乙烯调控植物耐涝机制的研究进展

随着全球气候变暖和极端天气的频发,涝害已成为农业的主要自然灾害之一,造成严重的经济损失。为了适应涝渍环境,植物通过乙烯等信号物质调控涝渍胁迫应答。本文从涝渍胁迫下乙烯的合成、乙烯信号转导途径关键基因及调控机制、乙烯信号介导的耐涝形态适应机制、乙烯信号与低氧信号交互对话等方面阐述了乙烯调控植物的耐涝机制,并提出了今后的研究方向,以期为植物涝害应对及耐涝新品种选育提供理论指导。     

涝渍胁迫下辣椒的生理特性

在土培条件下采用模拟涝渍胁迫的方法,对8个辣椒(Capsicum annum L.)品种在涝渍胁迫期间和随后恢复过程中的叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和抗氧化酶活性及胁迫后的形态特征进行了研究和观察。结果表明,涝渍胁迫下,8个辣椒品种叶绿素含量均降低,而可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升后降趋势。另外,辣椒叶片外观形态结果表明,湘妹籽008的耐涝性最强,河西牛角椒和新一代中华红的耐涝性最差,而早星、红玫瑰、红贵404、博辣五号、新尖椒四号的耐涝性中等。     

棉花遭受涝渍胁迫后的快速恢复技术

[目的]研究棉花苗期遭受涝渍胁迫后,采用不同的恢复技术对棉花形态、生理和产量及其构成因子的影响,为遭受涝渍胁迫后的棉花快速恢复提供理论参考。[方法]采用盆栽方法,以湘杂棉8号F1、中棉所63F1为试验材料,淹水15 d排除渍水后进行恢复,设置双对照,共13个处理。研究采用恢复技术后棉花形态生长、SPAD、产量、棉铃等特征变化。[结果]涝渍胁迫后采用恢复技术能加快棉花株高及叶片增长。喷施天丰素、尿素及磷酸二氢钾等技术能提高主茎功能叶叶绿素含量。喷施萘乙酸、赤霉素、乙烯利、尿素加磷酸二氢钾,土壤穴施复合肥,土壤穴施复合肥配合喷施尿素加磷酸二氢钾等恢复技术均能提高单株地上部分干物质积累量及总干物质积累量,其中总干物质积累量提高最大的技术为土壤穴施,分别比胁迫不采用恢复技术处理总干物质积累量提高45.2%、70.4%;总干物质积累量恢复到不受涝渍胁迫处理的54.1%、58.2%。对籽棉产量分析,植株喷施尿素加磷酸二氢钾、土壤穴施氮磷钾复合肥2项技术,与涝渍胁迫不采用恢复技术对照比较均达极显著差异,其中植株喷施尿素加磷酸二氢钾技术比涝渍胁迫不采用恢复技术对照提高94.9%、144.5%,恢复到未受涝渍胁迫对照的71.3%、73.6%。[结论]通过试验数据分析,棉花苗期遭受涝渍胁迫后,喷施尿素加磷酸二氢钾、土壤穴施复合肥均能快速恢复棉花生长。     

脱落酸对涝渍条件下棉花幼苗生长及相关生理指标的影响

涝渍胁迫是长江中下游棉花产区面临的主要逆境之一。在前期研究基础上,利用5μmol/L脱落酸(ABA)喷施涝渍胁迫条件下的棉花幼苗叶片,检测涝渍处理期间棉花幼苗叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,以及叶绿素、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、可溶性糖及脯氨酸的含量,并于涝渍处理后测量株高及生物量。结果显示:与对照相比,ABA处理可以显著提高涝渍条件下棉花幼苗的株高、生物量、叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量及SOD、POD、CAT活性,显著降低MDA及H_2O_2含量。由结果可知,外源喷施ABA可以提高棉花的耐涝性。     

涝渍胁迫对切花菊‘黄中黄’生理活性的影响

为了解决切花菊由于大水漫灌以及大量降雨所引起的根系衰弱和植株死亡的问题,采用土培模拟涝渍胁迫,对菊花品种‘黄中黄’的根系活力、叶绿素、丙二醛和电导率进行测定。结果表明：电导率随着涝渍时间的延长持续上升,叶绿素呈现先下降后上升再下降的趋势,丙二醛含量变化最为明显,涝渍开始后第3天的丙二醛含量相当于对照的700%,第9天为对照的1730%。根系活力呈现先下降后上升的趋势,第9天的α-萘胺含量为对照的43.02%,部分植株开始枯萎死亡。说明涝渍胁迫加速了切花菊‘黄中黄’的衰老。     

涝渍相随对棉花产量与品质的影响

 利用测坑试验研究了棉花花铃期涝渍相随对产量及品质的影响。结果表明 ,棉花花铃期受涝渍相随的影响很大 ,不同涝渍处理棉花产量差异显著 ;涝渍胁迫对棉花品质有一定影响 ,但处理间差异不大。通过数学模型定量分析表明 ,涝渍连续过程中涝和渍对作物的影响程度不同 ,涝对棉花产量的影响远比渍大 ,渍前受涝越严重 ,减产越严重。     

