干旱胁迫下甘肃野生草地早熟禾内源激素水平的动态变化

为了研究草地早熟禾在干旱胁迫下的响应机制,以甘肃安定野生草地早熟禾和西和野生草地早熟禾为试验材料,采用HPLC法测定了干旱胁迫下草地早熟禾叶片中的ZT,ABA和IAA含量的变化。结果表明:干旱胁迫下,ZT含量下降,ABA含量和IAA含量均先上升后下降,但与对照相比前者显著上升,后者显著下降,此外,ZT/ABA,ZT/IAA和(ZT+IAA)/ABA均下降。在2份种质材料中,安定野生草地早熟禾(ZT+IAA)/ABA下降幅度最大。激素水平上评价材料的抗旱性大小为安定野生草地早熟禾西和野生草地早熟禾。     

草地早熟禾不同品种抗旱性的评价分析

通过连续干旱胁迫下测定6个早熟禾(Poa Pratensis)品种叶片相对含水量(RWC)、叶绿素(Chl)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)含量及可溶性蛋白含量等指标,鉴定分析了其抗旱性能。结果表明,随着胁迫时间的延长,6个品种的RWC、Chl呈下降趋势;MDA含量、Pro含量、POD含量及可溶性蛋白含量呈上升趋势。通过隶属函数综合分析,6个草地早熟禾品种抗旱能力大小顺序为黑宝新歌来得月光午夜Ⅱ号奖品橄榄球Ⅱ号。     

不同早熟禾品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

为鉴定评价早熟禾幼苗抗旱性,将14个早熟禾品种的种子经消毒后播种在塑料花盆中,出苗后间苗,2~3个真叶定株,每盆留生长一致、分布均匀的幼苗15株,定期浇水,以保证幼苗的正常生长。待生长到3~4个真叶时进行干旱处理,依据Michel公式计算不同水势所需的PEG-6000的量,然后加入PEG-6000溶液进行干旱处理,处理的水势梯度为0 MPa(即为对照),-0.3,-0.6,-0.9和-1.2 MPa。处理后每2 d进行称重补水以维持溶液浓度。设干旱处理与对照(正常浇水)两组,对14个早熟禾品种幼苗进行模拟干旱胁迫,4次重复。测定叶绿素(CHL)含量、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,早熟禾幼苗叶片CHL含量呈下降趋势;Pro含量、MDA含量、SOD活性总体呈上升趋势;POD活性总体呈先降再升后降的趋势;利用隶属函数分析得出14个早熟禾品种的抗旱性强弱顺序依次为:3号恩托佩草地早熟禾>10号细叶早熟禾>1号优异草地早熟禾>2号斗士草地早熟禾=9号蓝钻草地早熟禾>7号草地早熟禾>11号草地早熟禾>4号草地早熟禾>5号瓦巴斯草地早熟禾>8号早熟禾=13号肯塔基草地早熟禾>14号草地早熟禾>6号莫诺波利草地早熟禾=12号菲尔津草地早熟禾。     

干旱胁迫对草地早熟禾抗旱生理的影响

以国内常用的6个草地早熟禾品种为材料,研究了干旱胁迫条件下叶片相对含水量、电导率、游离脯氨酸、丙二醛含量和叶绿素含量等生理指标对干旱胁迫的响应,探讨了各种生理变化与抗旱性的关系,并利用隶属函数法对抗旱性进行了综合评价.结果表明,6个草地早熟禾的相对含水量、叶绿素含量随水分胁迫时间的延长呈减少趋势,而相对电导率、游离脯氨酸和丙二醛含量呈增加趋势.通过隶属函数分析,6个草地早熟禾的抗旱性大小顺序为蓝鸟＞解放者＞午夜＞优异＞优美＞肯塔基.     

不同种类早熟禾苗期抗旱性综合评价

在干旱半干旱地区,水分是牧草生长的主要限制因素之一,探究牧草苗期阶段的抗旱性特征对干旱地区牧草引种筛选具有重要意义。本研究选取了青海省海北地区的8份早熟禾属(Poa L.)种质材料,于苗期分别对其进行干旱胁迫处理,并测定干旱胁迫后第5d和第10d各草种叶片的细胞膜透性及丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素的含量,运用Fuzzy数学中隶属函数法对8种早熟禾进行抗旱性综合评判。结果表明:随着胁迫时间的延长,8份早熟禾属种质材料的叶绿素含量均显著下降(P0.05),细胞膜透性、脯氨酸和MDA含量则显著增加(P0.05)。综合评价结果表明:不同种质材料间苗期抗旱性差异较大,由强到弱依次为:草地早熟禾高原早熟禾山地早熟禾光稃早熟禾波伐早熟禾早熟禾莫若波利草地早熟禾冷地早熟禾,草地早熟禾和高原早熟禾抗旱性较强,更适合在干旱地区种植。     

