干旱胁迫对植物叶片解剖结构影响研究进展

植物在生长过程中可能会遭受干旱胁迫的影响,而叶片作为植物进行光合作用的活动中心,是在干旱胁迫条件下反应最为敏锐的器官。本文对干旱条件下植物叶片表皮结构、栅栏组织和海绵组织、叶厚度、叶脉以及气孔等结构的响应及伤害表现进行综述,以期为高等植物抗旱能力研究提供参考。     

干旱胁迫对油茶的影响

油茶是我国特有的木本食用油料树种,广泛分布于我国南方丘陵地区,具有较强的耐旱性。本文综述了干旱胁迫对油茶生长发育、生产、光合特性、内源激素含量和渗透调节物质的影响,总结了目前的抗旱应对措施,包括抗旱育种、抗旱栽培管理技术措施、茉莉酸甲酯和丛枝菌根真菌的应用,以期为油茶育种、育苗和生产栽培提供帮助。     

干旱胁迫对4个油茶品种光合特性的影响

为了科学判断不同油茶品种的抗旱性差异,从而为油茶产业在干旱区域的推广提供参考,以桂无1号、桂无4号、岑软2号和岑软3号共4个油茶品种为材料,分别设置PEG 6000(10%,20%,30%)模拟干旱胁迫,给予持续12、24、36 h干旱胁迫以及营养液恢复12 h处理,测定各处理的光合生理指标。结果表明,干旱胁迫下,4个油茶品种的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)以及气孔导度(Gs)均显著下降;除岑软2号中度和重度胁迫处理中胞间CO2浓度(Ci)持续增加外,其余处理Ci呈现"先降低后升高"的变化趋势;水分利用效率(WUE)的变化较为波动,岑软2号和岑软3号整体处于较高水平。复水后,岑软3号多个光合生理指标有恢复迹象。隶属函数分析结果表明,4个油茶品种的抗旱能力由强到弱依次为岑软3号、岑软2号、桂无4号、桂无1号。     

干旱胁迫下油茶叶片结构特征的变化

[目的]研究不同程度干旱胁迫对油茶叶片结构的影响,了解其干旱适应机理。[方法]以7年生‘长林4号’油茶为试验材料,设置土壤含水率分别为15%20%(重度干旱胁迫)、20%25%(中度干旱胁迫)、25%30%(轻度干旱胁迫)和自然状况(对照),通过制作石蜡切片、临时切片、光学显微镜观察及测定叶片外部形态特征、叶片下表皮气孔特征、叶肉和叶脉显微结构。[结果]表明:干旱胁迫下,油茶单叶鲜质量、单叶干质量和单叶饱和质量均随着胁迫程度的增加呈下降趋势,叶片厚度、叶片大小显著降低;叶片下表皮气孔面积、气孔周长、气孔开度、气孔器大小均显著减小,气孔密度先减小后增大;随着干旱程度的增强,叶片上表皮、下表皮厚度显著减小,上角质层厚度、下角质层厚度显著增加,栅栏组织厚度、栅海比显著降低,海绵组织厚度变化差异不显著;叶片主脉厚度与主脉突起度随着胁迫程度的加强而显著增加,木质部厚度在中度干旱胁迫下及维管束短径在中度干旱胁迫、重度干旱胁迫下显著低于对照,不同干旱处理对韧皮部厚度的影响差异不显著。[结论]油茶叶片结构的变化均是油茶应对干旱胁迫的适应特征,油茶植株能够根据水分亏缺程度调整叶片结构以维持生存和生长,对干旱胁迫具有较强的适应性。     

