干旱胁迫下钾对甘薯幼苗光合特性及根系活力的影响

为了揭示干旱胁迫下钾对甘薯幼苗的抗旱机制,选取长势一致的甘薯幼苗放入1/4 Hoagland营养液培养,待第五片叶完全展开时,对幼苗进行高钾处理和干旱胁迫处理,研究高钾水平下干旱胁迫对甘薯幼苗光合特性及根系活力的影响。结果表明,未干旱胁迫条件下,高钾处理能够显著提高根系活力,但对甘薯幼苗光合特性影响甚微。干旱胁迫条件下,正常供钾和高钾处理的甘薯幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、表观量子效率(AQY)和光饱和点最大同化速率(Amax)等显著下降,呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和根系活力等显著上升,但干旱胁迫条件下高钾处理的Pn、Gs、AQY和Amax高于正常供钾处理,Tr,Rd和LCP等低于正常供钾处理。干旱胁迫下高钾处理的甘薯幼苗根系活力显著高于正常供钾处理,根系能够吸收更多的养分,减轻干旱胁迫对植株伤害。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对甘薯近缘野生种Ipomoea trifida (Kunth) G.Don幼苗生理生化指标的影响

Ipomoea trifida(Kunth)G.Don(2n=2x=30)是甘薯祖先种之一,具有较强的抗旱性,其抗旱生理机制尚无报道。本文采用营养液水培法,以30%浓度的PEG6000模拟干旱,研究干旱胁迫对甘薯近缘野生种幼苗叶片生理生化指标的影响。结果表明:随着PEG6000干旱胁迫时间的延长,叶片中丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)含量逐渐增加。过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性在PEG处理后活性均增强,揭示了甘薯近缘野生种MDA和Pro含量和氧化酶类的活性在短时间急性胁迫情况下的不同变化规律,可为抗旱品种的筛选和下一步抗旱相关基因的挖掘提供一定的参考。     

干旱胁迫下钾肥对甘薯产量形成及钾素分配利用的影响

旨在研究干旱胁迫下钾肥对甘薯不同时期生长发育、产量和钾素分配利用的影响,以食用型甘薯品种‘泰中6号’为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设正常灌水(W1)和干旱处理(W0),分别为土壤最大持水量的60%~70%和30%~40%;钾肥(K2O)施用量分别为0g/m~2(K0)、12g/m~2(K1)、24g/m~2(K2)和36g/m~2(K3)4个水平,测定茎叶生长指标、光合势、块根膨大速率、干物质质量分数、产量和钾素质量分数等。结果表明,施钾可以促进甘薯茎叶生长和产量提高,随着施钾量的增加,正常灌水下,甘薯茎叶生长指标、结薯数和产量在K2和K3处理均高于K1;而干旱胁迫下K2和K1处理均高于K3。正常灌水下甘薯光合势和块根膨大速率随施钾量的增加而增大,最大为K3处理,干旱胁迫下最大为K2处理。干旱胁迫下甘薯植株地上部器官中钾质量分数均高于正常灌水,块根中相反,且甘薯钾肥利用率显著低于正常灌水。干旱胁迫下施钾有利于甘薯茎叶生长,增强单株光合势,同时,植株茎叶钾素质量分数增大,渗透调节能力增强,从而提高甘薯的抗旱性;施钾增大干物质向块根的分配,提高块根产量,而且干旱胁迫下甘薯的适宜施钾量低于正常灌水。     

干旱胁迫对甘薯幼苗光合作用的影响

[目的]为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。[方法]以3个甘薯品种遗306、豫薯8号和Ayamurasaki为材料,研究了干旱胁迫对甘薯幼苗叶片的净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Cond)和蒸腾速率(Tr)等光合特性的影响。[结果]干旱胁迫下,3种甘薯幼苗叶片的Pn、Cond和Tr均降低,而Ci则呈先降后升的趋势。在整个胁迫过程中,遗306与豫薯8号的Pn、Cond和Tr降幅均远远大于Ayamurasaki。[结论]Ayamurasaki的耐旱性强于遗306和豫薯8号。     