干旱胁迫对草地早熟禾抗旱生理的影响

以国内常用的6个草地早熟禾品种为材料,研究了干旱胁迫条件下叶片相对含水量、电导率、游离脯氨酸、丙二醛含量和叶绿素含量等生理指标对干旱胁迫的响应,探讨了各种生理变化与抗旱性的关系,并利用隶属函数法对抗旱性进行了综合评价。结果表明,6个草地早熟禾的相对含水量、叶绿素含量随水分胁迫时间的延长呈减少趋势,而相对电导率、游离脯氨酸和丙二醛含量呈增加趋势。通过隶属函数分析,6个草地早熟禾的抗旱性大小顺序为蓝鸟>解放者>午夜>优异>优美>肯塔基。     

草地早熟禾对干旱胁迫的响应研究进展

干旱是影响草地早熟禾生长发育的关键因素之一,可对草地早熟禾的生产性能造成直接或潜在的影响。因此,草地早熟禾抗旱机理是值得深入研究的一个课题。本文从形态、解剖结构、代谢机制及基因调控等方面综述了草地早熟禾对干旱的胁迫响应,以期为草地早熟禾抗旱基因的筛选和抗旱分子机制的研究提供科学依据和理论基础。     

盐碱胁迫对草地早熟禾生长和生理代谢的影响

以两个耐盐碱性差异较大的草地早熟禾品种‘午夜'(Midnight,耐盐碱性强)和‘旅行者Ⅱ号'(Voyager Ⅱ,耐盐碱性弱)为试验材料,分析了在生长箱水培模拟中性盐和碱性盐两种条件下,盐碱胁迫对早熟禾生长、电导率、叶绿素、光合特性、脯氨酸和有机酸代谢的影响。结果表明,盐碱胁迫下早熟禾两个品种的生长率下降,叶片电导率升高,叶绿素含量和光合作用显著下降,尤其是在碱胁迫下,但在耐性强的品种中变化程度均小于耐性弱的品种;两个品种叶片脯氨酸含量主要在盐胁迫下升高,碱胁迫下无显著变化甚至下降;根系分泌的有机酸主要为草酸,且仅在碱胁迫下升高;盐碱胁迫下草酸在叶片和根系中的含量均呈下降趋势,尤其是根系在碱胁迫下;叶片和根系的苹果酸、柠檬酸和琥珀酸在盐胁迫下无显著变化,在碱胁迫下则显著升高,其中‘午夜'显著高于‘旅行者Ⅱ号'。由此可见,碱性盐比中性盐对草地早熟禾的伤害更大,中性盐胁迫下主要以积累脯氨酸等物质来调节渗透压,而在碱性盐胁迫下主要通过加强有机酸的代谢、积累和分泌来调节植株体内和根际环境的pH值;耐盐碱的品种在盐碱胁迫下能维持较高的光合作用和有机酸代谢,提高了植株内和根际环境pH的调节能力,因此具有较强的耐盐碱能力。     

3个草地早熟禾品种分蘖期的生理特性变化

以草地早熟禾午夜2号、巴润和肯塔基为材料,测定其分蘖期生理指标的变化。结果表明：午夜2号、肯塔基和巴润叶绿素和可溶性蛋白含量变化趋势一致,呈单峰曲线,在较高水平上峰值分别为叶绿素含量2.215,2.000和2.013mg/g;可溶性蛋白0.85,0.64和0.77mg/g。当维持一段时间后开始下降;而3个草地早熟品种可溶性糖含量与过氧化氢酶活性随着生长时间的延长而升高;在分蘖过程中,3个草地早熟禾品种平均分蘖数随着生长时间的延长呈单峰曲线,在发芽后第35d午夜2号2.45,巴润和肯塔基1.98分蘖枝/株达到最大值。草地早熟禾分蘖期间,叶绿素、可溶性蛋白含量与平均分蘖数呈正相关,而可溶性糖与过氧化氢酶与平均分蘖数相关性不明显。同一生长期内,午夜2号叶绿素含量、可溶性蛋白、可溶性糖、过氧化氢酶含量以及平均分蘖数均大于巴润和肯塔基,肯塔基含量最低。     

