不同供磷水平对宽叶雀稗形态及生理的影响

为探讨宽叶雀稗在不同供磷水平条件下的形态及生理变化,了解宽叶雀稗对磷胁迫的适应策略,以期为宽叶雀稗的磷养分管理和生理调控提供理论依据。试验采用砂培法,设置极低磷(2 μmol·L^-1)、低磷(20 μmol·L^-1)、适磷(200 μmol·L^-1,对照)、高磷(600 μmol·L^-1)、极高磷(1000 μmol·L^-1) 5个供磷水平处理,分别在胁迫10、20、30 d后测定幼苗生长状况、根系形态、保护酶活性的变化。结果表明,低磷和极度低磷胁迫显著降低了宽叶雀稗植株高度和地上生物量,同时,叶面积和叶周长均有降低的趋势;根系生物量、总根长、根表面积、根体积、根尖数目、根冠比均高于适磷处理,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、酸性磷酸酶(ACP)活性均显著增强(P<0.05),叶片电导率和根部电导率显著提高(P<0.05);主成分分析表明,CAT活性、POD活性和根系磷酸酶活性、根尖数目和根膜透性受磷胁迫的影响较大,供磷水平为600 μmol·L^-1时表现较好;偏最小二乘回归分析表明,根表面积、根系磷酸酶活性和叶周长是影响宽叶雀稗产量的重要指标。综合表明,宽叶雀稗可通过降低地上生物量、增加根系数量和根表面积、提高保护酶活性来适应低磷胁迫。     

外源NO对镧胁迫下燕麦幼苗活性氧代谢和矿质元素含量的影响

为探讨外源NO对稀土元素镧(La)胁迫下燕麦幼苗生理响应的调节作用,采用水培方法,研究了NO供体硝普钠(SNP)对20 mmol/L La³⁺胁迫下幼苗生长、活性氧代谢和矿质元素吸收的影响。结果表明,La³⁺胁迫下燕麦幼苗根长、株高和植株干重明显下降,根系和叶片活性氧(O2·-和H₂O₂)水平及丙二醛(MDA)含量显著提高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量提高;施加100 μmol/L SNP能显著缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,降低La³⁺胁迫下燕麦幼苗根系和叶片O2·-、H₂O₂、MDA、AsA和GSH含量,提高SOD、CAT、POD和APX活性。La³⁺胁迫提高了燕麦幼苗根系和叶片La和铜(Cu)的富集量,抑制了钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)的吸收;施加100 μmol/L SNP可显著抑制燕麦从根系向叶片La的转运,缓解La³⁺胁迫对K、Ca、Mg、Fe吸收的抑制及对Cu吸收的促进效应,使根系中Zn、Mn含量下降,叶片Zn、Mn含量增加。由此表明,外源NO能够通过提高抗氧化酶活性及影响La的转运和矿质元素吸收,缓解La³⁺胁迫对燕麦幼苗的氧化伤害和生长抑制。     

磷对铝胁迫紫花苜蓿幼苗根系生长和生理特征的影响

为了探究磷对铝胁迫下紫花苜蓿幼苗生长和生理特征的影响,分别用不含和含200 μmol·L^-1磷（P）、100 μmol·L^-1铝（Al）、200 μmol·L^-1 P+100 μmol·L^-1 Al的简易 ［Ca（NO₃）₂］营养液（pH=4.5）处理铝敏感紫花苜蓿品种‘Wl440’幼苗。结果表明,在铝处理中添加磷后,苜蓿幼苗根系和叶片中的铝含量分别比铝处理降低81.53%和61.47%,苜蓿幼苗的根长和根系活力显著提高,叶片电导率和丙二醛（MDA）含量显著下降;光合生理得到明显改善,与铝处理相比,磷添加处理幼苗叶片的叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和光合速率明显提高,光系统Ⅱ和光系统I的电子传递速率增加;磷添加处理明显提高了铝胁迫苜蓿根系的草酸和苹果酸含量,体内有机酸螯合铝离子的能力增强,光合能力提高。因此,磷能够通过增加根系有机酸含量,改善铝胁迫苜蓿光合系统,从而缓解苜蓿铝毒害。     

