羊草根、叶在干旱和盐胁迫下的生理反应

我国北方干旱气候和盐渍化土地严重限制了羊草(Leymus chinensis)生长,为探究羊草在逆境下根、叶的联系与区别,为提高羊草耐盐性和耐旱性提供理论依据,本研究通过设置不同浓度PEG(20%、30%、40%、50%)溶液和NaCl溶液(100、200、300、400mmol·L~(-1)),模拟不同程度干旱和盐生境,测定干旱胁迫和盐胁迫下羊草根、叶抗氧化酶系统(APX、CAT、POD)活性和可溶性蛋白含量的变化,对比羊草根、叶在胁迫下的生理反应。结果显示,轻度盐胁迫下(100mmol·L~(-1)),羊草主要通过叶片的APX消除活性氧自由基,渗透调节部位主要在叶片中;中度盐胁迫(200、300mmol·L~(-1))下,根部、叶部分别主要通过提高POD和CAT活性来消除活性氧;胁迫严重时(400 mmol·L~(-1)),根部APX显著升高,叶片则通过提高POD和CAT活性共同抵抗活性氧的危害,渗透调节也会从叶片转为根、叶共同作用。干旱胁迫初期(20%),羊草主要依靠根、叶中的APX和叶中的CAT来消除活性氧,随着胁迫加重,根中的APX和叶中的CAT活性提高,共同抵抗活性氧危害,根、叶中POD活性一直呈下降状态,对抵抗活性氧自由基伤害作用不大,渗透调节部位主要在叶片中。     

外源甜菜碱对盐胁迫下黑果枸杞种子萌发和幼苗保护酶活性的影响

为了探究外源甜菜碱对盐胁迫下黑果枸杞(Lycium ruthenium)种子萌发及抗氧化物酶系活性的影响,对采自于河西走廊黑河中游的黑果枸杞进行种子萌发及幼苗生长试验,测定其发芽率(GP)、发芽势(GV)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、相对盐害率和抗氧化物酶系[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)]等指标。结果显示,25mmol·L~(-1)的NaCl处理,对黑果枸杞种子的萌发具有促进作用,50~300mmol·L~(-1)的NaCl处理则有抑制作用;黑果枸杞种子萌发的NaCl浓度的临界值是50mmol·L~(-1),极限值是300mmol·L~(-1);随着NaCl浓度的增加,SOD、POD和CAT活性均不同程度地表现为"先上升,后下降"的趋势。在添加外源甜菜碱处理后,各NaCl浓度处理下的SOD、POD和CAT活性均有不同程度的增加。综上表明,甜菜碱能有效减缓盐胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长产生的伤害,提高种子及幼苗的抗盐能力。     

不同盐胁迫水平下硅对高羊茅幼苗生物量、酶活性和渗透调节物质的影响

采用盆栽试验研究了高羊茅(Festuca arundinacea)幼苗在不同盐浓度胁迫下生物量、抗氧化酶活性和渗透调节物质对硅的响应。结果显示,随盐浓度增加高羊茅生物量逐渐降低,而盐浓度小于50 mmol·L~(-1)或大于250mmol·L~(-1)时,硅对高羊茅生物量没有明显影响,盐浓度介于50到250mmol·L~(-1),硅显著提高了高羊茅生物量(P0.05)。随着盐浓度增加过氧化氢酶(CAT)活性呈上升趋势,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,添加硅虽然提高了POD、SOD和CAT活性,但不同酶显著增加时盐浓度存在一定的差异。可溶性糖和可溶性蛋白含量随着盐浓度的增加呈先上升后下降的趋势,丙二醛含量呈上升趋势,盐浓度为200和250mmol·L~(-1)时,可溶性糖和可溶性蛋白含量达到峰值,添加硅均降低了高羊茅体内可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量。上述结果表明,硅对高羊茅适应盐胁迫能力的影响在盐浓度间存在分异,过低或过高盐浓度时,硅对高羊茅适应性没有显著影响,中盐浓度时,硅能通过增强高羊茅体内的抗氧化酶活性、改善渗透调节过程和降低膜质氧化来增强其对盐胁迫的适应性。     

