盐胁迫下褪黑素对小麦种子萌发和幼苗生理特性的影响

盐碱地会严重影响小麦种子的萌发和幼苗的生长。为了探究褪黑素对盐胁迫下小麦种子萌发和幼苗生长的影响,研究了NaCl(100 mmol·L^-1)胁迫下不同浓度的褪黑素(5、50、100、150、250μmol·L^-1)对小麦种子萌发、幼苗生长、光化学活性、叶绿素含量以及根细胞活力的影响。结果发现,100μmol·L^-1褪黑素能够显著缓解NaCl胁迫对小麦种子萌发的抑制作用;100～150μmol·L^-1褪黑素可明显改进盐胁迫下小麦幼苗的生长状况,显著缓解盐胁迫对PS (光系统)Ⅱ光化学活性的抑制和小麦幼根细胞死亡的发生;150μmol·L^-1褪黑素显著促进了小麦叶片叶绿素合成。综合分析表明,施用外源褪黑素可有效缓解盐胁迫对小麦造成的萌发率、光化学活性、叶绿素含量下降、生长迟缓、根细胞死亡等不利影响,以100～150μmol·L^-1褪黑素的缓解效果最为明显。     

外源褪黑素对盐碱胁迫下小黑麦种子萌发幼苗生长、抗氧化能力的影响

为了解外源褪黑素对盐碱胁迫条件下小黑麦种子萌发、幼苗生长及抗氧能力的影响,以小黑麦品种东农96026为材料,通过种子萌发试验和水培试验分析了盐碱胁迫(NaCl、NaHCO3摩尔比1∶1混合)条件下外源褪黑素(浓度200μmol·L^-1)添加后,小黑麦种子萌发指标、生长指标、渗透调节物质含量、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统相关酶活性和物质含量的变化。结果表明,外源褪黑素可显著提高盐碱胁迫条件下小黑麦的种子发芽率、发芽势和发芽指数,增加幼苗地上部分和根系的生物量,提高根系可溶性糖和可溶性蛋白含量。褪黑素可显著增强盐碱胁迫下小黑麦幼苗单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、抗坏血酸过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶活性,提高AsA和GSH含量及AsA/DHA和GSH/GSSG比值。由此说明,外源褪黑素能促进盐碱胁迫下小黑麦种子萌发和幼苗生长,提高渗透调节能力和抗氧化能力,从而有效地缓解盐碱胁迫对小黑麦生长发育的抑制效应。     

盐碱胁迫对亚麻苗期生长及阳离子吸收和分配的影响

为探讨盐碱胁迫下亚麻幼苗阳离子吸收和分配的特点,为盐碱地种植亚麻栽培技术提供理论指导。采用2种中性盐(Na Cl和Na2SO4)和2种碱性盐(Na HCO3和Na2CO3)分别混合模拟盐胁迫和碱胁迫,对中亚麻2号进行14天胁迫处理,测定了苗长、根长和茎长等生长指标,并分析了根系和地上部Na+、K+、Ca2+、Mg2+含量的变化。结果表明:(1)盐碱胁迫不同程度抑制了亚麻幼苗的生长,碱性盐胁迫比中性盐胁迫的抑制更严重。中性盐胁迫对亚麻茎的抑制较根更严重,而碱性盐胁迫则得到相反的结果。(2)盐碱胁迫大幅度增加了亚麻苗期根和地上部对Na+的吸收。中性盐胁迫下地上部K+的吸收增高,根的K+吸收降低。碱性盐胁迫下根和地上部K+的吸收均降低。中性盐胁迫和碱性盐胁迫下根和地上部Ca2+和Mg2+的吸收均降低,根系中的降低程度较地上部大。(3)相关性分析表明盐碱胁迫下Ca2+的吸收与Na+的吸收呈极显著负相关。     

