植物对干旱胁迫的适应机理

植物体对干旱胁迫作出的响应，既有形态解剖结构上的：如叶片和根系的生长，排列和结构的适应；又有生理上的，文章概述了干旱胁迫条件下植物的生理瓜在和适应性，主要包括渗透调节，激素作用，膜系统保护酶。     

干旱胁迫对两种罗布麻渗透调节物质积累和保护酶活性的影响

作为重要的生态经济型植物,罗布麻在用于生态建设的同时,也能够取得一定的经济效益。开展干旱胁迫下红麻(Apocynum venetum L.)和大麻状罗布麻(A.cannabinum L.)渗透调节物质及保护酶活性的研究,旨在比较二者的抗旱能力。以红麻和大麻状罗布麻2年生盆栽苗为材料,采用盆栽控水法,研究了4种土壤水分条件下两种罗布麻叶片的渗透调节物质及酶活性的变化情况。结果表明:(1)随着干旱胁迫的加重,两种罗布麻均能够通过提高自身的可溶性糖、可溶性蛋白质、SOD及POD的含量来抵御一定的干旱胁迫。(2)在重度胁迫(T3)条件下,大麻状罗布麻叶片中积累的可溶性糖、可溶性蛋白质、SOD及POD含量均高于红麻的,其中可溶性蛋白质的含量比红麻的高32.3%,SOD的含量是红麻的2倍,且其差异均达到了极显著(P<0.01),这表明大麻状罗布麻较红麻具有较强的抵御干旱胁迫的能力,在宁夏地区栽培具有可行性。     

土壤干旱不同玉米品种水分利用效率差异的生理学原因

研究不同玉米品种水分利用效率差异试验结果表明，陕单911为耗水型品种，农大60为节水型品种，中单2号耗水量表现居中，水分利用效率差异原因分析；水分胁迫对蒸腾的影响要大于光合；陕单911在中度胁迫下Pn(光合速率）大幅度下降，而Tr(蒸腾速率）下降居中，该品种的蒸腾效率下降最多，农大60在中度胁迫下Pn下降最少，而Tr下降最多，该品种的蒸腾效率下降幅度最小，中单2号表现居中，3个品种中度胁迫下根系导水率农大60增加了54．64％，中单2号下降了50．94％，陕单911下降了63．00％；渗透调节能力陕单911＞中单2号＞农大60，叶片失水速度为陕单911＞60＞中单2号。     

干旱—低温交叉逆境下小麦渗透调节能力的变化与交叉适应的关系

利用砂培的方法研究了3个抗旱、抗寒性不同小麦品种在干旱、低温交叉逆境下渗透调节物质及渗透调节能力的变化与交叉适应的关系.结果表明,3个小麦品种经适度的干旱、低温单一逆境处理后,可溶性糖、脯氨酸、游离氨基酸和可溶性蛋白质的含量均升高,表现出了一定的渗透调节能力;经交叉逆境(干旱+低温,低温+干旱)处理后,上述几种渗透调节物质含量进一步升高,渗透调节能力明显增强(晋麦47渗透调节能力分别升高了66.38%和51.27%;郑引1号分别升高了71.77%和71.09%;长武6878分别升高了56.36%和62.91%),质膜相对透性明显降低(与单一逆境相比,晋麦47膜透性分别下降了23.03%和22.94%;郑引1号分别下降了20.27%和8.91%;长武6878分别下降了28.17%和23.44%).同时从实验数据可见在逆境条件下,抗性品种的渗透调节能力显著高于敏感品种.上述结果表明植物对不同逆境的适应存在着某些共同的生理基础,其中在交叉逆境下植物渗透调节能力的增强是交叉适应的可能生理机制之一.     

