干旱胁迫对甘蔗根系碳氮代谢的影响

[目的]探究甘蔗根系响应水分变化的碳氮代谢生理应答机理,为后续研究甘蔗的抗旱性和高产栽培研究提供参考.[方法]以新台糖22号为试验材料,在大棚中采用桶栽方式,模拟自然干旱胁迫过程,在处理开始后第0、1、3、5、7、9、11、15、19和25 d采样并测定土壤水含量及甘蔗根系的水含量、碳水化合物和氮同化产物含量及关键酶活性,分析各项指标干旱胁迫后的动态变化趋势.[结果]干旱胁迫下,甘蔗根系水含量逐渐降低,至干旱胁迫第25 d时,根系水含量降至19.42%,较第0 d(75.64%)时降低56.22%(绝对值).随着干旱胁迫时间的延长,氮代谢中脯氨酸和游离氨基酸含量随着干旱程度的加重而逐渐增加,于干旱处理第25 d时均达最高值,分别为85.69和20.08 mg/gFW,而硝酸还原酶活性变化呈前期降低、中期升高、后期又逐渐下降的波动变化趋势.碳代谢中的可溶性糖含量波动升高,干旱胁迫第19 d时达最高值(4.47 mg/gFW),干旱胁迫第25 d时出现回落;淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反,干旱胁迫第25 d时淀粉含量降至最低值(0.55 mg/gFW),但淀粉酶活性逐渐升至最高值[18.15 mg/(gFW·min)].[结论]干旱胁迫下甘蔗根系通过调节碳氮代谢关键酶活性、碳水化合物和氮同化物含量从而避免干旱对根系的伤害,保障甘蔗正常生长发育,但根系只能在一定时间范围内抵御干旱胁迫造成的伤害,因此需要在干旱初期阶段做好防范措施.     

干旱胁迫对枳的氮含量及氮代谢相关基因表达的影响

以枳为试验材料,进行干旱胁迫处理(对照组的基质相对持水量维持在55%~65%),分别在处理后第7、17、27、37天采样,研究干旱胁迫对枳侧根、主根、茎、叶片中全氮含量的影响以及氮代谢途径中NRT、NR、NiR、GS、GOGAT、GDH等16个相关基因在侧根和叶片中的表达。结果表明:随着干旱时间的延长,枳的侧根、主根、茎、叶中全氮含量与对照相比均显著下降,其中侧根全氮含量下降最为显著;枳叶片中与氮代谢相关的16个基因均能被干旱胁迫诱导而上调表达,且多数基因在干旱第27天上调至最高水平,而后随着叶片的萎蔫而下调;枳侧根中有8个基因(NRT1.2、NRT1.7、GS2、NADH–GOGAT2、NADP–GDH、GDH1、GDH2、GDH3)在干旱处理后27天呈现不同程度的上调表达,有4个基因(NRT1.1、NRT1.5、GS1、NADH–GOGAT3)的表达基本不受干旱胁迫的影响,还有4个基因(NR、NiR、Fd–GOGAT、NADH–GOGAT1)的表达显著下调。     

干旱胁迫对不同耐旱型观赏草幼苗生长及碳氮代谢的影响

为探究干旱胁迫对不同耐旱型观赏草幼苗生长及碳氮代谢的影响,选择相对耐旱型观赏草蓝滨麦、中间型金边大米草和相对干旱敏感型常绿芒为材料,对其苗期施以4个不同水分处理的干旱胁迫,比较分析其应对干旱胁迫的幼苗生长、碳氮代谢关键产物以及相关酶活性的差异。结果表明：干旱胁迫抑制了3种观赏草株高和地径的生长,且对敏感型观赏草抑制程度较大,最大抑制率分别可达51.7%和34.3%。在碳代谢方面,耐旱型观赏草表现出较高的可溶性糖含量和SS、SPS活性,中度干旱条件下,较CK增长率分别比敏感型观赏草提高了9.8%、12.5%、31.7%。在氮代谢方面,耐旱型观赏草有着较高的FAA和可溶性蛋白含量,含量最高时相比CK提高54.2%、23.7%,比敏感型观赏草含量最高时高出20.1%、11.7%;3种观赏草的GS活性均呈上升趋势,但敏感型变化幅度较缓,且GOGAT、NR活性较低。此外,耐旱型观赏草通过更加稳定的碳氮代谢提高了自身应对干旱胁迫的能力,且不同耐旱型观赏草的幼苗生长应对干旱胁迫时的碳氮代谢主要相关响应物质存在差异。     