盐胁迫对油葵种子萌发和幼苗生长及离子吸收、分布的效应

研究了100～300mmol/L NaCl胁迫对油葵种子萌发、幼苗生长及其离子吸收、分布的效应.结果表明,油葵在种子萌发出苗阶段表现较强的耐盐性.100～300mmol/L NaCl胁迫对油葵萌发的影响主要表现为推迟出苗、不影响出苗率.但100～300mmol/L NaCl处理均显著抑制幼苗生长,干物质积累速率下降.Na 主要积累在茎秆、根部,叶片中较少.Cl-主要积累于茎秆和叶柄,叶片和根系中较少.盐胁迫下叶片、叶柄中K 含量显著增加,根系吸收SK,Na、叶柄和叶片运输TSK,Na均显著上升,表明油葵在离子吸收和向上运输过程中,对K 具有较强的选择性,这是油葵具有较强耐盐性的主要原因.     

盐碱胁迫对花生种子发芽特性影响及盐害综合鉴定评价

随着土壤盐碱地面积不断扩大,盐碱胁迫成为影响花生萌发的重要因素之一。为探究花生品种耐盐碱特性,筛选耐盐碱花生品种,以发芽率、发芽势、发芽指数和盐害率为指标,益花1号、花育25号、花育39号、汾花1号、豫花37号为试验材料,分析NaCl、NaHCO₃和NaCl+NaHCO₃（1∶1）3种盐碱类型,4种胁迫浓度（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%）对花生种子萌发的影响,对比分析各指标间的差异,并进行耐盐碱能力评价。研究结果表明,盐碱胁迫抑制种子萌发,随着盐碱溶液浓度增加发芽率、发芽势和发芽指数均呈下降趋势,盐害率呈上升趋势,且NaCl+NaHCO₃（1∶1）胁迫程度大于NaCl和NaHCO₃,0.9%和1.2%浓度下种子不萌发。盐害等级划分结果与隶属函数综合评价结果显示,益花1号在3种盐碱胁迫下耐盐碱水平均较高,花育39号在各盐碱胁迫下耐盐碱性最差;益花1号为盐碱胁迫下的优势品种;新疆盐碱土壤类型主要为混合盐碱,综合各指标考虑,0.6%的胁迫浓度可作为评价各品种的耐盐碱性强弱的参考浓度。     

外源钙对盐胁迫下玉米幼苗不同器官离子含量的影响

以郑单958为试验材料,采用水培法研究盐胁迫下外源钙对玉米幼苗根、生长叶、成熟叶叶鞘和叶片生长的影响及K+、Na+、Mg2+、Ca2+含量,探讨盐胁迫下外源钙对玉米幼苗不同器官离子含量的影响。结果表明,外源钙可缓解盐胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,促进干物质积累及根冠比的增加。外源钙可明显降低根系对Na+的吸收量,减少Na+向地上部的运输量;增加对K+、Mg2+、Ca2+的吸收量和运输量;降低盐胁迫下玉米幼苗各器官Na+/Ca2+值、Na+/K+值,表明Ca2+可改善玉米幼苗体内的离子平衡,缓解盐胁迫造成的伤害。     

干旱胁迫对不同抗旱性小麦种子萌发及幼苗根芽生物量分配的影响

为探讨冬小麦种子萌发期抗旱性与幼苗生物量分配的关系,以小麦抗旱型品种长旱58和干旱敏感型品种漯麦18为材料,采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,测定和分析了干旱胁迫后小麦种子发芽率、幼苗根冠比、叶绿素含量等16个指标的变化。结果表明,干旱胁迫后,长旱58种子发芽率无明显变化,漯麦18种子发芽率显著下降。干旱胁迫下长旱58种子发芽势、发芽指数、活力指数和干物质转移量显著大于漯麦18,平均发芽时间显著小于漯麦18,长旱58幼苗根、芽的长度和干重及总干重均显著高于漯麦18。干旱胁迫显著增加漯麦18幼苗根冠比,对长旱58萌发第五和第七天的幼苗根冠比无显著影响。干旱胁迫显著降低漯麦18幼苗叶绿素含量,对长旱58无显著影响。由于小麦萌发期幼苗干物质累积取决于种子中营养物质的转移和呼吸消耗,因此推测种子营养物质的快速转移和低呼吸消耗有助于提高小麦萌发期的抗旱能力,促进干旱胁迫下种子萌发和幼苗生长。     