涝渍胁迫对植物生长的影响及其化学调控技术

涝渍胁迫是农业生产的限制因子之一.涝渍胁迫条件下植物细胞感受到缺氧信号,并做出适应性调节,如产生厌氧蛋白质等.同时植物细胞的代谢途径也发生改变,其突出的特征是以无氧发酵代替有氧呼吸.涝渍胁迫也可以诱导植物生长形态的改变,如通气组织的形成和不定根的产生等.从植物的生长形态、生理代谢、内源激素等方面概述了涝渍胁迫对植物产生影响的研究现状及其进展.指出了目前对植物受涝渍胁迫进行化学调控等方面存在的问题,提出了今后深入研究的方向.     

涝渍胁迫对大豆产量性状的影响

在测坑中于大豆(Glycine max)开花期进行持续涝渍胁迫试验,结果表明:大豆开花期受涝渍胁迫时间愈长,大豆减产愈严重,大豆受涝2 d~10 d,减产11.19%~42.84%。大豆不同生育阶段受涝渍胁迫,以苗期受灾最轻,开花期受灾最重。在低产田中,大豆经常遭受涝渍胁迫,减产高达90%以上。分析表明,涝渍水深(SFEW30)与大豆相对产量(Ry)存在着很好的线性负相关关系。     

涝渍胁迫下生姜幼苗生长及体内保护酶活性变化

研究涝渍胁迫下生姜幼苗生长和体内保护酶活性的变化。结果显示,涝渍胁迫下生姜幼苗生长明显受到抑制,与对照相比,涝渍10 d时生姜地下干质量降低46.45%;地上生物量降低37.69%,根茎比显著下降,根中ADH活性在涝渍5、10 d时均显著升高。涝渍处理下植株体内保护酶活性变化明显,涝渍前期SOD、CAT、APX活性均上升,涝渍后期酶活性下降,而POD活性则一直受到抑制。叶片中叶绿素a、叶绿素b含量和可溶性蛋白含量显著下降。膜脂过氧化产物(MDA)在涝渍5 d后明显升高,显示植株体内氧化压力增加。     

低洼易涝区耕地改良研究进展

低洼地是地势较低的一类耕地，其易受涝渍影响，土壤生产力低，作物产量低而不稳，是典型的中低产田，提高低洼地生产力对粮食稳产及农业可持续发展尤为重要。本文通过文献汇总，分析了当前我国低洼易涝区涝渍胁迫的形成原因和对农业生产的影响。研究表明涝渍胁迫改变了土壤的通透性、酸碱度以及土壤有机质含量等理化性质，影响土壤酶活性和微生物活性，抑制作物根系、叶片等器官的发育，进而导致作物减产；同时，从农业措施、工程措施和生物措施3个方面，总结了机械改土、栽培措施、秸秆还田、轮作、有机肥施用、田间排水(暗管排水、明沟排水和鼠道排水),以及选育耐涝渍种质资源等技术对低洼易涝区耕地的改良效果，并提出研究展望。     

脱落酸对涝渍胁迫下小麦产量的影响

为了研究脱落酸(ABA)在小麦对涝渍胁迫响应过程中的生理作用,在涝渍胁迫条件下用0.05μmol/L ABA喷施小麦叶片,检测逆境处理期间小麦叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性,及丙二醛(MDA)含量和相对外渗电导率,并于收获后测产。生理指标测定结果表明,与对照相比,ABA处理可以显著提高涝渍条件下小麦叶片内SOD、POD及CAT活性,同时显著降低叶片内MDA含量及相对外渗电导率水平;测产结果表明,ABA处理可以显著提高涝渍条件下小麦的产量。可见,ABA可以提高小麦对涝渍胁迫的抗性,进而增加小麦在涝渍条件下的产量。     

涝渍胁迫对大豆产量性状的影响

在测坑中于大豆（Glycinein max）开花期进行持续涝渍胁迫试验，结果表明：大豆开花期受涝渍胁迫时间愈长。大豆减产愈严重。大豆受涝2d～10d．减产11．19％～42．84％。大豆不同生育阶段受涝渍胁迫．以苗期受灾最轻，开花期受灾最重。在低产田中．大豆经常遭受涝渍胁迫，减产高达90％以上。分析表明。涝渍水深（SFEW30）与大豆相对产量（Ry）存在着很好的线性负相关关系。     

