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。     

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。     

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。     

干旱胁迫下不同形态氮素对多年生黑麦草生长、叶片生理和草坪质量的影响CSCD

以多年生黑麦草(Lolium perenne)品种绿宝石为供试材料,通过水培试验探究干旱胁迫下氮素形态及其浓度对多年生黑麦草生长、叶片生理和草坪质量的影响。试验设4个干旱水平,3种氮素形态(尿素、硝酸钙、硫酸铵),3种氮素形态分别设5个浓度0、0.4、0.8、1.2、1.6g/L。结果表明:在干旱胁迫下3种不同形态的氮素均能增加多年生黑麦草的叶片表面积、叶长、叶片相对含水量和叶绿素含量,减小其根冠比和叶片相对电导率。在重度干旱胁迫下,3种氮素形态中,硝酸钙在增大多年生黑麦草地上部分表现最好,1.6 g/L硝酸钙处理的叶表面积和叶片长度较无氮素处理增加了31.04%和53.87%;硫酸铵在降低多年生黑麦草叶片相对电导率和增加叶绿素含量中表现最好,与无氮处理相比分别降低了54.65%和增加了26.51%;而在提高多年生黑麦草叶片相对含水量方面,尿素表现最好,1.6 g/L尿素处理的叶片相对含水量较无氮素处理增加了31.04%。     

两个多年生黑麦草品种对盐胁迫的生理响应

以多年生黑麦草(Lolium perenne L.)品种麦迪(Mathilde)和绅士(Esquire)为供试材料,采用0、25、50、100和200mmol/L NaCl共5个处理,研究不同浓度NaCl处理对多年生黑麦草生理特性以及耐盐基因表达模式的影响。结果显示：两个黑麦草品种地上生物量、根重、株高、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)在不同浓度NaCl处理下均受到不同程度抑制;两个品种黑麦草地上部和根部K⁺含量在盐胁迫下均持续下降,Na⁺含量显著升高,但与绅士相比,麦迪能够在轻度盐胁迫(25和50mmol/L)下维持其地上部K⁺含量的相对稳定和较高的K⁺/Na⁺比率;两个品种黑麦草可溶性糖含量均随着NaCl处理浓度的升高呈现出上升趋势;耐盐候选基因LpNHX1、LpSKOR、LpHKT1;5的表达量在两个品种黑麦草中均能受到外界盐胁迫显著诱导而上调。     

褪黑素对低温和干旱胁迫下多年生黑麦草幼苗生长和抗氧化系统的调节作用

本研究以‘顶峰Ⅲ’为供试多年生黑麦草（Lolium perenne）品种,研究了低温和干旱胁迫下内源褪黑素（melatonin,MT）的响应,并采用叶面喷施不同浓度MT （0,20,100,1 000 μM）的方法,探讨了MT对低温和干旱胁迫下黑麦草幼苗生长和抗氧化防御系统的影响。结果表明：低温和干旱胁迫下内源MT水平均显著增加（P<0.05）;在不同胁迫强度下,喷施一定浓度的MT会在一定程度上降低叶片相对电导率、使幼苗鲜重发生改变,其中100 μM的MT处理对提高幼苗鲜重和降低相对电导率的效果最佳;低温和干旱胁迫下,黑麦草叶片中O₂^·-,H₂O₂和丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量显著增加;过氧化物酶（peroxidase,POD）,过氧化氢酶（catalase,CAT）,抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase,APX）和谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase,GR）活性发生不同程度的改变;MT显著地降低了MDA和活性氧的积累,提高了CAT,APX和GR活性及脯氨酸含量。综上,低温和干旱胁迫下MT能够诱导植物体内抗氧化酶活性增强和脯氨酸积累,有效地清除活性氧,从而缓解了黑麦草的生长抑制,增强了其抗寒和抗旱性。     