外源水杨酸对NaCl胁迫下紫花苜蓿幼苗生长和生理特性的影响

为了探明水杨酸对NaCl胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗生长和生理特性的影响,以"威斯顿"紫花苜蓿品种为材料,采用盆栽试验方法,研究叶面喷施不同浓度水杨酸(0,0.5,1.5,2.5mmol·L~(-1))对不同NaCl处理(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)下紫花苜蓿苗期生长及抗性生理的影响。结果表明,随着NaCl浓度的增加,紫花苜蓿幼苗生长受到显著抑制,在0.6%、0.9%和1.2%盐浓度胁迫下,添加0.5、1.5mmol·L~(-1)外源水杨酸后,紫花苜蓿的株高、茎粗、一级分枝数、叶片相对含水量均显著提高(P0.05);同时,叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著升高;相对电导率、丙二醛(MDA)含量显著降低(P0.05)。可见,适宜浓度水杨酸可以改善不同浓度NaCl胁迫下紫花苜蓿的生长状况,提高其耐盐能力。     

PEG模拟干旱胁迫下硅对紫花苜蓿萌发及生理特性的影响

在已知硅能提高植物抗逆性的基础上,采用实验室发芽法研究PEG干旱模拟下,硅对紫花苜蓿(Medicago satiava L.‘Sadie7’)萌发及生理的影响。初步探讨硅肥对紫花苜蓿抗旱性的调控机制,以期筛选出有效提高紫花苜蓿抗旱性的适宜硅肥浓度。结果表明:在一定干旱程度和适宜硅浓度下,紫花苜蓿种子发芽率、发芽势和胚根长有所提高,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加,而丙二醛(MDA)含量降低。在10%PEG胁迫下,施用1.00mmol·L~(-1)硅酸钾显著提高紫花苜蓿种子发芽势和发芽率,当硅酸钾浓度达到2.50mmol·L~(-1)时会抑制其发芽。在10%和15%PEG浓度下,1.00 mmol·L~(-1)硅酸钾处理后胚根长显著(P0.05)大于对照。在5%和10%PEG胁迫下,2.00mmol·L~(-1)硅酸钾处理显著提高了紫花苜蓿幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性;在15%PEG浓度下,2.50mmol·L~(-1)硅酸钾处理显著降低了幼苗丙二醛(MDA)含量,且提高过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性。干旱胁迫程度不同,所适宜的能提高紫花苜蓿抗旱性的硅酸钾浓度不同。研究表明,硅从紫花苜蓿种子萌发开始就作用其生理生化过程,并且提高其抗逆性。     

混合盐碱胁迫对鹰嘴紫云英种子萌发及幼苗生理特性的影响

以鹰嘴紫云英为材料,将中性盐NaCl、Na_2SO_4和碱性盐NaHCO_3、Na_2CO_3按不同比例混合,以碱性盐比例逐渐增加的趋势,模拟出18种天然盐碱生态条件(浓度20～120 mmol/L),在鹰嘴紫云英种子萌发期及幼苗期进行胁迫处理,通过对萌发期各项发芽指标及幼苗期相关生理指标的测定,分析鹰嘴紫云英各生理特性对混合盐碱胁迫的响应特点。结果表明:混合盐碱胁迫对鹰嘴紫云英种子萌发及幼苗生理特性均产生了明显的抑制作用。萌发期其发芽率、发芽势、幼芽和幼根长度均随盐浓度的增加呈下降趋势,苗期幼苗随着盐浓度的递增,鹰嘴紫云英的丙二醛(MDA)含量呈增加趋势,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性表现为先上升后下降的趋势,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性随盐浓度的增加呈下降趋势。在A(无碱性盐)、B(碱性盐比例较低)、C(碱性盐比例较高)的混合盐碱胁迫中,鹰嘴紫云英在低度(20～40 mmol/L)的B组胁迫下生长表现最好,在低度(20～40 mmol/L)、中度(60～80 mmol/L)、重度(100～120 mmol/L)胁迫下A组具有较强的耐性。     

盐旱胁迫对花花柴种子萌发与幼苗生理生化特性的影响

为探明花花柴(Karelinia caspica)种子萌发和幼苗对盐旱胁迫的耐受性,采用不同浓度的PEG-6000溶液和NaCl溶液模拟盐旱胁迫,研究盐旱胁迫对花花柴种子萌发及幼苗保护酶活性、相对电导率和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,1)花花柴种子最终萌发率随着NaCl和PEG胁迫程度的升高而降低,低浓度胁迫下的种子最终萌发率与对照无显著差异(P0.05);当PEG质量分数大于20%、NaCl溶液浓度大于100mmol·L-1时,各处理下的种子最终萌发率差异显著(P0.05)。2)NaCl浓度为200~300mmol·L-1和PEG质量分数为5%~15%胁迫下的花花柴幼苗叶片丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性随着胁迫时间延长逐渐升高;当幼苗在400~500mmol·L-1 NaCl和25%的PEG胁迫下时,叶片MDA含量随着胁迫时间延长逐渐升高;POD、SOD和CAT活性随着胁迫时间延长先升高后降低。可见,花花柴对逆境环境具有较强的适应能力;25%的PEG为其耐旱临界值,300mol·L-1 NaCl为其耐盐临界值。     

