盐碱胁迫下羊草的生理特性与适应机制

[目的]探讨羊草在盐碱胁迫下的生理生化特性和K+、Na+含量的变化。[方法]在室内模拟不同pH盐碱土上种植羊草,并测定其生理生化指标和离子含量。[结果]随着土壤pH的逐渐升高和胁迫时间的延长,羊草体内的脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛的含量及氧化氢酶活性均随之增加,而后又逐渐降低。随着土壤pH的升高,羊草叶片的Na+含量逐渐增加,而K+含量逐渐减少,K+/Na+比值减小,但始终高于1。[结论]各项生理指标和K+、Na+含量的变化对维持羊草细胞的离子平衡起到了积极的调节作用。     

水稻孕穗期干旱-高温交叉胁迫的生理适应机制

【目的】关于干旱和高温对水稻生长影响的研究多限于单一逆境或复合,且水稻对干旱高温交叉逆境响应的机理尚未明确,植物逆境交叉适应性的普遍存在为这一研究提供新的切入点,因此加强水稻干旱高温交叉逆境胁迫效应研究,探讨干旱高温交叉逆境影响水稻生长发育的机制,为水稻耐热抗旱的种质资源选育与抗逆栽培供新的理论依据.【方法】以水稻‘N22’为供试品种,设置水稻孕穗期正常生长(CK)、单一高温胁迫(H)、单一干旱胁迫(D)以及干旱-高温交叉胁迫(DH)的水培盆栽试验,研究孕穗期水稻对干旱-高温交叉胁迫的适应生理机制.【结果】H、D及DH处理下,孕穗期水稻剑叶可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均显著高于CK;其中DH处理下各含量积累最多,且显著高于H.H、D和DH处理下,抗氧化酶SOD、POD和CAT活性均高于CK;其中DH处理下,各酶活性增加的最多,且显著高于H.不同胁迫处理下,促进型激素ZR、GA和IAA含量均显著低于CK,但DH处理与其他处理相比,下降幅度减少;而抑制型激素ABA和SA,相比CK都显著积累,且DH处理积累最多.H和D处理和CK相比下,水稻花药开裂很少;且DH处理,花药开裂程度比H处理的大.H、D、和DH处理下,水稻穗粒数和结实率均显著低于CK,而DH处理减少的最少,分别为8.5%和4.1%,且DH处理显著高于H处理.【结论】在水稻孕穗期干旱锻炼可提高孕穗期水稻抗高温的能力.     

盐碱胁迫下羊草抗氧化酶活性的变化

对松嫩平原不同盐碱胁迫下羊草的叶片和根茎中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性进行测定。结果表明,随着盐碱胁迫程度的加重,春季(5月),羊草叶片和根茎SOD活性逐渐升高,CAT活性先降低后升高,POD活性逐渐降低;夏季(7月),叶片SOD、CAT、POD活性增大,根茎中的SOD、POD活性呈先升高后降低趋势,CAT活性则逐渐升高;秋季(9月),SOD、POD活性呈波动变化,CAT活性呈先降低后升高趋势。除根茎的SOD活性以外,其他酶活性在秋季出现最低值。根茎中的SOD、CAT、POD活性在3个时期均高于叶片。不同盐碱胁迫下,羊草SOD、POD、CAT活性在不同时期均变化显著(P0.05)。     

植物干旱胁迫适应机制研究进展

干旱是影响植物正常生长发育的一个最重要的逆境因子,水资源日益短缺成为制约农业发展的严重问题.植物对干旱胁迫的响应和适应机制一直是学术研究的热点领域.从植物对干旱胁迫所作出的形态生理反应(植物的根系、叶片的变化、对光和作用的影响)及内部分子适应机制(渗透调节基因、保护酶体系、转录因子等)两方面综述了干旱胁迫下植物的抗旱机理,为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段.     

