温带分布型植物区系联系紧密。第3是世界分布种,约占9.7%。群落的多样性指数均较高。但其高度和盖度较低,裸果木中老龄植株较多,而幼龄植株很少。种群有衰退趋势。     

珍稀濒危植物裸果木RAPD反应体系优化研究

以裸果木新鲜叶片为材料,采用改进CTAB法提取基因组DNA,在参考一般RAPD分析反应程序的基础上,研究了裸果木RAPD分析过程中的影响因素Taq酶、Mg2+、dNTP、引物、模板DNA浓度、变性时间等,建立了适于裸果木RAPD反应的PCR体系:模板DNA为4ng/μL,引物浓度为0.3μmol/L,dNTP浓度为0.5mmol/L,Mg2+浓度为2.0mmol/L,Taq酶用量为1U,ddH2O补足25μL;94℃预变性5min,94℃变性45s,36℃退火40s,72℃延伸1min,共30个循环,最后72℃延伸10min,扩增结果稳定。     

大果木姜子黄酮的提取工艺优化及抗氧化活性研究

为研究大果木姜子黄酮的最佳提取工艺及其抗氧化效果,本试验以大果木姜子为研究对象,通过单因素试验分析了提取时间、超声功率、液料比、乙醇浓度和超声温度对大果木姜子黄酮含量和抗氧化活性的影响,在此基础上,采用总评归一-响应面法优化出的最佳提取条件进行验证。结果表明：大果木姜子黄酮最佳提取条件为液料比40：1（mL/g）,提取时间35 min,超声功率60 W,此条件下黄酮含量为2.48％,对DPPH自由基清除活性为93.18%。经总评归一-响应面优化得到的超声提取工艺稳定、可靠,可用于大果木姜子黄酮的提取,且具有较好的抗氧化活性。 [关键词] 大果木姜子|黄酮|响应面|抗氧化     

林下种草好处多

1 林下种草，草能调节地面温湿度，能有效地促进树木生长。在夏秋高温干旱季节，草地比裸地能降低地表温度8℃～15℃，使表土含水量增加8％；在冬季，可提高地面温度6℃～8℃，提高相对湿度5％～18％，有利于树木根系对水分、肥料的吸收、转化利用。     

莜麦×燕麦杂种裸粒性的遗传

田间条件下，以３个莜麦（ＡｖｅｎａｎｕｄａＬ．）品种（系）为母本同２个燕麦（Ａ．ｓａｔｉｖａＬ．）品系配置双列杂交，研究裸粒性的遗传，结果表明，将莜麦型和中间类型计为一类（裸型）时，Ｆ２代有３裸型：１燕麦型和３５裸型：２９燕麦型两种分离比例。在３：１比例中，莜麦型和燕麦型均占２０％～３０％，而３５：２９中，燕麦型约占４５％，莜麦型则在１０％以下。两种比例中，中间型的比率相差不大，约为４５％～５５％。Ｆ１代主穗平均裸粒率与Ｆ２代裸型及莜麦型植株百分率间呈较高正相关，相关系数分别为０．８１７和０．９１７。     

饲料淀粉糊化的适宜加工工艺参数研究

试验研究了实验及生产条件下影响淀粉糊化的重要工艺参数。试验1,采用三因素二次回归正交组合设计,研究玉米中淀粉糊化度与温度、时间、水分的关系。温度范围为60～120℃,时间为5～65min,水分为12.5％～50％。试验2,按调质条件进行随机试验,选择现行工业生产中蒸汽制粒工艺,固定蒸汽压力(0.5MPa)、调质时间(10s),研究调质条件对产品淀粉糊化度的影响。结果表明:温度、水分、时间具有不同程度地影响淀粉糊化的作用,水分、时间极显著促进淀粉糊化。生产及实验条件下,水分均是明显决定产品糊化度的第一限制性工艺参数。实验条件下,水分大于31.25％,淀粉糊化度迅速增加。适宜淀粉糊化度的优化工艺参数为温度88.6～95.8℃,时间26.24～33.26min,水分.46.83％～48.1％。生产条件下,提高物料水分,将显著增加淀粉糊化度。     