6-BA对盐胁迫下老芒麦幼苗 生长及生理特性的影响

以采自甘肃天祝高寒草地野生老芒麦(Elymus sibiricus)为材料,利用营养液砂培法,研究6-苄基腺嘌呤(6-BA)缓解NaCl盐胁迫对老芒麦幼苗伤害的能力。结果表明,NaCl单盐胁迫下,随着盐浓度的增加,植物地上部各形态指标和叶绿素SPAD值均下降,尤其在250mmol·L~(-1) NaCl胁迫下株高降低明显。无盐胁迫下,≥20mg·L~(-1)6-BA处理对老芒麦促生效果明显,可溶性蛋白和游离脯氨酸含量在30mg·L~(-1) 6-BA处理下较无6-BA处理分别增加了98.1%和5.7倍,丙二醛(MDA)在10mg·L~(-1) 6-BA处理下较无6-BA处理降低了64.9%。NaCl胁迫下,6-BA处理可缓解盐胁迫对植物生长的伤害,以较高浓度6-BA(≥10mg·L~(-1))缓解效果显著(P0.05),尤其在250mmol·L~(-1) NaCl胁迫下经20 mg·L~(-1) 6-BA处理的植株,叶绿素SPAD值较仅NaCl胁迫处理增加了17.3%,可溶性糖在100mmol·L~(-1) NaCl胁迫下经20mg·L~(-1) 6-BA处理,其含量较无6-BA处理增加了1.7倍。经隶属函数综合分析发现,20mg·L~(-1) 6-BA处理缓解盐胁迫造成植株受伤害的效果理想,而不同浓度6-BA处理下,100mmol·L~(-1) NaCl胁迫对植株伤害较小。     

混合盐碱胁迫对藜麦种子萌发和幼苗抗氧化特性的影响

针对西北地区藜麦栽培土壤限制问题,研究盐碱胁迫对藜麦种子萌发及抗性相关酶特性的影响,探讨藜麦对盐碱土壤的适应机制,为藜麦在盐碱地的栽培实践提供理论依据。将中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和碱性盐(NaHCO_3、NaCO_3)按不同比例混合模拟出20种混合盐碱条件对藜麦种子进行胁迫,分析盐碱胁迫下藜麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和抗氧化酶活性及同工酶表达。结果表明:5种盐碱胁迫均引起藜麦种子发芽率,发芽势,发芽指数降低,且随着盐浓度的增加,萌发受到显著抑制(P<0.05),对藜麦种子萌发影响较大。A,B处理组各浓度盐碱胁迫下超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和谷光甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)活性均高于CK;C,D,E处理组SOD活性均低于CK,但GR活性在50mmol·L-1盐碱浓度时高于CK。过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在盐碱浓度为50mmol·L-1时最高,随盐浓度增加POD活性比CK降低4倍,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性随盐碱浓度的增加而下降。SDS-PAGE分析发现,盐碱胁迫可诱导SOD,POD,CAT,GR同工酶出现新的条带,但随着盐碱浓度的增加,酶带的表达量降低。上述结果说明,盐碱胁迫抑制藜麦种子萌发,其中Na_2SO_4和NaHCO_3对藜麦种子萌发抑制效应明显。本试验条件下,藜麦的耐盐碱阈值为50mmol·L-1,其中盐碱浓度是影响藜麦种子萌发的主要因素,盐组分值对藜麦种子萌发影响次之。     

NaCl胁迫对唐古特白刺幼苗生理指标的影响

为明确唐古特白刺(Nitraria tangutorum Bobr.)对NaCl胁迫的生理响应特征,采用盆栽法研究不同NaCl浓度(25,50,75,100,200,300,400 mmol·L^-1,以0 mmol·L^-1为对照)对其幼苗叶片抗氧化物酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明:胁迫10,20,30 d后,抗氧化物酶活性随胁迫浓度的增大呈相似的规律性变化,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT) 和过氧化物酶(POD)活性均在低浓度盐胁迫(25~100 mmol·L^-1)时上升,高浓度盐胁迫(200~400 mmol·L^-1)时下降;丙二醛(MDA)含量随盐浓度增加持续上升;脯氨酸(Pro)含量在胁迫10,20,30 d后,均随盐浓度增高而持续上升,同一盐浓度下,10~20 d上升幅度较大、20~30 d上升幅度较小;可溶性蛋白质(SP)含量呈整体下降趋势,可溶性糖(SS)含量在低盐浓度胁迫时上升,高盐浓度胁迫时下降。     

