淹水诱导小麦根通气组织形成和皮层细胞超微结构变化的研究

以淹水处理的小麦品种华麦8号(耐湿)和华麦9号(不耐湿)为材料,对次生根显微结构和皮层细胞超微结构变化进行研究,旨在揭示小麦次生根通气组织形成方式以及品种问耐湿差异的细胞学基础.结果表明,淹水144 h后,华麦8号次生根形成发达的通气组织且结构保持完整,而华麦9号次生根虽然也能够形成通气组织,但根的结构却失去完整性.次生根孔积率变化研究表明,华麦8号孔积率增长幅度大,华麦9号孔积率增长幅度小,且在同一淹水时期,华麦8号孔积率均大于华麦9号.对华麦8号皮层细胞超微结构变化的研究表明,淹水12h后,细胞核变形;24 h后,染色体发生凝集,核膜变模糊,细胞壁变透明;48 h后,核膜破裂,细胞核解体,细胞壁被降解.同时对华麦8号皮层细胞核进行TUNEL标记,检测到淹水12 h后有少量细胞核呈TUNEL阳性;24 h后,阳性核数量显著增加;48 h后,皮层中阳性核数量达到最大.超微结构变化和TUNEL标记结果表明淹水诱导皮层细胞发生了程序化死亡.     

淹水胁迫对鲜食玉米幼苗生长发育的影响

为研究淹水胁迫对鲜食玉米幼苗生长发育的影响,采用双套盆淹水法,通过与常规水分供应进行对比,系统分析淹水胁迫对鲜食玉米幼苗根系、地上部形态、光合作用及叶片保护酶活性的影响。结果表明:(1)淹水后玉米根系长度和根系活力显著下降,且随着淹水时间的延长降幅增大,对根系数量的影响相对较小;(2)淹水后玉米株高显著降低,叶数变化率显著下降;(3)淹水后叶片的SPAD值和净光合速率显著低于对照,蒸腾速率在淹水12 d后显著下降;(4)淹水胁迫提高了叶片SOD、POD活性,淹水12 d后保护酶活性显著提高。短期淹水会对玉米的生长造成不良影响,其通过提高保护酶活性提高自身的抗逆性,SOD、POD活性可作为反映鲜食玉米幼苗耐淹的生理指标。     

淹水胁迫对丝瓜幼苗生长及呼吸酶活性的影响

采用双套盆法,以丝瓜品种‘江蔬1号’为材料,研究了不同时间(淹水0、14、21 d和恢复7 d后)和不同程度淹水处理(根淹、半淹)后丝瓜幼苗生长及呼吸代谢的变化规律。结果显示:与对照相比,淹水胁迫下丝瓜幼苗生长受到抑制,叶绿素含量降低,相对电导率、MDA含量、O₂·^-产生速率、H₂O₂含量、乳酸脱氢酶(LDH)活性、乙醇脱氢酶(ADH)活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量均升高,而苹果脱氢酶(MDH)活性显著降低;半淹处理丝瓜幼苗的上述指标的变化幅度显著大于根淹处理的,且淹水14 d后与淹水21 d后测定的各指标有显著性差异。     

淹水胁迫对丝瓜幼苗生长及呼吸酶活性的影响

采用双套盆法,以丝瓜品种‘江蔬1号’为材料,研究了不同时间(淹水0、14、21 d和恢复7 d后)和不同程度淹水处理(根淹、半淹)后丝瓜幼苗生长及呼吸代谢的变化规律。结果显示:与对照相比,淹水胁迫下丝瓜幼苗生长受到抑制,叶绿素含量降低,相对电导率、MDA含量、O_2·^-产生速率、H_2O_2含量、乳酸脱氢酶(LDH)活性、乙醇脱氢酶(ADH)活性、脯氨酸含量和可溶性糖含量均升高,而苹果脱氢酶(MDH)活性显著降低;半淹处理丝瓜幼苗的上述指标的变化幅度显著大于根淹处理的,且淹水14 d后与淹水21 d后测定的各指标有显著性差异。     

淹水胁迫下禾本科植物解剖结构研究进展

随着环境的不断恶化,在环境的修复中,对禾本科植物的应用越来越多。本文在概述植物对淹水胁迫下各种适应方式的基础上,重点从解剖结构中的通气组织、细胞以及细胞壁等方面,对近年来禾本科植物的解剖学研究进展作了简要综述。     

