硝普钠对不同缺水状态下盆栽马铃薯产量及品质的影响

干旱胁迫是作物生长中最重要的环境限制因子之一。本研究以马铃薯品种大西洋和底西瑞为试验材料,采用硝普钠喷施现蕾期植株,然后控水、复水循环处理,观测分析硝普钠对不同缺水下盆栽马铃薯叶片含水量、块茎产量及品质的影响。结果表明:喷施硝普钠提高了不同缺水下大西洋叶片含水量及块茎中蔗糖和淀粉含量,在严重缺水下,喷施比不喷施可提高块茎产量19.89%;提高了不同缺水下底西瑞叶片含水量和块茎中蔗糖含量,在严重缺水状态下可提高底西瑞块茎产量20.56%。相关分析发现:大西洋叶片含水量与产量相关性为0.9266,块茎中蔗糖和淀粉含量与产量相关系数分别为-0.8450和-0.8623;底西瑞叶片含水量与块茎中蔗糖含量相关性为0.8908。因此,硝普钠喷施对缺水状态下马铃薯的生产具有重要的应用价值。     

不同供氮水平对芸豆碳氮代谢平衡的影响

采用盆栽土壤基施0、15、30 kg·hm-2三个氮素水平试验,研究了芸豆荚果形成后不同氮素水平下叶片和荚果的碳、氮代谢主要酶活性以及抗氧化酶系活性的变化。结果表明,芸豆荚果形成后,随着土壤供氮水平的增加,荚果的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性、多酚氧化酶活性、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性逐渐增强;叶片的蔗糖合成酶活性、蔗糖磷酸合成酶活性、硝酸还原酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性大于同一供氮水平荚果的活性;且荚果的总可溶性糖和可溶性蛋白含量高于叶片;叶片的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性与荚果的蔗糖磷酸合成酶和硝酸还原酶活性呈显著相关性。由此可以得出,源器官是芸豆植株的代谢活跃中心,而库器官成为植株的生长中心,且后者的碳、氮代谢过程主要受前者的调控。     

外源亚精胺对干旱胁迫下番茄幼苗碳水化合物代谢及相关酶活性的影响

以耐旱性不同的2个品种番茄(‘毛粉802’和‘皇冠’)为试材,采用营养液栽培,研究了7.5%聚乙二醇(PEG)模拟的干旱胁迫下喷施外源亚精胺(Spd)对番茄幼苗植株碳水化合物代谢及相关酶活性的影响。结果表明,外源Spd处理不同程度地提高了干旱胁迫下番茄幼苗叶片中蔗糖、葡萄糖和果糖的含量,增加了叶片中蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性,降低了叶片中淀粉含量。Spd通过促进幼苗叶片内糖类的转换和利用,进而影响碳水化合物含量,参与了干旱胁迫下番茄幼苗碳水化合物的代谢过程,促进了幼苗形成新的代谢平衡,表明幼苗体内碳水化合物代谢与多胺之间关系密切。     

早期施氮对马铃薯苗期抗旱能力的影响

通过盆栽试验,研究早期施氮对马铃薯苗期生长、抗旱生理指标变化以及产量的影响.研究结果表明:1)高氮处理(1.68g/L)提高了干旱胁迫下马铃薯根与全株干重比及叶与全株干重比,缓解了干旱胁迫对株高的抑制;2)高氮使干旱胁迫下马铃薯叶片游离脯氨酸含量、SOD活性显著提高,抑制了干旱胁迫下丙二醛含量的升高,与低氮处理相比,高氮的重度和中度干旱胁迫处理MDA含量较正常水分增加幅度最小,分别增加了14.2％和9.9％.高氮还提高了干旱胁迫下马铃薯根系活力,较正常水分增幅最大,达到116.7％、60.8％;3)高氮的各干旱水平处理下马铃薯产量均显著高于其它氮处理.由此说明,早期增施氮肥可减轻干旱胁迫对马铃薯生长发育与生理特性的不良影响,从而提高马铃薯苗期的抗旱能力,为高产和稳产奠定基础.     

PP333对干旱胁迫下马铃薯幼苗抗旱性及块茎营养的影响

探讨了干旱胁迫下叶面喷施多效唑(PP333)对马铃薯幼苗抗旱生理及块茎营养的影响,结果表明在幼苗的生长发育方面,干旱胁迫下叶面喷施PP333相对降低了植株的株高、单株结薯数和地上部分的生物量,增加茎粗和薯均重,显著提高叶片脯氨酸和可溶性糖含量,使干旱胁迫下叶片含水量和叶绿素含量下降幅度减小,显著提高SOD活性,抑制叶片相对电导率和MDA含量升高的幅度;叶面喷施PP333还显著提高了马铃薯幼苗对极端干旱的适应能力.在块茎营养方面,干旱胁迫下叶面喷施PP333提高了块茎中淀粉、蛋白质、还原糖、维生素C及干物质含量.可见PP333能显著提高马铃薯幼苗的抗旱性和块茎营养.     

