喷施不同化学制剂对水稻叶片抗高温胁迫的效果分析

以杂交早籼稻陵两优268为研究对象,采用盆栽实验,在水稻拔节期连续3d对叶片喷施4种不同浓度的抗高温化学制剂,分别为1.5mmol·L-1和2.5mmol·L-1的次硅酸钠（Na2SiO3·9H2O溶液）,0.5mmol·L-1和1.5mmol·L-1水杨酸（SA）溶液,10.0mmol·L-1和20.0mmol·L-1的氯化钙溶液（CaCl2·5H2O）溶液和22.04mmol·L-1和36.74mmol·L-1的磷酸二氢钾（KH2PO4）溶液,以叶面喷施蒸馏水为对照（CK）。利用人工气候箱进行5d高温处理（6：00-18：00,40±0.5℃;18：00-次日6：00,30±0.5℃,日平均气温为35℃）,在高温处理72h、120h和高温处理结束后自然条件下室外恢复120h,分别测定水稻叶片叶绿素含量、SOD、POD、CAT活性、MDA和可溶性蛋白质含量,研究不同化学制剂对水稻高温胁迫的缓解作用。结果表明：高温胁迫条件下,与CK相比,喷施4种化学制剂皆可显著提高水稻叶片叶绿素含量,提高SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量,减少MDA含量;其中以喷施20.0mmol·L-1CaCl2·5H2O溶液和22.04mmol·L-1KH2PO4溶液作用效果最显著,喷施KH2PO4溶液在整个高温处理过程及高温结束后恢复120h、喷施CaCl2·5H2O溶液在高温处理120h和高温结束后恢复120h水稻叶片的抗衰老能力最强。     

灌浆初期不同时长高温胁迫对早稻叶片光合和荧光参数的影响

以江西早稻"五优157"为材料,于2012年3-7月在南京信息工程大学人工气候箱内进行灌浆初期3d、6d、9d的高温胁迫试验(35℃/28℃,昼/夜),并以适宜温度条件为对照(30℃/25℃,昼/夜),选择早稻上3叶(剑叶、倒1叶、倒2叶)测定其不同时长高温处理光响应曲线,于胁迫解除后第1、3、6、9和12d测定其光合速率和荧光参数,以探讨不同时长高温胁迫对早稻光合特性的影响。结果表明:(1)早稻上3叶叶绿素含量、净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际量子产量(ΔF/Fm')均随胁迫天数的增加而下降。(2)HT3d、HT6d、HT9d处理早稻上3叶的光能利用效率分别比对照降低47.29%、71.21%和79.72%。(3)水稻经过HT6d、HT9d处理后,经12d适宜温度环境下恢复,叶片最大光合速率仅为对照的63.28%和32.04%,而Fv/Fm仅为对照的86.64%和62.57%。研究表明高温(35℃/28℃)胁迫小于6d时,早稻可在适宜温度环境下逐渐恢复光合能力;而高温胁迫达到或超过6d,则会对早稻叶片光合系统造成严重伤害。     

钙、硅对铝胁迫下荞麦光合生理的影响

采用营养液培养法,研究了钙、硅对荞麦根长、光合作用和叶绿素荧光的影响。结果表明,15 d时0.5 mmol/L和5 mmol/L Al3 处理降低了荞麦根长、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Ci),对叶绿素荧光Fv/Fm、Fv/Fo的影响不大,30 d后以上伤害均加重。配施钙或硅的处理,能促进根的伸长和提高叶绿素含量,并使叶片的Pn、Ci保持在较高的水平,施硅能明显提高荞麦叶片的叶绿素荧光Fv/Fm、Fv/F,而钙的影响不大。硅对铝胁迫的缓解效果好于钙。     

