外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗叶绿体抗氧化酶及psbA基因表达的调节

为了探究外源甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗的生长调节作用,以优质高产、高抗旱的小麦品种矮抗58为材料,四叶期分别用0.1、1.0和10.0 mmol L⁻¹的GB预处理小麦叶片,同时在根部施加30%聚乙二醇(PEG-6000)以模拟干旱环境,研究其对小麦超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶(POD),丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基()产生速率、叶绿素含量及相对含水量的影响,并采用Real-time PCR测定叶绿体psbA基因表达水平的变化。结果表明,干旱胁迫明显减少小麦叶片相对含水量和叶绿素含量,降低SOD、CAT及POD活性,提升MDA含量和O₂^?产生速率,抑制psbA基因表达水平,而外施GB具一定浓度效应,在适当浓度下能明显缓解这些胁迫反应,调控干旱胁迫下小麦叶绿体抗氧化酶活性以清除多余活性氧,减缓相对含水量及叶绿素含量的降低,提升psbA基因的表达水平,从而加快受损D1蛋白的周转并提高小麦的抗干旱胁迫能力。     

干旱胁迫对甘蔗新品种桂热2号生理指标的影响

为探讨甘蔗桂热2号（GR2）对干旱胁迫及外源脱落酸（ABA）的响应机制,以ROC22（抗旱性强）为对照（CK）,采用自然干旱的方式,分析GR2在干旱胁迫不同天数时生理指标的变化特点。结果表明,GR2在干旱胁迫下叶片内源激素含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量显著提高。与CK相比,GR2在胁迫前期（0~5d）可溶性蛋白和可溶性糖含量增幅相对较大,丙二醛含量相对稳定,胁迫中期（7~9d）ABA、超氧化物歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性增幅相对较大。外源ABA处理能增强GR2内源激素含量的积累能力,提高其抗氧化酶SOD、APX及过氧化物酶活性,有效缓解渗透物质的积累,使其含量处于较低水平。综合表明,GR2是一个抗旱性较强的品种,外源ABA能提高其抗旱能力。     

干旱胁迫对不同小麦品种花后旗叶光合特性及产量的影响

我国小麦主产区在花后常常频发干旱,对小麦产量下降和品质产生很大影响。[目的]为筛选适于山东省旱作区栽培的优良小麦品种，在大田雨养条件下，[方法]研究了干旱胁迫对5个小麦主栽品种花后旗叶叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度及产量变化的影响。[结果]结果表明：干旱胁迫使小麦旗叶叶绿素含量降低，济麦22和临麦6叶绿素含量相对较高。干旱胁迫使小麦旗叶光合速率降低，济麦22降低较多，青麦6降低较少。干旱胁迫下鲁麦13、青麦6能在较高的蒸腾速率下保持较高的光合速率。[结论]综合考虑，水分充足条件下济麦22适合本地区推广栽种，在干旱条件下鲁麦13和青麦6产量较稳定。     

干旱对不同品种小麦幼苗的生理生化胁迫以及外源5-氨基乙酰丙酸的缓解作用

黄淮主产区冬小麦生育期干旱灾害发生频繁,造成小麦苗期严重光合生理伤害。为探讨不同小麦品种光合特性对干旱胁迫的响应,以百农207,周麦18以及小麦新品种郑麦1860为材料,研究了干旱胁迫对不同品种小麦幼苗光合生理、抗氧化物酶、相关基因表达水平的影响以及外源ALA的干旱缓解作用。研究结果表明,干旱胁迫下郑麦1860具有较高的根干重和根冠比,与周麦18相比,抗旱能力较强的郑麦1860和百农207叶绿素含量的下降幅度、MDA含量的增加幅度、叶绿素荧光参数和光合作用参数的下降幅度相对较低,但SOD和CAT酶活性的增加幅度相对较大。同时,干旱胁迫显著增加了CAT、SOD-Cu/Zn、MnSOD和FeSOD抗氧化酶相关基因的转录表达水平,且增加程度与小麦的抗旱能力密切相关。外源ALA预处理能够通过对CAT、SOD-Cu/Zn和MnSOD的转录诱导,进一步提高干旱胁迫下SOD和CAT酶的活性,降低膜脂过氧化损伤程度,同时提高ATP酶的活性,缓解干旱对小麦光合生理的伤害。此外,本研究首次发现,小麦叶绿体光合机构相关psb28基因转录表达的维持也与不同品种的抗旱能力有一定联系,且受外源ALA预处理的显著诱...     