干旱及复水对山西野生草地早熟禾幼苗生长与生理特性的影响

以15份山西野生草地早熟禾种质为材料,待其长至4~5片真叶时,采用盆栽控水法进行21 d干旱及7 d复水处理,取样测定植株存活率、相对生长率(RGR)、叶片相对含水量(RWC)、游离脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)含量,并根据隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,在干旱胁迫下,不同居群野生草地早熟禾幼苗的存活率、RGR、RWC和SOD活性下降,Pro、MDA含量则上升。复水后,各指标均有所恢复,但未能恢复至胁迫前水平。抗旱性综合分析将参试草地早熟禾分为3个类群,其中沁水Ⅱ、浑源Ⅰ、沁水Ⅰ、五台、浑源Ⅱ、应县、广灵和灵丘8个居群为Ⅱ级中等抗旱,垣曲、宁武、霍州、忻州、五寨和灵石6个居群为Ⅲ级弱抗旱,屯留居群为Ⅳ级不抗旱居群。沁水Ⅱ居群的隶属值最大,可作为重点对象进行选育研究。     

干旱预处理对抗旱性不同的2个草地早熟禾品种耐热性能的影响

为探讨干旱预处理诱导草地早熟禾耐热性效应和生理机制及不同品种对干旱预处理的差异响应,对抗旱性不同的2个草地早熟禾品种,“Midnight”(抗)和“Brilliant”(敏感)分别进行充足浇水(对照)和两轮干旱预处理,然后置入35℃/30℃(昼/夜)高温中胁迫25 d。在胁迫的0,5,10,15,20,25 d分别测定草坪外观质量及相应生理反应的动态变化。在胁迫期间,预处理“Brilliant”的草坪质量(TQ)显著(P<0.05)高于未经预处理材料;在胁迫5 d后,经预处理的“Brilliant”渗透势(OP)不断下降,而对照材料基本维持不变,在10和15 d时,预处理Brilliant的相对含水量(RWC)显著(P<0.05)高于对照;在胁迫的10～20 d,经预处理“Brilliant”的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著(P<0.05)高于未经预处理材料,而电解质渗透率(EL)值则相反;15 d时,经预处理的棕榈酸(16∶0)和硬脂酸(18∶0)含量显著(P<0.05)低于未经预处理材料,而亚麻酸(18∶3)含量正好相反,与之相对应,预处理“Brilliant”的双键系数(DBI)显著(P<0.05)高于对照。“Midnight”两处理的各测定指标变化趋势相近,无明显差异。结果表明,干旱预处理未能进一步提高抗旱性品种“Midnight”的耐热性,而有效提高了干旱敏感品种“Brilliant”的耐热性。“Brilliant”耐热性的获得与干旱预处理诱导其渗透调节能力的提高,激活抗氧化酶(SOD、CAT)活性从而保护膜脂中不饱和脂肪酸(18∶3)免受活性氧伤害而急剧下降密切相关,从而有效阻止叶片失水,稳定膜结构,延缓植株衰老。     

高温季节草地早熟禾草坪质量与叶片抗氧化酶活性的变化

为探讨高温伏旱胁迫下草地早熟禾草坪质量的下降与其植物体生理活性的关系,本试验在南京夏季田间调查了6个草地早熟禾品种的草坪盖度、密度、综合质量、叶片叶绿素含量及叶片组织含水量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,随着夏季高温伏旱强度的增加和持续时间的延长,各品种的草坪盖度、密度、综合质量、叶片叶绿素含量和组织含水量均持续显著下降,8月中旬的草坪综合质量和叶片组织含水量分别比6月中旬降低了12.1%~27.6%和14.2%~27.6%;8月中旬叶片组织的SOD和POD活性分别比6月中旬下降了36.5%~55.0%和46.9%~65.7%,而MDA含量则增加了19.8%~88.7%。田间高温伏旱胁迫下草坪综合质量和叶片叶绿素含量、组织含水量、SOD与POD活性的降低幅度,以及叶片组织MDA含量的增加幅度均存在显著的品种间差异。较耐高温的“南农选系”和Midnight(W)在胁迫下的变化幅度明显小于不耐热的品种Bluechip、Sobra,以及耐热中等的品种America和Midnight(B),夏季草坪综合质量显著高于其它品种。相关分析结果表明,田间高温伏旱胁迫下草坪综合质量与叶片组织POD活性的下降幅度呈显著负相关。田间高温伏旱期间叶片组织保持较高的含水量和POD活性可能是草地早熟禾品种抗高温伏旱的重要标志之一。     