苋菜、马唐出土对温度、水分的反应

本研究于１９９５～１９９７ 年在中国农业大学杂草研究室完成。研究结果表明：马唐（Ｄｉｇｉｔａｒｉａｓａｎｇｕｉｎａｌｉｓ）、苋菜（Ａｍ ａｒａｎｔｈｕｓｒｅｔｒｏｆｌｅｘｕｓ）室内出土的温度极限点：最低温度５℃,最高４０℃,适宜温度是３０～３５℃。５～５０℃温度段内,在相邻温度间杂草出土率显著变化的段是２０～２５℃和３５～４０℃,出土最快的温度是４０℃;这两种杂草出土的水分极限点是２０％ ,适宜水分是８０％ ,２０％ ～１００％ 含水量段内,在相邻的水分含量间杂草出土率显著变化段是４０％ ～６０％ ,出土最快的水分含量是１００％ 。温度和水分在对苋菜和马唐出土的作用中,二者之间存在一定程度的互补作用,温度对水分的互补作用尤为明显     

不同抗旱性狗牙根地上地下表型特征及内源激素对干旱胁迫的响应

为了研究干旱胁迫对不同抗旱性狗牙根形态建成及内源激素的影响,明确不同抗旱性狗牙根响应干旱的表型特征及内源激素差异,探讨狗牙根表型特征与内源激素的相关性,丰富狗牙根抗旱理论以及生产实践中利用外源激素调控其抗旱性提供参考。采用PVC管栽植狗牙根,控制不同水分达到预设梯度维持10 d,对其叶、根相对含水量、相对电导率、内源激素[吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)、玉米素核苷(ZR)、油菜素内酯(Br)]、叶部特征(叶长、叶宽、叶面积)、根部特征(总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根干重、最长根长、根系活力)进行测定,分析干旱胁迫下不同抗旱性狗牙根叶、根内源激素比例变化及表型特征与激素的相关性。结果表明,随着干旱胁迫加剧,显著降低了2类狗牙根的叶长、叶宽、叶面积、根平均直径,促进了根部生长发育;提高了叶、根ABA含量,降低了IAA、GA₃、ZR、Br含量,且IAA/ABA、GA₃/IAA与叶部指标、根部指标呈相反相关性,这均从侧面表明狗牙根叶、根在干旱胁迫下选择了相反的生存策略,即促进地下部生长,抑制地上...     

干旱胁迫对光叉委陵菜根系特征、结构和生理特性的影响北大核心CSCD

以光叉委陵菜的多年生植株作为试验材料,通过自然控水法,研究不同干旱处理对植株根系的表型特征、超微结构和生理指标的影响,探究光叉委陵菜的耐旱性。结果表明:干旱胁迫下,光叉委陵菜根系总长度、总表面积、总体积和平均直径持续增加,根系干重在0~15 d增加,20~25 d干重显著降低(P<0.05)。随干旱胁迫程度的增加,根系细胞壁变形破损,线粒体解体消失,淀粉粒出现并不断膨大。丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量在25 d内持续升高,可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性在0~15 d显著升高,在20~25 d均显著下降(P<0.05);复水后,脯氨酸含量下降但不显著(P>0.05),MDA含量、可溶性蛋白含量、SOD活性均出现显著降低(P<0.05)。综合来看,光叉委陵菜能耐20 d的自然干旱,具有较强的抗旱性,这为东北地区选育耐旱植物提供了参考。     

干旱胁迫及复水对入侵植物节节麦幼苗生长及生理特性的影响

以节节麦幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,进行了28 d干旱及7 d复水处理,研究干旱胁迫及复水对节节麦幼苗叶、根生物量比等形态参数、保护酶活性等生理参数的影响。旨在探讨节节麦形态和生理特征可塑性对土壤水分变化的响应特性,为其耐旱机制研究提供参考依据。结果表明:1)干旱胁迫过程中,叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量均呈持续增加的变化趋势;叶绿素含量呈先升后降变化趋势;轻度及中度干旱胁迫下超氧化物岐化酶(SOD)活性持续增加,而重度干旱胁迫中则呈先升后降的变化趋势;2)干旱胁迫致使节节麦幼苗叶生物量比、比叶面积下降,根生物量比及根冠比增加;3)复水后,叶片相对含水量、脯氨酸等多数指标均能迅速恢复至正常水平,表明节节麦对干旱胁迫造成的损伤具有较高的修复能力。节节麦通过一系列形态及生理特征的可塑性变化适应土壤干旱生境,从而表现出较强的耐旱性。此外,生理参数可塑性指数的均值明显大于形态参数,说明节节麦主要通过调整生理代谢以适应短期干旱胁迫。     

