贵州辣椒光合生理特性对干旱胁迫的响应

辣椒是贵州省特色经济作物之一,是农业产业结构调整的主导和优势产业,但贵州省大部分地区属喀斯特地貌,土壤保水性差,极易发生干旱,探明辣椒在干旱胁迫处理后的调节机制和变化规律,对实现贵州地区辣椒优质高产有重要的理论价值和实际生产意义。选取贵州省辣椒主栽品种辣丰三号,研究以土壤田间持水量80%为对照组（CK）,在轻度（土壤田间持水量为70%,LD）、中度（60%,MD）、重度（40%,SD）和特重（20%,TD）胁迫下,辣椒的产量、生长量、光合特性和果实生理特性的调节机制和变化规律。结果表明,随着干旱胁迫程度的增加,辣椒的果长、果粗、茎粗、株高、单果重以及干物质含量显著下降,且下降趋势随着干旱胁迫程度的增加越加明显。同一处理辣椒的净光合速率（P_n）表现出先上升后逐渐平稳的趋势,随着干旱程度的增加而逐渐降低,最大净光合速率（A_max）、表观量子效率（Q）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）和蒸腾速率（T_r）都显著下降,水分利用效率明显上升。干旱胁迫抑制了辣椒植株的生长,辣椒的粗脂肪和粗纤维含量较CK处理显著下降,LD处理二氢辣椒素含量显著低于CK处理,但是随着干旱程度的增加,辣椒素和二氢辣椒素含量逐渐增大（除LD和TD处理外）。综上可知,在贵州喀斯特干旱地区,轻度至中度干旱胁迫（田间持水量60%~     

甜菜幼苗叶片抗氧化系统对干旱胁迫的响应

以抗旱性不同的甜菜品种HI0466和KWS9454为供试材料,在不同水分处理条件下研究了甜菜抗氧化系统生理指标对苗期不同程度水分亏缺的响应机制及其与甜菜抗旱性的关系。结果表明:持续水分胁迫下甜菜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性及抗氧化物质还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)含量基本呈现出先升高后下降的趋势,而类胡萝卜素(Car)含量逐步降低。由于抗旱甜菜品种在水分胁迫下各生理指标具有增幅大或降幅较小的特征,因此在胁迫加重时抗旱甜菜品种可维持较高的SOD、POD、CAT活性及Car、AsA含量,以降低膜质过氧化程度,使得其丙二醛(MDA)含量维持在较低水平,但在品种间差异明显。主成分分析结果表明,干旱胁迫条件下SOD、POD活性,MDA、AsA含量均可作为甜菜品种苗期抗旱性鉴定的有效生理指标。     

亚麻幼苗对干旱胁迫的生理响应

分别用不同浓度的PEG-6000模拟干旱胁迫的方法处理亚麻幼苗,测定了叶片质膜相对透性、可溶性蛋白质含量、游离脯氨酸含量以及保护酶SOD、POD活性的变化。结果表明,随着胁迫时间的延长和胁迫强度的增加,质膜相对透性呈现不断上升的趋势,可溶性蛋白含量先升后降,脯氨酸出现了大量积累的现象。两种保护酶的活性变化不同,5%、10%PEG处理的SOD活性在胁迫初期大幅度升高之后不断下降,15%处理呈缓慢上升趋势。POD活性大体上呈现先降后升的变化,其中15%处理的POD活性变化波动较大。从本实验可以看出,亚麻幼苗对干旱胁迫具有一定的适应性。     

甜菜幼苗对干旱胁迫的适应机制

为了研究甜菜幼苗在干旱逆境耐受过程中的应答机制,本研究以‘780016B/12优’为目的材料,通过设置不同浓度（3%、6%,9%以及15%）的PEG6000干旱胁迫来处理甜菜幼苗,并进行恢复生长,来衡量不同干旱胁迫处理间甜菜的相关生理生化指标和目的基因的表达量变化。研究结果表明,逆境胁迫24 h后,随着干旱强度的增加,甜菜幼苗植株的皱缩和萎蔫程度也逐渐严重,并伴随着叶片相对含水量(3.48%~15.86%)以及叶绿素含量(5.60~13.06)的下降;而体内的丙二醛和脯氨酸却大量累积,其中以15% PEG增加的尤为明显,分别高达48.23 μmol/L和201.37 μmol/L左右。逆境恢复后,3% PEG处理的甜菜幼苗的相对含水量(96.94%)、丙二醛含量(17.22 μmol/L)以及植株形态基本恢复到了正常水平;而高浓度PEG胁迫复性后,9% PEG处理的植株的相对含水量虽然恢复了8.48%左右,但丙二醛含量仍旧相对含量高达36.46 μmol/L;而脯氨酸在各组处理中,一直维持在较高水平。qPCR分析表明,干旱胁迫诱导BvGS基因受到了不同程度的诱导表达,分别是处理前的3.85、4.45、5.81、8.20倍左右,即使恢复生长,植株中该基因的表达量虽然有所下降,但仍旧维持在较高水平。因此,可以推测,甜菜幼苗通过调整细胞水势、氧化还原水平、光合作用以及渗透代谢平衡来适应干旱胁迫所带来的失水和质膜过氧化等不良反应,并有可能通过谷胱甘肽的合成来解毒由干旱逆境所带来的氧化伤害。     