干旱胁迫对油茶叶片内源激素及果实生长的影响

[目的]研究干旱处理中油茶叶片内源激素、果实生长的变化规律以及地表覆盖、土壤翻耕2种措施对缓解干旱胁迫的效果。[方法]以6年生长林4#油茶为试验材料,设置自然状况、干旱胁迫、地表覆盖及土壤翻耕4个处理,采用酶联免疫吸附分析法(ELISA)测定油茶叶片内源激素,并分析果实的生长状况。[结果]研究表明:(1)干旱胁迫开始两周后,即当土壤含水率低于24.0%~26.8%,油茶叶片内源激素开始启动对干旱的响应机制。(2)干旱胁迫使油茶叶片IAA含量下降,ABA含量上升,GA含量先上升后下降,ZR含量下降并维持在较低水平,ZR/IAA值下降;地表覆盖及土壤翻耕可以有效缓解干旱对叶片IAA、GA、ZR含量的影响,而对叶片ABA含量、ZR/IAA的影响不显著;油茶通过内源激素含量的变化来应对干旱胁迫的影响。(3)干旱胁迫使油茶果实横径减小,果实纵径出现负增长,而地表覆盖及土壤翻耕相对于干旱胁迫使得果实横径生长量分别增加了73.20%、75.58%,可以有效缓解干旱胁迫对油茶果实纵径生长的影响。[结论]生产上通过地表覆盖及土壤翻耕可以有效缓解干旱对油茶果实生长的影响,地表覆盖技术措施可进一步推广应用。     

不同氮素形态对油茶苗叶片解剖结构与光合特性的影响

研究不同氮素形态对油茶苗叶片解剖结构与光合特性的影响,以期筛选出适合油茶苗生长发育的氮素形态。以‘长林4号’油茶2年生扦插苗为研究材料,设置全铵(以T1表示)、铵硝混合(以T2表示)、全硝(以T3表示)3个处理组和对照组(以CK表示),测定油茶苗生长、叶片解剖结构、叶绿素和光合特性等指标。结果表明,各处理油茶苗叶片的叶绿素含量呈现T2>T1>T3>CK,且T1、T2、T3与CK差异性显著。T2处理油茶苗的叶片厚度、栅栏组织、栅海比、上下表皮厚度等叶片解剖特性值均为最大。T1、T2、T3处理的叶片净光合速率与CK相比分别显著增加了6.69%、10.41%、3.71%。与CK相比,T1、T2、T3处理的油茶苗的苗高、地径、叶片数增量、叶面积以及总干重显著提高,且T2的地上部分和地下部分干重、总干重、根冠比均显著优于其他处理。相关性分析发现,净光合速率与海绵组织、栅栏组织、叶片厚度呈现出极显著相关性(P<0.01),叶绿素总量与油茶苗生长量、净光合速率、叶片厚度、海绵组织、栅栏组织均有极显著相关性(P<0.01),因此叶片结构的变化影响叶绿素含量、净光合速率,进...     

6个油茶品种叶片解剖结构与耐寒性的关系

【目的】探讨油茶叶片解剖结构与耐寒性的关系,为油茶耐寒品种的选育和引种栽培提供参考依据。【方法】选取6个油茶品种为试验材料,利用常规石蜡切片技术和指甲油印迹法测量了9项叶片组织结构指标;通过聚类分析、相关分析对各项指标进行筛选,应用隶属函数法进一步综合评价6个品种的耐寒性。【结果】油茶为异面叶,上、下表皮细胞只有一层且排列紧密,气孔仅分布于下表皮,栅栏组织细胞为2～3层,叶片厚度差异显著。各品种间上表皮厚度、栅栏组织厚度及气孔密度的差异均达到极显著水平(P<0.01),叶片厚度、海绵组织厚度、下表皮、栅海比、组织结构紧密度、组织结构疏松度的差异均显著(P<0.05),影响油茶耐寒性的主要指标为上表皮厚度、海绵组织厚度、组织结构紧密度和气孔密度,6个品种的耐寒性由强至弱依次为:大别山1号>鄂油102号>赣州油8号>长林4号>岑软3号>鄂油54号。【结论】影响油茶耐寒性的主要叶片解剖结构指标是上表皮厚度、海绵组织厚度、组织结构紧密度和气孔密度,单独以某项指标分析时的差异较大,叶片作为完整的器官各个组织及其结构间必然相互影响,因此必须对其进行综合比较...     

干旱胁迫对油茶成林光合作用的影响

为了探究干旱胁迫对油茶成林光合作用的影响,从而为油茶大田栽培的水分管理提供参考,以7年生‘长林4号’油茶林为试验材料,设置4个不同处理:重度干旱胁迫(T1,土壤含水率15%~20%)、中度干旱胁迫(T2,土壤含水率20%~25%)、轻度干旱胁迫(T3,土壤含水率25%~30%)和对照(CK,无干旱),采用自动灌溉设备控制土壤水分,研究不同程度干旱胁迫对油茶光合作用的影响。结果表明:随着干旱胁迫程度的不断增加,油茶叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率(WUE)均呈下降的趋势,胞间CO_2浓度(C_i)总体呈现上升趋势;P_n、T_r、G_s日均值随干旱胁迫程度的加剧逐渐下降,日变化曲线由"双峰型"逐渐过渡为"单峰型",C_i在中度、重度干旱胁迫处理下呈先升后降的趋势,在轻度干旱胁迫、对照处理下C_i日变化曲线呈"W"型变化,且均在10:00和14:00出现低谷,WUE在重度干旱胁迫下一直处于较低水平,在轻度、中度干旱胁迫下存在小幅下降现象。     