干旱胁迫下氮对烤烟生长及生理特性的影响

为了探究干旱胁迫下氮对烤烟生长及生理特性的影响,利用烤烟品种吉烟9号为材料,设置5个氮用量处理进行盆栽试验。试验结果表明,在农艺性状上,干旱胁迫下处理E(0.6g/kg土壤)的各项指标都优于其他处理,正常供水条件下,处理D(0.45 g/kg土壤)表现最佳,当氮用量增至0.6g/kg土壤时会抑制烟株的生长。在生理特性上,随着干旱胁迫的逐渐加剧烟叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量逐渐降低,而脯氨酸含量则逐渐升高,正常供水条件下个体指标均保持平稳,说明烤烟光合作用及抗逆指标对干旱胁迫非常敏感。各施氮水平间比较表明,较高的氮素营养有利于烤烟通过生理过程的调节来抵御干旱的侵袭,减小干旱损失。     

干旱胁迫对玉米叶片的影响

综述水分胁迫对玉米叶片形态结构和生理生化性能的影响,并进行展望。     

不同干旱胁迫对玉米产量的影响

[目的]筛选出适宜在广西干旱地区种植的玉米品种。[方法]选择在广西种植面积较大的12个玉米品种,在严格控水的条件下进行干旱胁迫试验,分析不同干旱胁迫对这12个品种产量的影响。[结果]不同干旱胁迫处理对玉米产量影响的差异达极显著水平;玉米品种先达901、桂单0810和迪卡008表现出较好的抗旱性,能够在正常灌水和干旱胁迫下达到较高的产量,可以抵御一定的干旱胁迫。[结论]干旱胁迫发生在玉米生长前期对产量的影响较大,且此影响即便遇后期降水也不可消除;在干旱地区选择种植抗旱品种可减少不必要的损失。     

干旱胁迫对玉米生长发育及其生理生化特性的影响

以玉米杂交种科河28为试材在武威进行了干旱胁迫对大田玉米生长发育、生理特性及光合特性的影响试验。结果表明:长期干旱胁迫使玉米叶片卷曲,叶面积减少,株高下降,单株叶片数和干物质积累量减少,果穗体积减小,穗粒重和百粒重降低,大幅减产,在极度干旱条件下几乎颗粒无收;同时干旱胁迫使气孔导度减小,气孔关闭,光合能力降低,净光合速率显著下降,植株生长受到抑制。     

高温干旱复合胁迫对玉米光合生理的影响

以玉米耐高温品种郑单958和高温敏感品种先玉335为试验材料,采用盆栽试验,研究高温、干旱及高温干旱复合胁迫对玉米苗期叶片光合生理的影响,为培育耐高温干旱的优良玉米品种提供理论依据。结果表明,胁迫处理后郑单958叶绿素含量均较自然环境生长（CK）显著减少,且所有处理间差异显著,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大,先玉335叶绿素含量变化与郑单958一致且受胁迫影响减少幅度更大;郑单958叶绿素a/b在干旱和高温干旱复合胁迫下均大于CK,先玉335仅高温干旱复合胁迫下大于CK。胁迫处理后郑单958和先玉335叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和电子传递速率均下降或显著下降,以干旱胁迫下降幅度最大,且干旱和高温干旱复合胁迫下郑单958下降幅度大于先玉335。高温胁迫显著增加了郑单958叶片中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCase）活性;干旱及高温干旱复合胁迫对郑单958叶片中PEPCase活性无显著影响,但显著降低了核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）活性。各胁迫条件下先玉335叶片中PEPCase活性均低于CK,以高温干旱复合胁迫减少幅度最大;Rubisco活性均显著低于C...     

干旱胁迫及氮水平对烤烟生理特征的影响

为了探讨干旱胁迫对烤烟生理特征的影响,以3个烤烟品种云87、6002(品系)、NC89为材料,设置高、中、低氮3个水平进行盆栽试验。结果表明,随着干旱胁迫的逐渐加剧,烟叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素含量逐渐降低,恢复供水后有所回升;而脯氨酸、丙二醛含量则逐渐升高,恢复供水后又迅速下降,说明烤烟光合作用及抗逆指标对干旱胁迫非常敏感。品种间的比较结果表明,抗旱品种云87较6002(品系)、NC89受害轻。各施氮水平间比较,较高的氮素营养有利于烤烟通过生理过程的调节来抵御干旱的侵袭,减小干旱损失。     

