干旱胁迫对甘蔗根系碳氮代谢的影响

[目的]探究甘蔗根系响应水分变化的碳氮代谢生理应答机理,为后续研究甘蔗的抗旱性和高产栽培研究提供参考.[方法]以新台糖22号为试验材料,在大棚中采用桶栽方式,模拟自然干旱胁迫过程,在处理开始后第0、1、3、5、7、9、11、15、19和25 d采样并测定土壤水含量及甘蔗根系的水含量、碳水化合物和氮同化产物含量及关键酶活性,分析各项指标干旱胁迫后的动态变化趋势.[结果]干旱胁迫下,甘蔗根系水含量逐渐降低,至干旱胁迫第25 d时,根系水含量降至19.42%,较第0 d(75.64%)时降低56.22%(绝对值).随着干旱胁迫时间的延长,氮代谢中脯氨酸和游离氨基酸含量随着干旱程度的加重而逐渐增加,于干旱处理第25 d时均达最高值,分别为85.69和20.08 mg/gFW,而硝酸还原酶活性变化呈前期降低、中期升高、后期又逐渐下降的波动变化趋势.碳代谢中的可溶性糖含量波动升高,干旱胁迫第19 d时达最高值(4.47 mg/gFW),干旱胁迫第25 d时出现回落;淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反,干旱胁迫第25 d时淀粉含量降至最低值(0.55 mg/gFW),但淀粉酶活性逐渐升至最高值[18.15 mg/(gFW·min)].[结论]干旱胁迫下甘蔗根系通过调节碳氮代谢关键酶活性、碳水化合物和氮同化物含量从而避免干旱对根系的伤害,保障甘蔗正常生长发育,但根系只能在一定时间范围内抵御干旱胁迫造成的伤害,因此需要在干旱初期阶段做好防范措施.     

铅锌胁迫下混种黑麦草和三叶草对假繁缕生理生态的影响

通过盆栽试验,研究了在铅锌胁迫条件下,混种黑麦草和三叶草对假繁缕生理生态的影响。结果表明,假繁缕混种三叶草可有效增加假繁缕的可溶性蛋白含量,提高其抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,并提高了假繁缕光合色素(叶绿素a、叶绿素b含量及类胡萝卜素)含量。假繁缕混种黑麦草及三种植物混种则降低了假繁缕的这些生理生态指标。黑麦草混种假繁缕及三种植物混种提高了黑麦草的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性及光合色素含量。三叶草混种假繁缕及三种植物混种降低了三叶草的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性及光合色素含量。因此,铅锌胁迫下混种三叶草有利于促进假繁缕的生长,而相互混种有利于促进黑麦草的生长。     

铅锌胁迫对铅超富集植物小鳞苔草生理代谢特性的影响

通过对铅超富集植物小鳞苔草（Carex gentiles Franch）进行铅、锌胁迫处理发现,随着重金属浓度的增加,小鳞苔草叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量及叶绿素总量均呈降低的趋势,根和地上部分可溶性糖含量和可溶性蛋白含量呈先增后降的波状起伏趋势,根和地上部分丙二醛（MDA）含量呈增大的趋势,且地上部分MDA含量大于根。方差分析表明,铅浓度间、锌浓度间及铅锌浓度互作间小鳞苔草上述指标的差异均达极显著水平（P＆lt;0.01）。     

光质对商茄1号碳氮代谢及根系活力的影响

[目的]研究光质对商茄1号碳氮代谢及根系活力的影响。[方法]采用LED光源,以"商茄1号"为试材,研究了红光、蓝光、红蓝(3∶1)、红蓝(5∶1)和白光(对照)对茄子碳氮代谢及根系活力的影响。[结果]红蓝光(5∶1)处理下叶片蔗糖、总糖、淀粉含量和根系活力最高,蓝光处理下总糖和淀粉含量最低,而全氮、游离氨基酸、可溶性蛋白和CAT活性在蓝光下含量最高;红光下全氮含量最低。[结论]该研究为光质环境调控下商茄1号优质高产和其他茄子品种光质调控提供理论和数据参考。     

