多年生黑麦草叶片形态与低温胁迫的生理响应

多年生黑麦草(Lolium perenne)在冬季低温多风条件下易受寒害影响,造成脱水死亡。本研究以抗寒性强品种‘Brightstar SLT’和抗寒性弱品种‘Linn’为试验材料,在自然状态下观察两种黑麦草叶片形态,测定叶片相对失水速率,并在0℃低温胁迫条件下测定相关生理指标,以探究多年生黑麦草叶片形态与其低温胁迫生理响应的关系。结果表明,自然状态下,‘Brightstar SLT’叶片气孔数量显著多于‘Linn’(P0.05),气孔长度、气孔面积、叶片表皮细胞和相对失水速率显著小于‘Linn’(P0.05)。低温胁迫后,两品种多年生黑麦草蒸腾速率和气孔导度在短时间内均升高,‘Brightstar SLT’蒸腾速率和气孔导度显著小于‘Linn’(P0.05),光合速率显著高于‘Linn’(P0.05),电解质渗透率低于‘Linn’。由此得出:抗寒品种失水速率慢,在低温胁迫条件下表现出光合能力稳定和受低温伤害程度低的特点与其气孔数目多、长度小、面积小和表皮细胞小的叶片形态紧密相关。     

外源ABA对干旱胁迫下多年生黑麦草光合特性的影响

为探究干旱胁迫下外源脱落酸（Abscisic acid,ABA）对多年生黑麦草（Lolium perenne）抗旱性的影响。本研究以多年生黑麦草品种“冬牧”为材料,采用盆栽试验,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）模拟不同程度的干旱胁迫,通过LI-6400XT光合-荧光测定仪,研究了正常、中度和重度干旱胁迫下外源0,200和500 μmol·L^-1的ABA对多年生黑麦草光合特性及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,干旱对多年生黑麦草的叶绿素含量和光合特性产生了显著影响（P<0.05）,重度干旱下共喷施225 ml的ABA 500 μmol·L^-1能够显著提高叶绿素含量,而ABA仅对气孔导度（Gs）产生了影响（P<0.05）。外源ABA能缓解干旱胁迫对多年生黑麦草初始荧光（Fo）、最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）、PSII最大光化学量子产量（Fv/Fm）、PSII潜在活性（Fv/Fo）和光化学猝灭（NPQ）的影响（P<0.05）,使受损的PSII反应中心快速得到修复,从而降低干旱胁迫对叶绿体光合机构的破坏。     

GSH对铅胁迫下多年生黑麦草生长及光合生理的影响

为了明确谷胱甘肽（GSH）对多年生黑麦草铅（Pb）毒害的缓解作用及其生理机制,以12周龄多年生黑麦草‘卡特’幼苗为试验材料,设置4个试验处理：1）根部置1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（CK）;2）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（Pb）;3）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 10 mmol·L^-1 GSH（Pb+GSH）;4）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 1 mmol·L^-1丁硫氨酸-亚砜亚胺（BSO）（Pb+BSO）,研究GSH对多年生黑麦草生长及光合作用的影响。结果表明：叶面喷施GSH显著增加了幼苗茎叶长、根长、分蘖数、生物量、叶绿素含量和光合参数,也增加了叶绿素荧光动力学参数。叶面喷施BSO后,根长、分蘖数、生物量、类胡萝卜素含量和光合参数均降低。综上所述,Pb胁迫影响了光合作用,最终抑制了植物的生长。叶面喷施10 mmol·L^-1 GSH能够缓解Pb对多年生黑麦草生长和光合作用的胁迫,提高植物的抗性。相反,叶面喷施1 mmol·L^-1 BSO能够加剧Pb对植物的胁迫。     

外源NO对渗透胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和生理特性的影响

一氧化氮(Nitric oxide,NO)作为生物体广布的一种生理活性物质,可调节植物一系列生理生化反应,增强其对逆境的抵抗能力;为此,以15%PEG-6000模拟渗透胁迫,研究外源NO对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:15%PEG-60000渗透胁迫下,0.1 mmol·L^-1NO供体硝普钠(Sodium nitroprus-side,SNP)可显著减轻对幼苗生长的抑制;促进脯氨酸(Pro)的累积,延缓幼苗叶片的水分散失(P<0.05);可诱导超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性升高,减缓丙二醛(MDA)的积累,显著缓解因渗透胁迫诱导的细胞膜脂过氧化过程(P<0.05),增强其抗渗透胁迫能力,且随着胁迫程度的加剧效果越佳。0.5 mmol·L^-1SNP处理对黑麦草幼苗生长影响不显著,促进保护酶活性及缓解氧化损伤的作用较0.1 mmol·L^-1SNP处理显著减弱。外源NO诱导植物水分及抗氧化酶系活性的变化,是植物在渗透胁迫下维持正常生长的重要抗逆生理机制。     