5-ALA对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用及D1蛋白的调节作用

为了探究5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,5-ALA）对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用损伤的缓解机制,选用矮抗58小麦品种为试验材料,在两叶一心期对叶片喷施浓度为100mg/L的5-ALA,处理3d后对根部施加20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱环境,2d后取样进行光合以及psbA基因表达分析和D1蛋白含量测定。结果表明,干旱胁迫明显降低了小麦叶片的相对含水量以及叶绿素含量,而喷施外源5-ALA能够明显缓解干旱造成的伤害,同时也减缓了干旱胁迫下小麦幼苗净光合速率（P_n）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、原初光化学效率（F_v/F_m）和光化学猝灭系数（q_P）值的降低,以及非光化学猝灭系数（q_N）值的升高,并且提高了psbA基因表达水平和D1蛋白的含量。以上结果显示,喷施外源5-ALA可缓解干旱胁迫下小麦幼苗的光合性能,同时诱导psbA基因表达水平提高,加快新D1蛋白的合成与受损D1蛋白的降解,从而提高小麦幼苗的干旱胁迫耐受性。     

不同基因型小麦对干旱胁迫响应的差异研究

采用PEG 6000模拟干旱试验和干旱棚试验,研究10个不同基因型小麦对干旱胁迫的响应。结果表明,不同基因型小麦的抗旱性表现时期有差异,同一基因型品种在不同抗旱指标上表现不完全一致。抗旱萌发较好的品种是济宁16和蘅观35,发芽势和发芽率均较高,发芽速度快。豫农949在幼苗生长期抗旱性表现比较突出,苗高、叶数、地上部分干重、根干重、叶绿素含量、脯氨酸含量等指标都比较高。干旱胁迫下单株产量最高的是南阳996,其次是豫农949。用综合抗旱系数评价小麦的抗旱性,南阳996的综合抗旱系数最高,与产量的表现吻合。     

转基因地被菊晚粉抗旱生理特性研究

对转太行菊OtMYB基因晚粉进行干旱胁迫和复水处理,以野生型晚粉和野生太行菊为对照,测定不同水分胁迫下叶片的叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛、游离脯氨酸、可溶性糖的含量和膜透性,比较外源OtMYB基因表达对转基因晚粉抗旱性的影响.结果表明:随胁迫时间的延长,三者叶片中叶绿素含量均呈下降趋势,丙二醛含量、游离脯氨酸含量和相对电...     

小麦胚中不同形态多胺含量的变化及其与耐旱性的关系

为解析发育籽粒胚中不同种类和不同形态多胺在小麦耐旱机制中的作用,以强抗旱性的洛麦22和弱抗旱性的豫麦48为材料,于小麦花后第10天施以根际自然干旱、喷施外源多胺及其合成抑制剂处理,研究不同类型多胺含量变化及其与品种耐旱相关生理指标和产量相关性状的关系。干旱胁迫处理10天内,2个品种籽粒胚中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)和精胺(Spm)以及酸可溶性共价结合态多胺(ASCC-PA)含量均上升,尤其是豫麦48的游离态Put一直表现为急剧升高趋势。干旱处理前期两品种籽粒中游离态Spd和Spm的上升幅度没有明显差异,处理后期洛麦22中Spd和Spm的上升幅度明显大于豫麦48;两品种胚中的酸不溶性共价结合态腐胺(AISCC-Put)含量前期均较低,到后期洛麦22的AISCC-Put含量上升明显。外源Spd和Spm处理后,不仅显著提升了干旱胁迫后期豫麦48胚的游离态Spd和Spm的含量,并且提高了旗叶相对含水量和籽粒相对干物质增长速率,降低了旗叶相对质膜透性,抗旱性得到改善。MGBG处理强烈抑制了洛麦22胚中游离态Put向Spd和Spm转化,也明显降低小麦的抗旱性。外施菲咯啉显著抑制了干旱胁迫所诱导的AISCC-Put增加,同时也降低了小麦对干旱胁迫的抗性。上述结果暗示花后胚中游离态Put向游离态Spd、Spm和AISCC-Put的顺利转化可以提高小麦抗干旱能力。     