高温胁迫对大白菜叶绿素荧光特性的影响

在光照培养箱中,耐热性不同的大白菜幼苗在18℃/22℃、29℃/36℃和29℃/40℃(夜/昼)下分别处理8d,研究大白菜幼苗叶片的叶绿素荧光特性。结果表明,在高温胁迫处理下,不同程度的提高了大白菜幼苗叶片的Fo(初始荧光)和qN(非光化学猝灭系数),使Fm(最大荧光)、Fv/Fo(PSⅡ的潜在活性)、Fv/Fm(最大光化学量子产量)、qP(光化学猝灭系数)、ETR(表观光合电子传递速率)、Yield(PSⅡ实际光化学量子产量)和ΦPSⅡ(实际光化学效率)总体上呈现先下降、后又上升的趋势,相同温度不同品种间的变化相似,其中耐热品种热抗7号与对照相比表现稳定,在高温下表现出的耐热性较强。     

高温胁迫下外源褪黑素对黄瓜幼苗光合作用及叶绿素荧光的影响

以"津春4号"黄瓜品种为试验材料,采用喷施外源褪黑素(melatonin,MT)的方法,研究了MT对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用和叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温处理后黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)却增大,但随外源MT处理浓度的增加,黄瓜幼苗叶片内P...     

低钾胁迫下水稻钾高效基因型若干生长特性和营养特性的研究

采用溶液培养筛选,结合田间试验,提出了采用低钾胁迫下水稻体内钾利用效率作为衡量水稻钾利用效率的指标;探讨了钾高效基因型水稻的若干生长特性和营养特性;指出低钾胁迫导致水稻生物量减少,植株生长缓慢,分蘖能力差,根系生长受到抑制,根系吸收的钠增加。水稻钾高效基因型低钾胁迫下仍具有较强的生长势(相对干重、相对株高、相对根长较大),其地上部钾/钠比值高而根部钾/钠比值较低,地上部和根部钾/氮吸收量比值较低。     

长期水分胁迫下氮、钾对夏玉米叶片光合特性的影响

采用2 种不同夏玉米基因型（陕单9号,抗旱品种;陕单911,不抗旱品种）的盆栽试验,研究了长期水分胁迫下氮、钾对各生育期叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度和叶绿素含量的影响,旨在从光合生理特性揭示这些因子的抗旱机理。结果表明,长期水分胁迫下叶片净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度（除成熟期）和叶绿素含量显著降低,不抗旱品种降幅更甚。抗旱品种的净光合速率和叶绿素含量大于不抗旱品种,而蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度则相反。两品种苗期光合作用较弱,净光合速率和叶绿素含量均较低,抽雄期达到高峰。施氮能不同程度降低水分胁迫下玉米叶片的蒸腾速率,增加叶绿素含量,提高净光合速率,从而减缓水分胁迫对光合作用的伤害。随氮肥用量增加,不抗旱品种净光合速率和叶绿素含量显著升高,蒸腾速率和胞间二氧化碳浓度明显降低,两种氮肥用量间有显著差异;抗旱品种在低氮用量时效果显著,但高低氮用量间无显著区别。钾对受水分胁迫的玉米表现出比氮肥更突出的效果。相反,在适量供水条件下,氮钾肥的作用明显下降。以上结果表明,适当用量的氮、钾肥,可以有效地改善水分胁迫下作物叶片的光合特性,从而增强作物的抗旱性。     

短期高温胁迫对芒萁叶片光合特性的影响

芒萁是我国南方地区治理水土流失的先锋植物。为探究短期高温胁迫对芒萁生长的影响,本文通过智能光照培养箱对芒萁进行高温胁迫控制实验,测定不同条件下芒萁叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci）以及叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和叶绿素总含量（Chl）数值。研究结果表明：(1)Pn、Gs、Tr随胁迫温度的升高而整体下降,Ci呈相反趋势,表明高温胁迫能够导致芒萁光合色素和光合活性的下降,且Pn与Gs和Ci间的关系表明,导致Pn下降的主要原因与胁迫程度有关;(2)Chla、Chlb、Chl随着胁迫时间和胁迫温度的增加而降低,且Chlb下降幅度更明显。     