干旱胁迫对油茶叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的影响

【目的】筛选抗旱高光效的油茶种质,为后续油茶耐旱品种选育和引种栽培提供参考。【方法】以我国华南地区广泛种植的岑软2号、岑软3号、桂无1号和桂无4号共4个油茶优良品种为试验材料,设置PEG 6000(10%、20%、30%)3个干旱胁迫强度,给予12、24、36 h的胁迫处理和12 h的复水处理,测定叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数,并采用隶属函数法和聚类分析法综合评价4个油茶品种的抗旱性。【结果】干旱胁迫下,4个油茶品种叶片的叶绿素含量和叶绿素荧光参数均发生明显变化。其中,岑软2号和岑软3号叶片的叶绿素a和叶绿素b含量稳定;桂无1号叶片叶绿素a含量及桂无4号叶片叶绿素a和叶绿素b含量均显著降低。4个油茶品种的非光化学淬灭(NPQ)和PSⅡ调节性能量耗散(Y_NPQ)均上升,其中岑软2号和岑软3号叶片的NPQ和Y_NPQ值较大且增幅明显,表明其抗旱能力较强。岑软2号和岑软3号叶片的表观电子传递速率(ETR)和实际光量子效率(Y_PSⅡ)较大,且随胁迫持续逐渐升高,PSⅡ非调节性能量耗散(Y_NO)波动持平,甚至...     

干旱胁迫对转JERF36银中杨苗木叶片解剖结构及光合特性的影响

【目的】以转JERF36银中杨(ABJ01)和非转基因银中杨(9#)为试验材料,开展干旱胁迫对2个株系苗高生长、叶片形态解剖结构、光合特性的影响研究,以期为转基因杨树的抗旱性评价提供参考,并为转基因杨树的推广应用提供科学依据。【方法】于2015年6月底,苗高约45 cm时,选取生长一致的苗木进行土壤干旱胁迫试验。胁迫程度分为3个梯度:正常供水、中度胁迫、重度胁迫,土壤含水量分别控制在田间持水量的60%~80%,40%~60%,20%~40%,胁迫时间为30天。【结果】干旱胁迫下,2个株系的苗高生长均受到抑制,随着胁迫程度的加剧,受抑制程度增大,但ABJ01受抑制程度较低,重度胁迫下其苗高显著高于9#。叶片形态数据显示,与正常供水相比,干旱胁迫处理后,2个株系的单叶面积显著降低,说明干旱胁迫抑制杨树叶片生长;中度、重度胁迫下9#的单叶面积均显著低于ABJ01,表明ABJ01叶片生长受抑制程度低。叶片解剖结构数据显示,ABJ01和9#的叶表皮细胞生长和叶肉细胞生长均受干旱胁迫的抑制,但ABJ01受抑制程度较低。中度胁迫下,ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出5.55%和4.70%,栅栏组织厚度比9#显著高出6.17%,海绵组织厚度和叶片组织疏松度(SR)则分别比9#显著降低12.35%和12.38%;重度胁迫下ABJ01的叶片上、下表皮厚度分别比9#显著高出16.27%和10.58%,海绵组织厚度和SR则分别比9#显著降低11.71%和11.58%。ABJ01具有更发达的栅栏组织和相对少的海绵组织,这有助于CO2向光合场所的传导,维持叶片较高的净光合速率(Pn),以适应干旱胁迫条件。光合生理数据显示,干旱胁迫下,ABJ01的Pn显著高于非转基因株系9#(10.50%~18.97%),说明干旱胁迫下ABJ01具有更强的光合能力。正常供水下,2个株系的气孔导度(Gs)、最大光化学效率(F_v/F_m)差异不显著,干旱胁迫下转基因株系ABJ01的Gs、F_v/F_m下降幅度比非转基因株系9#小,说明ABJ01受干旱胁迫影响程度较低;ABJ01的蒸腾速率(Tr)小于9#,表明ABJ01在干旱胁迫下具有更强的保水能力。ABJ01的叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量较9#高,F_v/F_m值较9#高,说明转基因株系维持叶绿素含量稳定的能力较强且光系统受损伤程度小。【结论】外源基因JERF36可能通过影响叶片结构发育提高转基因银中杨在干旱胁迫下的气体交换能力和保水能力,从而增强转基因银中杨的抗旱能力。     