密度对大豆群体碳氮代谢相关指标及产量、品质的影响

以垦农4号大豆为试验材料,在大田条件下,研究了密度对大豆群体碳氮代谢相关指标及产量品质的影响.结果表明,群体单株叶片氮素、可溶性蛋白、淀粉及蔗糖积累量均随着密度的增加而下降,低密度与高密度群体间差距显著;随着种植密度的增加,大豆子粒中蛋白质的含量有所上升,脂肪的含量有所下降;各生育时期氮素、可溶性蛋白、淀粉和蔗糖积累量...     

外源一氧化氮对Na_2CO_3胁迫下南瓜幼苗碳氮代谢的影响

为探讨外源NO对Na_2CO_3胁迫下南瓜幼苗碳氮代谢过程的影响,以银辉2号南瓜品种为材料,采用盆栽法研究了80μmol·L-1SNP对60 mmol·L-1Na_2CO_3胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、碳氮代谢相关酶活性及代谢产物量的变化规律。结果表明:Na_2CO_3胁迫12 d,南瓜幼苗地上和地下部分干重、相对生长量、根冠比、Rubisco羧化活力、光合色素含量和氮代谢相关酶活性均不同程度下降;Rubisco氧化活力、游离氨基酸总量和蛋白水解酶活性显著上升。80μmol·L-1SNP外源处理能明显缓解Na_2CO_3胁迫对南瓜幼苗生长及光合作用的抑制,增加了干物质的积累和光合色素的含量。与Na_2CO_3胁迫处理相比,干物质积累量、相对生长量、叶绿素和类胡萝卜素(caro)含量、硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、Rubisco羧化酶、淀粉酶(AMY)活性和可溶性蛋白含量分别提高了26.72%、30.45%、17.69%、46.15%、46.43%、30.70%、38.75%、70.0%、65.37%;Rubisco加氧酶、蛋白水解酶活性和游离氨基酸总量分别降低了18.29%、31.76%、28.57%。外源NO通过促进淀粉酶和Rubisco羧化活性的提高和氧化活性的下降,维持了可溶性总糖含量的稳定;通过增强NR、GS和谷氨酸合酶(GOGAT)活性、抑制蛋白水解酶和谷氨酸脱氢酶(GDH)活性,降低叶片中游离氨基酸含量,增加了蛋白质的积累。本研究结论:碱性盐胁迫下,80μmol·L-1的SNP通过增强南瓜幼苗的光合碳代谢,促进了酮酸转化为氨基酸。通过提高氮代谢相关酶NR、GS、GOGAT活性,促使碳流由光合碳代谢转向氮代谢,维持了盐害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜幼苗抵御Na_2CO_3胁迫的能力。     

干旱-复水条件下氮素对高粱光合特性及抗氧化代谢的影响

采用盆栽试验,以持绿性品系高粱B35和非持绿性高粱品系三尺三为试验材料,设置两个施氮处理（每盆0和6 g尿素）,在灌浆期干旱-复水条件下测定光合特性及抗氧化代谢指标。结果表明,氮素显著提升B35和三尺三在干旱胁迫下净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）,提高了光系统II（PSII）反应中心活性;干旱胁迫下,施氮显著提高磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性,施氮使B35和三尺三PEP羧化酶分别提高了29.17%和25.66%, 而二磷酸核酮糖羧化酶（RuBPCase）活性对氮素不敏感。与三尺三相比,氮素对B35的光合能力的促进作用更加明显。干旱胁迫下氮素显著提升了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,B35和三尺三的SOD活性分别提高了25.56%和17.07%,POD活性分别提高了48.97%和76.62%。B35抗氧化酶的活性均高于三尺三。同时,氮素降低了B35和三尺三丙二醛（MDA）含量。复水后,氮素显著提升B35和三尺三Pn、Tr和PEP羧化酶活性,Pn升高幅度分别为33.66%和60.01%,Tr升高幅度分别为36.59%和41.57%,PEP羧化酶活性升高幅度分别为23.47%和18.64%,同时显著降低了初始荧光值（Fo）,Fo降低幅度分别为18.50%、10.98%。施氮有利于提高复水后的B35和三尺三抗氧化酶活性,降低细胞膜脂过氧化程度。复水后,与三尺三相比,B35的光合特性和抗氧化酶活性较高。两个施氮处理的B35产量均高于三尺三,氮素使B35和三尺三生物产量分别增加9.73%和10.08%,籽粒产量分别增加24.47%和21.79%。氮素调节气孔导度及光系统Ⅱ活性,降低干旱对光合机构的损伤;复水后,氮素通过提高光系统Ⅱ活性,提高光合酶活性,光合性能提升。干旱及复水条件下,施氮提升抗氧化酶活性,减轻膜脂过氧化的损伤。氮素有利于干旱及复水条件下B35和三尺三光合特性及抗氧化酶系统能力的提升。     

