烤烟生长前期对干旱胁迫的生理生化响应研究

在干旱胁迫下烤烟叶片相对含水量、自由水含量、水势、蒸腾强度、叶绿素含量、叶绿体希尔反应活力、净光合速率、硝酸还原酶和过氧化氢酶活性下降,束缚水含量、气孔阻力、脯氨酸和丙二醛含量、细胞膜透性和过氧化物酶活性增大,而呼吸速率和超氧物歧化酶活性在轻度干旱胁迫下增强,在严重干旱胁迫下减弱。表明上述指标对干旱胁迫的反应都很敏感,而且,干旱对烟株的伤害可能与其体内活性氧代谢失调有关。     

干旱胁迫对烤烟幼苗生长及抗性生理的影响

利用大型活动式防雨旱棚,人工控水研究了干旱胁迫对烤烟幼苗生长和抗性生理的影响。结果表明,在干旱胁迫下,烤烟幼苗植株的生长和光合作用均受到明显的抑制。植株的生长势消弱,植株干物质积累量减少,根冠比增大。干旱胁迫期间,叶绿素a含量均低于对照,而叶绿素b含量和总叶绿素含量在胁迫初期较对照有所增加,而后又低于对照,叶绿素a/b值的变化则相反。在土壤干旱进程中,烤烟叶片相对含水量下降迅速,叶片离体保水力随干旱诱导时间的延长降低速率减慢,烟叶可溶性糖和可溶性蛋白质含量呈上升趋势。     

干旱胁迫下氮素营养对烤烟光合特性的影响

研究了干旱胁迫下不同氮素营养水平对烤烟叶片光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫下,烤烟叶片的相对含水量(RWC)降低,叶绿素(Chl)含量减少,净光合速率(Pn)减弱,硝酸还原酶(NR)活性下降,干物质积累减少,但施氮处理的上述各指标明显高于不施氮处理,表明氮素营养的施用在干旱胁迫下对烤烟的光合作用有促进作用。     

不同烤烟品种在干旱胁迫下对体内生化指标的影响

为了解贵州当前主栽烤烟品种抗旱性水平,通过盆栽控水处理在烤烟对水分最敏感的旺长期,模拟自然状态下的干旱胁迫环境对不同烤烟品种生化指标的影响。结果表明:在干旱胁迫下不同烤烟品种体内POD、SOD、CAT等保护酶的活性发生了相应变化,一定程度上反映了烤烟的抗旱性能;干旱胁迫影响烤烟体内一些抗氧化酶活性,表现在叶片POD活性大幅度上升,较正常植株上升1.5~11个活力单位,增加幅度为10%~207%,SOD活性的变化与POD活性变化趋势相同,增加率为13.7%~80%,CAT活性也增加了2%~168%;干旱胁迫下不同烤烟品种叶片的脯氨酸含量都不同程度的增加,增幅为98%到383%;干旱胁迫下不同烤烟品种叶片MDA生成量较对照高,增加幅度20%~478%。干旱胁迫导致烤烟叶片电解质外渗值的增加,因而相对电导度增加,说明干旱胁迫破坏了生物膜的稳定性和完整性,各品种伤害度在35%~68%之间。不同烤烟品种在干旱干旱胁迫下烟株生化指标抗旱能力表现有差异,各指标之间表现不尽一致。     

烤烟成熟期控水对烟叶主要碳氮化合物含量的影响

成熟期是烤烟需水次临界期。为明确烤烟成熟期土壤水分对烟叶主要碳氮化合物的影响,试验在烤烟成熟期进行土壤控水,研究烟叶总糖、还原糖、淀粉、总氮和烟碱等的变化。结果表明：土壤含水率70%~85%,烤烟生长后期（移栽后约83天）烟叶总糖、还原糖和淀粉含量较高;干旱胁迫降低碳代谢,而干旱后复水碳代谢增强。70%~85%土壤含水率,烤烟总氮和烟碱水平较低;干旱胁迫促进氮代谢,总氮和烟碱含量较高;干旱胁迫后复水,烟叶总氮和烟碱含量处于中等水平。烤烟成熟期,土壤水分过高或过低,均不利于协调烟叶碳氮代谢平衡。     