锰胁迫对黄花草种子萌发及幼苗生理生化特征的影响

为探明锰胁迫下黄花草的抗性生理适应机制,以该植物种子为试验材料,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000 μmol·L^-1)胁迫对黄花草种子萌发、幼苗生长的影响及胁迫7、15、30 d生理生化特征的变化。结果表明:1)随着锰浓度的增加,黄花草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈下降趋势;幼苗芽长、根长、生物量和根冠比则先增加后下降,呈现出“低促高抑”现象;2)1000~5000 μmol·L^-1锰处理增加了黄花草幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值;当浓度继续增加且胁迫时间延长时,叶绿素含量和叶绿素a/b值降低;3)在胁迫第7天,黄花草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性随锰浓度增加逐渐下降,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随锰浓度增加呈上升趋势;在胁迫第30天,SOD和POD活性均显著下降,CAT活性无明显下降;4)黄花草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在胁迫第7、15天随锰浓度增加而增加,在胁迫30 d后则均下降;5)丙二醛(MDA)含量随着锰浓度的增加和胁迫时间的延长而显著增加。研究结果表明,1000~5000 μmol·L^-1锰处理会促进黄花草幼苗的生长;该植物可以通过不同抗氧化酶差异化响应及渗透调节物质含量的提高,减轻高浓度锰胁迫所造成的损伤,提高对锰的耐性。     

外源一氧化氮提高裸燕麦幼苗的耐碱性

采用营养液砂培方法,研究外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对NaHCO₃胁迫下裸燕麦幼苗生长、活性氧代谢和渗透溶质积累的影响。结果表明,1~200 μmol/L SNP能够缓解75 mmol/L NaHCO₃胁迫对裸燕麦幼苗生长的抑制作用,25 μmol/L SNP的缓解作用最明显,可降低裸燕麦叶片O2·-、H₂O₂、丙二醛和有机酸含量,增强幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、抗坏血酸过氧化物酶和质膜H⁺-ATPase活性,提高叶片谷胱甘肽、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离氨基酸、脯氨酸含量和K⁺/Na⁺,但对抗坏血酸含量影响不大。分析表明,外源NO可能通过激活抗氧化系统活性、促进渗透溶质积累和改善Na⁺、K⁺平衡缓解碱胁迫对幼苗的伤害和生长抑制,从而提高裸燕麦的耐碱性。     

盐胁迫对赖草离子吸收和运输的影响

本试验用NaCl(0,100,200,300,400,500,600,700 mM),Na₂CO₃和NaHCO₃(0,50,75,100,150,200,300,400 mM)对盆栽赖草幼苗(Leymus secelinus)在温室进行胁迫,通过研究其不同部位离子含量和离子的选择性运输,分析探讨赖草的耐盐生理。结果表明:NaCl,Na₂CO₃和NaHCO₃胁迫后,赖草幼苗根系的Na⁺含量均高于茎叶的含量,Cl^-含量是茎叶高于根系,根系的限制Na⁺能力随盐浓度的增加而增大。赖草幼苗在300 mM NaCl以下不受影响,Na₂CO₃ 浓度低于150 mM可以通过K⁺和Ca²⁺的协调来抵制Na⁺和Cl^-的积累,NaHCO₃浓度高于200 mM时,茎叶Na⁺和Cl^-含量增加,受胁迫严重。随盐浓度的增加,Na/K比增加,但茎叶的增加量小于根系,说明赖草的耐盐方式是通过根系限制Na⁺向茎叶运输,从而避免或减轻Na⁺对茎叶的损伤。     