抽雄期干旱胁迫与复水对不同玉米品种生长及产量的影响

[目的]探讨广西不同玉米品种在抽雄期对干旱胁迫及旱后复水的响应,为玉米抗旱机理研究、抗旱品种选育及广西玉米秋播用种选择提供理论依据.[方法]在大棚内采用桶栽法对桂单0810、迪卡008、正大619、琛玉969和桂单901等5个玉米品种在抽雄期进行4、8、12、16和20d的干旱胁迫处理及相应胁迫时间后的复水处理试验,每个品种均以正常浇水为对照.[结果]干旱胁迫下各玉米品种的冠干重、根干重、次生根数、最长根长和绿叶数均比对照下降,且各指标与对照比值随胁迫时间的延长而下降.复水后,各指标的恢复生长量随胁迫时问的增加而减少;除最长根长在干旱胁迫4 d后复水出现超补偿生长外,其他指标均未产生超补偿效应.桂单0810、迪卡008和正大619在干旱胁迫下各指标的降幅均小于琛玉969和桂单901;复水后,前者的恢复能力又高于后者桂单0810、迪卡008和正大619的抗旱系数和抗旱指数均高于琛玉969和桂单901,通过抗旱系数的聚类分析,可将5个玉米品种分为两大类,桂单0810、迪卡008和正大619归为抗旱性较强的品种,桂单901和琛玉969归为抗旱性较弱的品种.[结论]桂单0810、迪卡008和正大619在抽雄期受干旱胁迫时根、冠生长所受影响较小,且在复水后能够有效地恢复生长,从而保证较高的生物量及产量,可作为广两秋播玉米抗旱品种推广应用.     

干旱胁迫对玉米地方品种苗期植株形态的影响

为了阐明干旱胁迫下玉米地方品种的苗期植株形态效应,采用盆栽试验,以4个玉米地方品种为材料,设置重度干旱胁迫、中度干旱胁迫和正常供水3个处理,研究了玉米地方品种在干旱胁迫下的幼苗植株形态特性。结果表明,干旱胁迫对玉米地方品种幼苗植株形态有不同程度的不利影响,不同玉米地方品种的耐旱性存在明显差异。玉米地方品种总体上表现出较高的耐干旱胁迫能力,不同地方品种的同一形态性状和同一地方品种的不同形态性状的干旱胁迫指数存在差异。综合分析干旱胁迫下4个地方品种的植株形态效应,品种C是耐旱性强的玉米地方品种,可作为耐旱种质加以利用,地方品种A和D的耐干旱胁迫能力较强,而地方品种B则对干旱敏感。此外,我国丰富的玉米地方种质为杂交种耐旱特性的遗传改良奠定了物质基础。     

干旱胁迫下玉米幼苗几种生理生化指标的变化

通过对三叶期玉米进行不同程度的干旱处理,分别于24 h和48 h后测定玉米幼苗叶片可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性共6个生理生化指标的变化。结果表明:不同处理玉米幼苗的生理生化指标均出现一定的变化规律,即随干旱胁迫程度的增加和时间的推移,可溶性蛋白、游离脯氨酸和MDA含量均呈增加趋势,SOD、POD和CAT活性总体呈现上升的趋势。     

干旱胁迫下维生素C对玉米幼苗生长的影响

［目的］揭示维生素C对增强玉米植株抗旱性的作用,为玉米田间施用维生素C提供参考依据。［方法］用不同浓度的维生素C对干旱胁迫下的玉米幼苗进行处理,测定玉米幼苗的形态指标 （叶片长度、植株高度、鲜重、干重和相对含水量）和生理指标［叶绿素含量和过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性］。［结果］一定浓度的维生素C对玉米幼苗各项指标都产生了明显的影响。在浓度为40 mg/L时,其效果较明显,形态指标叶片长度、植株高度、鲜重、干重和相对含水量分别比对照组上升了4.6%、12.9%、20.8%、20.0%和20.3%;生理指标叶绿素含量和POD、SOD活性也分别比对照组上升了75.6%、24.6%和23.4%。［结论］维生素C可以提高植物体内的水分含量,并在一定程度上调节酶的活性,对细胞膜起到一定的保护作用,提高了玉米的抗旱性。     

氮素和干旱胁迫对冬小麦幼苗生长发育及生理指标的影响

以小麦品种豫麦49-198和周麦22为材料,在水培条件下研究了氮素和干旱胁迫对小麦幼苗生长及生理指标的影响。结果表明,单一氮素和干旱胁迫均显著降低小麦株高和地上部干质量,而根干质量和根冠比升高,双重胁迫( N0+PEG)的影响最大。在2种胁迫下,根和叶片中的硝酸盐含量均显著降低,氮胁迫的影响大于干旱胁迫。叶片和根部的可溶性蛋白质和游离氨基酸含量在氮胁迫下下降,干旱胁迫下显著升高。叶片GS活性在氮胁迫下降低,但在干旱胁迫下不同基因型存在差异：豫麦49-198叶片GS活性增加,而周麦22降低。     