渗透胁迫对小麦幼苗生长及水分状况的影响

以耐旱性不同的小麦品种长武134和陕253作为实验材料,研究了PEG-6000模拟干旱水培实验条件下小麦幼苗生长以及水分状况的影响。研究结果表明,在渗透胁迫过程中,两个小麦品种的相对水分含量、水势、叶面积都呈降低的趋势,根系长度、根系面积以及根冠比呈现增加后降低的趋势,陕253在胁迫24h时达到最高值,长武134胁迫30h时达到最高,然后又降低.叶绿素a和叶绿素b的含量在受到胁迫30h之前变化不明显,继续胁迫其含量会急剧下降。说明轻中度干旱并不会影响叶绿素的含量。     

花后干旱和低氮胁迫下外源葡萄糖对小麦产量性状的影响

为了解葡萄糖对干旱和低氮胁迫下小麦产量的调节作用,在温室盆栽条件下,研究花后干旱和缺氮胁迫下外源葡萄糖对冬小麦籽粒产量和品质性状的影响。结果表明：花后干旱×低氮互作显著影响小麦的结实率和籽粒的灌浆,明显减少可育小穗数、穗粒数、粒重和籽粒充实度,而且缺氮处理显著降低了籽粒的蛋白质和淀粉产量。在花后干旱×低氮互作下外源喷施葡萄糖处理,明显增加了单穗结实率和籽粒干物质的积累,提高了灌浆中后期旗叶的叶绿素含量,延长了旗叶的光合功能期和灌浆持续期,明显促进了小麦籽粒蛋白质和淀粉积累,提高了小麦经济产量。试验结果表明,外源喷施葡萄糖处理有利于减轻干旱和低氮胁迫对籽粒发育和灌浆的不利影响。     

小麦脱落酸受体基因TaPYR1介导植株抵御干旱逆境功能研究

脱落酸(ABA)受体PYR/PYL/RCAR通过与渗透胁迫诱导的ABA结合,参与植株体内ABA介导的信号转导过程,在调控植株干旱逆境抵御过程中具有重要的生物学功能。本文研究了鉴定的1个干旱响应的PYR家族成员TaPYR1的分子特征、应答干旱表达模式及其介导植株抵御干旱逆境的功能。结果表明,TaPYR1与植物种属中部分PYR基因在氨基酸序列水平上高度同源,编码蛋白含有PYR家族成员保守结构域,翻译蛋白经内质网分选后定位于细胞质膜。TaPYR1基因在小麦根、叶中均呈明显的干旱诱导表达模式,在干旱胁迫48 h表达量达到峰值。与野生型对照(WT)相比,超表达TaPYR1烟草转化株系,干旱处理下植株长势增强,干鲜重增加。干旱处理下,转化株系较对照的光合能力增强,细胞保护酶活性提高,渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加。研究表明, TaPYR1通过在转录水平上应答干旱逆境,改善干旱胁迫下的植株相关生理过程,在增强植株抵御干旱逆境能力中发挥重要作用。     

水分胁迫对不同抗旱性小麦品种芽根生长过程中IAA、ABA含量的影响

用30%的PEG-6000模拟干旱条件, 对抗旱性强的北农2号和抗旱性弱的921842萌发期的小麦 幼苗根系进行水分胁迫处理, 分别在处理后0、 3、 8、 20、 32、 45h测定了IAA、 ABA 含量及芽、 主胚根的长度、 含水量。 结果发现： 水分胁迫引起两个品种根、 芽中ABA含 量大量增加, 抗旱性强的北农2号ABA反应较抗旱性弱的921842快。     