铝胁迫对西藏野生垂穗披碱草种子萌发及幼苗生长的影响

采用水培的方法,以采自西藏高寒区域不同地区的野生垂穗披碱草种子为材料,初步探讨了酸性环境下(pH 4.5)不同浓度的Al³⁺(0、0.5、1.0和1.5 mmol·L^-1)胁迫对垂穗披碱草种子萌发及幼苗生长的影响,以期为酸铝土壤的改良提供优良的种质资源。研究结果显示,低浓度Al³⁺(0.5、1.0 mmol·L^-1)对3种垂穗披碱草种子的发芽率无显著影响(P>0.05),但Al³⁺浓度为1.5 mmol·L^-1时,3种垂穗披碱草种子的发芽率均被显著抑制(P<0.05)。同时,3种野生牧草的根长、株高、根重及茎叶重在Al³⁺胁迫下受到了不同程度的抑制,且根系被抑制的程度大于茎叶。此外,植物幼苗中丙二醛和可溶性糖作为受胁迫程度的重要指标,其含量在3种垂穗披碱草幼苗中均随Al³⁺浓度的升高呈现出上升的趋势。结果还表明,1.5 mmol·L^-1 Al³⁺处理时,那曲、申扎、浪卡子垂穗披碱草根系中铝含量分别是地上部的12.2、15.3、17.5倍。铝毒和磷缺失往往是酸性土壤中同时存在的问题,这严重影响了植物生长,研究表明Al³⁺抑制了垂穗披碱草对磷的吸收及转运。通过隶属函数法对3种垂穗披碱草的抗铝特性评估结果显示,采自申扎县的垂穗披碱草对Al³⁺的耐性较高,可驯化育种,为酸性土壤的改良提供优质的种质资源。     

不同盐分类型胁迫对豌豆幼苗离子吸收、累积及运输的影响

为了探究不同类型盐分(NaCl、混合Na盐和混合Cl盐)胁迫下3个品种(‘银豌1号’、‘S5001-1’和‘737’)的豌豆幼苗对离子吸收与运输的生理机制,采用水培方法对3个品种的豌豆幼苗的盐分离子吸收、分布、累积特性进行了研究。结果表明,1)3个品种的豌豆幼苗在NaCl和混合Na盐处理下,地上部和根系Na⁺ 含量较对照均显著增加,而K⁺、Ca²⁺含量则显著降低;混合Cl盐处理下,豌豆幼苗地上部和根系Na⁺ 含量较对照均无显著差异,而Cl^-、K⁺、Ca²⁺ 和Mg²⁺含量均显著高于NaCl处理和混合Na盐处理。2)3个品种的豌豆幼苗在正常生长条件下均优先吸收并富集K⁺,其次是Ca²⁺;在NaCl和混合Cl盐处理下优先吸收并富集K⁺,其次是Na⁺ 和Cl^-;混合Na盐处理下则优先吸收并富集Na⁺ 和K⁺,其次是Ca²⁺,但不同处理下离子的分布和累积状况在不同品种的豌豆幼苗间有所不同。3)NaCl和混合Na盐处理下,3个品种的豌豆幼苗的离子选择性吸收系数SA_K,Na、SA_Ca,Na和SA_Mg,Na显著升高,而在混合Cl盐处理下显著降低。同一处理下,3个品种的豌豆幼苗间的离子选择性运输系数也表现不同,NaCl和混合Na盐处理下,‘S5001-1’的ST_K,Na和ST_Ca,Na较对照显著升高,而‘银豌1号’的ST_K,Na和ST_Ca,Na在混合Na盐和混合Cl盐处理下较对照显著降低,3个品种的豌豆幼苗间的ST_K,Na在混合Cl盐处理下无显著差异。以上结果说明,NaCl和混合Na盐处理下,豌豆幼苗地上部对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的累积量明显下降,同时为了应对盐分胁迫,根系对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及运输能力则显著增强;在混合Cl盐处理下,豌豆幼苗地上部对Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及累积量较其他两种盐分处理明显增加,但根系对于Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺的吸收及运输能力则显著低于其他两种盐分处理,而且品种间差异显著。本结果对于阐明不同盐分类型胁迫下植物对离子吸收与运输的生理机制提供一定的理论依据。     

锰胁迫对苍耳种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

为探明苍耳对锰胁迫适应的生理生化机制,以苍耳种子为试验材料,采用培养皿滤纸法,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000 μmol/L)胁迫对苍耳种子萌发、幼苗生长及生理生化特性的影响。结果表明:1)1000~5000 μmol/L锰胁迫显著提高了苍耳种子的萌发率,增加了幼苗的芽长和根系活力;当浓度>5000 μmol/L时,发芽势、发芽指数、活力指数以及根长、鲜重、干重、根冠比均显著降低;2)随着锰浓度的升高,苍耳幼苗叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、愈创木酚过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先增加后下降的变化趋势;3)苍耳幼苗体内活性氧和膜脂过氧化物含量随着锰浓度的升高显著增加,超氧阴离子自由基(O2· -)产生速率、羟自由基(OH^·)浓度、H₂O₂和MDA含量分别增加了154.69%、47.29%、100.09%和200.96%。研究结果显示,苍耳对锰胁迫具有较强的耐性,可作为锰矿废弃地修复的备选植物。     