干旱胁迫对玉米幼苗生理特性的影响

对两种玉米（K3401和F302）幼苗进行自然干旱胁迫，测定可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量以及保护酶SOD、POD活性的变化。结果表明，两种玉米的游离脯氨酸含量、SOD和POD活性均呈现先上升后下降的趋势，而可溶性蛋白含量在胁迫初期有所下降，而后又有所上升。从本实验结果可以看出，两种玉米均具有一定的抗旱性，但K3401的抗旱性能强于F302。     

干旱胁迫下2种铁线莲幼苗的生理响应

为了明确2种铁线莲(转子莲和褐毛铁线莲)的干旱适应范围,本研究以3年生转子莲和褐毛铁线莲幼苗为试验材料,采用100、200和300 g/L浓度的PEG溶液模拟干旱胁迫,研究不同程度干旱胁迫对2种铁线莲的抗逆响应机制。采用隶属函数法对2种铁线莲的抗旱性进行了综合性评价。结果表明：2种铁线莲叶片和根系含水量均随着干旱胁迫程度的递进而下降;和CK相比,褐毛铁线莲在重度胁迫时的光饱和点、最大净光合速率和表观量子效率分别降低了78.9%、75.8%、61.9%,而转子莲各项指标分别降低了75.3%、80.9%、73.3%;2种铁线莲的可溶性蛋白含量、POD活性以及SOD活性呈现先上升后下降的趋势;脯氨酸含量和丙二醛含量在同一程度干旱胁迫下,随着处理时间的延长而不断增多。其中转子莲的脯氨酸和丙二醛含量在重度胁迫24 h时,分别是胁迫0 h的2.57和2.47倍。褐毛铁线莲的脯氨酸和丙二醛含量在重度胁迫24 h时,分别是胁迫0 h的1.66和1.91倍。对2种铁线莲的7个生理指标进行隶属函数分析,同时结合光合生理指标的结果认为：褐毛铁线莲幼苗的抗旱性高于转子莲。本研究为北方干旱地区铁线莲属种质资源的...     

干旱胁迫对厚朴幼苗生理生化影响的研究

以1年生厚朴幼苗为材料,研究在聚乙二醇(PEG 6000)胁迫下厚朴幼苗的生理生化特性。结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,厚朴叶片相对含水量(RWC)和叶绿素含量明显减少,叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)含量呈上升趋势;其中MDA含量在处理36 h后增幅较大,超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,胁迫期间其活性高于对照,说明厚朴幼苗在干旱胁迫下可以保持一定的抗渗透胁迫能力和清除活性氧能力。     

紫斑牡丹(Paeonia rockii)的光合特性及对土壤干旱胁迫的响应

为研究持续干旱处理对紫斑牡丹(Paeonia rockii)光合生理特性的影响,本研究。以实生苗为材料进行盆栽控水试验,设置对照(compared,CK)、轻度胁迫(light stress,LD)、中度胁迫(moderate stress,MD)、重度胁迫(Severe stress,SD)4个水分处理,研究随着干旱胁迫的加剧,叶片水分生理以及光合生理参数的变化。结果表明:在CK、LD、MD水分梯度下,紫斑牡丹生长正常,但在SD胁迫下受影响明显,植株叶片变黄且萎蔫;各胁迫阶段叶厚、叶水势下降明显,相对含水量(relative water content,RWC)降低幅度小,差异不明显,饱和水分亏(water saturation deficit,WSD)有在MD胁迫下有所升高;干旱胁迫抑制了光合色素合成,叶绿素a(Chlorophyll a,Chla)、叶绿素b(Chlorophyll b,Chlb)、叶绿素总含量(total chlorophyll content,Chla+b)、类胡萝卜素(Carotenoids,Car)显著依次下降,叶绿素比值(Chlorophyll ratio,Chla/b)则相反;干旱胁迫导致叶片净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(Stomatal conductance,Gs)以及蒸腾速率(transpiration rate,Tr)呈现下降趋势,但胞间二氧化碳浓度(intercellular carbon dioxide concentration,Ci)则表现为上升后下降,其中水分利用效率(water use efficiency,WUE)在逐渐上升。在轻度和中度干旱的紫斑牡丹表现出一定的适应性和耐旱能力,而长期重度干旱则对紫斑牡丹影响较为严重,在重度干旱地区栽植需考虑水分供给。本研究为干旱地区和城市的园林绿化植物的选择提供理论支持。     