干旱预处理的玉米幼苗对逆境的交叉适应研究

为了研究玉米干旱胁迫后对其他逆境的适应性,以沈单16和T2208幼苗为试验材料,测定了玉米幼苗干旱预处理后分别在干旱、低温、高温和盐渍的环境中处理一段时间后的存活率、幼苗细胞膜相对透性、MDA含量及POD、CAT、SOD活性。结果表明,短期的干旱预处理会提高玉米幼苗对干旱胁迫、冷胁迫、热胁迫及盐胁迫的抗性,增强了作物的抗逆性,幼苗的存活率提高,细胞膜的相对透性降低,MDA含量减少,三种保护酶CAT、SOD、POD活性提高,表明玉米幼苗具有交叉适应能力。     

干旱对苜蓿叶片葫芦巴碱含量和渗透调节能力的影响

以3个抗旱性不同的苜蓿品种(肇东、准葛尔和CW200 )为研究材料,研究了干旱胁迫下苜蓿叶片葫芦巴碱含量的变化和渗透调节能力.结果表明 :干旱胁迫下3个苜蓿品种叶片水势降低,脯氨酸含量增加,渗透调节能力(OA)提高.在干旱胁迫下,准葛尔和肇东两个品种叶片中葫芦巴碱含量明显增加,而CW200叶片中葫芦巴碱含量增加不明显;肇东和CW200在干旱4天后,准葛尔在干旱8天后,叶片中葫芦巴碱含量下降.因此,葫芦巴碱在轻度干旱下可能起到渗透调节物质的作用,严重干旱下该作用减弱.     

裸果木渗透调节物质和抗氧化酶活性对干旱的响应

裸果木(Gymnocarpos przewalskii)起源于古地中海,为荒漠区少有的第三纪孑遗植物种。本文采用2017年6月、7月和8月采集于甘肃安西自然保护区内的裸果木中龄和老龄植株叶片,分析自然干旱影响下叶片渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化。结果表明:随着干旱程度的增加,裸果木叶片的可溶性蛋白(SP)显著积累,发挥着重要的渗透调节作用,中龄植株叶片的可溶性糖(SS)含量和老龄植株叶片的脯氨酸(Pro)含量先增加后显著降低,渗透调节作用有限。干旱加剧时,中龄植株叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性呈明显的先增后降。严重干旱时,过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性明显增强,说明其通过4种酶的协同作用清除过剩的活性氧,减轻过氧化伤害;老龄植株叶片的CAT活性持续增强,APX活性明显的先升后降,POD活性在重度干旱时显著增强,主要通过这3种酶减轻膜系统伤害。丙二醛(MDA)含量则随干旱程度增大显著增加,膜脂过氧化程度不断加深。在相同的降雨条件下,裸果木中、老龄植株的Pro、SS、SP含量、POD和CAT活性、MDA含量对干旱的响应程度存在显著差异,隶属度函数评价法表明,老龄植株的抗旱能力大于中龄植株,表明裸果木的抗旱性随年龄的增大而提高。     

硝普钠(SNP)浸种对渗透胁迫下不同紫花苜蓿种子萌发生理特性的影响

以紫花苜蓿阿尔岗金(Medicago sativa‘Algonquin’)、金皇后(M. sativa‘Golden empress’)和三得利(M.sativa‘Sanditi’)为材料,探讨外源一氧化氮(NO)对PEG胁迫下紫花苜蓿种子萌发期丙二醛和渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1) SNP浸种能有效缓解PEG胁迫下紫花苜蓿萌发期MDA含量的积累,在第6 d SNP+PEG与PEG处理相比,阿尔岗金、金皇后和三得利种子MDA含量分别降低了23. 11%,21. 81%和30. 38%。(2)随PEG胁迫时间延长,3个苜蓿品种渗透调节物质含量呈先增后降趋势。SNP+PEG与PEG处理相比,阿尔岗金中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别在处理第4 d,第2 d和第4 d达到最大值,分别提高了13.71%,18.57%和9.23%;金皇后各含量均在第2 d有最大值,分别提高了20.96%,16.84%和5.48%;三得利各含量分别在第4 d,第2 d和第2 d达到最大值,分别提高了17.87%,17.52%和13.40%。(3) 3个品种紫花苜蓿SOD、POD、CAT、APX活性表现为先升后降趋势,且均在第4 d活性最大。与PEG处理相比,SNP+PEG处理下三得利SOD、POD活性增加率是阿尔岗金的2.76倍和1.21倍,是金皇后的4.10倍和1.21倍。渗透调节物质含量增加和抗氧化酶活性增强是紫花苜蓿适应干旱的生理基础,外源NO可提高紫花苜蓿对干旱的防御,3个品种紫花苜蓿受外源NO调节强弱顺序为:三得利金皇后阿尔岗金。     