水分胁迫下4种冷季型草坪草抗旱性比较研究

采用盆栽育苗法,研究了4种冷季型草坪草在不同水分胁迫下的抗旱性,结果表明:1)随着水分胁迫程度的加深,4种冷季型草坪草的外观质量和叶片相对含水量显著下降,细胞质膜透性、MDA含量和Pro含量上升。2)模糊数学综合评价结果表明,4种冷季型草坪草种抗旱性能由强到弱的顺序为:高羊茅>多年生黑麦草>草地早熟禾>匍匐翦股颖。     

4种苜蓿属植物幼苗的抗旱性研究

本文研究了4种苜蓿属(Medicago)植物:2个俄罗斯的黄花苜蓿品种(M. falcata L. cv. Daviluya;M. falcata L. cv. Culuskaya)和采自我国内蒙古锡林郭勒盟的野生黄花苜蓿(M. falcata L.),公农I号紫花苜蓿(M. sativa L. cv. GongNongⅠ)的幼苗在3个土壤水分梯度下(对照(CK)、中度干旱(M)、重度干旱(S))对干旱胁迫的响应,比较其抗旱性,为我国优良苜蓿品种的选育奠定基础。结果表明:随着胁迫强度的增加,幼苗的株高、根长、分枝、根颈直径、叶面积和生物量显著下降,相对叶面积、茎叶比显著升高;叶片脯氨酸含量和电解质外渗率显著升高,光合作用显著下降。将胁迫指数用SPSS进行聚类分析显示:GongNongⅠ和Daviluya各自为一类,Culuskaya和野生黄花苜蓿聚为一类。对抗旱指标进行综合评价可知:Culuskaya抗旱能力较强,适宜在干旱、半干旱地区种植。     

不同红豆草材料苗期抗旱性综合评价

探讨不同程度干旱胁迫对苗期红豆草(Onobrychis viciaefolia)的影响及抗旱性差异,为红豆草种质材料抗旱新品种选育、种质资源的开发利用提供理论依据。以7份红豆草材料(5份来自俄罗斯,2份源于中国)为研究对象,盆栽模拟土壤干旱条件,对不同程度干旱胁迫下各材料的株高、地上生物量、叶片相对含水量、叶绿素、MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸含量进行了测定。结果表明:随干旱胁迫程度的加剧,植株高度、叶片相对含水量和叶绿素含量都明显下降,重度胁迫下,蒙农红豆草的株高、地上生物量、叶绿素含量均显著低于其他红豆草材料,甘肃红豆草的叶片保水能力相对较好;MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量都明显上升,重度胁迫下,Ⅱ材料的MDA含量、甘肃红豆草的可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸含量均显著低于其他红豆草材料。经抗旱隶属函数分析,得出其抗旱性顺序为:ZXY2003p-147ZXY2003p-132=ZXY2005p-623ZXY2007p-3423ZXY2010p-7369甘肃红豆草蒙农红豆草。     

达乌里胡枝子抗氧化保护系统及膜脂过氧化对干旱胁迫及复水的动态响应

采用盆栽控水法,对达乌里胡枝子进行不同梯度干旱胁迫(适宜水分,CK;中度干旱,DR₁;重度干旱,DR₂)和复水处理,研究其在胁迫过程中的抗氧化保护系统及膜脂过氧化的动态响应。结果表明,1) 在整个胁迫过程中,随着胁迫时间的延长,干旱胁迫使SOD、POD、CAT、APX活性高于对照,且随着胁迫强度的增加,SOD活性为DR₁2,CAT、APX活性为DR₁>DR₂,而POD活性在胁迫开始后前6 d内为DR₁>DR₂,之后则为DR₂>DR₁;与对照相比,干旱胁迫下AsA含量变化不明显,Car含量则高于对照,随着胁迫时间的延长,AsA含量先降低后升高,Car则呈上升趋势;干旱胁迫下O₂^·-含量高于对照,膜脂过氧化导致MDA含量升高,细胞膜相对透性改变,随着干旱胁迫强度的增加,MDA含量在胁迫开始后前6 d为DR₂>DR₁,之后各处理组组间差异不显著(P>0.05),O₂^·-含量为DR₁>DR₂。2) 复水后,APX、CAT、Car、O₂^·-均呈上升趋势,其他指标则呈下降趋势。3) 通过隶属函数法对该种的抗旱能力进行综合评价得出,达乌里胡枝子抗旱能力较高,且中度胁迫下该种的抗氧化能力高于重度胁迫,中度胁迫可能更适合于该植物的生长发育。     