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。     

土壤改良剂对多年生黑麦草生长的影响

采用4种土壤改良剂对黄河沿岸兰州段盐碱土壤进行改良,观察了改良土壤上多年生黑麦草的生长情况。结果表明,YNEC、康乐、圃园和绿能4种土壤改良剂各用量处理都能不同程度的促进多年生黑麦草的生长;在相同用量水平下,改良剂康乐可明显增加草层高度和植物量;4种改良剂都能促进多年生黑麦草的分蘖,分蘖数随改良剂施用量的增大呈增加趋势,其中改良剂康乐对分蘖的促进作用最为明显,改良剂圃园的效果相对较差;随改良剂施量的增加,各处理地上植物量增大,以2 kg/m2土壤改良剂地上植物量最大。     

高温干旱胁迫下三个多年生黑麦草品种叶绿体和线粒体超微结构的变化

以多年生黑麦草的3个草坪型品种爱神特、百舸和球道为试验材料,研究了在高温和干旱胁迫下,各品种叶肉细胞叶绿体和线粒体等超微结构的变化情况。结果表明,35℃连续高温胁迫下3个品种的叶绿体均膨大变圆,并向细胞中央靠拢,且叶绿体内部分布有一定数目的脂质球体;PEG-6000(w/v)溶液(浓度为25%)处理的干旱胁迫下以球道的叶绿体结构受干旱胁迫伤害程度较重,出现基粒和被膜轻度破损,片层膨胀分化或溶解消失。高温干旱胁迫下3个品种的线粒体形态变化不甚显著,但其数量均有所增加,且3个品种叶肉细胞线粒体对高温干旱胁迫的耐受性均强于叶绿体。爱神特对高温干旱胁迫处理的耐受性相对较强,球道和百舸的耐热抗旱性较弱,但两者差异不明显。     

高温胁迫对黑麦草生长及生理代谢的影响

以两个耐热性差异较大的多年生黑麦草品种首相(Premier,耐热性强)和顶峰(Pinnacle,耐热性弱)为试验材料,分析了人工模拟昼夜温度为适温(25 ℃/20 ℃)和高温(35 ℃/30 ℃)两种温度条件下,高温胁迫对黑麦草生长、叶片细胞膜稳定性、叶绿素含量、光合作用、内源激素(ABA、IAA,GA₃和ZR)以及碳水化合物(可溶性糖、淀粉、果聚糖)代谢的影响。结果表明,高温胁迫条件下黑麦草生长减缓,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,内源激素脱落酸(ABA)含量升高,而生长素(IAA)、赤霉素(GA₃)和细胞分裂素(ZR)含量均下降,但是在耐热性强的品种中的变化程度均小于耐热性弱的品种;高温胁迫下碳水化合物中的可溶性糖含量随处理时间的延长呈先升高随后下降的趋势,淀粉含量在两个品种中均呈不同程度的下降,果聚糖含量在耐热性强的品种中升高,在耐热性弱的品种中先升高随后下降。高温胁迫下黑麦草叶片中积累或维持较高的内源激素(ABA、GA₃、IAA、ZR)和碳水化合物(可溶性糖和果聚糖)可能是耐热性较强的主要原因,这些内源激素或碳水化合物的积累或维持有助于黑麦草细胞内渗透平衡和细胞膜稳定性,保护光合器官免受损害以维持光合能力,延缓因高温和呼吸增强导致的叶片的枯黄衰老,从而提高了黑麦草的耐高温能力。     

玉米素对高羊茅和多年生黑麦草抗旱性影响的研究

为研究干旱胁迫下玉米素对高羊茅(Festuca arundinacea)和多年生黑麦草(Lolium perenne)抗旱性的影响,试验在土壤含水量分别为90%、60%、40%、25%的干旱胁迫和土壤含水量始终为90%的充分浇水条件下,设4个玉米素浓度处理(0,10,50,100μmol/L),测定了两种草坪草的坪观质量、叶片相对含水量、叶片萎焉、电导率、脯氨酸、丙二醛(MDA)和地下生物量等指标变化。结果表明:与不施加玉米素处理相比,干旱胁迫下,施加玉米素能显著提高两种草坪草的草坪质量和相对含水量(P0.05),减轻草坪草叶片细胞电解质渗漏和萎蔫度(P0.05),降低脯氨酸和丙二醛(MDA)含量(P0.05),提高高羊茅和多年生黑麦草抗旱性。在干旱胁迫后期,高浓度玉米素处理(50μmol/L或100μmol/L)的高羊茅和多年生黑麦草各项指标均表现出更加显著的优势(P0.05),表明高浓度玉米素对草坪草抵御干旱胁迫的作用更大。     

