高温干旱胁迫下三个多年生黑麦草品种叶绿体和线粒体超微结构的变化

以多年生黑麦草的3个草坪型品种爱神特、百舸和球道为试验材料,研究了在高温和干旱胁迫下,各品种叶肉细胞叶绿体和线粒体等超微结构的变化情况。结果表明,35℃连续高温胁迫下3个品种的叶绿体均膨大变圆,并向细胞中央靠拢,且叶绿体内部分布有一定数目的脂质球体;PEG-6000(w/v)溶液(浓度为25%)处理的干旱胁迫下以球道的叶绿体结构受干旱胁迫伤害程度较重,出现基粒和被膜轻度破损,片层膨胀分化或溶解消失。高温干旱胁迫下3个品种的线粒体形态变化不甚显著,但其数量均有所增加,且3个品种叶肉细胞线粒体对高温干旱胁迫的耐受性均强于叶绿体。爱神特对高温干旱胁迫处理的耐受性相对较强,球道和百舸的耐热抗旱性较弱,但两者差异不明显。     

费斯塔和高羊茅在重庆地区夏季干热条件下的适应性研究

以观赏草品种费斯塔Festuca festina和草坪草品种高羊茅F.arundinacea为材料,参照重庆市夏季的气候条件,对两者进行为期8 d的高温、干旱双重胁迫的模拟越夏试验,并分析费斯塔和高羊茅在高温、干旱双胁迫条件下的形态变化、生理指标变化,结果表明：在干热胁迫条件下,高羊茅表观伤害症状反应比较迅速和明显,随着胁迫的进行,高羊茅的叶绿素含量下降更快,丙二醛含量更高,可溶性糖积累相对缓慢,从而说明费斯塔耐干热胁迫的能力优于高羊茅,比高羊茅具有更好的越夏适应性。     

干旱胁迫下结缕草叶片抗坏血酸与相关生理指标变化的品种差异研究

通过盆栽试验,以日本结缕草与细叶结缕草为材料,研究了干旱胁迫下结缕草叶片AsA含量与相关生理指标的品种差异。结果表明,干旱胁迫下日本结缕草和细叶结缕草叶片中AsA含量与相关生理指标的动态变化规律基本相似,但品种间差异显著。干旱胁迫下2个品种的AsA含量和AsA/DHA均呈现先上升后下降的变化趋势,但日本结缕草下降的时间更早。干旱胁迫下叶片相对含水量、POD活性在2个品种中均呈下降趋势,但日本结缕草的下降趋势更明显,尤其在干旱胁迫后期。胁迫后日本结缕草叶绿素a与叶绿素b含量下降明显,而细叶结缕草变化不大。胁迫后两者的相对电导率和MDA含量均呈上升趋势,但日本结缕草增加的幅度更为显著。干旱胁迫后日本结缕草和细叶结缕草叶片Rubisco的含量均在第3天开始下降,胁迫后期日本结缕草Rubisco含量恢复到对照水平,而细叶结缕草Rubisco含量在胁迫后期显著高于对照。本研究结果表明,干旱胁迫下结缕草可以通过增加和维持叶片中AsA含量与POD活性来减缓Rubisco及叶绿素的降解,降低干旱胁迫对植株造成的氧化胁迫伤害程度,进而改善其抗旱能力。本研究结果进一步证实结缕草抗旱能力有品种差异,其中日本结缕草抗旱能力弱于细叶结缕草。     

高温和干旱对白三叶生长发育及生理特性的影响

在夏季温室内分别对白三盆栽苗进行高温和土壤干旱处理，测定其植株生长发育和生理特性变化，以受胁迫伤害程度。研究认为，在保证土壤水分供应的情况下，白三叶能日均气温３６．２℃，极端最高气温４７．５℃的高温下正常生长发育，高温条件下土壤干旱会对白三叶生长发育造成逆境胁迫。随土壤干旱胁迫的增强，白三叶分枝生长量和分枝数的增加均受到不同程度的抑制，其中二级分枝的生长对土壤干旱较一级分枝的反应更敏感，叶片细胞膜     