裸果木渗透调节物质和抗氧化酶活性对干旱的响应

裸果木（Gymnocarpos przewalskii）起源于古地中海,为荒漠区少有的第三纪孑遗植物种。本文用2017年6月、7月和8月采集于甘肃安西自然保护区内的裸果木中龄和老龄植株叶片,分析自然干旱影响下叶片渗透调节物质及抗氧化酶活性的变化。结果表明：随着干旱程度的增加,裸果木叶片的可溶性蛋白（SP）显著积累,发挥着重要的渗透调节作用,中龄植株叶片的可溶性糖（SS）含量和老龄植株叶片的脯氨酸（Pro）含量先增加后显著降低,渗透调节作用有限。干旱加剧时,中龄植株叶片的超氧化物歧化酶（SOD）活性和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性呈明显的先增后降。严重干旱时,过氧化物酶（POD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性明显增强,说明其通过4种酶的协同作用清除过剩的活性氧,减轻过氧化伤害;老龄植株叶片的CAT活性持续增强,APX活性明显的先升后降,POD活性在重度干旱时显著增强,主要通过这3种酶减轻膜系统伤害。丙二醛（MDA）含量则随干旱程度增大显著增加,膜脂过氧化程度不断加深。在相同的降雨条件下,裸果木中、老龄植株的Pro、SS、SP含量、POD和CAT活性、MDA含量对干旱的响应程度存在显著差异,隶属度函数评价法表明,老龄植株的抗旱能力大于中龄植株,表明裸果木的抗旱性随年龄的增大而提高。     

土壤干旱对冬小麦幼苗生长和叶片生理特性的影响

采用盆栽试验对不同土壤干旱下冬小麦幼苗生长和生理特性进行了初步研究。结果表明,幼苗株高、叶面积、叶干重、茎干重、根干重、总生物量、叶水势、叶片相对含水率均随土壤水分的减少而呈降低趋势;根冠比、叶片水分饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明,在干旱胁迫下,冬小麦幼苗一方面通过改变生物量分配策略,较多地提高根比重,以利于根系吸水增加抗旱性;另一方面,通过改变叶片的生理特性以提高抗旱性。     

中国北方杂草稻幼苗对干旱胁迫的生理响应

以杂草稻heb07-2、wr04-6及巴西陆稻IAPAR9为研究材料,采用人工气候箱培养幼苗,利用20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱条件,研究了杂草稻及巴西陆稻幼苗叶片和根系生理特性标的变化。结果表明：干旱胁迫下,杂草稻heb07-2幼苗的叶片与根系具有较高的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活力;杂草稻heb07-2的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量高于其它材料。杂草稻heb07-2细胞膜系统保持完整,膜质过氧化程度小于其它材料,表明干旱胁迫对杂草稻heb07-2伤害较小,具有较强苗期抗旱性。     

玉米抗旱相关生理生化指标研究及品种筛选

对水分胁迫下12个玉米品种产量、水分利用效率和抗旱相关生理生化指标的分析表明,各品种产量与水分利用效率差异均达到显著水平(p<0.05),其中宁玉309、辽单565、郑单958、大民338四个品种的产量与水分利用效率达到较高水平;叶片相对含水量、脯氨酸含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、叶绿素含量等抗旱相关生理生化指标值的差异在水分胁迫下达到显著水平(p<0.05)。通过12个玉米品种生理生化指标值进行的聚类分析表明,辽单565、郑单518、北育288及大民338聚为一类,它们可溶性糖含量、脯氨酸含量、叶绿素含量、相对含水量较高,丙二醛含量较低,抗旱性强;郑单958、益丰29、铁研124及秀青74-5聚为一类,它们可溶性糖含量、脯氨酸含量、叶绿素含量、相对含水量较低,丙二醛含量较高,抗旱性弱;宁玉309、大丰26、冀玉10及抚玉8号的各抗旱相关生理生化指标含量居中,抗旱性中等。结果表明:辽单565和大民338两个品种在具有较高抗旱性基础上,产量与水分利用效率也达到较高水平,达到了节水、抗旱、增产的目标,适合推广应用。     

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。     

干旱胁迫下五种荒漠灌木苗期的生理响应和抗旱评价

采用盆栽断水法模拟土壤干旱胁迫,研究了五种典型荒漠灌木-小叶锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、沙冬青、花棒和霸王的生理适应特性.结果表明:干旱胁迫下,五种灌木苗期叶片保水能力和叶绿素a/b降低,可溶性糖、脯氨酸和MDA含量增加.各灌木SOD、POD和CAT活性变化不尽相同,但都相互协调作用维持在一个平衡态进行,且与MDA含量成正相关...     