间作及施氮量对宁南旱区马铃薯生理特性及品质的影响

于2019年5—10月在大田条件下,以马铃薯青薯9号和燕麦燕科1号为试验材料,设置2种种植模式（马铃薯单作、马铃薯燕麦间作,分别记为IP、JP）,4种施氮水平（0、75、150、225 kg·hm^-2,分别记为N0、N1、N2、N3）的裂区试验,测定马铃薯叶片CAT、POD活性,MDA、脯氨酸、叶绿素含量及马铃薯品质。结果表明：施氮条件下,马铃薯CAT、POD活性均显著高于N0处理（P＜0.05）,成熟期,JP在N3水平下CAT、POD活性及叶绿素含量较N0处理分别增高14.0%、22.5%、19.6%,N2水平下MDA及脯氨酸含量较N0处理分别降低2.1%、56.8%,现蕾期至块茎膨大期,JP的生理特性优于IP;间作和适宜的施氮量有益于马铃薯品质提高,N1、N2、N3较N0处理,IP直链淀粉含量分别增加15.9%、23.8%、12.3%,JP分别增加11.4%、45.6%、17.1%,IP支链淀粉含量分别增加3.2%、16.7%、22.8%,JP分别增加27.8%、64.6%、1.1%;可溶性糖含量在各施氮处理间无显著差异（P＞0.05）;粗蛋白含量随施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量为N2时最高,IP、JP较N0分别增加3.0%、8.9%,且JP显著高于IP（P＜0.05）。由通径分析中剩余因子e=（1-R²）^1/2可知,马铃薯生理指标对支链淀粉形成的影响最大,对粗蛋白含量的影响最小,剩余因子分别为0.750、0.401。叶绿素对直链淀粉与支链淀粉形成的直接影响最大,直接通径系数分别为0.328、0.767,可通过叶绿素含量反映出块茎直链淀粉、支链淀粉及可溶性糖的含量。综上,马铃薯燕麦间作复合系统优化了马铃薯生长发育过程中的生理特性,从而达到改善品质的目标,在生产中建议的施氮量为150 kg·hm^-2（N2）。     

植物生长调节剂对马铃薯叶片生理代谢及产量品质的影响

大田栽培条件下,以马铃薯克新13为材料,叶面喷施植物生长调节剂2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(Diethyl aminoethyl hexanoate,简称DTA-6)、缩节安(Mepiquat chloride,简称DPC)以及烯效唑(Uniconazole,简称S3307),研究植物生长调节剂对马铃薯叶片生理代谢及产量、品质形成的影响。结果表明:在马铃薯块茎膨大期喷施植物生长调节剂,均显著增加了单薯重、淀粉产量和鲜薯产量,其中,以DTA-6调控效果为最佳,单薯重、淀粉产量、鲜薯产量和淀粉含量比CK分别增加了10.40%、40.26%、26.56%和11.32%,块茎还原糖含量比CK降低了20%。此外,调节剂处理均提高了马铃薯叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和细胞间隙CO_2浓度,加快了叶片的光合作用,各指标与产量之间呈正相关。随着时间的推移,各处理的叶片淀粉和蔗糖含量呈先降低后升高的变化趋势,淀粉酶活性呈降低的变化趋势,调节剂对叶片蔗糖转化酶活性的调控效果呈不同规律的变化。总体而言,调节剂均提高了马铃薯产量,改善了块茎品质,其中DTA-6处理效果最佳。     

旱胁迫对啤酒大麦产量及酿造品质的影响

在武威黄羊镇啤酒大麦试验基地进行了干旱胁迫对甘啤6号生育期、农艺性状、籽粒产量、原麦品质、酿造品质的影响试验研究。结果表明:干旱胁迫下甘啤6号各生育期均提前,成活率降低,分蘖减少,株高、穗长、单株穗数、单株粒数、单株粒重、单穗粒重、穗粒数均降低;干旱胁迫使甘啤6号成穗数、穗粒数、千粒重均降低,导致产量降低,其中对成穗数影响最大,其次为穗粒数,对千粒重影响最小;干旱胁迫使大麦蛋白质含量升高,千粒重、淀粉含量和筛选率均降低,千粒重降幅尤其明显;干旱胁迫使麦芽糖化时间、糖化力、粘度、β-葡聚糖、微粉浸出率、粗细粉差降低,粗粉浸出率、a-氨基氮、可溶性氮、蛋白质、库值升高。     