外源褪黑素对干旱胁迫下烤烟幼苗生长的缓解效应与生理机制研究

为探究外源褪黑素(MT)在增强烤烟干旱胁迫耐受性中的作用,以耐旱型的‘豫烟6号’和干旱敏感型的‘豫烟10号’为材料,利用15%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟中度干旱环境,研究干旱胁迫条件下叶面喷施不同浓度的MT(0,0.1,0.2,0.4mmol·L^-1)对烤烟幼苗的生长、叶绿素含量、光合特性、叶绿素荧光、抗氧化酶活性及活性氧代谢的影响。结果表明:干旱胁迫下外源MT处理可显著增加烤烟幼苗的总根长、总根表面积、根平均直径和根尖数;提高叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),减缓叶片中胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)的升高,有效减轻干旱胁迫对烤烟幼苗叶片光合作用的气孔限制和非气孔限制;提高叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,增强烟苗的抗氧化性能;降低丙二醛(MDA)含量和O2-^·产生速率,有效缓解干旱胁迫对膜的伤害,增强烟苗耐受性;其中干旱敏感型品种‘豫烟10号’变化幅度大于耐旱型品种‘豫烟6号’;随着外源MT浓度的增加,2个烤烟品种幼苗的生长指标均表现出先升高后降低的趋势,以叶面喷施0.2mmol·L^-1的MT对烟苗生长的促进效果最佳。因此,在干旱胁迫下,叶面喷施适宜浓度的MT能提高烟草幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进烟苗的生长;并能够通过增强烟苗的抗氧化能力,缓解氧化伤害,从而增强烟草幼苗对干旱逆境的适应性,且对干旱敏感型品种‘豫烟10号’的效果更为显著。     

Ca2+和钙调素拮抗剂W7对PEG胁迫下不同耐旱型紫花苜蓿抗氧化系统的影响

以陇东苜蓿(抗旱型)、BL-02-329 (干旱敏感型) 2 种抗旱性强弱差异较大的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为试材,采用水培法研究Ca²⁺和钙调素拮抗剂W7预处理对干旱胁迫下紫花苜蓿根系抗氧化系统的影响。结果表明:钙调素拮抗剂W7[N-(6-aminohexyl)-5-chloro-1-naphthalene sulfonamide]浸种处理显著提高了不同耐旱型紫花苜蓿丙二醛(MDA)、H₂O₂含量和O^2-·产生速率,抑制了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,加剧了抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)的破坏;而Ca²⁺处理显著降低了PEG胁迫下紫花苜蓿MDA、H₂O₂ 含量和O^2-·产生速率,提高了SOD和POD活性,减轻了干旱胁迫对AsA和GSH的破坏。相同处理条件下,抗旱型品种陇东较干旱敏感型品种BL-02-329伤害程度轻,Ca²⁺-CaM信号系统可缓解干旱胁迫对紫花苜蓿的伤害。     

紫花苜蓿形态和生理指标响应干旱胁迫的品种特异性

为研究紫花苜蓿在叶片和根系水平上响应干旱胁迫的形态和生理的品种特异性规律,在温室内分析了干旱胁迫下WL363HQ和巨能7紫花苜蓿株高、分枝数、生物量及叶片和根系中丙二醛（MDA）、脯氨酸、抗氧化酶类物质、C、N含量、C/N、稳定性C同位素（δ¹³C）和稳定性N同位素（δ¹⁵N）。结果表明：干旱胁迫显著降低了供试品种地上部分和根系的干重及分枝数（P<0.05）。干旱胁迫显著降低了巨能7的株高（P<0.05）,但增加了巨能7的根冠比,而WL363HQ的结果与之相反,这说明干旱胁迫下供试品种的株高和根冠比具有品种特异性的规律。干旱胁迫增加了WL363HQ和巨能7叶片和根系中MDA和脯氨酸的含量及抗氧化酶物质的活性,且在器官水平也具有品种特异性规律。干旱胁迫下巨能7叶片的MDA含量显著增加（P<0.05）,而在WL363HQ根系中的MDA含量也显著增加（P<0.05）。干旱胁迫下WL363HQ叶片脯氨酸含量、POD和SOD活性,及根系SOD的活性均显著增加（P<0.05）,而巨能7仅叶片SOD活性,根系脯氨酸含量、POD活性显著升高（P<0.05）。尽管干旱胁迫对供试品种叶片和根系C、N含量无显著影响（P>0.05）,但干旱胁迫显著提高了WL363HQ和巨能7紫花苜蓿根系的δ¹³C（P<0.05）,且WL363HQ叶片的δ¹⁵N均显著高于巨能7（P<0.05）。此外,干旱胁迫均显著提高了巨能7叶片和根系的C/N（P<0.05）。干旱胁迫下供试品种C、N代谢参数并没有在叶片和根系中表现出较为明显的品种特异性规律,深层次的机制还有待进一步研究。本研究结果将为进一步掌握紫花苜蓿叶片和根系协同抗旱机制及抗旱丰产紫花苜蓿新品种的选育提供理论依据。     