6-BA对Hg2+胁迫下小麦幼苗渗透调节物质及抗氧化特性的影响

为探讨6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)对Hg2+胁迫下小麦幼苗生长的调节作用,采用营养液水培法,以小麦品种807为材料,分析了叶面喷施不同浓度的6-BA对Hg2+胁迫下小麦幼苗叶片中渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及抗氧化物质含量的影响。结果表明,50mg·L-1 HgCl2处理后,小麦幼苗叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量显著降低,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量显著降低。叶面喷施一定浓度的6-BA能够提高Hg2+胁迫下小麦幼苗叶片的可溶性糖和可溶性蛋白含量,显著提高小麦幼苗叶片的POD、SOD活性和AsA、GSH含量,降低脱氢抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,提高小麦幼苗叶片的AsA/DHA和GSH/GSSG比值,从而缓解Hg2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。叶面喷施10mg·L-1 6-BA对缓解小麦幼苗Hg2+胁迫效果最好。     

不同品种小麦种子萌发和幼苗生长对镉胁迫的响应

为了明确不同品种小麦种子萌发和幼苗生长对Cd胁迫响应的差异,以对Cd耐性不同的2个小麦品种(丰优2号和丰优9870)为材料,研究了Cd胁迫对小麦种子萌发、幼苗生长、α-淀粉酶和抗氧化酶活性的影响.结果表明,Cd胁迫显著影响了发芽指数、活力指数和根生长,幼苗根和芽要比种子萌发对Cd敏感,根较芽更敏感.随着Cd~(2+)浓度的增加,幼苗根、叶中的MDA含量、G-POD活性明显增加,SOD活性呈现先增加后降低的趋势,而CAT、APX和α-淀粉酶活性呈下降趋势,且Cd~(2+)浓度越高下降幅度越大.两个小麦品种在种子萌发过程中受Cd的毒害程度不同,其中对丰优2号的影响更明显,在较高浓度Cd~(2+)胁迫下,丰优2号的α-淀粉酶、CAT、APX活性明显低于耐Cd品种丰优9870,说明Cd胁迫对前者的毒害更严重.     

氯化胆碱浸种处理对盐胁迫下小麦种子萌发以及幼苗生长的影响

为了明确氯化胆碱对盐害的缓解作用,以小麦品种周麦18为材料,采用不同浓度（0、200、400、600和800 mg·L^-1）的氯化胆碱溶液浸种处理,研究氯化胆碱浸种对NaCl（150 mmol·L^-1）胁迫下种子萌发以及幼苗生长的影响。结果表明,盐胁迫下小麦种子的萌发受到抑制,叶片叶绿素含量以及根系活力下降,叶片质膜透性增大,丙二醛和脯氨酸含量上升;而400 mg·L^-1氯化胆碱浸种处理能明显提高盐胁迫下小麦种子的萌发率,缓解幼苗叶绿素的降解,增加可溶性糖含量,提高根系活力,降低叶片质膜透性,减少丙二醛和脯氨酸的积累。由此说明,氯化胆碱浸种可以缓解盐胁迫引起的小麦幼苗的失水伤害以及膜脂过氧化,从而增强小麦幼苗的抗盐性。     