干旱胁迫对山杏光合特性的影响

为筛选干旱地区生态建设的优良品种,以盆栽山杏为试材,控水模拟不同土壤水分状况,探讨了不同程度干旱胁迫对山杏叶片光合特性的影响.结果表明,山杏叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随着干旱胁迫程度的加强而降低.随着温度的升高,叶片净光合速率和水分利用效率降低、蒸腾速率升高,加重了干旱对其光合作用的影响.对照、轻度和中度干旱胁迫下的净光合速率、气孔导度及水分利用效率日变化曲线呈双峰型,重度胁迫下净光合速率和气孔导度日变化为单峰型.说明在一定的干旱条件下,山杏光合作用对干旱胁迫具有一定的适应能力.     

玉米幼苗对盐胁迫的生理响应

土壤盐渍化是目前危害农业生产的环境因子之一,我国约有0.2亿多公顷盐渍土地,因此研究盐分胁迫下农作物的基础生理响应,在理论和实践上都有十分重要的意义.本文以玉米(Zea mays L.)为材料,系统研究了盐胁迫下Na 、K 、Cl-在植株各部位的分布及其光合能力、叶绿体超微结构的变化等指标,探讨了玉米对NaCl胁迫的生理响应.     

甜菜种质资源苗期耐旱性综合评价

对336份甜菜种质资源苗期的15个表型和生理生化指标进行测定,并通过隶属函数、主成分分析、聚类分析和相关性分析方法对甜菜种质资源耐旱性进行综合评价。结果表明,干旱胁迫后叶干重、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶片饱和鲜重和叶片相对含水量等指标均显著降低,根冠比、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量等4个指标均显著高于对照。主成分分析将15个单一指标转化为6个综合指标,可代表原始数据信息的75.95%。聚类分析将336份甜菜种质资源分为5个类群,其中耐旱性强种质16份,耐旱性较强种质49份,耐旱性中等种质109份,耐旱性较弱种质79份,耐旱性弱种质83份。相关性分析结果显示,胚轴直径、株高、根长、叶鲜重、根鲜重、根干重、叶干重、叶片饱和鲜重、叶片相对含水量和根冠比与D值呈显著相关性。     

干旱胁迫对玉米品种苗期叶片光合特性的影响

维持较高的光合作用对于作物适应干旱逆境意义重大,光合电子传递和气孔行为是作物光合机构的重要组成部分,而玉米上有关它们之间的组合响应干旱胁迫研究报道较少。本文将2个主推玉米品种陕单609和郑单958生长在自然光和4个干旱胁迫下的干旱棚内,对其叶片的光系统II(PSII)的电子传递功能和气孔导度进行了研究。结果显示,中度和重度干旱胁迫下2个品种叶片净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)显著下降,而伴随着胞间CO2浓度(Ci)上升,显示光合速率下降是非气孔因素所致。JIP-test分析发现干旱胁迫下2个品种叶绿素荧光诱导动力曲线(OJIP)中出现了K-band,说明光系统II(PSII)放氧复合体(OEC)受到抑制和PSII供体侧与受体侧电子传递不平衡;同时干旱胁迫下反映从PSII供体侧到PSI末端受体电子流的荧光参数显著改变,损伤了光系统II和I之间光合电子传递链,限制CO2同化。品种间光合特性对干旱胁迫的响应存在差异,重度干旱对郑单958叶片光合机构的影响比对品种陕单609大。以上结果表明,中度和重度干旱下玉米品种叶片Pn下降归属于光化学活性的衰退;陕单609光合机构的耐旱性强于郑单958。     

磷酸二铵施用量及方式对甜菜光合性能和产量的影响

光合作用是产量形成的物质基础,为筛选出最适宜甜菜产量形成的施磷方式及施磷量,优化甜菜施肥管理,设置3种不同施磷方式（播种前全部基施;播种前基施2/3,叶丛快速生长期追施1/3;播种前基施2/3,块根糖分增长期追施1/3）,每种施磷方式下设置5个施磷量（60、90、120、150和180kg/hm²）,研究不同施磷方式及施磷量对甜菜光合生理性能及产量的影响。研究结果表明,相同施磷方式下,随施磷量递增,甜菜的叶面积指数（LAI）、相对叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率（P_n）、单株干物质积累量及产量均呈先升高后稳定或降低的变化趋势,当施磷量为150kg/hm²时,各光合指标和产量均达到最大值。相同施磷量条件下,基施2/3、叶丛快速生长期追施1/3磷肥的施磷方式对促进甜菜光合性能和产量形成效果最好。故推荐高产甜菜施磷量为150kg/hm²,分2次施入,播前基施2/3,叶丛快速生长期追施1/3。     