外源亚精胺对烤烟幼苗干旱胁迫的缓解效应研究

为揭示外源亚精胺（Spd）对不同干旱胁迫程度烤烟幼苗的缓解效应,以云烟87为供试材料,探究叶面喷施0.40mmol/L Spd对不同干旱胁迫程度下烤烟幼苗生物量、光合特性、根系活力、渗透调节物质含量、膜质过氧化物和抗氧化酶活性的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了烤烟幼苗的生长发育,尤以重度干旱抑制效果最为显著。轻度干旱胁迫下喷施外源Spd能够显著提高烤烟幼苗的生物量、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）和叶绿素含量,同时增强抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性和根系活力,提高渗透调节物质（可溶性蛋白、脯氨酸）含量,降低胞间CO₂浓度（C_i）、丙二醛（MDA）含量和O^-₂·产生速率,有效缓解轻度干旱胁迫造成的损害,而重度干旱胁迫下,喷施外源Spd对于提高烤烟幼苗生物量和光合能力没有显著效果。综合来看,叶面喷施0.40mmol/L Spd能够有效提高烤烟幼苗的抗旱能力,尤其对轻度干旱的烤烟幼苗作用最为显著。     

六个烤烟品种苗期抗旱性与抗寒性的比较鉴定与综合评价

干旱和低温是影响烟叶产量和品质的重要逆境因素。为给烟草育种和栽培提供理论依据,本研究通过干旱和低温胁迫处理,以叶片含水量、相对电导率、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量为生理指标,综合比较了6个烤烟品种的抗旱性和抗寒性。研究表明,在干旱和低温胁迫下,6个烤烟品种叶片含水量显著下降,而相对电导率、脯氨酸、可溶性糖和丙二醛(MDA)含量明显上升,但不同品种之间各指标变化有显著差异。通过隶属函数方法计算各指标的隶属函数值,对这6个烤烟品种的抗旱性和抗寒性强弱进行了排序。总体而言,单育2号同时具有较强的抗旱性与抗寒性。     

干旱胁迫对马铃薯抗旱生理影响及相关基因的表达

为了探究马铃薯的抗旱机制,本研究以'宣薯2号'马铃薯为材料,分析了不同程度的干旱胁迫对马铃薯植株抗旱生理的影响和相关基因的表达.结果 表明,在重度干旱胁迫下马铃薯的叶片相对含水量大幅下降,但在轻度干旱胁迫下含水量没有显著变化.随着胁迫时间的延长,叶片的相对电导率、叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量均逐渐上升,而蒸腾速率、气孔导度和净光合速率逐渐降低.在重度干旱胁迫下,叶片的胞间CO2浓度显著升高,可溶性蛋白含量呈现先升高后下降的变化,而轻度干旱胁迫下可溶性蛋白含量与对照组相比没有显著差异.在轻度和重度干旱下,光合作用相关基因的表达量均上调,且重度干旱下上调水平更高.但在重度干旱处理下,多个抗氧化和干旱相关基因的表达量下调,但轻度和重度干旱处理间的变化不明显.本研究结果丰富了对马铃薯抗旱生理的认知,也为进一步研究马铃薯抗逆性提供科学依据.     

土壤干旱对小麦绿色器官光合电子传递和光合磷酸化活力的影响

比较研究了开花后干旱胁迫下小麦(Triticum aestivum L.)不同绿色器官光合活性的变化，发现叶片光合对干旱胁迫的敏感性大于穗器官。在干旱胁迫下各器官叶绿体Hill反应活力、光合电子传递活性及光合磷酸化水平均下降，但下降幅度以旗叶叶片明显大于穗、穗下节间和叶鞘。暗示穗等非叶器官的光合作用具有较强的耐逆性。     