干旱胁迫对4个油茶品种苗木生理生化指标的影响

为给耐旱性油茶品种的选育提供科学依据,以‘华鑫’‘华硕’‘长林40’和‘长林4号’这4个红壤丘陵区主栽油茶品种2年生嫁接苗为研究材料,采用盆栽控水的方法,分别设置了重度干旱胁迫、中度干旱胁迫和对照3种处理进行试验,对4个油茶品种在不同干旱条件下11个生理生化指标的变化情况进行了观测,并采用隶属函数法对4个油茶品种苗木的抗旱性进行了综合评价。试验结果表明:随着干旱程度的加重和干旱时间的延长,4个油茶品种苗木叶片叶绿素含量都有不同程度的降低,其中‘华硕’的下降幅度最大,为40.96%;其净光合速率、气孔导度、叶片蒸腾速率都呈下降趋势,其平均下降率分别为12.81%、48.03%、42.54%;其超氧化物歧化酶、过氧化物酶、可溶性糖、游离脯氨酸随着干旱条件的变化均呈现出先升后降的变化趋势,而其丙二醛含量则呈持续增长趋势。隶属函数分析结果表明,4个油茶品种抗旱性的强弱顺序为:‘长林40’>‘长林4号’>‘华硕’>‘华鑫’。     

重金属胁迫对紫叶稠李叶片解剖结构的影响

以城市绿化栽培品种紫叶稠李(Prunus padus L.)为研究对象,在6种重金属锌、铜、铅、汞、铬、镉的不同浓度胁迫条件下,观测紫叶稠李叶片解剖结构以及抗重金属特征,测定叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅栏组织/海绵组织、角质层厚度等7个指标,并进行了综合评价。结果表明:除镉外,随着其他重金属浓度的增加,栅栏组织逐渐变厚,海绵组织逐渐变薄,而随着镉浓度的逐渐增加,栅栏组织先变厚后变薄,海绵组织逐渐分化,在不同梯度镉浓度重量处理下,角质层厚度显著增加。可见,紫叶稠李具有较强的抗重金属特征,该树种可作为重金属富集区园林绿化树种。     

对不同品种草地早熟禾受干旱胁迫影响研究

为从生理特征揭示早熟禾品种适应干旱的机理,以引进的4个具有不同生长性状的草地早熟禾品种为试材,进行了干旱胁迫下的研究,结果表明,随着干旱时间延长,不同生长类型的草地早熟禾品种游离脯氨酸的积累都增加;游离脯氨酸的积累量与胁迫强度成正相关;随着干旱强度增加,不同生长类型的草地早熟禾品种体内可溶性糖含量增加,淀粉含量呈下降趋势.     

干旱胁迫对枣树叶片生理的影响

以盆栽2年生蒙山脆枣和沾化冬枣为试材,研究了不同干旱胁迫程度对叶片水分饱和亏、叶片保水力、游离脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、甜菜碱含量等生理指标的影响。结果表明:尽管品种间的变化存在差异,但随着干旱胁迫程度的加重,两品种的叶片保水力呈下降趋势,水分饱和亏、Pro含量、甜菜碱含量呈增加趋势,SOD、POD活性呈先升高后下降趋势;高含量的甜菜碱有利于枣叶片保持较高的水分含量,甜菜碱、Pro含量与枣品种的抗旱性存在一定的正相关关系,可以作为枣品种抗旱性鉴定的指标。     