丛枝菌根真菌对盐(碱)-旱交叉胁迫下羊草幼苗生长与抗氧化酶活性的影响

羊草营养价值丰富、抗逆性强,是东北松嫩平原最重要的牧草之一。丛枝菌根真菌(AMF)能与绝大多数陆地植物共生,且影响其抗逆性。本文对羊草幼苗接种丛枝菌根真菌并采用NaCl、NaHCO3以及PEG来模拟不同盐(碱)-干旱胁迫条件,研究逆境交叉胁迫下共生体生长与抗氧化酶活性的变化。结果表明,在盐(碱)胁迫与干旱胁迫以及盐-旱与碱-旱交叉胁迫下,丛枝菌根真菌均一定程度提高了羊草幼苗的生物量,碱-旱互作的胁迫效应远大于盐-旱互作。盐碱和干旱胁迫下,SOD、POD和APX活性均升高,而CAT的活性则呈下降趋势,接种丛枝菌根真菌后,交叉胁迫下抗氧化酶活性同样呈上升趋势。研究结果对于深入理解羊草逆境交叉胁迫适应机理以及丛枝菌根真菌生理功能等科学问题提供了一定理论依据。     

干旱和盐碱共胁迫玉米EST数据库分析

[目的]构建干旱和盐碱共胁迫的玉米cDNA文库,对细胞功能相关基因表达进行初步分析。[方法]提取处理玉米YQ7-96品系的雌雄分化期（12片叶龄）的混合组织（叶、茎和花芽）总RNA,运用SMART技术构建pDNR-LIB载体的cDNA文库,并随机挑选克隆进行EST序列的B lastX比对和MIPS归类分析。[结果]随机挑取3 027个cDNA克隆进行测序,94.45%的EST长度大于400 bp,共获得1 861个单基因簇,其中维持正常生理活动的基因占65.36%;参与细胞内运输、细胞内信号传导、细胞防御和细胞循环和DNA代谢过程的基因分别占9.26%、6.58%、2.63%和3.16%。[结论]在成功构建干旱和盐碱共胁迫的玉米cDNA文库的基础上,对产生的EST进行了测序和分析归类,筛选出了细胞功能相关EST,为后续研究奠定了基础。     

接种丛枝菌根真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长及盐离子积累的影响

目的 探讨接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal, AM)真菌对不同类型盐碱胁迫下向日葵生长和盐分离子积累的影响,为不同类型盐碱地的利用与生物修复提供基础数据和技术支持。方法 采用温室盆栽的方式,研究接种AM真菌摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae处理对不同类型盐碱胁迫(CK、NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃)下向日葵Helianthus annuus菌根侵染率、生物量、营养元素吸收、C∶N∶P化学计量比、Na⁺吸收积累、光合作用以及细胞膜透性的影响。结果 3种类型盐碱胁迫使得接种AM真菌F. mosseae向日葵菌根侵染率降低29.53%~47.31%。3种类型盐碱胁迫处理均在一定程度上抑制了向日葵的生长,抑制效果的顺序为NaCl+Na₂SO₄>NaCl+NaHCO₃>NaCl。接种AM真菌使得NaCl、NaCl+Na₂SO₄、NaCl+NaHCO₃盐碱胁迫下向日葵的总干质量分别增加了19.58%、42.15%和60.35%。接种AM真菌使CK、NaCl和NaCl+NaHCO₃处理茎叶P质量分数分别增加了82.50%、71.11%和74.47%,使CK和NaCl+NaHCO₃处理根系P质量分数分别增加了61.54%和88.37%;使CK和NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系C∶P和N∶P显著降低,使NaCl处理茎叶C∶P和N∶P显著降低。接种AM真菌使NaCl+NaHCO₃处理茎叶和根系Na⁺积累量增加了33.76%和82.25%,使NaCl+Na₂SO₄处理根系Na⁺积累量增加了74.20%。接种AM真菌使NaCl和NaCl+NaHCO₃处理叶片蒸腾速率(Tr)增加了11.67%和10.12%,使NaCl+NaHCO₃处理叶片气孔导度(Gs)增加了20.00%,使3种类型盐碱胁迫处理下叶片的净光合速率(Pn)均呈增加的趋势;使NaCl+NaHCO₃处理叶片细胞膜透性降低了51.49%。结论 AM真菌可在一定程度上缓解盐碱胁迫处理对向日葵生长的毒害作用,但接种效应在不同类型盐碱胁迫间存在显著差异。     