3种冷季型草坪草对持续干旱、高温及其互作的生理生态响应

对3种冷季型草坪草黑麦草（Lolium perenne L.）、高羊茅（Festuca arundinacea L.）和早熟禾（Poa pratensis L.）进行持续干旱、高温及其互作处理,通过测定生理生态指标,揭示3种冷季型草坪草对持续干旱高温环境的生理响应机制。结果表明,处理28 d时,各处理下3种草坪草的草坪外观质量TQ和叶片萎蔫系数LWS均显著降低,干旱和高温互作对TQ的影响具有叠加效应,干旱胁迫对LWS起到关键作用。28 d时,各处理下黑麦草和早熟禾叶片相对含水量均低于50%,比胁迫第21 d分别下降了36.2%和46.9%,说明逆境胁迫明显导致草坪草叶片水分亏缺,而高羊茅叶片持水能力强于黑麦草和早熟禾,早熟禾叶片脱水速度最快。各处理下草坪草根系生物量的下降幅度高于地上部分,逆境对根系生长的影响比地上部分更敏感。3种草坪草的光合速率在逆境下显著降低,相反地叶片暗呼吸速率显著增加,两者互作下的降低或增加幅度高于单一胁迫下。各处理下早熟禾的脯氨酸和可溶性糖含量的变化幅度均高于黑麦草和高羊茅,且对干旱高温互作胁迫表现的更为敏感。通过隶属函数综合分析方法对试验测定的9个生理指标进行综合评价,3种冷季型草坪草抗干旱高温能力由强到弱依次为：高羊茅>黑麦草>早熟禾。     

PEG胁迫对燕麦苗期保护酶的影响

 用不同质量分数的PEG-6000对3个品种燕麦幼苗进行干旱胁迫,测定了胁迫后1~5 d内其叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性变化,研究干旱胁迫对燕麦保护酶活性的影响。结果表明,在不同质量分数PEG 6000胁迫下,SOD、POD和CAT活性随时间延长呈先升高后降低的趋势;低胁迫水平SOD、POD和CAT活性增加值大于高胁迫水平,受胁迫植株的保护酶系统能够进行自身的调节以抵抗干旱伤害。     

干旱胁迫和复水对草地早熟禾3个品种生理特性的影响

为探究干旱和复水对草坪草生理特性的影响,研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)3个品种在干旱胁迫及干旱后复水条件下草坪质量(TQ)、叶片相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。试验结果表明,干旱胁迫引起3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性明显下降和MDA含量明显升高;复水后,3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性和MDA含量不同程度地得以恢复,但3个品种的大部分指标都没能完全恢复到干旱胁迫前水平。Merit的各项指标较其他两个品种在干旱胁迫期间降幅小,复水后各指标恢复相对明显。     

不同早熟禾品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为鉴定评价早熟禾幼苗抗旱性,将14个早熟禾品种的种子经消毒后播种在塑料花盆中,出苗后间苗,2~3个真叶定株,每盆留生长一致、分布均匀的幼苗15株,定期浇水,以保证幼苗的正常生长。待生长到3~4个真叶时进行干旱处理,依据Michel公式计算不同水势所需的PEG-6000的量,然后加入PEG-6000溶液进行干旱处理,处理的水势梯度为0 MPa(即为对照),-0.3,-0.6,-0.9和-1.2 MPa。处理后每2 d进行称重补水以维持溶液浓度。设干旱处理与对照(正常浇水)两组,对14个早熟禾品种幼苗进行模拟干旱胁迫,4次重复。测定叶绿素(CHL)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,早熟禾幼苗叶片CHL含量呈下降趋势;Pro含量、MDA含量、SOD活性总体呈上升趋势;POD活性总体呈先降再升后降的趋势;利用隶属函数分析得出14个早熟禾品种的抗旱性强弱顺序依次为:3号恩托佩草地早熟禾>10号细叶早熟禾>1号优异草地早熟禾>2号斗士草地早熟禾=9号蓝钻草地早熟禾>7号草地早熟禾>11号草地早熟禾>4号草地早熟禾>5号瓦巴斯草地早熟禾>8号早熟禾=13号肯塔基草地早熟禾>14号草地早熟禾>6号莫诺波利草地早熟禾=12号菲尔津草地早熟禾。     