淹水胁迫对乌桕幼苗叶片活性氧代谢的影响

以2个耐涝性不同的乌桕种源为材料,研究淹水胁迫对乌桕叶片保护酶活性和膜质过氧化作用的影响。结果表明,耐涝的浙江种源叶片相对电导率在渍涝胁迫下呈先上升后下降的趋势,不耐涝的福建种源则逐渐下降;浙江种源超氧物岐化酶(SOD)活性总体上保持在较高水平,福建种源则逐渐下降;2个种源过氧化物酶(POD)活性呈现下降趋势;丙二醛(MDA)含量、超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率和过氧化氢(H2O2)含量均随淹水时间的持续逐渐上升。     

淹水对河南省不同地区夏玉米生长及产量的影响

[目的]探求洪涝灾害对河南省不同地区夏玉米生长及产量的影响。[方法]2008和2009年在河南省驻马店和濮阳2个地区进行了以淹水时间和淹水时期为主要因子的淹水模拟试验,并初步探讨了淹水的玉米产量损失率评估模型。[结果]淹水对夏玉米植株死亡率、果穗成穗率、单株籽粒重影响明显;对株高、果穗长、果穗粗、百粒重和秃尖率影响较小。同一淹没天数、同一淹没时期对河南不同地区夏玉米产量的影响差别较大,总体上淹水1 d对玉米产量影响甚微,淹水3 d减产率均在30%以上,淹水5 d减产率均在50%以上,淹水7 d减产率均在70%以上。拔节期淹水7 d,夏玉米绝收;抽雄期淹水7 d,夏玉米基本绝收或者绝收。淹水对不同淹没时期玉米性状及产量的影响表现为拔节期均重于抽雄期。拔节期淹没天数与玉米产量损失率的关系模型为：Y拔节=-0.347 5X拔节^3＋2.829 2X拔节^2＋10.162 0X拔节-2.375 5,R^2=0.895 8;抽雄期为：Y抽雄=-0.193 6X抽雄^3＋2.077 2X抽雄^2＋7.372 1X抽雄-2.266 2,R^2=0.949 7。[结论]为今后洪涝灾害监测以及灾损快速评估提供了参考。     

淹水胁迫萌发对玉米幼苗生长的影响及耐淹性的评价

[目的]快速筛选具有抗淹水胁迫能力的玉米品种。[方法]以16个玉米品种作为供试材料,采用淹水胁迫萌发试验评价不同品种玉米种子的发芽率、苗期不同部位生物量及其与品种耐淹性的关系。[结果]不同品种玉米的发芽势、发芽率在淹水胁迫条件下明显降低,并且玉米幼苗不同部位的生物量、根冠比明显下降,不同品种之间存在明显的基因型差异。对生物量、发芽率和根冠比胁迫系数进行相关性分析,发现只有发芽率胁迫系数与幼苗生物量胁迫系数呈正相关;同时,具有高发芽率与生物量胁迫系数的玉米品种在苗期表现出相对较强的耐淹生物学性状。[结论]依据淹水胁迫条件下的发芽率,可以对不同玉米品种苗期的耐淹水胁迫能力或淹水萌发后恢复生长的能力做出评价。     

淹水条件下玉米耐淹阈值研究

以沿淮低洼地砂姜黑土为研究对象,研究玉米对淹水胁迫的反应及水淹程度的定量表达和耐淹阈值。试验在砂姜黑土原装土柱中进行,共设置6个处理,每个处理埋设相应的根袋,分别在六叶期和大喇叭口期进行淹水。淹水期间每天取2个根袋测定玉米植株养分含量和生物量;淹水结束后再统一取样进行相应的测定。结果显示,淹水对玉米生长影响很大,2个时期的生物量均随淹水时间的延长大幅度下降,营养元素（N、P、K）的吸收受到严重抑制,六叶期比大喇叭口期更敏感。六叶期处理间生物量与淹水时间呈极显著的（0.996*）抛物线关系。根据方程计算,减至对照50%生物量的淹水阈值约为3 d,这一结果和生物量与氮素含量或累积量的相关分析结果完全一致。淹水严重影响玉米生长、降低生物量、抑制养分的吸收。不同时期淹水只是影响程度不同。六叶期淹水其耐淹阈值约为3 d。     

