PEG6000胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分及其透性的影响

为了探究干旱胁迫条件下大麦幼苗叶片表皮蜡质组分和含量与品种保水能力的关系,采用PEG6000模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对大麦幼苗叶片表皮蜡质组分、含量及叶片表皮透性的影响。结果发现,胁迫6d后,大麦幼苗叶片的表皮蜡质总量和各组分含量均呈极显著增加。气相色谱-质谱联用分析表明,大麦幼苗叶片表皮蜡质的主要组分为醇类、酸类、醛类、酮类、烷烃类、酚类、酯类及一些未知物质,其中含量较多的组分为醇类和酸类,其次为醛类,且这三种蜡质组成成分的增加量也相对较多,说明在大麦幼苗叶片蜡质组分中,醇类、酸类和醛类物质的合成是大麦幼苗叶片表皮蜡质对干旱胁迫响应的关键。表皮蜡质的合成受植物体内水分状况的调控,尤其是蜡质组分中的醛类、酮类、醇类和酯类物质的合成受胁迫影响较大,是构成表皮蜡质应激反应的主要成分。蜡质含量高的品种的失水率相对较低,在逆境胁迫下可以保持相对较高的含水量,但除品种垦啤6号外,其他品种的叶绿素浸出率均增加,这可能是由不完整的表皮或蜡质组分中大量的醇类物质造成的。     

干旱胁迫对不同肥水类型小麦旗叶光合特性及产量的影响

为给小麦抗旱育种和节水高产栽培提供理论和技术支持,在防雨旱棚池栽条件下研究了干旱胁迫对6个不同肥水类型小麦品种旗叶光合特性和产量的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦开花后旗叶的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值和单叶水分利用效率均呈下降趋势,而胞间CO₂浓度有所升高。其中,水浇地品种烟农21、烟农24和济麦22净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值和单叶水分利用效率较低且下降幅度大,而旱地品种青麦6号、济旱5034和鲁麦21的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、气孔限制值和单叶水分利用效率较高且下降较为缓慢,而胞间CO₂浓度较低。青麦6号具有较高的抗旱指数,在干旱胁迫条件下能够保持较好的叶片结构和功能状况,是其获得高产的重要原因。     

水稻生理特性与抗旱性的相关分析及QTL定位

利用籼稻品种IR64和粳稻品种Azucena杂交产生的包含110个加倍单倍体株系的群体,在干旱胁迫和正常水分条件下,连续在2004年和2005年于抽穗期分别测定了叶片水势、相对含水量、叶绿素含量(SPAD值)、游离脯氨酸含量、气孔导度和蒸腾速率,并于成熟期取样,计算抗旱系数。与正常水分状况下相比,干旱胁迫条件下叶片的游离脯氨酸含量的增加达极显著水平,干旱胁迫条件下叶片的相对含水量、水势、叶绿素含量和气孔导度的降低均达显著或极显著水平。相关分析表明,在干旱胁迫条件下,叶片相对含水量、叶片水势与抗旱系数呈显著或极显著正相关。 利用175个RFLP标记构建的遗传连锁图谱分析了与抗旱性相关的叶片生理指标,共检测到与抗旱性相关的6个生理指标的7个加性QTL,31对上位性QTL,其中有2个主效QTL、9对上位性QTL存在环境互作效应。在两种水分条件下检测到的QTL结果有较大差异,说明干旱胁迫对控制与抗旱性相关的叶片生理性状基因的表达有显著的影响。在6个抗旱相关生理指标中,检测到的控制叶片气孔导度和水势的QTL较多,有3个加性QTL和8对上位性QTL控制气孔导度,有8对上位性QTL控制水势。     

干旱胁迫对不同品种夏谷光合性能及水分利用率的影响

用盆栽控制浇水的方法对14个不同夏谷品种幼苗进行干旱处理,测定幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度以及水分利用率。试验结果表明,在水分胁迫下,所有夏谷品种均表现为净光合速率下降、蒸腾速率降低、气孔导度降低,但胞间CO2浓度上升。与对照相比,干旱胁迫下夏谷的水分利用率均降低,但抗旱能力强的下降幅度较小。综合以上指标,可以初步认为：14个夏谷品种中,抗旱能力最强的是沧344、沧555、200152,济0404、郑06-3、冀谷19,200131、冀谷31、安06-6082、06716-7抗旱能力中等,安04-4783、206058、济0515、长生08抗旱能力较弱。     

水分胁迫对春小麦光合和渗透调节物质的影响

为进一步了解春小麦的抗旱生理机制,以春小麦品种陇春26号为材料,采用盆栽法研究了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量的变化.结果表明,随土壤水分的减少,春小麦旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量及酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.中度水分胁迫的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于重度水分胁迫和正常供水对照;重度水分胁迫的可溶性蛋白含量显著低于中度水分胁迫和正常供水对照,而脯氨酸和丙二醛含量显著高于中度水分胁迫和正常供水对照.说明中度或重度干旱胁迫下春小麦旗叶光合速率降低是叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,脯氨酸含量和过氧化物酶活性升高有助于春小麦抵御干旱胁迫.     