遮荫对水稻冠层叶片SPAD值及光合、 形态特性参数的影响

SPAD（soil-plant analysis and development）计是一种快速、 方便、 非破坏性的诊断植物叶片相对叶绿素或氮含量的仪器,与传统的氮营养诊断方法相比,此仪器节省时间、 劳力和资源。本试验通过未遮荫和遮荫的方法观察水稻冠层叶片SPAD值、 叶绿素含量、 叶绿素荧光、 光合参数、 叶片厚度和比叶重（叶片干重除以叶片的面积）等生理形态指标的变化,建立SPAD值与光系统II（PSII）最大量子产量（Fv/Fm）之间的回归关系。结果表明,遮荫条件下,甬优9号(YY9)和丙9363(B9363)冠层叶片变薄、 SPAD值、 叶绿素a/b、 比叶重、 电子传递速率（ETR）降低,但快速光曲线的初始斜率无明显变化; 同时, 遮荫导致了叶片的呼吸速率、 最大净光合(Pmax)、 量子效率、 光补偿点和饱和点降低,表明水稻叶片为适应弱光环境, 降低光合能力、 减少呼吸消耗, 以增加对有限光能的利用。不同光照条件下,水稻冠层叶片SPAD值与PSII的Fv/Fm的回归方程呈指数式关系（YY9 R2=0.896; B9363 R2=0.833）, 表明SPAD计可以快速、 无损、 有效地评估水稻冠层叶片的光合作用进程,当SPAD值小于35时,其光合过程可能处于受损状态。     

钙信号抑制剂加剧低钾胁迫对烟草幼苗光合特性及钾吸收的影响

  【目的】  研究低钾胁迫抑制钙信号传导对植株幼苗叶片光合特性及钾吸收的影响,为缓解作物的低钾胁迫提供理论依据。  【方法】  以烟草品种K326为试验材料进行了室内水培试验。烟草幼苗先在营养液正常钾(K+ 5 mmol/L)和缺钾(K+ 0.15 mmol/L)营养液中生长8 天,然后在营养液中分别施加钙通道有机阻断剂Vp、钙通道无机阻断剂LaCl₃和钙离子螯合剂(EGTA)钙信号抑制剂,继续生长4天后取样,测定植株干鲜重、电导率、活性氧含量、叶片抗氧化酶活性、叶片光合特性等指标和植株地上、地下部钾素浓度及钾离子吸收相关基因表达量。  【结果】  1)不添加钙通道抑制剂或螯合剂条件下,低钾胁迫的烟株地上部和根系干重较常钾水平显著降低了59.29%、39.82%,鲜重显著降低了51.58%、48.19%,除水汽压饱和亏外的其余5项光合特性指标显著降低,植株地上部和根系钾含量分别显著降低了39.31%和77.05%,而叶中可溶性蛋白、相对电导率、过氧化氢含量则显著增加,NKT2、NtKC1、NtHAK1、NtHAK5基因的相对表达量分别增加了2.09、3.32、3.23、12.34 倍。2)常钾水平下,3个钙抑制剂处理未明显影响地上部和根系干鲜重,而低钾水平下,钙抑制处理的地上部鲜重和干重显著高于无钙抑制剂对照。两个钾水平下,与各自对照相比,3个钙抑制剂处理的叶片相对电导率、活性氧积累量均显著增加,抗氧化酶SOD和POD活性、叶绿素含量显著减少,光合特性指标(除水汽压饱和亏外)明显降低。3)两个钾水平下,3个钙信号抑制剂处理的烟株地上部和根系钾含量均显著低于其对照,低钾胁迫下平均降低幅度分别达到25.54%和53.36%。低钾胁迫下,钾离子通道基因NKT2、NtKC1和转运蛋白基因NtHAK1、NtHAK5在根系中的相对表达量分别平均降低了60.60%、50.62%、38.61%、69.79%,钙通道相关基因NtCNGC1和NtCNGC11在根中的相对表达量分别平均降低了95.36%和87.04%。  【结论】  低钾胁迫明显影响烟株幼苗生长、光合作用及对钾素的吸收和积累。低钾水平下,外施钙通道抑制剂或螯合剂可进一步降低烟草叶片抗氧化酶活性,减弱烟株叶片光合作用,并抑制根中钾吸收相关基因的表达和烟株对钾素的吸收。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。