酸铝胁迫下红三叶种质萌发期和幼苗期生长特性及综合评价

为评价红三叶种质耐酸铝能力强弱,以30份国内外红三叶种质材料为对象,研究其萌发期和幼苗期不同Al³⁺浓度胁迫下的生长特性,并根据灰色理论对红三叶耐酸铝性进行综合评价。结果表明：随着Al³⁺胁迫浓度的增加,红三叶相对发芽率逐渐降低,胚根变短,变粗;相对于发芽率,胚根对Al³⁺胁迫更为敏感,在4 mmol/L的Al³⁺胁迫下,胚根长度仅为对照的0.16倍。红三叶幼苗能够耐受20 mmol/L的Al³⁺胁迫,但在酸铝胁迫下其根系和茎叶生长受到抑制,相对根总长度、相对根表面积、相对根体积、相对根尖数、相对地上生物量、相对地下生物量、相对叶绿素含量及相对绿叶率均显著降低。不同浓度间红三叶各性状差异显著,2 mmol/L和10 mmol/L的Al³⁺浓度可分别作为红三叶萌发期和幼苗期耐酸铝评价的处理浓度。幼苗期的相对根表面积、相对根尖数、相对叶绿素含量和相对绿叶率可以作为红三叶耐酸铝评价的关键指标,其模型预测值与综合评价值显著相关。聚类分析可将30份红三叶种质聚类为3...     

一氧化氮对铅胁迫下杂花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响

以杂花苜蓿阿尔冈金(Medicago varia cv.ALgonquin)为试验材料,采用沙培方法,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对Pb2+处理下杂花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响。结果表明,与对照比,用SNP(100μmol/L)、低Pb2+浓度(250mg/L)和SNP与低Pb2+浓度组合(100μmol/L SNP+250mg/L)处理均增加了杂花苜蓿种子的发芽势、发芽率、胚芽胚根长,提高了幼苗脯氨酸、可溶性糖及可溶性蛋白质的含量,增强了根系活力,降低了MDA含量。高Pb2+浓度(500mg/L)处理不利于杂花苜蓿种子萌发和幼苗生长,且100μmol/L SNP不能缓解高铅胁迫对种子萌发及幼苗生长的抑制作用。     

铝处理对苜蓿种子萌发及其幼苗生理生化特性的影响

在种子萌发试验中,低于０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ａｌ＾３＋处理对苜蓿种子的萌发无明显的影响,高于０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ａｌ＾３＋处理则明显降低种子的发芽数量,速度和质量,降低萌发种子的蛋白酶活性和自由氨基酸的含量,加速种子的电解质外渗。在幼苗生长的试验中,低于０．０５ｍｍｏｌ／Ｌ和Ａｌ＾３＋处理对苜蓿幼苗的生长略有促进作用,０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ａｌ＾３＋处理对其无明显的影响,高于０．１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ａｌ＾     

巴哈雀稗苗期对不同浓度磷胁迫的生理适应机制

为了探究巴哈雀稗(Paspalum notatum)的最适磷浓度,揭示其对非适宜磷浓度的生长和生理应答机制,本研究以巴哈雀稗为试验材料,设置5种磷水平(P1:2 μmol·L^-1;P2:20 μmol·L^-1;P3:200 μmol·L^-1;P4:600 μmol·L^-1;P5:1 000 μmol·L^-1),测定胁迫10,20,30 d后各生理指标和胁迫30 d后各形态指标。结果表明:总根长、根分枝数、根尖数、根表面积、总根体积在P2磷水平最大;根平均直径随着磷水平的升高而升高;脯氨酸和根系酸性磷酸酶活性随着磷水平的升高而降低;叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量在P4磷水平最大;鲜重根冠比与干重根冠比均在低磷水平(P2)最大;叶片电导率、丙二醛含量、过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性在P4磷水平均最小。利用主成分分析和模糊隶属函数结合的方法综合评价表明,P4磷水平最适宜巴哈雀稗的生长。     

外源2，4-表油菜素内酯对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特性及离子吸收、运输和分配的影响