盐碱胁迫对草地早熟禾生长和生理代谢的影响

以两个耐盐碱性差异较大的草地早熟禾品种‘午夜'(Midnight,耐盐碱性强)和‘旅行者Ⅱ号'(Voyager Ⅱ,耐盐碱性弱)为试验材料,分析了在生长箱水培模拟中性盐和碱性盐两种条件下,盐碱胁迫对早熟禾生长、电导率、叶绿素、光合特性、脯氨酸和有机酸代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫下早熟禾两个品种的生长率下降,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,尤其是在碱胁迫下,但在耐性强的品种中变化程度均小于耐性弱的品种;两个品种叶片脯氨酸含量主要在盐胁迫下升高,碱胁迫下无显著变化甚至下降;根系分泌的有机酸主要为草酸,且仅在碱胁迫下升高;盐碱胁迫下草酸在叶片和根系中的含量均呈下降趋势,尤其是根系在碱胁迫下;叶片和根系的苹果酸、柠檬酸和琥珀酸在盐胁迫下无显著变化,在碱胁迫下则显著升高,其中‘午夜'显著高于‘旅行者Ⅱ号'。由此可见,碱性盐比中性盐对草地早熟禾的伤害更大,中性盐胁迫下主要以积累脯氨酸等物质来调节渗透压,而在碱性盐胁迫下主要通过加强有机酸的代谢、积累和分泌来调节植株体内和根际环境的pH值;耐盐碱的品种在盐碱胁迫下能维持较高的光合作用和有机酸代谢,提高了植株内和根际环境pH的调节能力,因此具有较强的耐盐碱能力。     

干热对草地早熟禾生理反应与坪用质量的影响

研究18个早熟禾(kentucky bluegrass)品种在干热胁迫下的生理反应并给予评价。将18个早熟禾品种干热胁迫21 d,每隔3 d评定草坪质量(TQ)、叶片萎蔫率(LW),测定叶片相对电导率(EL)、叶片相对含水量(RWC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果显示:随着干热胁迫天数的增加,草坪质量、叶片相对含水量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性都明显下降,而叶片萎蔫率、叶片相对电导率和丙二醛的含量却明显上升。经层次聚类分析,18个品种的抗旱抗热性可分为3大类,其中午夜(Midnight)、橄榄球2号(Rugby)、纽布鲁(Nublue)、浪潮(I mpact)、抢手股(Bluechip)、公园(Park)为高抗旱抗热类群;诺德(Ronde)、康尼(Conni)、蓝月(Blue moon)、优异(Merit)、史诗(Odyssey)、纳苏(Nassau)和新哥来德(Nuglade)为中抗旱抗热类群;奖品(Award)、奖金(Prize)、新港(Newport)、塞尼(Celle)和校园(Campus)为低抗旱抗热类群。该研究旨在为选育抗旱抗热草坪草种提供理论依据。     

