干旱胁迫下褪黑素对小麦幼苗生长、光合和抗氧化特性的影响

为探究褪黑素对小麦幼苗抗旱性的调节作用,明确褪黑素提高小麦抗旱能力的作用途径,以小麦水地品种西农9871为材料,通过盆栽试验,分析了干旱胁迫下根施褪黑素（100 μmol·L^-1）对小麦幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明,干旱胁迫抑制了小麦的生长,降低了叶片叶绿素含量、气孔导度、净光合速率及PSⅡ最大光化学效率,导致过氧化氢（H₂O₂）与丙二醛（MDA）积累增加及抗氧化酶活性、抗氧化剂含量升高。在干旱胁迫下根施褪黑素可增加小麦幼苗的生物量和根冠比,维持较高的相对叶片含水量、叶绿素含量、净光合速率及光化学效率,并进一步提高过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化物酶(POD)活性及抗坏血酸（ASA）和谷胱甘肽（GSH）的含量,减少了H₂O₂ 与MDA的积累。复水后,根施褪黑素处理的小麦幼苗生长表现出较快的恢复能力。以上结果说明,在干旱胁迫下,褪黑素通过增加根冠比,促进水分吸收,改善叶片的水分状况,并通过增强抗氧化能力,减轻氧化伤害。褪黑素处理的植株表现出较好的水分状况和较轻的氧化伤害,有利于其维持较高的光合能力,从而提高小麦幼苗的抗旱性及恢复生长的能力。     

外源MeJA对花后干旱胁迫下小麦光合特性的影响

为给外源茉莉酸甲酯(MeJA)在小麦抗旱栽培中的合理利用提供依据,以大面积推广的小麦品种周麦18为试验材料,用盆栽控水的方法模拟干旱胁迫,研究了外源MeJA对花后干旱胁迫下小麦光合特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了小麦旗叶叶绿素a、叶绿素b、叶黄素含量及气孔导度和蒸腾速率,提高了PSⅡ初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)及叶黄素循环组分(V+A+Z)含量和(A+Z)/(V+A+Z)值,导致光合速率（P_n）及PSⅡ潜在活性（F_v/F_o）、最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光化学效率（Φ_PSⅡ）受到显著抑制,最终表现为叶片瞬时水分利用效率(WUE)和光能利用率(LUE)显著降低。干旱胁迫下喷施MeJA显著增加了叶黄素、β-胡萝卜素、(V+A+Z)含量及(A+Z)/(V+A+Z)值,从而使F_o和NPQ显著增大,缓解了干旱胁迫下强光对叶绿素产生的氧化破坏,而较低的叶绿素a/b也增强了小麦对弱光的利用效率。喷施MeJA能诱导叶片气孔适当关闭,减少了水分的散失,因而显著提高了灌浆中后期叶片P_n、F_v/F_o、F_v/F_m、Φ_PSⅡ,最终表现为WUE和LUE显著提高。这表明外源MeJA能增强小麦叶片光合系统在干旱胁迫下的稳定性,改善小麦光合作用。     

外源褪黑素对镉胁迫下棉苗生长及光合特征的影响

镉抑制作物的光合作用，降低光合产物积累，影响幼苗发育。褪黑素能缓解镉胁迫对棉花光合作用抑制，但其具体效应尚不明确。2021年在河北农业大学作物生长调控实验室的智能温室内以农大棉601为试验材料，开展不同浓度褪黑素（melatonin, MT）缓解镉胁迫（75 μmol·L^－1的CdCl2溶液）下棉苗光合及发育抑制的效果试验。结果表明：在镉胁迫（75 μmol·L^－1）下喷施一定浓度的MT后，尤其是浓度为50 μmol·L^－1时，棉苗的叶绿素含量（SPAD值）、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较镉胁迫处理显著提高。但是，随着MT浓度的增高，其对棉苗镉胁迫的缓解作用表现为先升高再下降的趋势，且高浓度（200 μmol·L^－1）MT处理对缓解棉苗镉胁迫无显著效果。本研究条件下，50 μmol·L^－1 MT缓解棉苗镉胁迫的效果最佳。据此初步认为，施用适宜浓度的MT能有效地改善镉胁迫条件下棉苗的生长状况，增强其光合作用能力、根系发育，从而提高棉花耐镉性。     