外源硒对镉胁迫下黑麦草生长和生理的影响

为明确外源硒对重金属镉胁迫下黑麦草（Lolium multiflorum）的影响,本研究以一年生黑麦草品种"杰威"（Lolium multiflorum ‘Jiewei’）为试验材料,分析了施加0.05、0.1和1.0 mg·L^-1硒对镉胁迫（60 mg·L^-1）下黑麦草株高、根长、电导率（Electrolyte leakage,EL）、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：60 mg·L^-1镉胁迫下黑麦草株高和根长显著（P<0.05）降低,EL和MDA含量显著升高,同时超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性显著升高而过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性显著降低,谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）、锰超氧化物歧化酶（Manganese superoxide dismutase,MnSOD）基因表达量显著下调,而过氧化物体抗坏血酸过氧化物酶（Peroxisomal ascorbate peroxidase,pAPX）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）基因表达量则显著上升;施加外源硒后,镉胁迫得到缓解,在硒浓度为0.1 mg·L^-1时,株高和根长缓解效果最明显,EL和MDA降低,SOD活性下降以及POD活性上升,抗氧化酶基因表达量也恢复至对照水平,表明施加适宜浓度外源硒可调节抗氧化能力,从而维持细胞膜稳定性和有效缓解镉胁迫对黑麦草的毒害现象,其中硒浓度为0.1 mg·L^-1时效果最好。     

外源褪黑素对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生理特性的影响

为了研究外源褪黑素(MT)对干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长的影响,试验以多年生黑麦草为材料,先以叶片喷施法施加外源MT,再采用控水法进行干旱胁迫,共设置6个处理,即CK(干旱+喷施纯化水)、T1(干旱+喷施50μmol/L MT)、T2(干旱+喷施100μmol/L MT)、T3(干旱+喷施150μmol/L MT)、T4(干旱+喷施200μmol/L MT)、T5(干旱+喷施250μmol/L MT),在干旱胁迫第0,3,6,9,12天取样,测定叶绿素a、叶绿素b、游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明：在干旱胁迫第3,6,9,12天,T1、T2、T3处理的叶绿素a(除第9天T2处理外)和叶绿素b(除第3,6,9天T1处理外)含量均显著高于CK处理(P<0.05),其中T3处理的叶绿素a、叶绿素b含量均最高;在干旱胁迫第6,9,12天,T3处理的MDA含量显著低于其他处理(P<0.05);在干旱胁迫第12天时,T3处理的Pro含量和T4处理的可溶性糖含量均显著高于其他处理...     

镉胁迫对多年生黑麦草种质幼苗生长的影响

通过盆栽试验研究镉胁迫对20份多年生黑麦草(Lolium perenne)种质材料苗期存活率、株高、分蘖数、地上和地下生物量的影响及品种间的耐镉性差异。结果表明,随着镉浓度的增加,多年生黑麦草的相对存活率和相对地下生物量显著降低(P＜0.05);相对株高、相对分蘖数和相对地上生物量呈先上升后下降的趋势。20份多年生黑麦草种质的耐镉性存在显著差异。通过隶属函数法进行综合评价,来自日本的全明星(L.p12)和荷兰的阿诺(L.p13)耐镉性较强;来自美国的李恩(L.p18)和英国的雷维尔勒(L.p16)耐镉性较差。     

4个多年生黑麦草品种对干旱胁迫的生理响应

为研究不同品种多年生黑麦草(Lolium perenne)的抗旱能力,选取4个多年生黑麦草品种,采用水培试验的方法,在温室利用PEG-6000模拟干旱胁迫,测定多年生黑麦草的草坪质量、地上部与地下部增长量、含水量、叶绿素含量以及抗氧化酶活性等生理指标。研究表明,干旱胁迫至10 d时,4个多年生黑麦草品种生长均受到明显抑制,同时4个品种的植株含水量都处于下降的趋势。此外,4个品种中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等抗氧化酶活性都出现了先上升后下降的趋势,丙二醛含量增加。利用隶属函数分析法进行抗旱性评价。结果表明,4种多年生黑麦草的抗旱能力强弱表现为Pr521>维达斯>百灵鸟> Pr525。     