盐胁迫对燕麦幼苗Na+、K+吸收和离子积累的影响

为了解盐胁迫下燕麦幼苗Na~+、K~+吸收和离子积累规律,以燕麦品种中耐盐性较强的Vao-9和耐盐性较弱的白燕5号为试验材料,用离子流检测技术研究了70 mmol·L~(-1)盐(NaCl和Na_2SO_4摩尔比1∶1混合)胁迫0、24、48和72 h后,幼苗根系Na~+、K~+流速、流向,并测定根、茎、叶中Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)积累量。结果表明,盐胁迫48 h后,根系Na~+外排速率显著增加(P0.05),且Vao-9的Na~+外排速率显著高于白燕5号;K~+外排速率随胁迫时间的延长呈增加趋势,Vao-9的K~+外排速率显著低于白燕5号;燕麦在盐胁迫下体内Na~+增加,K~+下降,Ca~(2+)、Mg~(2+)变化不明显,但各器官中4种离子分配有差别;盐胁迫72 h时,Vao-9叶中Na~+分配较白燕5号少5.2%,茎中多7.4%;Vao-9叶和茎中K~+分配较白燕5号分别多4.4%和2.5%,Ca~(2+)分配分别多3.5%和3.8%;叶片Ca~(2+)积累量增加且Vao-9始终大于白燕5号,两品种茎中Ca~(2+)、Mg~(2+)积累量在胁迫72 h时差异显著,Vao-9叶中Na~+/K~+、Na~+/Ca~(2+)、Na~+/Mg~(2+)值均较白燕5号低。这说明较强的Na~+外排能力和K~+保持能力以及离子在植株各器官的合理分配是耐盐品种适应盐胁迫的重要途径。     

盐胁迫下钾吸收途径的抑制对小麦叶片K~+、Na~+含量的影响

为研究盐胁迫下小麦维持钾、钠平衡的生理机制,以耐盐小麦沧麦6005和盐敏感小麦矮抗58为材料,利用TEA、NEM、Ba(NO_3)_2三种药物分别抑制钾离子通道、钾载体及非选择性阳离子通道,测定正常及盐胁迫下小麦叶片K~+、Na~+含量,比较耐盐性不同的小麦品种在K~+、Na~+吸收中的差异。结果显示,盐胁迫下,沧麦6005和矮抗58叶片K~+含量下降,Na~+含量增加;沧麦6005叶片Na~+含量低于矮抗58,K~+/Na~+比值高于矮抗58。正常条件下,NEM、TEA处理均可降低沧麦6005和矮抗58叶片K~+含量,NEM处理较TEA处理效果更为明显;TEA处理显著降低了盐胁迫下矮抗58叶片K~+含量,而NEM处理则明显降低了盐胁迫下沧麦6005的叶片K~+含量;TEA、NEM、Ba(NO_3)_2处理降低了盐胁迫下矮抗58叶片Na~+含量,仅NEM处理降低了沧麦6005叶片Na~+含量。综上所述,正常条件下,钾载体是小麦K~+吸收的主要方式;盐胁迫下,耐盐品种和盐敏感品种K~+吸收途径不同,耐盐品种的NSCCs和钾离子通道具有更强的"拒钠"能力。     

不同剂量的低能N+离子束照射对玉米种子当代幼苗期性状的影响

以豫玉32和豫玉33干种子为原始材料，用低能N⁺离子注入，观察并记载低能N⁺离子注入玉米干种子后对当代玉米幼苗期几个性状的影响。发现不同品种的玉米种子对相同剂量的N⁺离子注入的敏感程度不同；低能N⁺离子对种子的发芽率、幼苗的根长、株高都有很大的影响；从玉米防倒伏的角度考虑，发现1.0×10¹⁷ ion/cm²可能是对豫玉33和豫玉32进行诱变的最佳剂量，为下一步大规模地开展玉米低能N⁺离子诱变打下了基础。     