为明确外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide,EBR)诱导紫花苜蓿幼苗抗盐性的效果及其可能的生理调节机制,采用营养液水培法,以紫花苜蓿品种‘中苜3号’和‘陇中苜蓿’为材料,研究NaCl胁迫下施用外源EBR对紫花苜蓿幼苗光合色素含量、气体交换参数及离子吸收、运输和分配的影响。结果表明,1)150mmol/L NaCl胁迫下,苜蓿幼苗叶片的光合色素含量显著降低,光合能力及地上、地下生物量显著下降,苜蓿幼苗体内无机离子的吸收、运输和分配等代谢过程失调。2)NaCl胁迫下,施用0.1μmol/L外源EBR后,苜蓿幼苗叶片的Chla、Chlb、Chla+b、Chlx·c含量及Chla/Chlb显著提高,Chl/Car显著降低,Pn、Tr、Gs、WUE均显著提高,光合能力增强,促进了地上、地下生物量的积累。苜蓿幼苗不同器官(叶片、茎秆、根系)中的Na~+、Cl~-含量及Cl~-/Na~+显著下降,K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量及K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+、Mg~(2+)/Na~+显著升高,体内无机离子的运输比及阳离子的运输选择性比率得到有效调控。3)说明外源EBR能够有效缓解盐胁迫对苜蓿幼苗造成的光抑制,增强有机物的合成和积累,促进对无机离子的选择性吸收和运输,维持体内的离子代谢平衡,提高苜蓿幼苗的耐盐性。     

钙磷对酸铝胁迫后紫花苜蓿-根瘤菌体系结瘤固氮的修复效应

本试验采用水培法,以三得利紫花苜蓿和耐酸苜蓿根瘤菌91522为材料,探讨了酸铝胁迫处理苜蓿幼苗1周后,施加Ca²⁺、P对紫花苜蓿-根瘤菌结瘤固氮性能和群体感应的修复/恢复作用。结果表明,酸铝毒害后,Ca²⁺对紫花苜蓿-根瘤菌结瘤过程有显著的修复效应,根瘤菌群体感应、根瘤固氮酶活性显著提高;4 μmol/L P素营养与Ca²⁺存在交互效应,导致苜蓿现瘤时间较未经修复的处理提前14 d,苜蓿结瘤总数提高了247.09%,结瘤率达到90%,根毛变形率由3.33%提高到28.89%。Ca²⁺对结瘤动力学曲线的修复作用主要表现为从开始结瘤起同期结瘤数显著提高。P素对结瘤数影响在Ca²⁺ 5 mmol/L条件下较显著;Ca²⁺对固氮酶活性有显著提高作用,而且5 mmol/L效果优于10 mmol/L,4 μmol/L P素可以进一步提高固氮酶活性。初步认为,补充Ca²⁺和4 μmol/L P可以促进根瘤菌在酸铝胁迫条件下群体感应物的分泌、改善苜蓿根毛对结瘤信号的感知和变形,修复酸铝对苜蓿和根瘤菌的毒害,恢复和提高固氮性能。     

中国假俭草种质资源耐铝性变异分析

 以美国引进的常用品种‘Ｃｏｍｍｏｎ’假俭草和目前最耐铝的假俭草品种‘ＴｉｆＢｌａｉｒ’为对照品种,采用小容积营养液培养法对选用来自中国１３个省份的５１ 份假俭草种质资源耐铝性进行评价。结果表明,１５００μｍｏｌ／Ｌ 的铝（ＡｌＣｌ３·６Ｈ２Ｏ）胁迫下假俭草种源间的生长存在显著差异,其中相对根系干重、相对地上部分干重、相对全株干重的变异系数分别为２０．５５％,１５．６２％和１５．５２％。采用隶属函数值的方法对供试材料的耐铝性划分５个等级,处于１～３级的（较耐铝种源）共２１个,占总数的３９．６％,处于第４级的（中间型）共１９个,占总数的３５．９％,处于第５级的（铝敏感种源）共１３个,占总数的２４．５％。其中‘Ｃｏｍｍｏｎ’假俭草和耐铝的‘ＴｉｆＢｌａｉｒ’假俭草属于中间类型,这说明中国假俭草种源的耐铝性存在很大的开发潜力。