茉莉酸浸种对高温胁迫下多年生黑麦草种子发芽的影响

以多年生黑麦草品种(Lolium perenne)‘麦迪’(Mathilde)和‘绅士’(Esquire)为供试材料,采用20、25、30、33℃共4个温度处理,研究不同高温对多年生黑麦草种子发芽的影响及不同浓度(5、10、20、40、60、80、100μmol·L^–1)茉莉酸浸种提高多年生黑麦草在高温胁迫下种子发芽能力的生理效应。结果表明,高温胁迫在一定程度上影响了多年生黑麦草种子的发芽过程,随处理温度的升高,多年生黑麦草种子的发芽率、发芽势和发芽指数均显著下降(P <0.05),特别是对根长和幼苗的影响显著,且‘麦迪’显著优于‘绅士’。在高温胁迫条件下,浓度为40～60μmol·L^–1的茉莉酸浸种显著提高了多年生黑麦草种子的发芽能力,同时种子幼苗的超氧化物歧化酶活性与对照相比显著增高,丙二醛含量显著降低。适宜浓度茉莉酸浸种可以在一定程度上减缓高温胁迫对多年生黑麦草种子发芽的影响,有效提高多年生黑麦草种子在高温胁迫下的发芽能力和种子幼苗活性。     

黑麦草对NaHCO3胁迫的光合生理响应

为了探讨牧草对碱胁迫的光合生理响应,采用营养液砂培方法,研究了不同浓度NaHCO₃(0,50,100,150,200 mmol/L)胁迫对黑麦草幼苗叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿素荧光和叶黄素循环的影响。结果表明,1)随着NaHCO₃浓度增大,叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐降低,叶绿素a/b不断提高,净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和气孔限制值(L_s)下降,胞间CO₂浓度(C_i)升高,表明非气孔限制是碱胁迫下P_n降低的主要因素。2)PSⅡ初始荧光(F_o)随NaHCO₃浓度提高明显上升,最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSⅡ)和光化学猝灭(q_P)显著下降,非光化学猝灭(NPQ)呈增加趋势。3)随着NaHCO₃浓度提高,天线转化效率(F_v′/F_m′)降低,激发能在2个光系统间的分配不平衡性(β/α－1)增大,叶片吸收的光能中用于光反应的比例(P)下降,而天线热耗散的比例(D)增加,叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)呈先升后降趋势,表明依赖叶黄素循环的天线热耗散是碱胁迫下黑麦草耗散过剩光能的主要途径。     

外源一氧化氮对镉胁迫下黑麦草生长和抗氧化酶活性的影响

利用一氧化氮(NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)0.1 mmol/L、Cd2 200 mg/L和SNP 0.1mmol/L Cd2 200 mg/L分别处理黑麦草幼苗.结果表明,与对照比较,SNP 0.1 mmol/L处理可增加黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,降低丙二醛(malondialdehyde,MEA)含量、超氧阴离子(O2-·)产生速率和质膜透性,增强抗氧化酶活性;与对照比较,200 mg/L的Cd2 处理降低了黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活力,使MDA含量和O2-·产生速率增加、质膜透性增大,抗氧化酶活性下降,植株体内积累Cd2 ;与Cd2 200 mg/L处理比较,SNP 0.1 mmol/L cd2 200 mg/L处理可提高黑麦草的生物量、叶绿素含量、根系活力,降低MDA含量和O2-·产生速率、质膜透性,而抗氧化酶活性增强,植株体内Cd2 积累量也明显下降.因此,外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长有一定的缓解作用,可以增强黑麦草对Cd毒害的抗性.     