不同生育时期干旱胁迫对马铃薯生理生化指标的影响

研究不同生育时期干旱胁迫下马铃薯相关生理生化指标的变化,以期探讨干旱胁迫下马铃薯抗旱的生理机制。选取生产上推广的‘冀张薯8号’和‘夏波蒂’两个马铃薯品种,在旱棚内分区栽培。不同生育时期进行干旱处理,测定马铃薯超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）的含量变化。结果表明,各生育时期干旱胁迫下,马铃薯MDA、Pro含量均增加,而SOD活性下降。花期干旱胁迫对马铃薯的生理生化指标影响最大;抗性强的品种MDA、脯氨酸含量增加的幅度较小,SOD的活力较高,而抗旱性弱的品种则相反。抗旱性强的品种在生理生化指标上具有抗旱的调节机制。     

渗透胁迫对不同供钾水平烤烟叶片抗旱生理指标的影响

（1河南农业大学农学院,河南郑州 450002;2长沙卷烟厂博士后工作站,湖南长沙 410007）     

叶面喷施钙素对光胁迫条件下烤烟光合生理特性的调控效应

以烤烟品种K326为供试材料开展土培盆栽试验,在人工气候室条件下设置3种光照强度,研究叶面喷施钙素对不同光照强度下烤烟叶片光合色素、气体交换参数、抗氧化酶活性、渗透调节物质及干物质积累的影响,探明外源钙对光胁迫条件下烤烟光合生理特性及抗氧化系统的调控作用。结果表明,喷施外源钙可以增加不同光照强度下烤烟叶片的叶绿素（Chla+b）及类胡萝卜素（Car）含量,Chla+b和Car含量的最高值分别出现在400~500μmol/(m²·s)低光（L1）和1500~1800μmol/(m²·s)高光（L3）处理。烤烟叶片的净光合速率（P_n）随光强增加而升高,但光能利用效率（LUE）以L1处理最高。增施外源钙后烤烟叶片的P_n、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）以及LUE显著增加,且在L1与L3处理下LUE增加比例较高,分别比对照增加了3.83%~5.63%和4.65%~7.75%。高光喷钙处理的超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性、可溶性糖含量以及干物质积累量最高,丙二醛含量最低。喷施外源钙可提高烟草叶片活性氧清除酶活性和渗透调节物质含量来保护光胁迫条件下光系统Ⅱ（PSⅡ）反应中心不受伤害,促进光合效率提高,有利于光合碳同化产物的积累。     

淹水胁迫对烤烟不同生育时期生理生化特性的影响

以烤烟品种K326为材料,在盆栽条件下研究了不同生育期根际淹水对烤烟生理生化特性的影响。试验结果表明,在淹水胁迫下烤烟的光合色素含量下降,丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和游离脯氨酸(Pro)含量增大;根系活力降低。以团棵期和旺长期受淹水胁迫的影响最大。     

烤烟成熟期控水对烟叶碳氮代谢关键酶活的影响?

成熟期是烤烟需水次临界期。为明确烤烟成熟期土壤水分对烟叶碳氮代谢的影响,试验在烤烟成熟期进行土壤控水,研究烟叶碳氮代谢主要关键酶活性的变化。结果表明：土壤水分亏缺（50%~60%田间持水量）致烟叶叶绿素含量降低,土壤水分充足（80%~85%田间持水量）烟叶绿素含量高,烟叶成熟缓慢,且复水能缓解干旱胁迫导致的烟叶早衰;烟叶成熟期,湿润土壤（70%~85%田间持水量）烟叶硝酸还原酶、转化酶和淀粉酶活性较高,土壤干旱使烟叶碳氮代谢关键酶活性减弱,但复水在一定程度上能恢复淀粉酶活性。     