盐胁迫下耐盐甜菜生理及其蛋白差异表达分析

为了探究甜菜在盐胁迫条件下生长及蛋白差异表达的变化,本研究以耐盐甜菜‘T510’为试验材料,采用室内营养液培养的方式,分析了0、140、280 mmol/L NaCl胁迫条件下甜菜生理和蛋白组变化。结果表明:随着盐分浓度的升高,甜菜的干物质、胁迫指数、叶绿素含量明显降低。相反,丙二醛和可溶性蛋白含量明显升高。利用双向电泳分别在对照组、低盐组(140 mmol/L NaCl)、高盐组(280 mmol/L NaCl)中检测到514、579、562个蛋白点。在低盐-对照、高盐-对照和低盐-高盐中分别有17、40、21个差异表达蛋白（变化倍数>2,P<0.05）。通过质谱分析最终分别鉴定出12、23、11个差异表达蛋白。这些差异蛋白主要参与光合作用和物质代谢。同时,发现磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC,Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链在响应盐胁迫过程中表达量变化较大。因此,对于耐盐甜菜来说,盐胁迫主要影响与光合作用和物质代谢相关的蛋白表达,其中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶家族蛋白PEPC、Zn结合脱氢酶家族蛋白亚型1和ATP合酶的γ链的作用明显。以上这些发现为甜菜及其他作物的耐盐育种提供有价值的理论依据。     

Sucrose Accumulation in Sugar Beet Under Drought Stress

Drought stress may affect sucrose accumulation of sugar beet by restricting leaf development and storage root growth. The objective of this study was to identify changes occurring in the storage root of Beta beets in growth characteristics and ions and compatible solutes accumulation under drought with regard to sucrose accumulation. Two pot experiments were conducted: (1) sugar beet well supplied with water (100 % water capacity), under continuous moderate (50 %) and severe drought stress (30 %), (2) sugar beet and fodder beet well supplied with water (100 %) and under continuous severe drought stress (30 %). Under drought stress, the ratio of storage root to leaf dry matter of sugar beet decreased indicating a different partitioning of the assimilates. The sucrose concentration of the storage root was reduced. In the root, the number of cambium rings was only slightly affected, although drought stress was implemented already 6 weeks after sowing. In contrast, the distance between adjacent rings and the cell size was considerably restricted, which points to a reduced expansion of existing sink tissues. The daily rate of sucrose accumulation in the root showed a maximum between 16 and 20 weeks after sowing in well‐watered plants, but it was considerably reduced under drought stress. The concentration of compatible solutes (K, Na, amino acids, glycine betaine, glucose and fructose) decreased during growth, while it was enhanced because of drought. However, when sucrose concentration was added, a constant sum of all examined solutes was found throughout the vegetation period. It was similar in sugar beet and in fodder beet despite different concentrations of single solutes, and the total sum was not affected by water supply. A close negative relationship between the concentration of compatible solutes and sucrose occurred. It is therefore concluded that the accumulation of compatible solutes in the storage root of Beta beets under drought might be a physiological constraint limiting sucrose accumulation.     

甜菜BvWRKY23基因的RNAi载体构建

WRKY转录因子家族成员在调控植物生长发育、应答生物与非生物胁迫等方面具有重要的生物学功能。以抗旱甜菜（Beta vulgaris L.）幼苗为材料,提取叶片总RNA并反转录为cDNA,通过RT-PCR方法扩增获得甜菜WRKY转录因子家族成员BvWRKY23基因的RNAi靶片段,以中间载体PBSK-RTM作为媒介,利用传统的“酶切-连接”法构建了含有CaMV 35S启动子、BvWRKY23基因片段反向重复序列的RNAi（RNA interference）植物表达载体pCambia2301ky-BvWRKY23-RNAi。     

甜菜(Beta)M14花期蛋白质的变化和分析

甜菜(Beta)M14含有野生白花甜菜的染色体,这使得花期甜菜M14的蛋白质表达存有差异.本研究提取栽培甜菜和甜菜M14开花后1h的花蕾的蛋白质,利用双向电泳分离蛋白质,使用凝胶分析软件分析电泳图谱,观察到甜菜M14中有5个蛋白点存在表达差异,甜菜M14中1个蛋白点缺失,另有少量蛋白质存在表达丰度的增强或减弱.选取其中...