广西4个油茶品种苗期对干旱胁迫的生理响应

以产自广西的4个油茶Camellia oleifera品种‘桂无1号’(桂1)、‘桂无4号’(桂4)、‘岑软2号’(岑2)和‘岑软3号’(岑3)的一年生嫁接苗为试材,通过PEG 6000模拟干旱胁迫,分别对其设置10%、20%和30%共3个浓度梯度,给予持续12、24、36 h以及营养液恢复12 h处理,测定幼苗各处理的生理指标,并用隶属函数分析法综合评价4个油茶品种幼苗的抗旱性。结果表明:干旱胁迫下,4个油茶品种幼苗叶片相对含水量均小于对照,其中桂1和桂4下降幅度最大;相对电导率、丙二醛、可溶性蛋白含量随着胁迫时间延长而呈上升趋势;胁迫处理36 h后,桂1和桂4的叶绿素含量显著降低,而岑2和岑3的叶绿素含量升高且始终维持在较高水平;岑2和岑3的可溶性糖含量增幅较桂1和桂4明显。复水后,岑2和岑3较多生理指标有恢复迹象。隶属函数分析表明,4个油茶品种幼苗的抗旱能力排序为岑软3号岑软2号桂无1号桂无4号。     

枣不同品种光合特征及叶片解剖结构的研究

利用Li-6400便携式光合作用测定仪等仪器测试了壶瓶枣、赞皇枣和梨枣的光合速率与叶片构造特征.结果表明:赞皇枣光饱和点为1 408.25 μmol·m-2·s-1,光补偿点6.67 μmol·m-2·s-1;梨枣光饱和点1 387.66μmol·m-2·s-1,光补偿点10.4 μmol·m-2·s-1;壶瓶枣光饱和点接近1 500μmol·m-2·s-1.在较高光照强度时枣树蒸腾比率提高,叶片对水的利用率增高.三品种叶片下表皮平均气孔密度为70/mm<'2>,且枣树单叶面积小,从光合特征及叶片结构方面解释了枣树喜光耐干旱的生理机制,为枣树优质丰产奠定了理论基础.     

不同烟草品种幼苗对干旱胁迫的生物学响应

指出了烟草起源于热带,是中国重要的经济作物,喜温暖湿润的气候,整个生育期对水分的需求较高。干旱胁迫会影响烟株的生理代谢和生长发育,进而影响到烟叶的产量和品质。试验采用盆栽控水的研究方法,以2个不同烟草品种(亚布力旱烟、云烟87)为试验材料,通过对其丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、相对电导率、过氧化氢酶活性、可溶性糖含量等生理指标的测定,以进一步明确不同烟草品种幼苗对干旱胁迫的生物学响应。结果表明:在干旱胁迫条件下,云烟87的超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、可溶性糖含量都显著高于亚布力旱烟;而亚布力旱烟的丙二醛含量、相对电导率显著高于云烟87。由此可知,云烟87的抗旱性较强。     

低钾胁迫对不同大枣品种叶片光合特性的影响

以朝阳地区金铃圆枣、金铃长枣、金丝王枣、大平顶枣4种不同大枣品种为研究对象,采用不同K+浓度梯度进行低钾胁迫实验,结果表明,与不耐低钾大枣品种金丝王枣和大平顶枣相比,耐低钾大枣品种金铃圆枣和金铃长枣受低钾胁迫影响较小,在低钾胁迫下保持有相对较强的光合能力,这可能是大枣品种金铃圆枣和金铃长枣对低钾胁迫具有高耐性的光合生理机制之一。     

叶面喷施外源多胺对干旱胁迫下红椿叶片解剖结构的修复效果

为了探讨叶面喷施外源多胺对干旱胁迫下红椿幼苗叶片的解剖结构损伤的修复效果,以2年生红椿家系盆栽苗为研究对象,开展了"干旱胁迫+外源多胺修复处理"试验。通过对叶片解剖结构指标的观测和分析,得出以下结果:1)3种外源多胺溶液对红椿叶片主脉直径的修复调节效果差异极显著(P <0.01);3种外源多胺溶液中,以外源精胺(Spm)溶液对植株的水分运输能力的修复效果最佳。2)3种外源多胺溶液对红椿叶片上表皮厚度起到调节效果差异不明显;3种外源多胺溶液对红椿叶片下表皮厚度修复调节效果差异显著(P <0.05);3种外源多胺溶液对红椿叶片叶肉厚度修复调节效果差异极显著(P <0.01)。结合3个指标响应的综合情况来看,3种外源多胺中以外源亚精胺(Spd)对叶片储水能力修复效果最强。3)3种外源多胺溶液对红椿叶片栅/海绵比值的修复调节效果差异极显著(P <0.01);3种外源多胺溶液中,仅外源Spd溶液对栅/海比值的缓解调节起到了明显的积极作用。