涝渍胁迫对厚皮香幼苗叶绿素荧光的影响

以1年生厚皮香实生幼苗为试验材料,分别进行涝害与渍害处理,研究不同涝渍胁迫时间下,厚皮香幼苗叶绿素荧光特性的动态变化。结果表明,与对照组相比,渍害组、涝害组幼苗叶绿素荧光参数除Fo升高以外,Fv/Fo、Fv/Fm、φPSⅡ和ETR均有一定程度下降。幼苗涝渍胁迫时间与φPSⅡ、ETR呈极显著负相关;涝渍胁迫下厚皮香幼苗叶绿素荧光各参数间具有相关性,与渍害胁迫相比,涝害胁迫在叶绿素荧光特性上对厚皮香幼苗不良影响更为严重。     

氮肥与涝渍胁迫时间对抽雄期夏玉米叶片生理特性的影响

为了探究氮肥与涝渍胁迫时间对抽雄期夏玉米生理特性的影响，选用裕丰333为试验材料，采用盆栽试验，施氮量设置3个水平处理，分别为0、180和300 kg·hm^-2，记为N0、N1和N2。共设置3个胁迫时长处理，分别为3 d、5 d和7 d，记作S3、S5和S7；3个胁迫恢复时长2 d、4 d和6 d，记作R2、R4和R6。在涝渍胁迫-恢复期间分别测定夏玉米叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性，丙二醛(MDA)以及叶绿素含量。研究表明，在涝渍胁迫期间，高氮素水平下，涝渍胁迫时长增加会减少SOD活性但会增加CAT活性。相同的施氮水平下，MDA和叶绿素含量没有显著性变化，说明涝渍胁迫对于玉米叶片MDA和叶绿素的含量影响较小。在涝渍胁迫与恢复期间，抗氧化酶活性随着氮素水平的提高而显著增大。在高氮素水平下，叶绿素含量在淹水3 d达到最大。高氮素水平有利于改善抽雄期夏玉米生理特性。     

初花期淹水胁迫对大豆叶片AsA-GSH循环的损伤及烯效唑的缓解效应

[目的]研究淹水胁迫对初花期(R1)大豆叶片抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响及烯效唑(uniconazole,S3307)的调控效应,为提高大豆耐涝性及烯效唑的应用提供理论依据.[方法]2019年在黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心盆栽场,以耐涝品种垦丰14和涝渍敏感品种垦丰16为试验材料,进行盆...     

江汉平原四湖地区涝渍稻田节肢动物群落结构和动态

研究了江汉平原四湖地区涝渍害对稻田节肢动物群落结构和动态的影响。通过与非涝渍地对比 ,发现涝渍胁迫使节肢动物群落的物种数和个体数减少 ,共有 1 9目49科 74种 ;群落的时间异质性明显 ;生物多样性及其时间稳定性降低     

陆地棉耐涝相关性状主成分及聚类分析

以34份陆地棉(Gossypium hirsutum Linn.)品种为材料,考查苗期涝渍胁迫及正常供水对照的苗高、主茎红绿比、茎粗、叶片数、叶面积、SPAD值、地上部分鲜重、地上部分干重、地下部分鲜重、地下部分干重等性状,以耐涝系数作为评价指标,采用主成分分析及聚类分析进行耐涝性综合评价。利用耐涝度量值进行模糊聚类,将34个供试棉花品种耐涝性划分为3类,聚类结果基本与供试材料的选育和种植区域的特点相符,其中新陆早19相对耐涝,新陆早36和苏棉20相对敏感。     

γ-氨基丁酸对渍水胁迫下小麦产量的影响

为了研究γ-氨基丁酸(GABA)对小麦(Triticum aestivum L.)涝渍胁迫响应过程中的生理作用,利用5 mg/L GABA在人为渍水胁迫条件下喷施小麦叶片,检测逆境处理期间小麦叶片内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性以及丙二醛(MDA)含量与相对电导率,并于收获后测产。生理指标测定结果表明,与对照相比,GABA处理可以显著提高涝渍条件下小麦叶片内SOD、POD及CAT活性,同时显著降低叶片内MDA含量及相对电导率水平;测产结果表明,GABA处理可以显著提高渍水条件下小麦的产量。暗示GABA可以提高小麦对涝渍胁迫的抗性,进而增加小麦在涝渍条件下的产量。     

外源水杨酸对涝渍胁迫下小麦产量及相关生理指标的影响

为了研究水杨酸(SA)在小麦对涝渍胁迫响应过程中的作用,利用200 mmol/L SA外源喷施涝渍胁迫条件下的小麦叶片,检测逆境处理期间小麦叶片内几种常见保护酶的活性,丙二醛(MDA)、可溶性糖、脯氨酸含量及相对外渗电导率,并于收获后测产。结果表明,与对照相比,SA处理可以显著提高涝渍条件下小麦叶片内脯氨酸、可溶性糖含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,显著降低相对外渗电导率及MDA含量;大田试验结果表明,SA处理可以显著提高涝渍条件下小麦的产量。     

作物涝渍排水试验及其设施建设

简要分析了以持续受渍和涝渍胁迫为特征的排水试验研究动态，根据作物涝渍排水试验研究的需要和研究实践，总结和探讨了适应新型排水试验的硬件建设和试验方法。