低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响

【目的】研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响,探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制,并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响,为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础。【方法】正式试验于2015年在中国水稻研究所网室进行。采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验,以春优84和秀水09为材料,移栽行间距为20 cm,移栽7 d后利用在线溶氧仪设定2个氧浓度：低氧（0-1 mg·L^-1）和对照（常规水培,不进行氧调节,水稻在自然状态下生长）,处理时间为12 d。采用便携式溶氧仪（HACHHQ30d,美国）测定营养液中溶氧量。处理后每隔3 d测定分析根系活力、呼吸强度、氮代谢相关酶活性。处理结束时取样测定分析株高、分蘖、叶绿素含量、根系形态和干物重等指标。【结果】短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。处理结束时,秀水09分蘖数、干物质的积累量分别比对照降低20.0%和7.78%。春优84分蘖数和干物质积累量分别比对照降低15.38%和6.28%。2品种根系体积以及粗根（根系直径>0.8 mm部分的根量）、细根(活性根,根系直径0.05-0.1 mm）根量也低于对照。叶片叶绿素含量、根系氮素吸收量以及可溶性蛋白质含量也受到低氧胁迫的抑制。秀水09各项指标分别比对照减少6.67%、15.11%和10.86%,春优84各项指标分别比对照减少5.18%、13.25%和6.67%,且秀水09的各项指标的减少量均大于春优84,说明秀水09对低氧胁迫较为敏感。2个品种的株高受低氧胁迫的诱导,秀水09比对照增加7.98%,春优84比对照增加3.30%。短期低氧胁迫对水稻幼苗根系呼吸强度的影响表现为抑制-促进-抑制,随处理时间的延长抑制作用会降低。根系活力的变化趋势同根系呼吸强度一致。水稻幼苗根系硝酸还原酶（NR）活性受低氧胁迫的诱导;根系谷氨酰胺合成酶（GS）活性在低氧胁迫0-6 d时受其诱导,9-12 d时受其抑制;低氧胁迫对水稻根系谷氨酸脱氢酶（GDH）活性的影响和品种有关,秀水09表现为促进-抑制,春优84则为抑制-促进-抑制。短期低氧胁迫处理抑制水稻幼苗的生长。【结论】水稻幼苗可以通过呼吸消耗、氮代谢相关途径的改变,减轻低氧胁迫的伤害,从而维持其在低氧逆境下生存。     

盐胁迫对苦楝根系活力的影响

本文研究了盐胁迫下一年生苦楝苗根系的活力变化以及根系与地上部分的关系。目的在于探索苦楝的抗盐性。结果表明：盐胁迫能显著的降低根系和地上部分的生长。且地上部分受到的影响比根系受到的影响大;盐胁迫对苦楝苗木的含水量影响显著;随着盐浓度的升高,根系活跃吸收面积／总吸收面积比值的变化比较小。根系活力呈现先增后降的趋势,且均达到显著水平。     

长期定位氮胁迫对小麦碳氮代谢、氮素利用及产量的影响

利用大田长期氮肥定位试验,以施N 180 kg/hm2处理为对照,研究了氮胁迫(不施氮肥)对不同品质类型小麦(中筋小麦品种中麦895、强筋小麦品种石优20)碳氮代谢、氮素利用及产量的影响,以期为生产上的氮肥合理运筹提供理论依据。结果表明,氮胁迫条件下,2个小麦品种旗叶蔗糖含量(花后7~35 d)、旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性(花后7~35 d)、籽粒蔗糖含量(花后21~35 d)、籽粒SPS活性(花后14~35 d)均较对照明显降低;2个小麦品种旗叶可溶性蛋白含量、硝酸还原酶(NR)活性、谷氨酰胺合成酶(GS)活性和籽粒GS活性均较对照明显降低;2个小麦品种开花期氮积累量、成熟期氮积累量、开花前氮转移量均较对照显著降低,而开花前氮转移率和开花前氮贡献率均较对照显著提高;2个小麦品种氮素籽粒生产效率、氮素吸收效率、氮素生理效率和氮素收获指数均较对照显著提高;2个小麦品种穗数、穗粒数和产量均较对照显著降低。综上,氮胁迫下小麦灌浆中后期碳、氮同化能力明显下降,氮素积累量降低,但对氮素的吸收能力增加,营养器官氮素向籽粒的转运比例增加,进而小麦植株对氮素的整体利用率得以提升,但小麦产量降低。     

作物秸秆对黄瓜衰老中根系活力和叶片氮代谢的影响

以‘津优4号’黄瓜为试验材料,研究施用不同作物秸秆对衰老过程中黄瓜根系活力和叶片氮代谢关键酶、叶片氮素含量及可溶性蛋白含量等影响。结果表明,与对照相比,作物秸秆还田不仅显著提高了黄瓜的根系活力、叶绿素含量和叶片氮代谢关键酶硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶的活性,降低了谷氨酸脱氢酶活性,而且还降低了叶片铵态氮的含量(15.6 μg·g^-1),提高了叶片硝态氮、可溶性蛋白及游离氨基酸的含量,有效地保持较高的氮代谢水平,延缓了黄瓜的衰老。其中施用玉米秸秆效果最好,黄瓜的根系活力、硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量分别比对照提高了23.4%、33.3%、18.7%,其次为花生秸秆,硝酸还原酶活性比对照提高了10.8%,施用稻壳效果不明显。     