干旱胁迫对不同品种大豆下胚轴生理生化特性的影响

研究分别以2种大豆WDD00172(WDD-172)和晋豆21(JD-21)为实验材料,探讨干旱胁迫对不同品种大豆下胚轴生理特性及抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着9%PEG6000胁迫时间的延长,大豆下胚轴MDA含量和离子渗漏显著增高,且WDD-172增幅较大;干旱胁迫下GSH含量、CAT和POD活性持续下降,APX活性则先上升后下降,而且WDD-172下降更加明显。研究发现JD-21更加抗旱可能与体内高浓度的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)活性有关;干旱胁迫下JD-21比WDD-172更加耐受干旱胁迫,可能是由于体内抗氧化酶活性(CAT、POD和APX)和抗氧化物质GSH含量较高的原因。     

不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响

【目的】研究不同时期干旱胁迫导致甘薯减产的机理,为旱作地区甘薯生产提供理论依据和技术支撑。【方法】在人工控水条件下,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,每个品种设4个水分处理,分别为WW(全生育期正常灌水,对照)、DS1(发根分枝期干旱胁迫)、DS2(蔓薯并长期干旱胁迫)和DS3(快速膨大期干旱胁迫),研究不同时期干旱胁迫对甘薯生长和抗氧化能力的影响。【结果】干旱胁迫导致甘薯薯干产量显著下降,早期干旱胁迫薯干产量下降幅度最大,济薯21(抗旱品种)的DS1、DS2和DS3处理产量分别比对照减产32.24%、30.68%和13.76%,济紫薯1号(不抗旱品种)分别比对照减产44.02%、39.54%和17.87%。功能叶、纤维根和块根抗氧化酶活性均在干旱胁迫后升高,且干旱胁迫时间越早,抗氧化酶活性升高的幅度越大;各生育时期纤维根的酶活性均高于块根和功能叶,说明甘薯纤维根对干旱胁迫的敏感性最强。干旱胁迫可导致甘薯功能叶相对电导率升高,功能叶、纤维根和块根的MDA含量升高,且胁迫时间越早,升高的幅度越大。【结论】干旱胁迫时间越早,功能叶、纤维根和块根的抗氧化酶系统受破坏程度越大,从而抑制了甘薯叶片和根系的正常生长,限制了块根的形成和膨大,发根分枝期是甘薯块根产量对水分最敏感的时期。     

喷施生长调节剂缓解甘薯干旱胁迫的机理

【目的】探讨干旱胁迫下喷施生长调节剂对甘薯光合产物分配的影响以及对干旱胁迫的缓解效应。【方法】采用人工旱棚和旱池模拟薯块膨大高峰期(100—120 d)干旱胁迫,结合~(13)C标记方法,研究喷施6-苄氨基嘌呤(6-BA)、α-萘乙酸(NAA)和脱落酸(ABA)3种外源激素对甘薯干旱胁迫的缓解效应。测定甘薯叶片~(13)C积累量和分配率、内源激素含量、碳代谢酶活性、光合荧光特性等生理生化指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析。【结果】与正常供水相比,干旱胁迫导致甘薯产量下降了18.76%(P0.05),而喷施生长调节剂可以显著降低干旱胁迫条件下甘薯减产的幅度(P0.05),喷施6-BA效果最佳,其次分别是喷施ABA和NAA。干旱胁迫下喷施生长调节剂可显著提高功能叶光合效率,从而促进薯块膨大期光合产物的合成。其中,喷施6-BA与喷清水处理相比,叶片净光合速率(Pn)提高了10.93%,最大光化学效率(Fv/Fm)增加了20.00%。干旱喷施不同生长调节剂均能显著提高甘薯瞬时~(13)C积累量和向块根的分配率,6-BA处理分别提高了75.68%和27.68%,促进了光合产物(~(13)C)由叶片向块根中的转移和分配。此外,喷施生长调节剂可提高叶片碳代谢酶活性,喷施6-BA、NAA和ABA与喷清水处理相比,SS酶活性分别提高29.59%、19.25%和13.03%。喷施生长调节剂可以缓解因干旱引起的ZR和IAA含量下降,喷施6-BA与喷清水处理相比,ZR和IAA分别增加了18.72%和10.97%。逐步回归分析表明,光合特性、叶绿素荧光特性、碳代谢酶活性和内源激素是调控薯块膨大高峰期光合产物(~(13)C)分配的关键指标(R=0.997);通径分析表明,对甘薯光合产物(~(13)C)由叶片向块根中转移与分配的影响直接作用系数较大的是Pn、SPS、ABA、ZR、SS和Fv/Fm。RDA分析表明,喷施6-BA与甘薯~(13)C总积累量、块根~(13)C分配率、ZR、Pn、Fv/Fm、SS和SPS具有很好的相关性。【结论】干旱胁迫下,喷施生长调节剂能提高内源激素含量和SPS、ADPGase为主的碳代谢酶活性,改善叶片光合特性,促进薯块膨大期光合产物(~(13)C)由叶片向块根转运,缓解干旱胁迫的影响。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对紫甘薯幼苗生理生化指标的影响