外源褪黑素缓解干旱胁迫对春大豆苗期影响的生理调控效应

为研究外源褪黑素对干旱胁迫下春大豆的缓解作用,以绥农26为试验材料,采用盆栽试验方法,以PEG6000引起的水分渗透势模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫下叶面喷施和根施褪黑素对苗期春大豆的生理调控效应。结果表明:干旱胁迫降低了大豆叶片光合色素含量(叶绿素a、b、总叶绿素含量)和光合作用强度(净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度),提高了相对电导率、超氧阴离子(O^-₂)、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量,增加了渗透调节物质(可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和游离脯氨酸)含量,增强了抗氧化剂活性(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶)。干旱胁迫条件下施用褪黑素,与干旱处理相比,大豆光合色素含量、干物质积累量、光合速率、抗氧化剂活性、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均显著增加,而O^-₂、H₂O₂、MDA含量和相对电导率则显著降低。结果表明外源褪黑素能够缓解干旱胁迫对大...     

外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

以玉米品种‘郑单958’为试验材料,在幼苗长至三叶一心时,利用5个浓度(0、10、50、100、500μmol/L)的外源褪黑素进行叶面连续喷施3 d后,转入人工气候箱中进行低温胁迫处理,旨在探究外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长特征、叶绿素含量、可溶性糖含量及过氧化物酶活性的影响。试验结果表明,褪黑素有利于缓解低温胁迫对玉米幼苗株高及叶片含水量特性影响,SPAD值升高,增强了叶片叶绿素合成能力,可显著提高玉米叶片过氧化物酶活性;可溶性糖含量随低温胁迫时间增加而增高,低温胁迫7 d后,对照组和处理组间可溶性糖含量存在显著差异。综合来看,外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗受到的伤害可以起到缓解作用。     

外源丙酸对干旱胁迫下小麦氮代谢和产量的影响

为了解外源丙酸对小麦抗旱性的影响,以豫农211为试验材料,在大田条件下测定和分析了外源丙酸(拌种5mmol·L~(-1),喷施0.25mmol·L~(-1))对小麦氮代谢相关指标和产量的影响。结果发现,干旱胁迫下,小麦的生长发育受到明显抑制,干物质积累量、可溶性蛋白含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝酸还原酶(NR)活性均显著下降,脯氨酸含量升高,产量下降。外源丙酸处理可以使受干旱胁迫小麦的干物质积累量、可溶性蛋白含量、GS活性、NR活性和产量均显著增加,脯氨酸含量显著下降。说明适宜浓度的外源丙酸处理可减轻干旱对小麦生长发育的抑制作用,提高小麦的氮代谢和产量水平。     

外源钙对干旱胁迫下甜菜幼苗生长的影响

为了解 Ca²⁺对干旱胁迫的缓解作用,对甜菜品种‘KWS1176’幼苗喷施 0、5、10、20 mmol/L 4 个CaCl₂水平溶液处理,测定对干旱胁迫下的甜菜幼苗生长、生理生化特性的影响。结果表明：(1)叶面喷施 CaCl₂溶液可有效缓解干旱胁迫对甜菜幼苗生长造成的损伤。其中,10 mmol/L CaCl₂溶液处理下甜菜幼苗株高受到的抑制最小,长势最好,与 0 mmol/L相比提高 41.24%。(2)Ca²⁺可缓解干旱胁迫对甜菜幼苗光合特性的抑制。叶面喷施 10 mmol/L CaCl₂溶液对幼苗叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间二氧化碳浓度(Ci)的缓解效果最佳,与 0 mmol/L相比,Pn、Tr、Gs分别提高70.62%、112.50%、67.00%,Ci 降低 32.77%。(3)干旱胁迫抑制了甜菜幼苗抗氧化酶活性,而 Ca²⁺可缓解其抑制作用。过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(AP...     