冬小麦品种叶表皮导度的变异及其与叶片形态生理特性的相关性

为给小麦抗旱和高水分利用效率育种提供理论根据,选用陕西关中不同年代生产上主要推广种植的8个品种,研究了叶表皮导度的变异及其与叶片形态生理特性之间的关系。结果表明,小麦拔节期的叶表皮导度为21.2～30.8 mmol·m^-2·s^-1,灌浆期为11.9~23.2 mmol·m^-2·s^-1,灌浆期的叶表皮导度低于拔节期。抗旱品种长武134的叶表皮导度显著低于其他品种。拔节期8个品种的叶表皮导度并无显著差异,灌浆期则存在极显著差异。拔节期叶表皮导度与叶面积和叶下表面气孔宽度呈显著正相关,与蜡质含量呈显著负相关;灌浆期叶表皮导度与叶形态特性、蜡质含量和气孔特性无相关性。说明拔节期和灌浆期影响小麦叶表皮导度变异的机制不同。     

小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系

为了进一步了解植物叶片蜡质含量与植物抗旱节水性的关系，本试验对6个小麦品种在灌浆后期的旗叶蜡质含量与抗早生理指标进行了相关分析，结果表明，干早条件下小麦灌浆后期叶片蜡质含量与光合速率、叶温、叶片水分利用效率和产量呈显著正相关．蜡质含量高的品种叶片温度高、蒸腾速率大，这与传统现点不同．分析认为蜡质含量高的品种在干早胁迫条件下可能叶片细胞膜稳定性强，气孔不容易发生关闭，因此其叶片水分利用效率和产量较高．蜡质含量除了受遗传因素决定外，还受环境因素影响．     

梯度干旱胁迫对水稻叶片光合和水分状况的影响

采用温室营养液培养方式,通过添加0%、10%、20%、30%PEG6000模拟干旱胁迫,对水稻幼苗叶片的光合作用和水分状况进行比较分析。结果表明:1)在干旱胁迫下,水稻叶片的光合速率、气孔导度、叶肉导度、总导度和叶绿体内CO2浓度等都显著降低;2)在干旱胁迫条件下,限制光合作用的非气孔限制值并没有显著提高,而气孔限制值则大幅提高;与正常水分条件相比,扬稻6号和汕优63在30%PEG干旱胁迫下气孔限制值分别提高了42%和81%;3)光合速率与气孔导度、叶肉导度、总导度及叶绿体内CO2浓度呈正相关;4)在重度干旱胁迫下(20%和30%),叶片水势和含水量都显著下降,并且叶片水势与气孔导度、叶肉导度和总导度呈正相关。因此,气孔关闭导致的叶绿体内CO2浓度降低是限制光合作用的最主要因素,同时叶片水势的降低增加了叶片内CO2传输的阻力。     

不同耐铝性大麦品种对铝锰胁迫的生理响应

为进一步明确大麦品种对铝锰胁迫的生理效应,研究了不同胁迫处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,铝毒害导致大麦根长和根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重了大麦铝毒害。铝锰胁迫降低了功能叶叶绿素含量和光合能力,铝锰复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片MDA积累量及铝敏感品种POD和SOD活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

马铃薯叶片水分利用效率及相关生理性状研究

试验于2011年在哈尔滨东北农业大学香坊试验实习基地进行,以4个马铃薯品种为材料,通过盆栽控水试验对马铃薯的叶片水分利用率（LWUE）及与其相关生理性状进行研究。结果表明,在水分胁迫下参试品种的叶片水分利用效率均表现为花期〉蕾期〉苗期〉收获期,且品种间叶片水分利用率差异显著。光合速率、蜡质、可溶性糖含量与LWUE呈极显著正相关。蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度与LWUE呈显著负相关,气孔导度与LWUE呈极显著负相关。     

大麦表皮蜡质组分及晶体结构的差异性分析

为了解不同大麦品种(系)表皮蜡质组分及结构的差异,以7个大麦品种(系)开花期的倒二叶、穗下节及穗为材料,利用GC-MS和S-4800场发射扫描电子显微镜测定不同器官表皮蜡质组分,观察其晶体结构。结果表明,大麦不同器官表皮蜡质均是由烷烃、初级醇、醛、脂肪酸、二酮等20种物质组成,不同品种及不同器官表皮蜡质组分种类无明显差异,但组分含量差异显著;同一品种(系),表面有白霜覆盖器官蜡质总量明显高于无白霜覆盖器官。穗下节表皮蜡质及穗部白霜型品种(系)表皮蜡质的二酮含量最高,穗部无白霜品种(系)(QS、FR、SYR01)表皮蜡质以烷烃和初级醇为主,二酮含量显著低于白霜型品种;叶片表皮蜡质则以初级醇为主,含量明显高于其他组分,且品种(系)间差异显著。电镜观察结果表明,参试品种(系)倒二叶近轴面和远轴面表皮蜡质晶体均呈片状结构;穗下节表皮蜡质晶体结构均呈棒状,SYR01穗下节蜡质晶体附着密度远小于其余6个穗下节有白霜覆盖品种(系)。白霜型大麦品种(系)穗部表皮蜡质完全为棒状,非白霜型品种(系)穗部表面仅有少量片状蜡质晶体或无蜡质晶体附着。     