干旱胁迫下不同耐旱性玉米自交系根形态特性差异

利用课题组筛选出的典型的耐旱型玉米自交系90-21-3、8701和敏感型玉米基因型丹937、综-3,采用单株室外盆栽,从根系生长发育、根系生理特性方向进行研究。结果表明:干旱胁迫下,玉米的根系总根数、根长、根系表面积、根冠比增加,而根体积、根干重、根系吸水能力下降;耐旱型玉米基因型的植株水分利用效率上升,敏感型玉米基因型水分利用率则下降。耐旱型玉米基因型根系受干旱影响较小。     

淹水弱光复合胁迫对夏玉米根形态结构、生理特性和产量的影响

【目的】随着全球气候变化,玉米生长季气象灾害频发,阴雨寡照已成为黄淮南部地区玉米的主要非生物灾害之一。本研究通过比较2个敏感性不同玉米品种在花期淹水弱光复合胁迫的根系生长动态、结构特征和生理特性,以期探明玉米根系对花期阴雨寡照胁迫的响应特征。【方法】以郑单958和豫玉22为材料,设对照(CK)、淹水(W)、弱光(S)、淹水+弱光(WS)4个不同胁迫处理,采用盆栽试验比较不同胁迫处理下玉米根干重、长度、根表面积、根体积、节根层数的动态变化特征,探明根形态结构、根生理指标及产量对淹水、弱光及复合胁迫的响应特征。【结果】淹水、弱光及其复合胁迫下玉米根总干重、根总长度、根表面积和根体积均显著下降,3种逆境以淹水弱光复合胁迫降幅最大,其次是淹水、弱光单一胁迫,W、S、WS处理的单株根干重和根长度平均比CK降低15.21%、5.08%、21.07%和14.86%、5.52%、18.14%,根表面积和根体积则比CK平均降低9.83%、4.62%、12.72%和12.62%、6.61%、16.23%;WS处理的根干重、根长度、根表面积和根体积比W处理平均降低6.64%、3.84%、3.21%和4.12...     

玉米的厌氧代谢与耐涝性

综述了玉米在低氧和厌氧条件下根系缺氧胁迫的伤害原因和代谢变化,以及厌氧忍而与逃避的适应机制。     

大田淹水对高产夏玉米抗倒伏性能的影响

【目的】倒伏是玉米高产的重要限制因素之一。本研究旨在探讨大田淹水对夏玉米抗倒伏性能的影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,研究淹水对夏玉米茎秆形态、穿刺强度、弯曲性能及其显微结构的影响。【结果】淹水后夏玉米基部第3茎节变细,茎秆穿刺强度降低,三叶期淹水6 d造成的影响最大,DH605和ZD958的穿刺强度分别较CK下降32.53%和42.73%;茎秆的皮层厚度和维管束内部厚壁细胞厚度变薄,维管束数目减少。三叶期和拔节期淹水对其影响大于开花后10 d淹水,淹水持续时间越长,影响越严重。淹水后空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d。【结论】淹水胁迫降低了茎秆抗倒伏能力,倒伏风险增加,影响产量形成。三叶期淹水对其影响最大,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小。淹水持续时间越长,影响越严重。     

盐胁迫对玉米幼苗叶片光合荧光和抗氧化酶活性的影响

以玉米品种B73幼苗为试验材料,研究盐胁迫对其光合荧光和抗氧化酶活性的影响。结果表明:低浓度的盐胁迫(100 mmol/L)对玉米幼苗叶片的光合效率影响不大,但是高浓度的盐胁迫(200 mmol/L以上)对玉米幼苗叶片的光合效率影响明显,且随着时间的延长不断加剧。同时,体内叶片抗氧化酶的活性变化同光合作用成正相关,说明在盐胁迫情况下,玉米幼苗可以通过启动抗氧化酶的活性来应答盐胁迫。此外,在应答盐胁迫时,玉米幼苗体内抗氧化保护酶系统(SOD、POD、CAT)活性会呈现出先升高后降低的趋势。     