水分胁迫对寒富苹果叶片碳氮代谢的影响

以盆栽"寒富"苹果为试材,研究了不同水分胁迫处理对"寒富"苹果碳氮代谢的影响。结果表明:水分胁迫使"寒富"苹果叶片内可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白含量升高,淀粉含量降低,胁迫越严重,变化幅度越大。轻度干旱胁迫提高了"寒富"苹果叶片中性转化酶、酸性转化酶和蔗糖合成酶活性,降低了蔗糖磷酸合成酶、山梨醇脱氢酶、山梨醇氧化酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶和谷氨酰胺合成酶的活性;中度、重度干旱胁迫和淹水条件下,中性转化酶、酸性转化酶和蔗糖合成酶降低,蛋白酶活性增加。"寒富"苹果能忍耐轻度和中度干旱胁迫,抗旱性较强。     

干旱胁迫对不同耐旱型观赏草幼苗生长及碳氮代谢的影响

为探究干旱胁迫对不同耐旱型观赏草幼苗生长及碳氮代谢的影响,选择相对耐旱型观赏草蓝滨麦、中间型金边大米草和相对干旱敏感型常绿芒为材料,对其苗期施以4个不同水分处理的干旱胁迫,比较分析其应对干旱胁迫的幼苗生长、碳氮代谢关键产物以及相关酶活性的差异。结果表明：干旱胁迫抑制了3种观赏草株高和地径的生长,且对敏感型观赏草抑制程度较大,最大抑制率分别可达51.7%和34.3%。在碳代谢方面,耐旱型观赏草表现出较高的可溶性糖含量和SS、SPS活性,中度干旱条件下,较CK增长率分别比敏感型观赏草提高了9.8%、12.5%、31.7%。在氮代谢方面,耐旱型观赏草有着较高的FAA和可溶性蛋白含量,含量最高时相比CK提高54.2%、23.7%,比敏感型观赏草含量最高时高出20.1%、11.7%;3种观赏草的GS活性均呈上升趋势,但敏感型变化幅度较缓,且GOGAT、NR活性较低。此外,耐旱型观赏草通过更加稳定的碳氮代谢提高了自身应对干旱胁迫的能力,且不同耐旱型观赏草的幼苗生长应对干旱胁迫时的碳氮代谢主要相关响应物质存在差异。     

氯胁迫对苋菜幼苗叶片碳氮代谢的影响

以苋菜花红苋菜品种为试材,研究了氯对苋菜幼苗叶片碳、氮代谢的影响.结果表明:与空白对照相比,低氯处理能提高苋菜幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量,并使淀粉酶和硝酸还原酶活性都有所增加,使转化酶活性增加了42.2％,达到显著水平;中氯和高氯处理对苋菜碳氮代谢产生的阻碍作用是很大的,除可溶性蛋白含量相对增加外,其余碳氮...     

干旱胁迫对不同抗旱性陆稻幼苗根系活力的影响

通过对在农业上有较大抗旱性差异的4种陆稻(高抗旱性品种‘白花山’,中抗旱性品种‘紫糯谷’,低抗旱性品种‘遥矛’,不抗旱性品种‘旱谷’)进行研究,得出抗旱性不同的这4个陆稻幼苗根系活力随着PEG浓度的增强和胁迫时间的延长,都呈逐渐下降趋势,抗旱性强的陆稻品种的三个指标数值均要显著高于抗性弱的品种。     

水分胁迫与植物氮代谢的关系——Ⅰ.水分胁迫对小麦叶片氮代谢的影响

本文以冬小麦品种渭麦4号为材料,综合研究了水分胁迫对其氮代谢的影响。结果表明,水分胁迫使小麦叶片硝酸还原酶活性显著降低,而蛋白酶、肽酶和核糖核酸酶活性却显著增强,致使蛋白质和RNA分解加剧,含量降低,并且总氮、游离氨基酸含量及其组分也发生了变化。DNA含量则不受土壤含水量高于萎蔫点的水分胁迫影响。     

盐胁迫对甘薯叶片氮代谢的影响

以胜利百号,栗子香,徐薯１８等３个甘薯品种为材料,对盐胁迫下甘薯氮代谢进行了研究。结果显示,盐胁迫下甘薯叶片总氮含量下降,游离氨基酸迅速累积,叶绿素含量下降,ＲＮＡ及ＤＮＡ降解,ＲＮＡ／ＤＮＡ值下降,游离脯氨酸迅速累积,硝酸还原酶活力下降且伴着其底物累积和产物下降。说明盐胁迫下甘薯氮代谢系统失调是造成其植株失绿变黄,并最终导致其减产的主要原因之一。     