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。     

γ-氨基丁酸对高温胁迫下黑麦草光合特性及碳水化合物代谢的影响

以热敏感品种顶峰(Pinnacle)为试验材料,研究了热胁迫下(35 ℃/30 ℃,昼/夜)施用外源γ-氨基丁酸(GABA)对黑麦草生长、光合及叶绿素荧光特性、碳水化合物含量及其代谢关键酶基因表达的影响。结果表明,热胁迫造成黑麦草生长减弱,膜透性增加,光合色素含量下降,光合能力和碳水化合物含量显著降低,糖代谢关键酶(蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和转化酶)基因在短时间内(5 d)表达显著上调,随后下降;外源施用GABA显著缓解了高温对黑麦草生长的抑制作用,提高了高温胁迫下光合色素和碳水化合物含量,净光合速率(P_n)、气孔导率(G_s)、蒸腾速率(T_r)、CO₂羧化效率(CE)、最大光合速率(A_max)和光化学效率(F_v/F_m)、Rubisco最大羧化速率(V_cmax)和RuBP再生速率(J_max)、光化学猝灭系数(qP)、电子传递速率(ETR)和PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)显著升高,而气孔限制值(L_s)、CO₂补偿点(CP)和非光化学猝灭系数(NPQ)显著降低。施用外源GABA降低了高温胁迫下叶片气孔和非气孔限制值,缓解了高温对叶片PSⅡ反应中心的抑制,增强了糖代谢关键酶基因表达的水平,提高了碳水化合物含量,因此有效的提高了黑麦草的耐高温能力。     

琥珀酸黄杆菌缓解遮阴对多年生黑麦草胁迫的效应

为探究琥珀酸黄杆菌(FS)对遮阴胁迫下多年生黑麦草(LP)的缓解效应,在盆栽试验条件下,研究了不同遮阴胁迫下(0、20%、40%、60%和80%)接种琥珀酸黄杆菌DSM4002(FS)对LP生长和生理特性的影响。结果表明,遮阴胁迫显著抑制LP的生长,而FS能够有效缓解遮阴胁迫对LP的生长抑制。60%和80%遮阴导致多年生黑麦草积累较高的活性氧和丙二醛,FS处理有效地缓解了遮阴对LP幼苗造成的氧化损伤,20%遮阴+FS、40%遮阴+FS、60%遮阴+FS和80%遮阴+FS处理中氧自由基含量分别与单独遮阴处理相比下降4.47%、29.75%、44.57%和49.84%。遮阴胁迫不同程度地改变了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性以及抗坏血酸(AsA)和还原性谷胱甘肽(GSH)含量,接种FS能够进一步提高SOD、CAT、GR活性及AsA和GSH水平,但是接种FS仅能够显著提高40%遮阴胁迫下POD活性和60%遮阴胁迫下APX活性。由此可见,遮阴胁迫下接种FS能够显著提高LP的抗氧化系统活性,增加活性氧的清除能力,减轻遮阴引起的氧化损伤,从而增强LP的耐阴性。     

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。     

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。     

假俭草低温胁迫的伤害与适应

假俭草经低温4、8、12℃处理12h，叶片的电解质渗透率和丙二醛含量缓慢增加。随温度的降低，叶片的过氧化酶活性快速升高、游离脯氨酸大量积、可溶性糖含量急剧增加。试验结果表明：假俭草具强的抗寒能力，能通过一系列保护性的生理生化反应来适应低温胁迫，以减轻低温伤害。