7OE+8*亚基对东北强筋小麦品种品质性状影响研究

小麦品质改良是东北春麦区强筋小麦育种的主要目标之一。Glu-B1位点7^OE+8^*亚基为超强筋小麦品种必备基因。为了明确该亚基在东北春麦区强筋小麦遗传背景下的品质遗传效应,本研究利用分子标记和选择回交相结合的手段,将7^OE+8^*亚基定向导入到强筋小麦品种龙麦26和龙麦35（Glu-B1位点均为7+9亚基）的遗传背景之中,对BC₅F₁、BC₆F₁群体和自交BC₆F₂鉴定获得的纯合品系进行7^OE+8^*亚基遗传效应评价。结果表明,在强筋小麦品种龙麦26(7+9)和龙麦35(7+9)遗传背景下转入7^OE+8^*亚基后,其干面筋、面筋指数、形成时间、稳定时间、断裂时间、拉伸面积、延伸性和最大抗延阻力等品质指标3年平均分别提高1.3%(P=0.82)和1.8%(P=0.49)、6.6%(P=0.59)和4.7%(P=0.37)、55.0%(P=0.24)和35.8%(P=0.56)、44.5%(P=0.43)和32.8%(P=0.73)、41.4%(P=0.31)和30.0%(P=0.66)、28.0%(P=0.05)和23.4%(P=0.37)、6.5%(P=0.47)和5.8%(P=0.42)、19.5%(P=0.31)和18.0%(P=0.38);Zeleny沉降值2年平均分别提高6.8%和11.4%。以上结果表明,在2个强筋小麦品种遗传背景下,Glu-B1位点转入7^OE+8^*亚基较7+9亚基对各项品质指标改良均存在正向效应,但提高幅度存在差异,对形成时间、稳定时间、断裂时间、最大抗延阻力、拉伸面积等衡量面筋质量的指标提高幅度更大,表明该亚基对面筋质量改良效应显著。综上所述,7^OE+8^*亚基可作为东北春麦区强筋小麦遗传背景下品质性状进一步改良的优选基因,为超强筋小麦育种的重要基因资源。     

肥料增效剂对夏玉米植物学性状、产量构成及土壤中NH4+-N和NO3--N的动态影响

2014、2015年夏季,试验采用单因素随机区组设计,以先玉335为材料,设置两种肥料增效剂、7种施肥方式,研究大喇叭口期和抽雄期植物学性状、施肥后0、14、28、42 d时0~30 cm和31~60 cm土壤中NH_4~+-N和NO_3~--N含量以及收获时玉米穗部性状和产量差异。结果表明,分期施肥比全部氮肥作底肥更能促进夏玉米茎粗、叶面积、气生根数量、穗长、穗行数和行粒数等增加。与对照和不施用肥料增效剂相比,0~30 cm和31~60 cm土层中施用两种肥料增效剂的NH_4~+-N含量较高,NO_3~--N含量较低,控制了NH_4~+/NO_3~-比例。两种肥料增效剂相比,Entrench效果明显优于NMAX。     

外源褪黑素对铬(Cr6+)胁迫下小麦幼苗光合特性和养分吸收的影响

为明确褪黑素对铬(Cr⁶⁺)胁迫下小麦幼苗光合和养分吸收的调节作用,在水培条件下以豫麦51(铬敏感型)和扬麦16(耐铬型)为材料,分析了Cr⁶⁺胁迫下外源褪黑素预处理(100μmmol·L^-1)后小麦幼苗光合和荧光参数及养分含量的变化。结果表明,Cr⁶⁺胁迫显著降低了小麦叶片叶绿素含量、气孔导度(G_s)和光系统Ⅱ(PSⅡ)活性,导致光合速率(P_n)显著降低;Cr⁶⁺胁迫也显著减弱了根系对营养元素(N、P、K、Mg、Fe和Mn)的吸收和转运。外源褪黑素处理显著提高了Cr⁶⁺胁迫下小麦幼苗的P_n、G_s、叶绿素(a和b)含量、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭(qL)和电子传递能力(ETR),增加了根系和叶片营养元素的含量。综合来看,外源褪黑素会促进Cr⁶⁺     

不同供Fe~(3+)水平对玉米苗期生长的影响

采用不同浓度Fe3+-EDTA(0、10、50、100、250、500μmol/L)处理2叶1心去胚乳的正红505玉米幼苗,16 d后测定其株高、茎粗、叶面积、根长、根体积、根鲜重、茎叶鲜重、叶绿素、活性铁含量等玉米生长发育指标,利用DPSv7.05统计分析软件进行统计分析。结果表明,低浓度供Fe3+抑制玉米地上部的生长,高浓度供Fe3+则明显抑制地下部的生长;正红505玉米苗期生长的最为适宜的供Fe3+浓度为100μmol/L。叶片活性铁和叶绿素含量均随供铁浓度增加而增加,二者相关性达到极显著水平,与供铁浓度符合逻辑斯蒂函数模型,并且与植株生长状态(株高、茎粗、叶面积、茎叶重量等)相关性也达到显著水平。活性铁含量和叶绿素含量可作为玉米早期潜在性缺铁诊断的综合指标。     