矮秆基因Rht_NM9在小麦株高建成中对内源激素含量的影响

普通小麦品种"南农9918"经甲基磺酸乙酯(ethyl methanesulfonate,EMS)诱变获得一个矮秆、多蘖、长穗突变体"NM9",在该突变体中定位到一个新的矮秆突变基因Rht_NM9。内源激素在普通小麦株高建成的过程中发挥重要的调节作用,为了解析Rht_NM9致矮的生理机制,本研究以南农9918及其矮秆突变体NM9为材料,利用酶联免疫吸附分析法(enzyme-linked immunosorbent assays,ELISA)测定了不同生育期各节间内源赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素核苷(ZR)的含量,分析小麦发育关键时期的内源激素含量变化与株高的关系。结果表明,在孕穗期和抽穗期,矮秆突变体NM9中GA、ABA含量均显著高于南农9918,而ZR含量则显著低于南农9918,IAA含量在南农9918和突变体NM9之间无明显差异。此外,突变体NM9各节间中GA/ABA比值显著高于南农9918,而IAA/ABA、(IAA+GA)/ABA、ZR/ABA比值显著低于南农9918。以上结果表明小麦株高受多种激素调控,突变体中内源ABA含量升高,IAA/ABA和ZR/ABA比值降低会抑制植物株高伸长。     

氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片保护酶活性和内源激素含量的影响

于2005—2006年在南京农业大学卫岗试验站进行盆栽试验, 设置正常灌水(土壤含水量为田间持水量的75%左右)和棉花花铃期土壤短期干旱处理(将正常灌水的棉花自然干旱持续8 d, 以棉株出现萎蔫症状为标准, 之后复水至正常灌水水平), 每个处理再设置3个氮素水平(0、3.73、7.46 g N pot^-1, 分别相当于0、240、480 kg N hm^-2), 研究氮素对花铃期干旱及复水后棉花叶片内源保护酶活性和内源激素含量的影响。结果表明, 花铃期短期干旱显著降低棉花叶片凌晨叶水势。在干旱结束时, 干旱处理棉花叶片可溶性蛋白含量与过氧化氢酶(CAT)活性显著降低、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性提高、丙二醛(MDA)含量增加, 内源脱落酸(ABA)和生长素(IAA)含量升高、细胞分裂素(ZR)和赤霉素(GA)的含量降低, ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA均降低, 其叶片净光合速率(P_n)亦显著低于正常灌水处理。花铃期土壤干旱下施氮可提高可溶性蛋白含量、SOD与POD活性, 以240 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n, 该处理CAT活性最高, MDA含量最低; ABA含量最低, 而ZR、IAA、GA的含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA最高。施氮不足(0 kg N hm^-2)或过量(480 kg N hm^-2)均表现出相反的趋势。到复水后第10天, 干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性可迅速恢复到正常灌水水平, 其MDA含量与正常灌水处理的差异较小; 但其ABA含量明显低于正常灌水处理, ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA却显著高于正常灌水处理。并且施氮有利于提高复水后干旱处理棉花叶片的内源保护酶活性, 降低细胞膜脂过氧化程度, 降低ABA含量, 增大ZR、IAA、GA含量以及ZR/ABA、IAA/ABA、GA/ABA, 相比而言, 复水后以480 kg N hm^-2最有利于提高棉花叶片P_n。     

CaM对渗透胁迫下小麦幼苗ABA合成的介导作用研究

ABA作为干旱信号物质在植物抗逆生理反应过程中起着至关重要的作用,揭示ABA合成及其信号转导机制对于探明植物干旱信息的感受机制尤为重要。通过外使CaM拮抗剂TFP、ABA以及分根试验,研究了渗透胁迫下小麦幼苗根系和叶片中ABA和CaM含量和时间的变化。渗透胁迫均促进根系和叶片ABA和CaM含量不同程度地提高,根系ABA含量峰值出现的时间早于叶片,而CaM峰值出现的时间晚于叶片。但根系和叶片ABA峰值均不晚于CaM。不同浓度TFP和ABA处理都能提高根系和叶片ABA和CaM含量,与渗透胁迫相比,ABA呈现先升高后降低趋势,且最大值出现的时间类似,但CaM呈持续上升趋势。TFP处理抑制根系CaM含量增加,而对叶片有促进效应。ABA处理呈现浓度效应。与全根胁迫相比,分根胁迫对胁迫根系ABA含量影响不明显,但与正常对照相比,显著提高了未胁迫部分根系ABA含量,但二者峰值出现的时间分别滞后6和18 h;叶片ABA和CaM含量也相应提高,且最大值滞后12 h。CaM可能未参与渗透胁迫下ABA的合成过程,渗透胁迫引起ABA合成后,调控胞内CaM水平。     