嘧菌酯提高马铃薯耐旱性的生理基础研究

采用盆栽法,以抗旱性不同的3个马铃薯栽培种为研究对象,于播种前以25%嘧菌酯悬浮剂为沟施药剂处理(A),正常浇水为对照(CK,土壤体积含水量θw:60%~70%),干旱为水分处理(D,θw:30%~40%),以及干旱与药剂共同处理(A-D)。通过测定叶片光合参数、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)和脯氨酸含量及马铃薯单株产量与品质等指标,探讨施用嘧菌酯对改善马铃薯干旱胁迫耐受性的生理基础。结果表明:嘧菌酯可有效增强马铃薯叶片净光合速率和气孔导度;在正常水分条件下,施用嘧菌酯可引起叶片过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的增强,具有延缓植株衰老的作用;在干旱胁迫条件下施用嘧菌酯可降低叶片MDA和脯氨酸含量,提高植株耐旱性。A较CK处理青薯9号、陇薯6号和大西洋单株产量分别增加30.74%、59.87%和5.90%,A-D较D处理分别增产15.17%、43.43%和16.49%;A处理青薯9号、陇薯6号和大西洋综合品质得分分别为1.184、2.856和0.621,A-D处理分别为-1.112、-0.240和-0.349。可见,嘧菌酯有利于干旱胁迫条件下马铃薯块茎品质的提高。     

不同抗旱性小豆根系对干旱-复水的生理生态响应

为了探究不同抗旱性的小豆品种根系对于干旱-复水的生理生态响应规律,以京农2号、遵化红和B1783为试验材料,研究了干旱胁迫和复水处理对根系形态、根系活力、根系抗氧化酶活性、根系的丙二醛(MDA)、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的影响。结果表明：干旱胁迫对小豆的根系造成了不同程度的损害,引起了小豆根干重、主根长、根系活力、根系可溶性蛋白质含量显著下降,3个品种中京农2号的下降幅度最小,重度干旱胁迫(SS)下降幅分别是8.82%、12.15%、18.83%和15.80%,复水后,各指标值存在不同程度的回升,但仍低于对照;根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,京农2号的增幅最大,SS处理下增幅分别是15.02%、86.76%、37.70%;根系MDA、可溶性糖和脯氨酸含量随着干旱胁迫程度的加深而升高,且品种的抗旱性越强,增加量越大,复水后有所恢复但未达到对照水平。不同抗旱性小豆的干旱-复水后的恢复能力存在较大差异,整体表现为抗旱能力越强的小豆品种,干旱-复水后的恢复能力也越强。     

干旱胁迫下两种芽胞杆菌对玉米幼苗促生作用研究

供试玉米品种为‘先玉335’（XY335）,供试菌株为NECC11322(Bacillus subtilis)枯草芽胞杆菌、NECC11324(B. megaterium)巨大芽胞杆菌。试验设4组处理：Con（无菌水浸种,干旱胁迫）,C1（无菌水浸种,正常供水）,C2（NECC11322菌液浸种,干旱胁迫）,C3（NECC11324菌液浸种,干旱胁迫）,测定了浸种后盆栽玉米幼苗的生长状况、抗性生理指标及植株的N、P、K含量。结果表明：在干旱胁迫下接种NECC11322、NECC11324后,玉米幼苗叶片及根系SOD、POD、CAT、APX活性较Con均不同程度升高,其中接种NECC11322根系POD活性增长最为显著,较Con增长67.78%;植株叶片及根系可溶性蛋白含量、可溶性糖含量较Con均呈上升趋势,其中接种NECC11322叶片可溶性糖含量增长最为显著,较Con增长152.10%;与Con相比,植株叶片及根系全氮、全磷、全钾养分含量均有所提升,接种NECC11322后叶片全氮含量升高最为显著,较Con增长88.47%;干旱胁迫下接种两种芽胞杆菌后,植株叶片及根系丙二醛含量较Con均显著降低,接种NECC11322[JP2]后根系降幅最为显著,较Con降低51.03%。综上可知,干旱胁迫下接种两种芽胞杆菌均可降低干旱胁迫对玉米幼苗生长的抑制,其中NECC11322菌株更具有抗旱性。通过提高保护酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖含量、叶绿素含量以及植株养分含量提高玉米幼苗抗旱性,促进玉米幼苗生长。     