内生真菌对感染锈病黑麦草生长和生理的影响

在田间条件下对带内生真菌和不带内生真菌球道黑麦草品种被锈菌不同程度感染后的生长、光合特性和生理指标进行测定。结果表明,带内生真菌的植株无论感病轻重,其病叶损失率和植株矮化程度均显著低于不带内生真菌的植株(P<0.05)。并且在轻度和重度病株中,内生真菌可提高黑麦草叶片相对含水量、可溶性糖含量、叶绿素含量,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,叶内游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶与过氧化物酶的活性;同时有效地降低了丙二醛的含量,说明内生真菌的存在可提高寄主黑麦草在田间条件下的抗锈病能力。     

25个多年生黑麦草品种萌发期对盐胁迫的抗性研究

针对多年生黑麦草Lolium perenne萌发和幼苗时期对盐分最敏感的特点,对25个多年生黑麦草品种在不同盐浓度胁迫下的萌发特性进行研究,测定其发芽率、发芽势、相对盐害率和幼苗高度等的变化情况,结果显示草坪星、APM、球道、旋风、百尼牡、首相和凯牧等品种用1%NaCl胁迫时的发芽率都在75%以上,即这些品种萌发期的耐盐胁迫能力较强.     

苏打碱胁迫对多年生黑麦草的生理影响

为研究苏打碱胁迫对多年生黑麦草幼苗的生长和生理特性的影响,采用水培实验,用0.1 mol/L的Na₂CO₃ 和NaHCO₃ 溶液配置pH=8.2、pH=9.1、pH=9.9、pH=10.9四个梯度的处理液,以去离子水pH=6.5作为对照,探讨pH值对黑麦草蒸腾速率、株高、根长、含水量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶系统中超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)活性的影响。结果表明,随着pH的升高,幼苗的株高、根长、含水量、相对蒸腾速率及叶绿素含量都显著下降,而根冠比呈先升后降的趋势。随着处理液的pH值从8.2递增至10.9,叶片中的MDA含量从对照的7.0 nmol/g FW逐步上升到30.0 nmol/g FW;而SOD活性先高后低,当pH=9.1时,最高含量为8.4 U/mg蛋白;CAT的活性则从对照的118.5 U/(min·g 蛋白)逐步递减至47.1 U/(min·g 蛋白);而POD活性呈现递增的趋势,当pH达到最高时,POD活性是对照的4倍多。     

干旱胁迫下多效唑浸种对多年生黑麦草种子萌发的影响

以多年生黑麦草（Lolium perenne）的7个品种为供试材料,用不同质量浓度（0、50、100、200、300 和400 mg/L）的多效唑溶液浸泡处理种子,采用纸上发芽法（TP）测定在PEG 6000模拟干旱胁迫条件下多效唑浸种对7个黑麦草品种萌发和生长的影响,旨在寻找出提高黑麦草萌发期抗旱性的最佳浸种浓度,同时为提高草坪质量提供理论依据和参考。结果表明,在干旱胁迫条件下,50~400 mg/L多效唑处理对黑麦草种子萌发、苗质量、根长和根质量表现为促进作用,且促进作用随着多效唑质量浓度升高先加强后减弱,但对胚芽的生长有显著的抑制作用（P＜0.05）,且抑制作用随着多效唑质量浓度升高而加强。综上所述,以100 mg/L的多效唑增强黑麦草种子萌发阶段抗旱性的效果最佳。     

多年生黑麦草转基因育种研究进展

回顾了多年生黑麦草组培再生体系的建立和遗传转化的研究历程和结论,分析了利用转基因技术进行草坪草育种存在的问题, 并对进一步的研究做出展望.     

干旱胁迫下水杨酸和内生真菌对多年生黑麦草的影响

本试验研究了温室盆栽条件下带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的多年生黑麦草喷施不同浓度水杨酸(SA)后,持续干旱胁迫15 d和对照水分两种条件下,多年生黑麦草的叶片相对含水量(RLWC)、叶绿素含量(Chl)、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量等生理指标的变化,以明确干旱胁迫下SA和内生真菌对多年生黑麦草的影响。结果表明,在干旱胁迫下,感染内生真菌的多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SS含量显著(P<0.05)高于未感染内生真菌的多年生黑麦草植株;一定浓度的 SA增加了多年生黑麦草叶片相对含水量、叶绿素含量、POD活性、SOD活性、Pro和SS含量,降低了MDA含量,且最适水杨酸浓度为0.25和0.50 mmol·L^-1;内生真菌与SA互作显著(P<0.05)提高了多年生黑麦草SOD活性、POD活性和叶绿素含量。该结果说明内生真菌与SA都能提高多年生黑麦草的抗旱性,即内生真菌和SA通过提高寄主的渗透调节和活性氧清除系统进而提高了寄主的抗旱性。