外源脱落酸对大豆花期抗旱生理特性的影响

以大豆品种绥农14为材料,采用盆栽试验研究了大豆花期干旱胁迫条件下喷施不同浓度外源脱落酸（ABA）对大豆生理特性的影响,并对不同浓度脱落酸的作用效果进行比较.结果表明：与正常供水相比,干旱条件下的大豆叶片可溶性蛋白含量、抗坏血酸含量及超氧阴离子自由基产生速率均增加,喷施一定浓度外源ABA明显提高了可溶性蛋白含量抗坏血酸含量.2 mg/L的ABA显著促进可溶性蛋白含量升高,4mg/L的脱落酸显著使抗坏血酸含量增加.脱落酸各处理的超氧阴离阴离子自产生速率均显著低于干旱胁迫对照.     

Atmospheric and soil water deficit induced changes in chemical and hydraulic signals in wheat (Triticum aestivum L.)

Plant responses to soil drying and the metabolic basis of drought-induced limitations in stomatal opening are still being discussed. In this study, we investigate the roles of root-born chemical and hydraulic signals on stomatal regulation in wheat genotypes as affected by soil drought and vapour pressure deficit. Twelve consecutive pot experiments were carried out in a glasshouse. Two bread wheat cultivars (Gönen and Basribey) were subjected to drought under high and low vapour pressure deficit (VPD) in a growth chamber. Total dry matter, specific leaf area, xylem ABA content, xylem osmotic potential, xylem pH, root water potential (RWP), stomatal conductance, leaf ABA content and photosynthetic activity were determined daily during 6 days after the onset of treatments (DAT). In the first phase of drought stress, soil drying induced an increase in the xylem ABA with a peak 3 DAT while RWP drastically decreased during the same period. Then the osmotic potential of leaves decreased and leaf ABA content increased 4 DAT. A similar peak was observed for stomatal conductance during the early stress phase, and it became stable and significantly higher than in well-watered conditions especially in high vapour deficit conditions (H-VPD). Furthermore, xylem pH and xylem osmotic potential appeared to be mostly associated with atmospheric moisture content than soil water availability. The results are discussed regarding possible drought adaptation of wheat under different atmospheric humidity.     

水分胁迫下外源ABA提高甘蔗抗旱性的作用机制

以抗旱甘蔗品种ROC22为材料,调查水分胁迫及胁迫加喷施脱落酸(ABA)对甘蔗内源ABA合成及相关生理生化作用的影响。结果表明,干旱及干旱加外施ABA的条件下,甘蔗内源ABA合成水平上升,但干旱加ABA处理增幅更显著,甘蔗叶内的脯氨酸(Pro)、H₂O₂、丙二醛(MDA)含量增加,而ABA处理能缓解MDA的积累,使其含量处于低水平,ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱引起的最大光能转化效率(F_v/F_m)、PSII实际量子效率(Φ_PSII)下降有明显的缓解作用。干旱条件下,H₂O₂的积累伴随着抗氧化作用的酶CAT、GPX、GR和APX的活性提高,而ABA处理能进一步提高这些相关酶的活性而逐渐降低H₂O₂的含量,表明干旱条件下,外施ABA能增强甘蔗的抗氧化防护系统,提高抗旱性。     

外源腐胺对干旱胁迫下小麦叶片渗透调节的影响

用15%聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫处理,研究外源腐胺对干旱胁迫下冬小麦幼苗叶片膜质过氧化和有机渗透调节物质的影响。结果表明：在干旱胁迫条件下,外源腐胺显著提高了冬小麦叶片可溶性糖（SS）、游离脯氨酸（Pro）、游离氨基酸（TFA）含量,分别为干旱胁迫处理的1.73倍,9.51倍,1.5倍;降低了冬小麦叶片丙二醛（MDA）含量和质膜透性（PMP）,与干旱胁迫处理相比下降了82%和84.5%,显著降低了叶片膜质过氧化程度。这说明外源腐胺能改善冬小麦幼苗叶片干旱胁迫下的渗透调节能力,从而增强植株的耐旱性。     

脱落酸在植物逆境胁迫研究中的进展

脱落酸（ABA）是一种重要的植物激素,在植物对胁迫环境抗逆性中发挥重要作用。本文综述了近些年来国内外有关ABA生理功能抗逆性研究的一些最新进展,重点介绍脱落酸在植物干旱、低温、高盐等逆境胁迫中的作用及其研究进展。