采用聚乙二醇PEG(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理5个紫甘薯品种的幼苗,对其丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、游离脯氨酸含量和质膜相对电导率进行了测定。结果表明:与对照相比,干旱胁迫极显著地提高了甘薯幼苗的质膜相对电导率、MDA含量和脯氨酸含量,极显著地降低了SOD活性;随着干旱胁迫时间的延长,甘薯幼苗的质膜相对电导率、MDA含量和脯氨酸含量总体上均呈上升趋势,而SOD活性呈上升-下降-再上升-再下降的变化规律。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对紫甘薯幼苗生理生化指标的影响

采用聚乙二醇PEG(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理5个紫甘薯品种的幼苗,对其丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、游离脯氨酸含量和质膜相对电导率进行了测定。结果表明:与对照相比,干旱胁迫极显著地提高了甘薯幼苗的质膜相对电导率、MDA含量和脯氨酸含量,极显著地降低了SOD活性;随着干旱胁迫时间的延长,甘薯幼苗的质膜相对电导率、MDA含量和脯氨酸含量总体上均呈上升趋势,而SOD活性呈上升-下降-再上升-再下降的变化规律。     

不同品种间甘薯抗旱性差异分析

方法:在甘薯块茎膨大期自然干旱条件下,测定甘薯叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量和POD活性,比较不同品种甘薯对干旱胁迫的适应性。结果:干旱胁迫下,叶绿素含量明显下降;丙二醛含量总体先呈上升趋势,后出现下降;脯氨酸含量也呈现先上升后下降的趋势;POD活性则明显上升。结论:干旱胁迫下的丙二醛含量与POD活性呈负相关,POD活性增强可能是丙二醛含量下降的主要原因;甘薯品种川9-15-13抗旱性最强,其次是商薯9号和漯薯10号。     

红椿幼苗对干旱胁迫及复水生理响应的典型相关分析

【目的】探求干旱胁迫和复水条件下红椿盆栽幼苗叶片生理特性的整体相关性,为深入研究红椿的抗旱性奠定基础。【方法】在人工遮雨棚中对2年生红椿盆栽幼苗进行干旱胁迫及复水试验,测定叶片相对含水量、相对电导率、叶绿素含量、SOD活性、POD活性、MDA含量、游离脯氨酸含量及可溶性蛋白含量8个叶片生理指标,并运用典型相关法对未干旱(干旱胁迫前)、干旱胁迫及复水条件下3组指标两两之间的整体相关性进行分析。【结果】(1)干旱胁迫前与干旱胁迫条件下,红椿盆栽幼苗叶片生理特性之间存在显著相关关系,干旱胁迫前及干旱胁迫下红椿幼苗生理响应典型相关分析的第1对典型变量(U1,V1)的相关系数达到0.996 5,叶片相对电导率可以反映干旱胁迫前的生理特性,叶绿素含量可以反映干旱胁迫的生理特性。(2)干旱胁迫与复水后红椿盆栽幼苗叶片生理特性有显著相关关系,干旱胁迫及复水条件下红椿幼苗生理响应典型相关分析的第1对典型变量(W1,Z1)的相关系数达到0.998 3,反映干旱胁迫和复水后生理特性的典型变量均主要由叶片相对电导率决定。(3)干旱胁迫下叶绿素含量与复水时的POD活性和MDA含量均呈显著正相关关系,说明干旱胁迫下红椿幼苗光合作用的保持能力强,则复水时表现出来的抗氧化酶活性也高。(4)干旱胁迫下可溶性蛋白含量与复水后的POD活性呈极显著正相关关系,相关系数达到0.803,说明复水时红椿幼苗植株叶片生理特性的恢复状况与干旱胁迫时受创的严重程度密切相关。(5)干旱迫胁前与复水后叶片生理指标的相关性表明,复水后红椿幼苗植株的耗水量、抗旱性与正常供水时植株的抗旱潜力直接相关。【结论】干旱胁迫伤害程度不重,则对复水后红椿幼苗植株体内叶绿素含量和POD活性的恢复具有积极作用。适当干旱能促进植株抗逆性的提高,过度缺水则会对植株造成伤害,且修复慢,符合生物节水原理。     