松嫩平原平展型和紧凑型玉米品种根系分布特征

采用土柱模拟栽培法与大田试验相结合的方法，对松嫩平原不同株型玉米的根系分布特征进行了比较。研究发现，平展型玉米和紧凑型玉米根干重最大值出现的时期不同，二根干重分别在吐丝后15d和吐丝后30d时达到最大值。成熟时紧凑型玉米根干重比平展型高12.2%。二根系垂直分布有明显的差异，在20cm以下的根干重比率，平展型玉米在19％以下，而紧凑型玉米高于23％。紧凑型玉米的深层根量较多，在深40－100cm土层内根干重比率比平展型高42.3%。二的根系水平分布也不同，紧凑型玉米根系水平分布较集中，在距植株0－10cm水平范围内，根系分布比率比平展型玉米高9.6%。紧凑型玉米土壤深层根量较多，水平分布集中，耐密植，是易获得高产的重要原因之一。     

生育前期淹水对夏玉米冠层结构和光合特性的影响

【目的】本研究旨在探讨大田淹水条件下夏玉米冠层结构和光合特性的变化规律。【方法】供试夏玉米品种为登海605(DH605)和郑单958(ZD958),通过设置3叶期(V3)淹水3 d(V3-3)和6 d(V3-6),拔节期(V6)淹水3 d(V6-3)和6 d(V6-6),以不淹水处理为对照(CK),比较不同淹水时期(V3和V6)和淹水持续时间(3 d和6 d)对夏玉米光合势、叶面积指数、净光合速率、冠层透光率及其半球灰度图像和产量的影响。【结果】淹水后夏玉米叶面积指数显著下降,群体透光率提高,群体光能截获率显著降低。V3淹水后夏玉米穗位层和底层透光率的提高幅度大于V6淹水,且其提高幅度随淹水持续时间的延长而增加。DH605和ZD958的V3-6处理的穗位层透光率较CK分别提高96.0%和70.2%,底层透光率分别提高了68.9%和71.9%。在淹水胁迫条件下夏玉米光合势和叶片净光合速率随淹水持续时间的延长而显著降低,V3淹水后净光合速率和光合势的下降幅度大于V6淹水。DH605和ZD958的V3-6处理在开花期的叶片净光合速率较CK分别下降23.5%和20.3%。DH605的V3-6处理在播种—拔节期、拔节期—大喇叭口期、大喇叭口期—开花期、开花期—乳熟期和乳熟期—成熟期各生育阶段的光合势较CK分别下降68.5%、45.0%、31.6%、25.0%和37.5%,ZD958分别下降62.4%、37.1%、25.8%、21.7%和38.5%。淹水后夏玉米光合势和叶片净光合速率的下降导致夏玉米光合同化物的积累与分配受到抑制,干物质积累量显著下降,成熟期DH605的V3-3、V3-6、V6-3和V6-6处理的干物质重较CK分别下降12.4%、24.8%、9.3%和21.1%,ZD958分别下降17.3%、26.7%、12.5%和23.9%。此外,淹水后夏玉米收获指数显著下降,3叶期淹水对其影响大于V6淹水,且影响随淹水持续时间的延长而加剧,DH605和ZD958的V3-6处理的收获指数较CK分别下降13.3%和13.8%。淹水后夏玉米冠层结构劣化与光合性能降低导致夏玉米产量显著下降。DH605的V3-3、V3-6、V6-3和V6-6处理的产量较CK分别下降23.2%、35.9%、17.0%和22.7%,ZD958分别下降20.0%、35.7%、15.0%和27.1%。【结论】淹水导致夏玉米群体光合势和叶面积指数显著降低,透光率提高,进而显著降低群体光能有效截获率和净光合速率,最终导致夏玉米产量显著下降。3叶期淹水对夏玉米冠层结构和光合特性的影响大于拔节期淹水,且其影响随淹水持续时间的延长而加剧。     