丛枝菌根真菌提高植物抗盐碱胁迫能力的研究进展

根据国内外盐胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)的众多研究,从3个方面概述了盐胁迫下AMF对植物的影响,并深入阐述了目前AMF提高植物抗盐胁迫能力的研究进展。在此基础上,提出了几项有待解决的问题,为盐碱地改良提供了参考依据。     

干旱胁迫对羊草品系相对含水量的影响研究

室内采用PEG-6000配置不同水势梯度溶液,模拟干旱胁迫对羊草相对含水量的影响,结果分析表明,羊草SF4-2品系的相对含水量值下降最快,平均下降梯度7.982%;羊草Y3品系的相对含水量值下降幅度居中,平均下降梯度6.522%;羊草QF10品系的相对含水量值下降幅度较小,平均下降梯度6.006%。说明各羊草品系的抗旱性为QF10品系Y3品系SF4-2品系。     

黄瓜幼苗干旱-低温交叉适应与渗透调节的关系

 【目的】探讨干旱诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应机理。【方法】以‘津优3号’幼苗为试材,用10 %聚乙二醇(PEG-6000)溶液模拟干旱预处理黄瓜幼苗2 d,未经预处理的作对照。恢复2 d后在光照培养箱中进行低温(昼/夜温度8℃/5℃)处理。【结果】低温胁迫可使黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势显著降低,可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白的含量明显增加。胁迫前经PEG预处理,黄瓜幼苗叶片的相对含水量、水势和渗透势的降低幅度明显减小,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量则显著增加。低温胁迫结束时(7 d)时,PEG处理黄瓜幼苗叶片的相对含水量比对照高24.7个百分点,水势和渗透势分别比对照高0.35 MPa和0.13 MPa;脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量分别比对照高41.4 %、80.8 %和260.7 %。【结论】干旱预处理可诱导黄瓜幼苗对低温胁迫的交叉适应性,这种适应性与渗透调节能力的增强有关。     

干旱盐碱共胁迫下玉米miR398的表达

分析干旱盐碱共胁迫下玉米miR398的表达变化,阐明miR398与玉米水势胁迫生理指标关系。干旱盐碱共胁迫处理72 h,利用qRT-PCR技术分别验证了miR398及其他对应的靶基因在盐胁迫条件下的表达变化情况;应用ELISA和茚三铜方法分别检测玉米的ABA(脱落酸)和脯氨酸含量。结果表明:经过干旱盐碱共胁迫处理,玉米出现了明显的水分亏缺症状,24、48、72 h各处理组玉米ABA和脯氨酸含量与对照组比较上升明显,差异有统计学意义(P0.05);RT-PCR检测显示,24、48、72 h各处理组玉米中miR398的表达比对照组显著降低,差异有统计学意义(P0.05)。说明干旱盐碱共胁迫条件下玉米miR398表达下调,可能参与抗逆相关基因ABA的调控。试验为后续抗旱抗盐碱玉米遗传性状研究提供了基础数据。     

盐碱混合胁迫对灰绿藜丙二醛积累的影响

模拟6种天然盐碱生态条件对灰绿藜(Chenopodium glaucum L.)幼苗进行处理,测定处理后灰绿藜叶片丙二醛(MDA)含量的变化,分析盐碱混合胁迫对灰绿藜的影响。结果表明:同一时间内随着盐碱混合胁迫浓度的增大,灰绿藜叶片中的MDA含量均呈现出先升高后下降的趋势,且在混合浓度为250 mmol/L时丙二醛含量达到最大。     

干旱胁迫下刺槐生理适应特性研究

通过盆栽控制实验,研究了严重土壤干旱胁迫下刺槐的生理适应特性.结果表明刺槐具有很强的渗透调节和活性氧清除能力.在渗透调节上,刺槐在干旱胁迫初期可溶性糖起主要作用,在胁迫后期脯氨酸(Pro)起主要作用.在活性氧清除上,超氧化物歧化酶(SOD)在整个胁迫过程中起着重要作用,过氧化氢酶(CAT)则是胁迫后期的重要保护酶.丙二醛含量(MDA)在整个干旱胁迫过程中没有明显增加,说明刺槐具有很强的抗旱能力.     