5-ALA对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用及D1蛋白的调节作用

为了探究5-氨基乙酰丙酸（5-aminolevulinic acid,5-ALA）对干旱胁迫下小麦幼苗光合作用损伤的缓解机制,选用矮抗58小麦品种为试验材料,在两叶一心期对叶片喷施浓度为100mg/L的5-ALA,处理3d后对根部施加20%聚乙二醇6000（PEG-6000）模拟干旱环境,2d后取样进行光合以及psbA基因表达分析和D1蛋白含量测定。结果表明,干旱胁迫明显降低了小麦叶片的相对含水量以及叶绿素含量,而喷施外源5-ALA能够明显缓解干旱造成的伤害,同时也减缓了干旱胁迫下小麦幼苗净光合速率（P_n）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）、原初光化学效率（F_v/F_m）和光化学猝灭系数（q_P）值的降低,以及非光化学猝灭系数（q_N）值的升高,并且提高了psbA基因表达水平和D1蛋白的含量。以上结果显示,喷施外源5-ALA可缓解干旱胁迫下小麦幼苗的光合性能,同时诱导psbA基因表达水平提高,加快新D1蛋白的合成与受损D1蛋白的降解,从而提高小麦幼苗的干旱胁迫耐受性。     

Responses of Canopy Photosynthesis,Spectral Indices and Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence in Cotton under Drought Stress

[Objective] Study canopy photosynthesis, spectral indices and solar-induced chlorophyll fluorescence in cotton under drought stress. [Method] Using transgenic cotton cultivar Nongda 601 as material, a two-year experiment was conducted with four irrigation regimes (CK, light drought, moderate drought and severe drought) under a field mobile shed to measure the following indices and parameters at canopy level: canopy photosynthetic rate (CAP), spectral indices (normalized difference vegetation index (NDVI), photochemical reflectance index (PRI) and water index (WI)) and solar-induced fluorescence at 761 nm (F761), as well as plant leaf water content (LWC) and leaf area index (LAI). [Result] The results indicated that LWC, LAI, CAP, NDVI, PRI and F761showed a downward trend along with the prolonging of the drought stress, while WI showed an increasing trend. Extremely significant differences (P＜0.01) were found among drought treatments and CK for all parameters. NDVI, PRI and WI were significantly correlated with LAI and LWC (P＜0.01). The absolute values of correlation coefficient for NDVI, PRI, WI, F761with LAI (|r|>0.6) were lower than those with LWC (|r|>0.8). F761 was better correlated with leaf water content and LAI than other spectral indices. [Conclusion] It was concluded that CAP, PRI, NDVI, WI and F761 are good indicators in cotton leaves during drought stress. Solar-induced fluorescence seems more sensitive to leaf water status than other spectral indices at canopy level in cotton.     

干旱胁迫下PEPC过表达增强水稻的耐强光能力

以过表达磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)的水稻为材料,研究了不同程度干旱胁迫下开花期剑叶光合作用的光响应过程、叶绿素荧光参数、色素含量和活性氧代谢。结果表明,在干旱特别是重度干旱胁迫下,野生型水稻在强光下净光合速率迅速下降,而转Zmppc基因水稻没有明显的下降现象; 而且表示光化学活性的叶绿素荧光参数F_v/F_m、Φ_PSⅡ和q_P下降程度低,说明PEPC增强了干旱胁迫下水稻抵御强光胁迫的能力。这可能是因为干旱胁迫下转Zmppc基因水稻玉米黄质含量高,光系统对过剩光能的耗散能力强,能够保护光系统免受过剩光能的伤害,从而减小O₂^?产生速率; 同时干旱胁迫下转PEPC基因水稻抗氧化酶SOD、POD和CAT活性高,能有效清除活性氧,减轻膜质过氧化。     

干旱胁迫对红叶石楠叶片光合生理特性的影响

对不同程度干旱胁迫下红叶石楠的叶片膜伤害和光合生理特性进行了研究。结果表明,随着干旱程度的增加,叶片含水量、光合色素含量以及净光合速率等生理指标都有不同程度的下降,而花青素含量、丙二醛含量和细胞膜透性大幅增加。在轻度干旱下,净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度同步下降,光合受抑的主要限制因子为气孔因素;中度、重度干旱胁迫下,净光合速率、气孔导度下降的同时,胞间CO2浓度上升,此时光合受抑的主要限制因子为非气孔因素