小麦质膜Na+/H+逆转运蛋白TaSOS1的表达分析

为探讨小麦质膜Na⁺/H⁺逆转运蛋白TaSOS1在逆境条件下的生物学功能,采用荧光定量PCR（RTPCR）方法,对 TaSOS1基因在4种不同胁迫条件下（200 mmol·L^-1 NaCl、4℃低温、100 μmol·L^-1 ABA和15% PEG6000）的表达水平进行了定量分析。结果表明,在正常条件下,小麦根中 TaSOS1的mRNA表达量要高于叶中的表达量。盐胁迫处理下,根中 TaSOS1特异性上调表达,说明 TaSOS1基因在根中的功能更强,其表达与盐胁迫有关且具有组织特异性;在4℃低温处理下, TaSOS1在叶中上调表达;而在ABA和PEG6000两种处理条件下, TaSOS1的表达没有规律性,推测 TaSOS1的表达途径可能为非ABA依赖型且与盐离子的特异性有关。生物信息学分析的结果表明,小麦质膜Na⁺/H⁺逆转运蛋白TaSOS1与拟南芥和水稻的质膜Na⁺/H⁺逆转运蛋白AtSOS1和OsSOS1具有高度的同源性,由此可以推测小麦TaSOS1具有与AtSOS1和OsSOS1类似的功能,可以把植物体内Na⁺排出体外,以减轻Na⁺对植物的毒害。     

皂化麦麸对重金属Cd~(2+)的吸附作用及吸附机理研究

为扩大纤维素类生物吸附剂的开发利用资源,采用五因子二次回归正交旋转组合设计方法对影响皂化麦麸吸附Cd2+的因子进行优化,得出在吸附时间为1h、加入量为0.20g、pH=6、温度20℃、浓度2.00mg·L-1时,皂化麦麸有最大吸附率(YMax=99.19%)。对比试验表明,皂化麦麸对Cd2+的吸附优于活性炭,纤维素在吸附中起主要作用。扫描电镜下皂化麦麸表面显示粗糙和多褶皱的物理吸附特征,红外光谱显示皂化麦麸中-OH、-CH3、C≡C、C=C、C=O、C-O基团可能参与吸附作用。吸附等温线和吸附动力学模型显示,皂化麦麸对Cd2+吸附符合Freundlich等温式和二级动力学模型。皂化麦麸经过解吸附可以反复使用。     

外源调节物质对铬(Cr6+)胁迫下小麦种子萌发的缓解效应

为明确外源调节物质对Cr⁶⁺胁迫下小麦种子萌发的缓解机制,利用水培试验研究了葡萄籽提取物（grape seed extract,GSE）、氯化血红素（hematin chloride,Hemin）和茉莉酸甲酯（methyl jasmonate,MeJA）对Cr⁶⁺胁迫下小麦种子萌发的影响。结果表明,Cr⁶⁺胁迫显著降低了小麦种子发芽率、幼苗根长、株高、干物质积累量及种子α-淀粉酶活性,同时提高了小麦根系渗透调节物质的含量,并引发氧化胁迫。外源GSE、Hemin和MeJA均可有效缓解Cr⁶⁺胁迫对小麦种子萌发的不良影响,促进种子萌发和幼苗生长,提高小麦根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强α-淀粉酶、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（ascorbase peroxidase,APX）和谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）的活性。其中,GSE对Cr⁶⁺胁迫的缓解效果最佳。总之,外源调节物质可以通过提高Cr⁶⁺胁迫下小麦种子萌发过程中的淀粉水解能力、渗透调节能力和抗氧化能力,提高小麦的耐Cr⁶⁺性。