淹水胁迫对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的影响

【目的】探讨气候变化下持续降雨造成的大田淹水对夏玉米籽粒灌浆特性和品质的可能影响。【方法】以登海605（DH605）和郑单958（ZD958）为试验材料,设置大田淹水时期（三叶期、拔节期、开花后10 d）和淹水持续时间（淹水3 d和6 d）处理,分析夏玉米籽粒干重和体积的增长、籽粒灌浆参数、籽粒粗脂肪、粗蛋白、总淀粉含量、支/直比值以及可溶性总糖和蔗糖含量等指标的变化。【结果】淹水胁迫后籽粒干重增长速率降低,籽粒灌浆参数减小,且三叶期淹水6 d下影响最大,DH605和ZD958到达最大灌浆速率时的天数（Tmax）、最大灌浆速率（Gmax）、灌浆速率最大时的生长量（Wmax）和籽粒灌浆活跃期（P）较对照分别下降 25.18%、18.44%、48.21%、36.45%和18.18%、1.69%、32.68%、31.80%;两品种淹水后均空秆率增加,穗粒数和千粒重显著降低,产量下降,减产幅度表现为三叶期淹水＞拔节期淹水＞开花后10 d淹水,淹水6 d＞淹水3 d;淹水下籽粒粗蛋白、总淀粉、可溶性总糖和蔗糖含量显著降低;支链淀粉含量显著降低,但直链淀粉含量有所升高,因而支/直比值降低;淹水后籽粒中粗脂肪含量显著提高,三叶期淹水6 d造成的影响最显著,两品种较对照分别提高了49.08%和33.08%。【结论】淹水胁迫显著降低了夏玉米籽粒最大灌浆速率及灌浆速率最大时的生长量,抑制了籽粒灌浆,严重影响籽粒干物质的积累,导致夏玉米产量显著下降;淹水胁迫降低了籽粒可溶性总糖、蔗糖和淀粉含量,淹水胁迫后籽粒粗蛋白含量和支/直比值也显著降低,而粗脂肪含量显著提高;三叶期淹水对其影响最显著,拔节期淹水次之,开花后10 d淹水的影响较小,其影响随淹水胁迫时间的延长而加剧。     

弱光涝渍复合胁迫对夏玉米产量及光合特性的影响

[目的]旨在探讨不同生育时期弱光涝渍复合胁迫影响夏玉米产量和光合特性的生理机制.[方法]选用DH605为试验材料,通过在大田条件下设置不同生育时期遮阴、淹水以及遮阴+淹水处理,即分别为三叶期淹水(V3-W)、拔节期淹水(V6-W)、开花期淹水(VT-W);三叶期遮阴(V3-S)、拔节期遮阴(V6-S)、开花期遮阴(VT...     

冬小麦夏玉米农田土壤呼吸与碳平衡的研究

为探讨不同农作措施下的农田碳平衡规律,研究农田对大气CO2的“源”、“汇”特征,2000年至2003年连续测定了不同秸秆管理、灌溉和氮肥施用等种植措施下华北冬小麦、夏玉米生长季的土壤呼吸。结果表明,农田CO2释放主要受气温、土壤水分状况和有机物投入量等因素的影响。秸秆还田与优化灌溉增加了土壤呼吸的强度,不同农作措施间土壤呼吸的差异主要发生在冬小麦生长季。对农田碳平衡研究的计算结果显示,农田系统在常规种植措施下表现为大气CO2的“汇”。在传统农作措施下,华北冬小麦、夏玉米生长季植物碳净固定量(NPP)与土壤碳排放量(Rm)的比值分别为1.16、1.21。     

镉胁迫下多胺对玉米苗期生长的影响及其机理

选用对Cd胁迫抗性不同的玉米品种,通过水培试验在苗期进行Cd胁迫处理,测定不同玉米品种内源精胺(Spm)、亚精胺(Spd)和腐胺(Put)含量变化,同时结合外源多胺处理,测定玉米苗期植株生长、抗氧化酶活性以及光合速率等指标,分析Cd胁迫下多胺对玉米苗期生长的影响及其生理机制。结果表明,Cd胁迫通过破坏玉米植株体内的抗氧化酶系统,诱导玉米植株体内活性氧过量产生、降低叶绿体含量、抑制玉米光合作用,从而抑制玉米植株的生长发育;Cd胁迫下玉米植株中内源Spd和Spm含量的提高有利于增强玉米幼苗对Cd胁迫的抗性,而外源Spd和Spm则显著促进了玉米幼苗的生长。这表明,Spd和Spm能够有效缓解Cd胁迫对玉米幼苗生长的抑制作用,其机制可能与其能缓解Cd对抗氧化酶系统的破坏、抑制活性氧的产生、提高叶绿素含量和植株的光合作用等因素有关;与此不同,Put可能在缓解玉米Cd胁迫的过程中未起主要作用。