干旱胁迫下枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理生化调节

为探究干旱胁迫下不同枯草芽孢杆菌对玉米苗期叶片的生理调节作用,通过对干旱与正常水分下玉米根部接种R9-1、R59、R60等3 种不同植物根际的枯草芽孢杆菌及R59+R60组合菌种,测定玉米苗期叶片的抗氧化酶活性、细胞渗透物质、细胞膜氧化产物、H₂O₂、内源激素、相对含水量等生理生化调节物质以及叶片的K、P、N含量。通过主成分分析与相关性分析发现接种枯草芽孢杆菌主要影响玉米苗期叶片的可溶性糖、脱落酸（ABA）、磷（P）含量、超氧化歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶（POD）活性、叶片游离脯氨酸（PRO）含量、叶片相对含水量,其中叶片相对含水量与其他生理表现因子呈显著的负相关关系。干旱胁迫下,接种枯草芽孢杆菌的玉米苗期叶片抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低。接种R9-1、R59降低H₂O₂与ABA含量,接种R60、R59+R60提高ABA含量,接种R59、R60、R59+R60降低吲哚乙酸含量。隶属函数综合分析枯草芽孢杆菌对玉米的调节作用排名为：正常情况下R60＞ R59＞R9-1＞R59+R60＞CK1;干旱胁迫下R60＞R59+R60＞R59＞R9-1＞CK2。综上所述,接种枯草芽孢杆菌玉米苗期叶片的生理表现为抗氧化酶活性、细胞渗透调节物质、P、N含量显著降低,同时R59、R60、 R59+R60均有效提升玉米苗期叶片的相对含水量,说明接种枯草芽孢杆菌玉米苗期受干旱胁迫影响程度较小,所以接种枯草芽孢杆菌具有提升玉米苗期适应干旱胁迫的调节能力,从而保证自身的生长发育。     

干旱对不同玉米品种苗期根系生理生化特性的影响

以抗旱性不同的23个玉米品种为试材,用20％PEG溶液对幼苗进行模拟水分胁迫,研究了干旱胁迫下苗期根系生理生化特性的变化及其与品种抗旱性的关系。结果表明：苗期干旱导致根冠比和根系活力呈升高趋势,耐旱性品种升高幅度最大。苗期干旱,根系超氧化物歧化酶（SOD）活性升高,且耐旱性品种升高幅度大于中等耐旱和不耐旱品种;根系中MDA含量均增加,且耐旱玉米品种丙二醛（MDA）含量增量最小。本研究认为耐旱型玉米品种苗期根系在干旱胁迫下优势的内在机制是根系活力和清除活性氧的能力较强。     

花期干旱和灌溉条件下植物生长调节剂对玉米茎流和光合生理的影响

采用池栽和干旱棚模拟花期干旱胁迫,试验研究植物生长调节剂对玉米旱害和正常植株不同时期茎流和光合性能的影响.结果表明:在干旱胁迫条件下,外源CaCl2、ABA、6-BA、KT-30处理10 d显著抑制植株茎流强度,减少植株失水.还促进干旱影响植株的叶绿素含量(SAPD)、光化学效率(Fv/Fm)、光系统潜在活性(Fv/Fo)显著提高或者保持相对稳定,减缓干旱对植株光合作用的影响.在充分灌溉条件下,植物生长调节剂也使植株茎流强度下降,SAPD、Fv/Fm和Fv/Fo增加,但其作用强度弱于干旱胁迫处理.随着生育进程(处理20 d),植物生长调节剂还能增强玉米灌浆后期的植株茎流强度,使SPAD、Fv/Fm、Fv/Fo显著增加或者保持相对稳定,延缓干旱导致的植株衰老,但外源ABA具有双重作用,这与水分条件密切相关.研究还发现,Fv/Fm和Fv/Fo可作为植株衰老诊断指标.     

表油菜素内酯浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

用0.05 mg/L的表油菜内酯浸种24 h后,对其中部分种子用10%PEG模拟干旱胁迫,另一部分待出苗后对幼苗用10%PEG模拟干旱胁迫,测定种子萌发及幼苗生长过程中的相关指标。结果表明:与对照相比,表油菜素内酯浸种能显著提高干旱胁迫下玉米种子萌发指数、根长,但对萌发率、根数、根重、芽长、芽重并无显著影响;显著提高幼苗叶片光合速率、气孔导度,极显著提高叶片蒸腾速率,而叶片相对电导率、水分利用效率显著降低,但对胞间CO2浓度、叶绿素含量及叶片细胞渗透势并无显著影响。     

植物生长调节剂对干旱胁迫下玉米幼苗生长的影响

采用盆栽试验 ,研究了在模拟干旱胁迫下几种植物生长调节剂对玉米幼苗生长的影响。结果表明 :喷施植物生长调节剂可促进玉米幼苗的生长 ,苗高、根长、根数、叶面积、根冠较对照有明显增加 ,同时还提高了幼苗的叶绿素含量、脯氨酸含量和过氧化物酶活性 ,使植株的抗旱能力增强。喷施黄腐酸盐效果最好。