内生真菌侵染对盐胁迫下黑麦草种子萌发的影响

以低内生真菌侵染率和高内生真菌侵染率的多年生黑麦草（Lolium perenne）种子为材料,研究了在不同浓度盐胁迫下内生真菌侵染对种子萌发的影响。结果表明,高内生真菌侵染率和低内生真菌侵染率种子的相对发芽率、相对活力指数、相对根长、相对苗长、相对根苗比均随盐胁迫程度的增加而显著下降。中、低浓度盐胁迫下（≤170 mmol·L-1 NaCl）二者的相对发芽率、相对活力指数、相对根长、相对苗长的差异不显著(P>0.05);高浓度盐胁迫下（255 mmol·L-1 NaCl）,高内生真菌侵染率种子的相对发芽率、相对活力指数、相对苗长均显著大于低内生真菌侵染率的品种(P<0.05)。盐胁迫抑制了多年生黑麦草种子的萌发,但在高浓度盐胁迫下内生真菌对宿主具有增益作用。     

五氨基乙酰丙酸对逆境下草地早熟禾萌发及生长的影响

通过发芽试验,探讨不同浓度五氨基乙酰丙酸(5-ALA)对Cd胁迫、盐胁迫及干旱胁迫下草地早熟禾(Poa pratensis)种子萌发及幼苗生长的影响。本试验以草地早熟禾‘午夜’(Poa pratensis‘Midnight’)品种为材料,在Cd(2mg·L~(-1)),NaCl(50 mmol·L~(-1)),PEG(15%)3种处理下分别施加不同浓度的5-ALA(0,5,25,50,100mg·L~(-1)),分析了不同处理下种子发芽势、发芽率、可溶性蛋白等指标。结果表明:不同胁迫下较低浓度(5,25mg·L~(-1))5-ALA均能提高种子的发芽势、发芽率、芽长、根长等指标,而较高浓度(50,100mg·L~(-1))的5-ALA起抑制作用。综合比较4种不同浓度的5-ALA发现,25mg·L~(-1)对胁迫的缓解效应最优,其Cd胁迫下发芽势、发芽率分别比对照增加了21%,33.67%;NaCl胁迫下发芽势、发芽率分别增加了22.67%,23.67%;PEG模拟干旱胁迫下发芽势、发芽率分别增加了15.33%,10.67%。25mg·L~(-1) 5-ALA对NaCl,PEG胁迫下可溶性蛋白含量提高显著,分别提高了6.5和3.8μg·g-1,对于Cd胁迫,可溶性蛋白含量虽有提升但不显著。     

盐胁迫对红豆草幼苗生长和离子积累及分配的影响

以3周龄红豆草(Onobrychis viciaefolia)幼苗为材料,研究了不同浓度(0、5、25、50、100和200mmol·L~(-1))NaCl及50mmol·L~(-1)处理不同时间(0、1、3、5、7和9d)对其生长和离子积累及分配的影响,以期解析红豆草响应盐胁迫的生理机制。结果表明,与对照(0mmol·L~(-1))相比,5、25和50 mmol·L~(-1) NaCl对红豆草幼苗生长影响不大;而100和200mmol·L~(-1)明显抑制其生长。随着盐浓度增加,红豆草地上部和根Na+浓度呈显著增加趋势(P0.05),其中50~200mmol·L~(-1)下,地上部Na+浓度较对照增加14~39倍。特别是200mmol·L~(-1)使根Na+净吸收速率较对照增加了35倍,使整株总Na+量和地上部Na+相对分配比例分别增加了93%和45%;而显著降低了根的K+、Na+选择性运输能力。在50mmol·L~(-1) NaCl下,随着处理时间延长,地上部和根Na+浓度也呈逐渐增加趋势,但根中的Na+到7d时达到最大,然后呈下降趋势;相反,K+浓度均呈缓慢下降趋势,且根中的浓度始终高于地上部。由此可见,在5~50mmol·L~(-1) NaCl下,红豆草通过维持其体内K+、Na+稳态平衡抵御盐胁迫;而在100和200 mmol·L~(-1)下,红豆草地上部积累大量Na+,但其叶片Na+区域化及K+选择性转运能力较弱,导致植株体内Na+、K+稳态紊乱,产生离子毒害,从而抑制其生长。     