干旱和UV-B辐射胁迫及其互作对白沙蒿抗性生理的影响

以白沙蒿为试验材料,在干旱（D）、UV-B辐射（U）和干旱与UV-B辐射复合（D+U）胁迫下,从幼苗生长、膜脂氧化、次生物质类黄酮、脂肪酸代谢及其基因表达等方面研究了干旱和UV-B辐射胁迫及其互作对白沙蒿抗性生理的影响。结果显示,D和U处理下,白沙蒿幼苗叶、茎、根生物量及总生物量积累减少,株高、叶面积和相对含水量（RWC）降低。D+U处理缓解了D和U处理造成的白沙蒿生物量的下降。D和U处理下,叶相对电导率（REC）显著升高;D+U处理的REC显著下降。D处理的丙二醛（MDA）含量和脂氧合酶（LOX）活性分别为对照（CK）的1.65和3.69倍,而U处理MDA含量和LOX活性无显著变化;D+U处理MDA含量和LOX活性分别为D处理的66.69%和44.00%。D和U处理类黄酮含量分别为CK的1.25和1.37倍;D+U处理类黄酮含量为D处理的1.57倍。D处理未引起不饱和脂肪酸指数（IUFA）显著变化,U处理造成IUFA显著降低,为CK的91.96%;D+U处理IUFA为U处理的1.08倍。结果表明,干旱和UV-B辐射胁迫引起的膜损伤是造成白沙蒿生物量下降的主要原因;干旱和UV-B辐射复合胁迫通过增加类黄酮含量、抑制LOX活性和提高脂肪酸不饱和度的效应产生叠加作用,缓解了彼此对白沙蒿造成的膜损伤。     

富氢水对草地早熟禾耐盐性的影响以及与抗氧化酶活性的关系

本研究以草地早熟禾（Poa pratensis）‘Midnight II’为材料,采用50%的富氢水（Hydrogen-rich water,HRW）叶片喷施及灌根的方法,分析HRW处理对200 mM NaCl胁迫条件下草地早熟禾叶片干物质含量、相对含水量、叶绿素含量、电解率外渗（Electrolyte leakage,EL）及抗氧化酶活性的影响。结果表明：HRW处理显著增加了盐胁迫条件下细胞的持水能力,提高了叶片的叶绿素含量,降低了EL值;通过分析0 d,5 d和20 d盐胁迫条件下草地早熟禾叶片活性氧（Reactive oxygen species,ROS）和丙二醛含量,抗氧化酶活性以及抗氧化酶基因表达发现,在盐胁迫,尤其是长时间盐胁迫条件下,HRW处理显著降低了ROS含量,增加细胞膜稳定性,同时提高了长时间盐胁迫条件下部分抗氧化酶的活性,且诱导了抗氧化酶基因CAT2,APX1,MR的下调表达。研究结果表明,在HRW对草地早熟禾耐盐性的影响中,ROS的含量变化可能发挥关键作用。研究结果对草坪草耐盐生理以及氢气生物学的研究具有一定的指导意义。     

不同黑麦品种(品系)对持续干旱胁迫的形态适应性研究

为筛选适应我国西北干旱半干旱区的抗旱黑麦（Secale cereale L.）种质,本研究采用两因素随机区组试验设计,以黑麦品系C15,C33,C39,Z7和Z27为试验材料,‘甘引1号’黑麦品种（CK1）和黑饲麦品种（CK2）为对照,通过防雨棚遮雨法控制降雨,于三叶期测定上述材料在正常灌水和干旱胁迫第7 d,14 d,21 d,35 d,49 d,63 d的株高、分蘖数、叶片数、地上生物量和地下生物量。结果表明：随着胁迫天数增加,供试黑麦材料的平均相对分蘖数、地上生物量和地下生物量总体呈下降趋势,而相对株高和叶片数呈上升趋势。7份黑麦材料中,C15的平均相对分蘖数,地下生物量和地上生物量最大;C33的平均相对叶片数最多;CK2的平均相对株高最高。从黑麦材料与干旱胁迫天数间的交互作用来看,重度干旱胁迫（第63 d）下各黑麦材料形态指标的相对值与轻度干旱（第7 d）的相对值差异最明显。基于隶属函数的综合评价表明：供试黑麦材料抗旱性强弱依次为：C15 > C33 > CK1 > CK2 > C39 > Z27 > Z7,可见,C15属于强抗旱型,C33属于中抗旱型,CK1和CK2属于中间型,C39和Z27属于干旱较敏感型,Z7属于干旱敏感型。说明在干旱胁迫下,参试材料C15的抗旱性最强,可作为我国西北干旱半干旱区抗旱黑麦新品种选育和抗旱种质资源开发利用的基础材料。