野大麦对干旱胁迫的生理响应与转录组分析

为了研究野大麦在干旱胁迫下的生理响应以及发掘耐旱性相关基因,对不同浓度聚乙二醇(PEG)6000胁迫条件下的野大麦幼苗进行生理指标测定及转录组测序分析。结果表明:不同浓度PEG6000胁迫2d后,野大麦叶片脯氨酸含量呈连续上升趋势,可溶性糖及超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先上升后下降趋势。通过隶属函数法选取30mmol·L^-1PEG6000处理组野大麦叶片进行转录组分析测序,与对照组相比上调表达基因6868个,下调表达基因2081个;对差异表达基因进行GO(geneontology,基因本体)功能分类,可以分为3大类并包含54个功能组;通过KEGG通路富集将6579个差异表达基因富集到136个通路中,主要包括精氨酸和脯氨酸代谢、糖酵解和糖异生、淀粉和蔗糖代谢、过氧化物酶体等途径,并发掘了各个代谢途径中相关上调表达基因。     

水分处理对榆树幼苗不同器官非结构性碳水化合物的影响

设置正常供水、轻度、中度和重度干旱处理,分析两年生榆树幼苗不同器官的可溶性糖、淀粉及非结构性碳水化合物(NSC)随处理时间延长(15、30、45 d和60 d)的变化特征。结果表明:水分处理15 d时,随着干旱程度增加,叶片和细根可溶性糖含量呈下降趋势,叶片淀粉含量在中度和重度干旱处理最低,为(18.35±0.06)mg·g^-1,茎和粗根可溶性糖含量在重度干旱处理显著低于其他处理。处理30 d时,叶片淀粉和NSC含量随干旱程度增加呈上升趋势,且叶片淀粉含量在重度干旱处理最高,为(47.83±0.27)mg·g^-1,茎和粗根淀粉及NSC含量在轻度干旱处理下显著低于适宜水分处理。处理45 d时,随干旱程度增加,细根可溶性糖/淀粉呈下降趋势,叶片可溶性糖含量、可溶性糖/淀粉和茎淀粉含量在重度干旱处理显著高于其他处理。处理60 d时,随着干旱程度增加,叶片和细根可溶性糖/淀粉逐渐增加,粗根可溶性糖、淀粉和NSC含量在重度干旱处理显著高于其他处理,并且NSC含量达到最大值(68.88±1.01)mg·g^-1。以上结果表明,榆树幼苗各器官可溶性糖、淀粉及NSC含量随着处理时间延长做出不同的响应,各器官NSC下降,并在粗根中积累。这为科尔沁沙地榆树防护林的水分管理提供依据。     

黄腐酸对雾培马铃薯幼苗抗旱性的影响

试验以马铃薯(Solanum tuberosum)幼苗为研究对象,采用雾培装置进行不同黄腐酸用量和干旱胁迫处理(分别为CK,不加黄腐酸和PEG; 10％ PEG;0.01％ FA+ 10％ PEG;0.03％ FA+ 10％ PEG;0.05％ FA+ 10％ PEG和0.10％ FA+ 10％ PEG),分析其对马铃薯生长发育及抗性生理的影响。结果表明,在干旱胁迫下,雾培马铃薯幼苗的成活率、叶绿素含量、膜稳定指数、根系活力、匍匐茎数、结薯率和产量呈下降趋势,而丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)、脯氨酸、可溶性糖含量和过氧化氢酶(CAT)活性及超氧阴离子(O^-₂)产生速率呈上升趋势,过氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先增加后下降,说明雾培马铃薯幼苗在干旱胁迫下生长发育受到显著抑制,正在遭受逆境胁迫。经黄腐酸处理后,幼苗的成活率、匍匐茎数、结薯率和产量则得到了提高,而叶绿素含量、膜稳定指数和根系活力仍呈下降趋势,但较单一干旱胁迫的下降趋势缓慢,而MDA含量、SOD和POD活性及产生速率呈先升高后下降的趋势,脯氨酸、可溶性糖、H₂O₂含量及CAT活性呈上升趋势,其中H₂O₂含量上升趋势较单一干旱胁迫缓慢,说明黄腐酸处理后使干旱胁迫下雾培马铃薯幼苗的生长发育得到了促进,减轻了干旱胁迫对幼苗造成的伤害,提高了植株的整体抗旱性,而这种抗性与黄腐酸浓度呈明显相关性,0.05％ FA对植株的的保护效应最显著,而0.10％ FA则协同PEG加剧了对幼苗的伤害作用。