重金属铜和铅胁迫对东方山羊豆幼苗生长及生理特性的影响北大核心CSCD

为研究土壤中Cu、Pb胁迫对东方山羊豆幼苗生长及生理特性的影响,本试验以东方山羊豆为材料,采用盆栽进行胁迫试验,研究5种浓度的Cu、Pb胁迫下东方山羊豆生长及生理特性指标的变化规律。结果表明:随着2种金属胁迫浓度和胁迫时间的增加,在胁迫第7天,胁迫浓度达480 mg·kg^(-1)时,东方山羊豆芽长、根长、叶鲜重、根鲜重总体呈上升趋势,但随着胁迫浓度增加和处理时间的延长,在Pb胁迫第15天,根长在处理浓度为600 mg·kg^(-1)时,与CK相比降低23.60%。而东方山羊豆的脯氨酸、过氧化物酶随着胁迫浓度的增加总体呈现不断上升的趋势。当Pb浓度小于480 mg·kg^(-1),随着Pb浓度的增加,植物体内丙二醛含量呈上升趋势,当处理浓度为600 mg·kg^(-1)时,东方山羊豆幼苗的丙二醛含量出现明显下降,而在Cu处理下,丙二醛含量呈上升的趋势。可溶性糖含量在Pb胁迫下,随着浓度的不断增加,呈先上升后下降的趋势,在Cu浓度低于480 mg·kg^(-1)时,东方山羊豆的可溶性糖含量均低于CK。可溶性蛋白含量则在Pb胁迫下呈先下降后上升的趋势,与CK相比,在处理浓度为600 mg·kg^(-1)时,可溶性蛋白含量增加78.35%。Cu胁迫浓度在240 mg·kg^(-1)时,植物的可溶性蛋白含量显著高于600 mg·kg^(-1)时,并在此时达到最大值,而随着胁迫浓度增加,可溶性蛋白含量呈下降趋势。综上表明,在重金属Cu和Pb的胁迫下,东方山羊豆表现出一定的耐受力和富集重金属铜和铅的能力。     

干旱风沙区煤炭基地12种草本植物对干旱胁迫的生理生态响应及抗旱性评价

为筛选适宜于西北干旱风沙区煤炭基地植被恢复建设需要的草本植物,以二色补血草、蒙古冰草、沙生冰草、沙打旺、草木樨、白三叶、苜蓿、甘草、沙蒿、碱蓬、蜀葵、沙米为试验材料,采用盆栽控制土壤水分的方法,研究了土壤自然渐进干旱胁迫下12种草本植物功能性状、光合特性及抗氧化保护酶的变化,并基于主成分分析与隶属函数值相结合的方法,对其抗旱性进行综合评价。结果表明:在土壤渐进干旱胁迫过程中,12种草本植物的株高(H)、比叶面积(SLA)、叶片干物质含量(LDMC)、叶片相对含水量(LRWC)与根冠比(R/S)均受到不同程度的影响,并在胁迫14 d后影响更显著(P<0.05)。渐进干旱胁迫至21 d(土壤含水量为1.35%),12种草本植物的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r)均降低;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量均升高;复水后,各草本植物SOD、CAT活性均降低,而MDA含量存在较大差异,其中蒙古冰草、沙生冰草、沙打旺与苜蓿的MDA含量均升高。主成分分析表明,功能性状与抗氧化保护酶等指标贡献率较大,可作为评价各草种适应干旱胁迫的重要指标。基于主成分分析与隶属函数值相结合的方法,综合评价12种草本植物的抗旱能力排序为:沙蒿>沙打旺>草木樨>蜀葵>蒙古冰草>碱蓬>白三叶>苜蓿=甘草>沙生冰草>二色补血草>沙米。     

沿绿洲-荒漠过渡带水分梯度分布的芦苇抗氧化保护机理

对甘肃省河西走廊绿洲-荒漠过渡带沿水分梯度分布的芦苇的生长环境特征以及抗氧化系统特征的研究结果表明,芦苇叶片脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量在盐渍胁迫严重的盐渍化生境很高。芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性在根区土壤含水量降低时显著增加,对抵御干旱胁迫的贡献较大,但对盐渍胁迫并不敏感;抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)的活性随干旱胁迫加剧而逐渐升高,对水分亏缺的响应大于对盐渍化响应;过氧化物酶(POD)活性在土壤含水量较高的盐渍化生境和土壤含水量很低的沙丘生境中都较高,对抵抗盐渍胁迫和干旱胁迫起着同样重要的作用。芦苇叶片抗氧化物质类胡萝卜素(Car)含量随土壤含水量降低未表现出显著变化,在盐渍化生境还有降低,说明Car对抵御干旱胁迫和盐渍胁迫贡献很小。     