干旱胁迫对小麦花药培养的影响

为拓宽抗旱春小麦花培育种的亲本资源,明确干旱胁迫对小麦花药培养的影响,对甘肃省主栽的7个抗旱春小麦品种的花药培养特性进行了研究,并对筛选出的兼具较强抗旱性和优良花药培养特性的品种陇春27号及其他三个优良花培材料,通过诱导培养基中添加120mg·L~(-1)的PEG及旱地种植,进而进行花药培养。结果表明,供试的4个小麦基因型材料的愈伤组织诱导均受到抑制,但受抑制的程度不同,其抗旱系数排序在两种干旱胁迫处理下高度一致;田间抗旱性鉴定结果表明,4个基因型材料的抗旱性强弱不同;其愈伤组织的抗旱系数与抗旱性之间显著相关。     

外源脯氨酸对镍胁迫下小麦幼苗生长的影响

为探究外源脯氨酸对镍胁迫下小麦根系生长发育的影响,以小麦品种轮选988为材料,采用溶液培养法,研究了不同浓度的脯氨酸对10μmol·L~(-1) Ni~(2+)胁迫下小麦幼苗株高和根系生长的影响。结果发现,镍胁迫严重抑制小麦生长;而外施脯氨酸对小麦幼苗的株高和根系生长的各项指标均有正向效应,以外施5mmol·L~(-1)脯氨酸的效果最好。与单独Ni~(2+)胁迫相比,外施5mmol·L~(-1)脯氨酸后,小麦幼苗根长、株高、根鲜重和根干重分别上升了24.8%、12.5%、16.0%和20.0%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)活性分别升高了54.30%、43.00%、13.08%、67.67%;超氧阴离子(O_2~-·)自由基、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量分别下降了56.65%、34.54%、32.35%;渗透调节物质游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖的含量均显著下降;根系活力上升了233.83%。外源脯氨酸可以显著提高小麦根的抗氧化能力,进而增强小麦的抗逆性,缓解镍对小麦根系的毒害作用。     

低磷胁迫下外源褪黑素对大麦幼苗根系发育的调控作用

为探究低磷胁迫下外源褪黑素（Melatonin,MT）对大麦幼苗根系生长发育调控作用,以磷敏感型大麦品种GN42为试验材料,设置正常磷（CK）、低磷和低磷添加MT 3个处理,比较分析了不同处理间大麦幼苗根系表型特征、解剖构造和相关基因表达量的差异。结果表明,低磷胁迫后大麦幼苗根系生长受到抑制,表现为根系总长度、表面积和体积均不同程度下降,且根冠厚度减少,活性氧(ROS)过量积累,花青素含量增加,根系磷转运蛋白相关基因Hvpht1;1上调表达,花青素合成基因Hvant和MT合成基因Hvcomt均下调表达。低磷胁迫下添加外源MT后,幼苗根系生长受抑制程度缓解,根系总长、表面积和体积均显著增加,根冠厚度也显著增加,ROS积累量明显变少,且3种基因都不同程度上调表达。由此说明,外源MT可以有效缓解低磷胁迫对大麦幼苗生长发育的不利影响,提高植株对低磷胁迫的适应性。     

外源腐胺对干旱胁迫下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化的调节效应

为了研究外源物质对小麦抗旱性的诱导作用,水培条件下研究了外源腐胺对干旱胁迫(15%PEG-6000)条件下冬小麦幼苗叶片膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响.结果表明,干旱胁迫48 h后冬小麦幼苗叶片含水量下降了27.43%, O_2(÷)的产生速率、丙二醛(MDA)和H_2O_2含量随时间的推移均呈增加的趋势,SOD、POD、CAT活性分别下降了23%、37%、70%.外源腐胺处理下叶片含水量仅下降了7.62%;叶片 MDA含量降低80%左右,H_2O_2的含量下降50%左右,O_2(÷)的产生速率降低了1/3,而叶片SOD、POD、CAT活性分别提高了41%、165.8%、246%.因此认为,外源腐胺可通过抑制活性氧(O_2,H_2O_2)的产生,降低MDA含量,提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)的活性,缓解干旱胁迫造成的冬小麦幼苗叶片细胞膜脂过氧化损伤,提高冬小麦的抗旱性.     