干旱预处理对抗旱性不同的2个草地早熟禾品种耐热性能的影响

为探讨干旱预处理诱导草地早熟禾耐热性效应和生理机制及不同品种对干旱预处理的差异响应,对抗旱性不同的2个草地早熟禾品种,“Midnight”(抗)和“Brilliant”(敏感)分别进行充足浇水(对照)和两轮干旱预处理,然后置入35℃/30℃(昼/夜)高温中胁迫25 d。在胁迫的0,5,10,15,20,25 d分别测定草坪外观质量及相应生理反应的动态变化。在胁迫期间,预处理“Brilliant”的草坪质量(TQ)显著(P<0.05)高于未经预处理材料;在胁迫5 d后,经预处理的“Brilliant”渗透势(OP)不断下降,而对照材料基本维持不变,在10和15 d时,预处理Brilliant的相对含水量(RWC)显著(P<0.05)高于对照;在胁迫的10～20 d,经预处理“Brilliant”的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著(P<0.05)高于未经预处理材料,而电解质渗透率(EL)值则相反;15 d时,经预处理的棕榈酸(16∶0)和硬脂酸(18∶0)含量显著(P<0.05)低于未经预处理材料,而亚麻酸(18∶3)含量正好相反,与之相对应,预处理“Brilliant”的双键系数(DBI)显著(P<0.05)高于对照。“Midnight”两处理的各测定指标变化趋势相近,无明显差异。结果表明,干旱预处理未能进一步提高抗旱性品种“Midnight”的耐热性,而有效提高了干旱敏感品种“Brilliant”的耐热性。“Brilliant”耐热性的获得与干旱预处理诱导其渗透调节能力的提高,激活抗氧化酶(SOD、CAT)活性从而保护膜脂中不饱和脂肪酸(18∶3)免受活性氧伤害而急剧下降密切相关,从而有效阻止叶片失水,稳定膜结构,延缓植株衰老。     

多效唑对6种草坪草苗期抗旱性影响的研究

草坪草在城市园林绿化中的广泛应用,加大了养护管理需水量。为了节约有限的水资源,本试验选用北方城市绿化常用的冷季型草坪草作为研究材料,采用盆栽方式,研究不同浓度的多效唑(PP333)对多年生黑麦草品种轰炸机(Bomber)、绅士(Esquire),紫羊茅品种北方(Beifang)、梦神(Rubra)以及草地早熟禾品种肯塔基(Kentucky)、优异(Merit)抗旱性的生理影响。研究结果表明,干旱胁迫30 d后,多效唑处理能显著提高6种草坪草的RWC、叶绿素含量和抗氧化物酶SOD活性,降低其叶片相对电导率、游离脯氨酸含量,这表明多效唑能有效提高它们的活力和抗旱性。通过对相关生理指标的综合比较分析,总结出对6种草坪草各苗期抗旱性能力有促进作用的最佳PP333浓度为:绅士、北方和梦神100 mg/L,轰炸机和肯塔基200 mg/L,优异300 mg/L。     

硅对干旱胁迫下草地早熟禾形态及生理特性的影响

摘要：通过测定人工模拟干旱缺水条件下,不同浓度硅处理后草地早熟禾(Poa pratensis)品种蓝宝石(Sapphire)总蒸散量、叶片相对含水量、叶片相对电导率、草坪质量、根干质量、根活性指标变化,研究了硅对干旱胁迫条件下草地早熟禾形态及生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫下草地早熟禾的总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性较对照（充分灌水）明显下降,而叶片相对电导率明显上升。在对照处理下,各浓度硅对总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性、叶片相对电导率均没有显著影响;而在干旱胁迫下,硅能明显促进草地早熟禾总蒸散量、叶片相对含水量、草坪质量、根干质量、根活性升高,促进叶片相对电导率明显下降,且以浓度为2.14 mmol/L时效果最佳。     

草地早熟禾在武汉地区的适应性研究

对25个引进草地早熟禾品种在武汉地区的适应性进行了观测分析。结果表明：所有参试品种均不能完全适应武汉地区过渡带的气候特点。其中，LXH表现尚佳，可进一步用于抗旱耐热新品种的选育；Ensema可作为刈割与草料兼用型草种。     

乙烯利对干旱胁迫下草地早熟禾生理指标的影响

以草地早熟禾(Poa pratensis)‘Nuglade'品种为试验材料,研究叶片喷施乙烯利对草地早熟禾在水分充足、干旱及复水恢复3种处理下叶片电解质渗透率、叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)等生理指标的影响。结果表明,乙烯利与对照组(CK)相比,乙烯利在干旱胁迫下保持更高的叶片相对含水量23.5%(对照为11.5%)和更低的电解质渗透率68.1%(对照为90.7%)及MDA含量53.90μmol·g~(-1)(对照检查131.62μmol·g~(-1)),且复水后的电解质渗透率恢复程度更好;此外乙烯利处理提高了复水恢复过程草地早熟禾的可溶性蛋白含量;说明,叶片喷施乙烯利能够缓解草地早熟禾的干旱胁迫损伤,并促进干旱后的复水恢复。