万荣县麦田土壤干旱研究

万荣县气象局1964-2008年0～100 cm各旬旱地麦田土壤湿度资料分析表明,小麦生育期的耕作层土壤相对湿度有下降趋势,特别是拔节抽穗期土壤相对湿度下降4.9％ ·10a-1,作物旱情指标Kd和作物水分亏缺率G也显示拔节抽穗期干旱化明显.另外,冬前和越冬期分蘖数增大.土壤干旱的综合原因是降水量(特别是夏季)减少、冬前和越冬期作物系数增大和四月日照不显著增多引起的参考作物蒸散增加.拔节抽穗期有明显的干旱化趋势.     

冠菌素诱导水稻幼苗抗旱性的生理效应

以水稻日本晴为材料,在正常生长条件和用质量分数为17.5%的聚乙二醇(PEG)模拟干旱条件下,分析了0.1 μmoL/L冠菌素(coronatine,COR)处理对水稻幼苗生物量的积累、叶片中抗氧化酶[超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD) ]活性以及渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)、可溶性蛋白、内源激素[脱落酸(ABA)、吲哚-3-乙酸(IAA)、茉莉酸甲酯(Me-JA)、玉米素核苷(ZR)和赤霉素(GA4)]含量的影响。结果表明:在正常条件下,COR处理对幼苗生物量的积累、抗氧化酶、渗透调节物质和可溶性蛋白的含量均无显著影响,但可增加其体内ZR和GA4 2种激素的含量;在模拟干旱胁迫条件下,COR处理可促进幼苗生物量的积累,维持较高的抗氧化酶活性,促进叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,调节植物体内渗透势,维持[JP2]细胞膨压,同时促进ABA和ZR含量大量累积。研究结果表明,COR通过增强水稻叶片中抗氧化酶活性、调节体内渗透调节物质以及内源激素的含量,可改善水稻幼苗在干旱胁迫条件下的耐旱能力。     

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。     

不同根型苜蓿苗期对干旱胁迫的生理耐受性分析

为探讨不同根系类型苜蓿对干旱胁迫的生理生化适应机制,采用盆栽模拟土壤干旱条件,以根茎型、直根型和根蘖型苜蓿为材料,测定不同根系类型苜蓿叶片相对含水量、叶绿素、可溶性糖、脯氨酸和MDA的含量及SOD活性.结果表明,不同根系类型苜蓿叶片相对含水量及叶绿素含量随干旱胁迫程度增强而降低,直根型陇东苜蓿降低程度小于其他苜蓿材料;...     

一种土壤调理剂对玉米幼苗抗旱性的影响

为研究新型高效土壤调理剂M3T对作物抗旱性的影响,开展水分胁迫下不同浓度M3T对盆栽玉米幼苗的抗旱性影响的试验。结果表明:添加M3T可增强土壤保水能力;M3T处理延长玉米幼苗的存活时间3~11天,增加玉米幼苗的株高和生物量;玉米幼苗体内叶绿素、丙二醛、脯氨酸、可溶性蛋白含量及过氧化物酶和超氧化歧化酶活性的动态测定结果表明,未加M3T的处理玉米幼苗最早感受到水分胁迫而产生生理生化反应,M3T处理的玉米幼苗出现水分胁迫反应延迟。干旱胁迫下,0.01%~0.03%M3T处理有利于玉米幼苗生长,0.04%~0.05%M3T处理增强了玉米幼苗抗旱性,其存活时间更长;0.02%~0.03%M3T处理下农作物在干旱胁迫下可正常生长发育,且具有较好的抗旱性,为较佳处理。