砷胁迫下3-吲哚乙酸对不同砷富集能力植物根系形态和生理的影响

采用室内水培法,研究了2 mg·L~(-1)五价砷胁迫下,外源添加不同浓度(0、10、20、40、60 mg·L~(-1))3-吲哚乙酸(IAA)14 d对砷超富集植物大叶井口边草(Pteris cretica var.nervosa)和同属的非超富集植物剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)株高、生物量、砷含量、根系形态(根长、根尖数、根表面积)、根系活力、根细胞质膜ATPase活性、抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)活性以及细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响,并用逐步回归法分析了根部砷含量与所测定根系形态和生理指标的关系。结果表明:20 mg·L~(-1)IAA处理下,两种植物的生物量与对照相比显著增加,大叶井口边草叶片和叶柄砷含量、根系活力和根细胞质膜ATPase酶活性显著增加,且明显高于剑叶凤尾蕨;20~60 mg·L~(-1)IAA处理下,大叶井口边草根中的CAT、SOD和POD活性显著增加,而剑叶凤尾蕨根中的CAT活性显著降低,SOD活性显著增加,POD活性则无显著变化;20~40 mg·L~(-1)IAA处理下,两种植物根中的MDA含量显著降低,但大叶井口边草显著低于剑叶凤尾蕨。逐步回归分析结果显示,大叶井口边草根中砷含量与根系活力显著正相关,而剑叶凤尾蕨根中砷含量与各变量无关。因此,IAA的添加促使大叶井口边草保持较高的根系活力,进而有助于其超量富集砷。     

缺氮复氮处理对玉米根系生长、根系活力、硝态氮及氨基酸含量的影响

为明确缺氮复氮处理对根系生长、根系活力、硝态氮含量及氨基酸含量的影响,对水培玉米幼苗进行研究。结果表明,缺氮处理的根系总长、根表面积、分根数比正常处理的较大,复氮处理后各测定指标均有一定恢复;缺氮处理根系活力显著下降,降幅达50.91%,复氮处理后根系活力有所恢复,但仍然降低42.15%;缺氮根系的NO₃^- N含量比正常处理降低76.21%,复氮处理后NO₃^- N含量仍然降低40.97%;缺氮根系的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸的含量明显下降,复氮处理后这些氨基酸含量仍然低于正常处理。     

淹涝胁迫和供氮形态耦合对苗期玉米根系的影响

【目的】研究苗期玉米根系对供氮形态和淹涝胁迫的适应特性,为玉米抗涝的氮营养生理调控提供理论依据。【方法】采用砂培模拟培养方法,比较研究2种水分条件（淹涝胁迫和非淹涝胁迫）以及不同供氮形态（NH₄⁺-N（7.5 mmol/L(NH₄)₂SO₄）、NO₃^--N（7.5 mmol/L Ca(NO₃)₂）和NH_{4⁺+NO3^--N（7.5 mmol/L(NH4)2}SO₄与7.5 mmol/L Ca(NO₃)₂等体积混合）对苗期玉米根体积、根系气体体积、伤流液流量、根系脱氢酶活性、植株氮累积量及根系氮、磷和钾含量的影响。【结果】在非淹水胁迫条件下培养3周,玉米植株的叶及茎鞘干质量均以铵、硝混合处理最高;但在淹涝胁迫条件下,在玉米同一部位单一铵态氮处理的生物量抗淹涝系数（淹涝胁迫条件下的生物量/非淹涝胁迫条件下的生物量）最高,且均大于1,并以根系的生物量胁迫系数最高;而硝态氮处理的生物量胁迫系数均低于其他2种氮形态处理,且以根系的生物量胁迫系数最低,表明苗期玉米根系对不同供氮形态的响应与其耐淹涝胁迫能力密切相关。与硝态氮处理和铵、硝混合处理相比,铵态氮处理玉米的根系具有相对较高的根系气体体积,且其和根体积在淹涝胁迫条件下能保持同步增长,故铵态氮处理可维持稳定的根系孔隙度、单位质量根系活力以及根系氮、磷、钾含量,并提高其单株根系活力、伤流液流量、氮素吸收以及氮/磷、氮/钾和磷/钾,进而提高苗期玉米对淹涝胁迫的适应能力。【结论】在铵态氮营养条件下,苗期玉米根系对淹涝胁迫的适应能力相对较强。     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。