干旱胁迫下氮素对不同基因型小麦根系活力和生长的调控

为了探讨不同水氮耦合处理对小麦根系活力和吸收氮素能力的影响,以多穗型小麦品种西农979和大穗型小麦品系2036为材料进行营养液培养试验,设置正常水分供应、轻度和重度水分胁迫及低氮、中氮和高氮处理,研究了不同水氮耦合对小麦根系形态、根系吸收面积、根系活力、植株氮素积累量的影响。结果表明,水分与氮素存在着明显的互作效应,重度水分胁迫和低氮处理都会降低小麦的生物量、根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力、氮含量和植株的氮素积累量,低氮处理增加了根长和根冠比。高氮处理的西农979根系总吸收面积、活跃吸收面积和活力较低,中氮处理显著提高,且分别比2036高11%、14%、27%。西农979在中氮和高氮处理之间的氮素积累量无显著性差异。中氮处理下西农979的植株氮素积累量比2036高13%~62%。相关分析表明,小麦的活跃吸收面积、根系活力与植株氮素积累量呈极显著正相关(P0.01),和根冠比呈极显著负相关(P0.01)。在轻度水分胁迫下,增加氮素供给能有效提高西农979的根系吸收面积和根系活力;过高的氮素不利于2036根系的生长,表明不同基因型小麦的根系活力和生长对不同水氮耦合的响应不同。通过适宜的水氮耦合调控,有利于创造良好的小麦根系形态,提高根系活力及对水分和养分的吸收能力。     

外源褪黑素对盐碱胁迫下小黑麦种子萌发幼苗生长、抗氧化能力的影响

为了解外源褪黑素对盐碱胁迫条件下小黑麦种子萌发、幼苗生长及抗氧能力的影响,以小黑麦品种东农96026为材料,通过种子萌发试验和水培试验分析了盐碱胁迫(NaCl、NaHCO3摩尔比1∶1混合)条件下外源褪黑素(浓度200μmol·L^-1)添加后,小黑麦种子萌发指标、生长指标、渗透调节物质含量、抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统相关酶活性和物质含量的变化。结果表明,外源褪黑素可显著提高盐碱胁迫条件下小黑麦的种子发芽率、发芽势和发芽指数,增加幼苗地上部分和根系的生物量,提高根系可溶性糖和可溶性蛋白含量。褪黑素可显著增强盐碱胁迫下小黑麦幼苗单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、抗坏血酸过氧化物酶及谷胱甘肽还原酶活性,提高AsA和GSH含量及AsA/DHA和GSH/GSSG比值。由此说明,外源褪黑素能促进盐碱胁迫下小黑麦种子萌发和幼苗生长,提高渗透调节能力和抗氧化能力,从而有效地缓解盐碱胁迫对小黑麦生长发育的抑制效应。     

水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗抗氧化特性的影响

为了给水杨酸在小麦栽培中的应用提供参考依据,以小麦品种百农AK58为材料,用17.5%聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,研究了外源水杨酸对干旱胁迫下小麦幼苗叶片和根系抗氧化特性的影响。结果表明,干旱胁迫显著提高了根、叶细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量及过氧化物岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性。与单独干旱胁迫处理相比,外源施加水杨酸可使干旱下小麦幼苗根系APX、POD、SOD和CAT活性分别增加190.9%、20.4%、42.3%和89.4%,使其膜透性和MDA含量分别降低19.7%和54.6%;对叶片而言,水杨酸可使其APX和POD活性分别增加31.5%和159.6%,使其膜透性和MDA含量分别降低23.7%和53.9%。上述结果说明,干旱胁迫加剧了小麦的氧化胁迫,小麦幼苗则通过增强根、叶抗氧化酶活性以抵抗氧化伤害。外源施加水杨酸可增强小麦幼苗根、叶相关抗氧化酶的活性,从而缓解小麦在干旱下所遭受的氧化伤害,增强其抗旱性。