干旱胁迫及复水对甘草叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响

采用盆栽控水试验法,研究了不同程度干旱胁迫及复水处理对甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)叶片抗氧化酶活性和光合特性的影响。结果表明:丙二醛(MDA)含量随着干旱胁迫程度的加剧呈持续上升趋势,中度和重度干旱胁迫下MDA含量显著高于正常浇水,复水后各干旱胁迫处理MDA含量均降低,差异不显著。超氧化物岐化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均随着干旱胁迫程度的增加发生变化,SOD活性呈先上升后下降的趋势,CAT和POD活性呈先下降后上升的趋势,复水后SOD、POD和CAT都得到了不同程度的恢复。甘草叶片叶绿素含量、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)随着干旱胁迫程度的加剧呈持续下降趋势,Pn、Gs、Ci在不同干旱胁迫处理间差异显著(P0.05);复水后叶绿素含量在中度与重度干旱胁迫下继续下降,Pn、Gs、Tr与Ci在中度和重度干旱胁迫条件下均显著上升。研究表明,复水可以有效降低MDA含量及抗氧化酶活性,缓解干旱胁迫对细胞造成损害;复水可以使甘草叶片重新开放气孔,迅速提高水分和CO_2在细胞内的交换量,有效缓解干旱胁迫对甘草光合作用的抑制,保证甘草的正常生长。     

干旱胁迫下氮素营养对烤烟光合特性的影响

研究了干旱胁迫下不同氮素营养水平对烤烟叶片光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫下,烤烟叶片的相对含水量(RWC)降低,叶绿素(Chl)含量减少,净光合速率(Pn)减弱,硝酸还原酶(NR)活性下降,干物质积累减少,但施氮处理的上述各指标明显高于不施氮处理,表明氮素营养的施用在干旱胁迫下对烤烟的光合作用有促进作用。     

甘薯抗旱鉴定及旱胁迫对甘薯叶片生理特性的影响

为挖掘抗旱甘薯基因资源,为甘薯抗旱育种及种植区域的拓宽提供科技支撑。本试验以全国各育种单位近年来选育的27个甘薯品种(系)为试验材料,在蒸发量远大于降雨量的新疆,设置正常灌水和干旱胁迫2个处理,采用抗旱指数法,对品种抗旱性进行鉴定评价。结果表明,根据抗旱指数及旱胁迫下鲜薯产量表现,筛选到抗旱指数高且产量高的种质材料6份(商薯9号、徐薯22、川薯20、湘薯15等),并且抗旱性好的品种随着旱胁迫时间的持续,具有较高的脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)活性、较低的丙二醛(MDA)含量;在本试验中,各品种抗旱指数与叶片Pro含量呈极显著正相关(r=0.83),与叶片POD活性呈显著正相关(r=0.65),与叶片MDA含量呈极显著负相关(r=-0.78)。利用抗旱指数进行甘薯抗旱鉴定评价,是一种简单实用的方法,可以有效评价甘薯抗旱性。     

6个甘薯品种抗旱性的比较筛选与综合评价

[目的]研究徐薯22号等6个甘薯品种(系)的抗旱性,为甘薯的抗旱育种和栽培提供理论依据。[方法]采用田间人工间隔灌水的方法施加干旱胁迫,测定干旱胁迫下的叶片丙二醛含量、游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性,并应用隶属函数方法对测定的指标进行抗旱性分析和综合评价。[结果]6个不同抗旱性甘薯品种叶片丙二醛含量、游离脯氨酸含量、过氧化物酶活性在干旱胁迫下有显著变化。隶属函数法结果显示,不同品种抗旱性由强到弱排序依次为蜂蜜罐、韩国紫薯、商薯6号、徐067715、桂粉2号、徐薯22号。[结论]蜂蜜罐、韩国紫薯的抗旱性较好,而徐薯22号、桂粉2号的抗旱性相对较差。     