茶树对水分的生理响应

本文研究了茶树对不同供水水平及干旱胁迫的生理响应。     

盐胁迫对不同水稻品种光合特性和生理生化特性的影响

 用2个耐盐水稻品种和2个盐敏感型水稻品种为材料,研究盐胁迫对水稻植株生物量积累、光合特性等生理特性的影响。结果表明,在盐胁迫条件下,耐盐水稻品种和盐敏感型水稻品种地上和根系的干鲜质量均呈下降趋势,其中,以盐敏感型水稻品种的地上部鲜质量与根系干质量的下降最为显著。盐胁迫条件下,水稻叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾作用（Tr）和表观叶肉导度（AMC）均呈不同程度的下降趋势。其中,耐盐水稻品种Pn、Gs、Tr和Pn/Ci的下降均低于盐敏感型水稻品种。同时,耐盐品种水分利用效率（WUE）也高于盐敏感型品种。盐胁迫条件下,耐盐水稻品种和盐敏感型水稻品种的胞间二氧化碳浓度（Ci）变化并不明显,气孔限制百分率（Ls）均较低,品种间差异也不显著,而表观叶肉导度显著下降,由此推测盐胁迫条件下Pn的下降并非因为气孔的限制,而与RuBPCase活性的下降有关。盐胁迫条件下水稻叶片和根系的渗透性调节物质脯氨酸、总氨基酸和可溶性糖含量上升,其中以可溶性糖含量上升最为显著（P＜0.01）。盐胁迫下叶片保护酶SOD、POD和CAT活性增强,膜透性增强,丙二醛含量增加,同时,根系活力下降。     

干旱处理对不同品种茶树生理特性影响及抗旱性综合评价

以龙井43、槠叶齐、宁州2号和白叶1号两年生盆栽扦插茶苗为试验材料进行自然干旱处理,测定其在干旱胁迫及复水下的生长适应规律,探讨干旱处理对不同品种茶树叶片生理特性的影响,并利用隶属函数值法对这4个品种耐旱性进行综合评价。结果表明,随着干旱处理时间延长,4个品种土壤体积含水量逐渐降低,植株表现脱水症状,叶片相对含水量逐渐降低,MDA含量逐渐升高,SOD活性逐渐降低,POD和CAT活性呈先升后降趋势,净光合速率和蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率呈先升后降趋势,叶绿素和类胡萝卜素总量逐渐升高。复水后,4个品种土壤体积含水量和叶片相对含水量升高,MDA含量降低,龙井43 POD活性升高,其他品种均降低,SOD活性变化趋势与POD相反,4个品种CAT活性均降低,净光合速率均无显著变化,蒸腾速率和水分利用效率均升高,除槠叶齐叶绿素和类胡萝卜素总量升高外,其他均降低。通过模糊隶属函数值法综合评价该4个品种抗旱性,结果表明,耐旱性强弱依次为龙井43>宁州2号>槠叶齐>白叶1号。本研究为抗旱茶树品种的筛选以及抗旱育种提供参考及理论依据。     

Rice Flag Leaf Physiology,Organ and Canopy Temperature in Response to Water Stress

Abstract

Using two rice cultivars, the effect of severe, mild and no water stress, W3, W2 and W1, respectively, on flag leaf physiology, the ecological characteristics of canopy and organ temperatures were studied in 2008 and 2009. The grain yield was reduced under W3 due to decreased seed setting rate and 1000 grain weight but not under W2. Water stress had a significant effect on the flag leaf physiological characteristics along with the soluble sugar and amino proline content. Catalase and peroxidase activities, photosynthetic and transpiration rates, and stomatal conductance in W2 were significantly higher than in W3 and similar to those in W1. The organ and canopy temperatures were significantly higher in W3 than in either W1 or W2, and there was no significant difference between W1 and W2. This study clearly showed that water stress had a significant effect on leaf physiology, temperature of organs and canopy. Mild water stress (soil water potential maintained at -15- -20 kPa) could construct a population that is water-saving and resistant to heat stress. This facilitates access to a high yield as well.     

小麦与野燕麦杂交后代品系光合特性的研究

为了研究小麦与野燕麦杂交后代高产的原因,用LI-6400光合作用测定系统测定了小麦与野燕麦杂交后代及其亲本的开花期旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Cd)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr),并计算了水分利用效率,用方差分析和相关性分析方法对11个参试材料的光合特性进行了综合评价。结果表明,小麦与野燕麦杂交后代的净光合速率显著高于普通小麦和野燕麦;各品种(系)的气孔导度变化趋势与蒸腾速率变化趋势一致,气孔导度大的一般蒸腾速率也较高;光合速率与气孔导度和蒸腾速率显著相关,与产量正相关,但相关不显著;小麦与野燕麦杂交后代的光合能力高于亲本和普通小麦。