干旱-溃疡病菌胁迫下北京杨水通道蛋白基因表达特征分析

为揭示杨树溃疡病发生进程中的水分生理学机制,本研究以1年生北京杨为材料,对干旱-溃疡病菌胁迫下的杨树管家基因表达稳定性、与植物水分运输密切相关的杨树水通道蛋白基因家族的表达特征进行了实时定量PCR(RT-qPCR)分析。结果表明:12个管家基因的表达稳定性不同,TUB、UBQ、EIF4β-L、CYP、EF1α2表达稳定性最高,ACT2和ACT11稳定性最差;配对分析显示TUB、EIF4β-L和UBQ为干旱胁迫-溃疡病菌胁迫下基因表达检测的最优内参基因组合;干旱及溃疡病菌胁迫下,水通道蛋白基因的表达模式并不相同,说明这两种胁迫对杨树水分代谢具有不同的影响;干旱-溃疡病菌双重作用下,PIP1;1、PIP1;3、PIP1;5、PIP2;4、PIP2;7等5个基因的表达显著高于干旱、溃疡病菌两种胁迫的单独作用,揭示这两种环境胁迫对水通道蛋白基因表达具有一定的协同作用。     

胡杨对干旱胁迫适应机理的研究进展

综述了胡杨抗旱特征特性及其对水分胁迫的响应,探讨了胡杨的抗旱机理,并提出了胡杨抗旱研究领域应重点开展的工作。     

干旱胁迫对夏谷干物质积累及产量影响

以济谷14为试验材料,利用盆栽方法,人工调控土壤含水量,设置5个处理,CK:全生育期不干旱;D1:拔节期干旱;D2:孕穗期干旱;D3:抽穗-开花期干旱;D4:开花-灌浆期干旱,研究不同生育时期干旱胁迫对夏谷叶片、叶鞘、茎秆、根、穗器官干物质积累和产量影响。结果表明,夏谷单株总干物质积累和穗干物质积累均呈近"S"型增长趋势;叶片、叶鞘、茎秆和根干物质积累呈单峰曲线变化。不同生育时期干旱胁迫均影响谷子干物质积累,处理间差异显著。拔节期干旱对谷子营养器官干物质积累影响程度最大。干旱胁迫使谷子产量降低,尤以开花-灌浆期干旱抑制干物质向穗部分配,减产最高,其次是拔节期干旱胁迫。拔节期和开花-灌浆期是谷子水分敏感期,生产上需确保足够水分供应。     

豌豆-根瘤菌共生体对盐分胁迫的生理响应

【目的】研究接种根瘤菌对豌豆响应盐胁迫影响的生理机制.【方法】以耐盐性强的‘定豌8号’和耐盐性弱的‘陇豌6号’2个品种豌豆为植物材料,豌豆根瘤菌ACCC15657和ACCC15735以及苜蓿根瘤菌Ca66为3个根瘤菌材料,在轻度盐分胁迫(35 mmol/L NaCl)和重度盐分胁迫(105 mmol/L NaCl)下,研究接种和不接种根瘤菌对豌豆植株株高、鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性糖含量的影响.【结果】接种根瘤菌对株高无明显影响,但ACCC15735对‘陇豌6号’鲜质量影响显著.‘定豌8号’接种根瘤菌后,耐盐性有所增强,轻度盐分胁迫下接种ACCC15735,SOD活性3个生长时期分别提高了116.59%、44.03%、28.16%;MDA含量在花期和结荚期分别降低了48.33%和57.55%,脯氨酸含量3个生长时期分别提高了21.71%、22.63%、18.55%;可溶性糖含量3个生长时期分别提高192.43%、132.93%、69.18%,重度胁迫下也得到相似结果.POD活性的变化与SOD相反,多数处理中SOD活性较强时,POD活性则较弱.尽管‘陇豌6号’接种根瘤菌也呈现一定的耐盐性,但较‘定豌8号’弱.【结论】豌豆接种根瘤菌后了耐盐性增强,以根瘤菌ACCC15735接种效果最好.     