水杨酸和赤霉素预处理对NaCl胁迫下神香草种子萌发的影响

为探索水杨酸（Salicylic acid，SA）和赤霉素（Gibberellin，GA）对神香草种子耐盐性的诱导作用及最佳浓度，本试验分别以0，0.2，0.4，0.6，0.8 mmol·L^-1 SA和0，0.3，0.6，0.9，1.2 mmol·L^-1 GA预处理后的神香草种子为试验材料，采用培养皿纸上发芽法，研究两种激素预处理对不同浓度（0，50，100，150，200 mmol·L^-1）NaCl胁迫下种子萌发、生长指标的影响。结果表明：SA和GA均能提高NaCl胁迫下神香草种子的萌发特性，经SA预处理的种子发芽指标随SA浓度上升呈下降趋势，以0.2 mmol·L^-1对种子发芽指数、活力指数等提升效果最好；而经GA预处理后则呈先上升后下降趋势，以0.6 mmol·L^-1对种子发芽势、胚芽长等缓解效果最好。通过模糊数学隶属函数法得出，在不同浓度NaCl胁迫下，0.6 mmol·L^-1 GA预处理是提高神香草耐盐性的最佳浓度。     

温度与盐碱胁迫交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinensis)是我国东北松嫩盐碱化草地上的建群植物。为明确羊草在种子萌发与幼苗生长阶段对盐、碱胁迫及与温度交互作用的响应,采用3个温度处理(20/10℃,30/20℃和35/25℃),并混合2种中性盐(NaCl:Na₂SO₄=9:1)与2种碱性盐(Na₂CO₃:NaHCO₃=9:1)分别模拟土壤盐、碱胁迫条件进行研究。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草种子的发芽率、发芽速率、叶片长度与根系长度均呈下降趋势,且在碱胁迫下其降幅更大;另外这2种胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。温盐、温碱交互作用显著影响羊草种子的萌发与幼苗生长,其中30/20℃处理下羊草生长最好;在盐胁迫下,当盐浓度<200mmol·L^-1时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐度继续增加,高温则加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也极大地加剧了对种子发芽的抑制。因此,盐、碱胁迫及温盐、温碱交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的抑制作用明显不同,碱胁迫及其与温度交互作用对羊草的伤害更大。     

盐爪爪种子萌发期抗盐性研究

为了解盐爪爪（Kalidium foliatum）种子分别在NaCl和Na₂SO₄胁迫下种子萌发期的抗盐性,本试验采用发芽盒进行种子萌发出苗试验,测定盐爪爪种子在不同浓度（0,50,100,200,300,400 mmol·L^-1）NaCl和Na₂SO₄胁迫下的萌发率、发芽势、发芽指数、根茎比以及幼苗可溶性蛋白、抗氧化酶活性。结果表明：盐爪爪种子在NaCl和Na₂SO₄浓度均为50 mmol·L^-1时萌发率最高,当盐浓度大于100 mmol·L^-1时萌发率开始下降;盐爪爪种子发芽势随盐浓度增加而下降,幼苗根茎比以及发芽指数随盐浓度增加呈现先升后降趋势。在NaCl和Na₂SO₄胁迫下,盐爪爪幼苗体内可溶性蛋白含量随盐浓度增加呈上升趋势;超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）酶活性呈现出先上升后下降趋势,过氧化氢酶（Catalase,CAT）酶活性呈下降趋势。综合分析表明,盐爪爪种子在盐浓度小于100 mmol·L^-1时能正常萌发出苗;盐爪爪幼苗可通过增加体内可溶性蛋白含量、SOD和POD酶活性来抵御盐对其产生的危害。     

增施硝态氮对Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响

以桑树(Morus alba)为试验材料,在室内以溶液培养的方法研究了增施NO_3~--N(7.5 mmol·L~(-1)增加到17.5mmol·L~(-1))对Na_2CO_3胁迫(50mmol·L~(-1))下桑树幼苗叶片PSⅡ功能的影响。结果表明,50mmol·L~(-1)的Na_2CO_3胁迫下桑树植株表现出明显的盐害症状,叶片的PSⅡ反应中心光化学活性明显降低,PSⅡ电子供体侧和受体侧均受到不同程度的影响。增施NO_3~--N显著提高了Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片的光合电子供应和传递能力,表现为PSⅡ电子供体侧放氧复合体OEC的功能增强,PSⅡ电子受体侧受体库接受电子能力增加。另外,增施NO_3~--N还可以相对提高桑树幼苗叶片类囊体膜结构的稳定性,促进Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片光能向光化学反应方向的分配,降低以无效热能形式耗散的比例。可见,增施NO_3~--N可显著增强Na_2CO_3胁迫下桑树幼苗叶片PSⅡ的功能,这为其光合作用的正常进行提供了保证。