水分胁迫对黄芩植株生理生化指标的影响

通过研究水分胁迫下黄芩的部分生理生化特性,发现随着干旱胁迫的增强,叶片含水量、比叶重和叶绿素含量不断降低,表明黄芩叶片保水能力弱,在水分胁迫后持续失水;而渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖的含量不断升高,表明黄芩可以通过渗透物质的调节来阻止或缓解水分胁迫的伤害;在高水分含量和重度干旱胁迫下净光合速率是不断下降;根、茎和叶中的次生代谢物质黄芩苷的含量变化不一致,根中的黄芩苷的含量不断上升,茎和叶中的黄芩苷含量在前期的胁迫下不断升高,但当重度胁迫时则呈下降趋势。说明脯氡酸和可溶性糖与黄芩的抗旱性密切相关,适度干旱有利于其次生代谢物质的增加。     

干旱胁迫对不同衰老型小麦抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨大田干旱胁迫对小麦抗氧化酶活性的影响。[方法]在大田自然干旱条件下以2类衰老型6个小麦品种(系)为试验材料,在小麦灌浆的4个时段测量了旗叶中3种抗氧化酶活力的变化以及MDA含量的变化。[结果]在大田自然干旱胁迫影响下,SOD活性会有大幅度的持续升高,到干旱末期,酶活性降低,CAT活性变化对干旱胁迫响应最快,在干旱前期活性即达到最大,之后开始持续下降,在干旱胁迫诱导下,POD活性在干旱胁迫前期活性降低,而在干旱中期活性开始升高,在干旱末期又下降,MDA含量的变化在干旱胁迫下先升高后降低,在干旱末期升高。抗衰老类型的2号、4号小麦及其姊妹系3号小麦与非抗衰老小麦相比,旗叶抗氧化酶活力较高,而旗叶MDA含量较低或持续下降。[结论]在大田自然干旱条件下,与其他模拟干旱试验结果不同,抗氧化酶和MDA的变化规律均呈S型变化曲线。     

甘薯对干旱胁迫的生理响应及分子机理研究进展

甘薯作为一种较为耐旱的作物，在干旱胁迫下能够调节相关的生理生化反应来抵御干旱胁迫。综述了甘薯的光合系统、抗氧化系统、渗透调节系统以及一些重要的抗性基因在干旱胁迫下的响应，以期为提高甘薯产量、增加甘薯种植产业的经济效益提供参考。     

干旱及盐胁迫对虎掌苗生理特性的影响

为了探明减缓干旱、盐胁迫对虎掌的伤害途径和方法,用不同浓度的PEG和NaCl分别模拟干旱和盐胁迫,研究不同干旱程度及不同盐胁迫程度下虎掌的生理响应及其机理。结果表明:处理10d后,在PEG浓度5%~30%范围内随着干旱程度的加大,虎掌叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量不断升高,超氧阴离子(O-2·)及丙二醛(MDA)水平持续升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高后降低,过氧化物酶(POD)活性持续升高,过氧化氢酶(CAT)活性持续下降;在NaCl浓度50~300mmol/L范围内随着盐浓度的提高,虎掌叶片可溶性蛋白、可溶性糖含量先升后降,超氧阴离子及MDA水平持续升高,SOD、POD活性先升高后降低,CAT活性持续下降。     

干旱胁迫对华北落叶松和油松幼苗叶绿素含量与根系活力的影响

为研究干旱胁迫对针叶树种幼苗生长的影响,以华北落叶松和油松的2年生幼苗为材料进行大田干旱胁迫模拟试验,通过对比干旱胁迫下针叶中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量、叶绿素a/b值以及根系活力的变化,探究不同干旱胁迫强度对华北落叶松和油松幼苗生长的影响。结果表明:(1)华北落叶松的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b的含量在干旱胁迫下呈现出先增加后下降的趋势,叶绿素a/b的值在干旱胁迫下不断减小;而油松的叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素a+b的含量呈现缓慢下降的趋势,叶绿素a/b的值在较小范围内波动。(2)华北落叶松和油松的根系含水率在干旱胁迫下不断下降,根系活力先增强后减弱。(3)在干旱胁迫下,华北落叶松的叶绿素a+b含量与其根系活力之间表现出极显著的正相关关系,而油松的叶绿素a+b含量随根系活力增大而呈现增加趋势,但并没有达到显著水平。经过综合分析并结合植物的抗旱性表现,得出华北落叶松幼苗对干旱胁迫的敏感程度远大于油松,其适应性和抗旱性相比于油松较弱。