盐碱胁迫对甜瓜幼苗生长和物质积累的影响

以甜瓜品种"金妃"为试验材料,采用基质栽培的方法,设置5个盐碱水平分别为0、25、50、75、100mmol·L-1,研究不同浓度盐碱胁迫对甜瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根系体积、物质积累的影响,为大庆地区在盐碱地和保护地高产栽培甜瓜提供参考依据。结果表明:25 mmol·L-1浓度盐碱胁迫促进甜瓜幼苗茎粗、株高的增加以及地上部和根系干物质积累,而50 mmol·L-1浓度盐碱胁迫只对根系干重有促进作用。75~100mmol·L-1浓度抑制甜瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根系体积、物质积累,100 mmo L·L-1浓度抑制作用显著加强。盐碱胁迫抑制甜瓜幼苗地上部和根系相对含水量增加、根系生长、叶面积扩展,且抑制作用具有时间和浓度依赖性。相对于地上部盐碱胁迫增加了甜瓜幼苗根系干物质分配比率。     

干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响

【目的】研究干旱胁迫对番茄叶片蜡质积累的影响,及蜡质含量与蜡质合成相关基因β-酮脂酰-辅酶A合成酶(SLCER6)表达的关系,为植物表皮蜡质抗旱研究提供理论依据。【方法】以番茄品种Micro-Tom为材料,在其花蕾期进行干旱胁迫后,当植株表现出明显缺水症状时分别采集第1叶位至第7叶位的叶片,以同期正常浇水番茄植株作为对照,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)和气相色谱-火焰离子化检测仪(GC-FID),对7个叶位叶片的蜡质成分和含量进行检测,并通过扫描电镜观察叶片的表皮超微结构,同时用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析蜡质合成相关基因SLCER6的表达情况,最后对蜡质及其各成分含量与SLCER6基因表达量变化值之间的相关性进行了分析。【结果】(1)干旱胁迫后番茄叶片上、下表面超微结构与对照组基本一致,均没有蜡质晶体覆盖,且较为光滑,呈薄膜状结构,但皱褶明显减少,细胞凸起增多。(2)GC-MS和GC-FID分析表明,从对照组中共鉴定出24种蜡质成分,番茄叶位间蜡质含量存在一定差异,但均以烷烃含量为主,其平均含量为(1.794±0.397)μg/cm~2,占蜡质总含量的93.83%,并含有少量的三萜类、初级醇和豆甾醇成分,但这3种化合物只占到蜡质总含量的4.66%。(3)干旱胁迫并没有造成番茄叶片蜡质组分以及烷烃碳链的改变,但能够极显著增加蜡质的总含量,尤其是烷烃类物质,与对照组相比,干旱胁迫组烷烃含量平均增加了161.15%,是三萜类、初级醇及豆甾醇成分总增加率的1.6倍。(4)SLCER6基因在番茄不同叶位叶片中均有表达,其表达量从第1叶位到第7叶位总体呈下降的趋势;干旱胁迫后,SLCER6基因表达量均显著增加。【结论】干旱胁迫能够极显著增加番茄叶片蜡质总含量,增加的成分主要是烷烃;干旱胁迫也能够诱导SLCER6基因表达量上调;番茄叶片蜡质积累与SLCER6基因表达量之间存在着正相关关系。     

盐碱胁迫对甜菜光合物质积累及产量的影响

【目的】分析盐碱胁迫对甜菜光合物质积累及产量的影响,研究盐碱胁迫对甜菜生长发育影响的过程,为甜菜抗盐碱栽培提供理论依据。【方法】采用室外盆栽方法,按照NaCl∶Na₂SO₄∶Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶9∶1∶9比例配制成1 mol/L的混合盐碱溶液,各处理Na⁺浓度分别为0、0.5%、0.8%及1.0%,以甜菜品种HI0135、SD12830和MA11-8为材料,测定盐碱胁迫下甜菜的农艺性状、净光合速率(Pn)、生物量积累及产量。【结果】随着盐碱胁迫浓度的增加,HI0135的相关性状表现为先升高后下降,0~0.5%盐碱胁迫浓度对甜菜生长发育、光合物质生产及产量有促进作用;SD12830和MA11-8甜菜表现为持续抑制。【结论】HI0135甜菜品种在盐碱胁迫浓度为0.5%时表现出一定促进作用,对盐碱环境有较强的适应性。