不同生育阶段燕麦对干旱胁迫的响应

设中度干旱(MD,土壤田间最大持水量的55±5％)、重度干旱(SD,土壤田间最大持水量的35±5％)两个处理,研究干旱胁迫对温室盆栽燕麦不同生育阶段(苗期、分蘖期、拔节期)的生长性状、叶绿素荧光参数以及根系形态的影响.结果表明,与正常供水(CK)相比,干旱胁迫处理均显著(P<0.05)降低了燕麦苗期、分蘖期、拔节期3个...     

干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

立式深旋松耕对西北半干旱区土壤水分性状及马铃薯产量的影响

合理耕作可增强土壤水分供给能力和促进作物根系发育,进而提高作物抗旱性和生产力,将是进一步挖掘半干旱区马铃薯产量和水分利用效率潜力的有效途径。在西北黄土高原半干旱区于2016-2017年设置定位试验,在全膜覆盖垄作模式下设计立式深旋松耕40 cm(VRT)、深松耕40 cm(DLT)和传统旋耕15 cm(TT)3个处理,测定土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、饱和含水量、毛管含水量以及田间持水量和萎蔫系数、生育期土壤含水量、马铃薯产量等,计算土壤有效贮水量、耗水量和水分利用效率等指标,研究立式深旋松耕对土壤物理性状、马铃薯产量和水分利用的影响。结果表明,VRT显著降低了040 cm土层的土壤容重,较DLT和TT分别下降了10.8%25.3%和11.2%24.8%;土壤总孔隙度、毛管孔隙度分别提高了12.3%23.7%和29.7%46.6%,饱和含水量和土壤毛管含水量分别增加了26.1%54.4%和38.8%82.9%,萎蔫贮水量下降了11.0%49.0%。与TT相比,DLT降低了2040 cm土层的土壤容重和萎蔫贮水量,显著提高了饱和含水量、毛管含水量、总孔隙度和毛管孔隙度。基于土壤物理性状和水分特性的优化,VRT在040 cm土层的有效贮水量显著高于DLT和TT,分别增加了34.3%136.9%和44.6%75.2%,DLT较TT在2040 cm土层也有显著增加。较高的土壤有效贮水量促进马铃薯生长,并显著提高块茎产量,VRT分别较DLT和TT增产24.8%156.8%和47.8%41.0%,水分利用效率(WUE)分别提高18.9%92.3%和19.2%26.6%,干旱年份(2016)的增加幅度显著高于正常降水年份(2017)。因此,立式深旋松耕显著优化了土壤的水分特性,提高了土壤有效水含量,促进马铃薯发育,提高块茎产量和WUE,这一效果在干旱年份尤为明显,是适合于黄土高原半干旱区抗旱增产、水分高效的耕作方法。     

荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力对干旱胁迫的响应

采用盆栽控水试验,研究荆芥的生长、渗透调节和抗氧化能力在不同干旱程度[基质相对含水量分别为5%~10%(重度干旱)、45%~50%(中度干旱)和85%~90%(正常灌溉)]和不同干旱时间(15、30和45 d)下的响应。结果表明,随着干旱程度的加深,荆芥的生长受到抑制,生长速率、叶干重和叶绿素含量降低,比叶质量增大;叶中渗透调节物质的积累增加,可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和Na⁺含量增大;叶片抗氧化能力受到影响,其中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫15和30 d时逐渐增强,45 d时逐渐减弱,过氧化物酶(POD)活性则在胁迫30和45 d时逐渐增强,总酚和总黄酮的含量在胁迫15 d逐渐增大,分别在30和45 d时中度干旱下的积累量最高。随着干旱胁迫时间的延长,荆芥叶的渗透调节作用受到影响:可溶性糖、可溶性蛋白含量升高,脯氨酸、K⁺、Na⁺和Ca²⁺的含量降低,SOD和CAT活性先增强后减弱,POD活性持续增强,总酚和总黄酮的含量先增加后趋于不变。荆芥能对干旱胁迫做出适应性应答,对缺水环境具有一定的耐受性,这为荆芥的规范化栽培和用水管理提供了依据。