缓解蔬菜高温胁迫伤害技术的研究进展

该文从物理途径、化学途径和生物学途径等3个方面系统总结了国内外缓解蔬菜高温胁迫伤害技术的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为进一步揭示外源物质缓解蔬菜作物高温胁迫的机理提供参考。     

短期昼间亚高温胁迫对番茄光合作用的影响

为探讨番茄在日光温室的春末夏初的亚高温情况下,是否会对光合作用造成影响。采用模拟气候室,来观察不同情况下的温度对番茄光合作用会有怎样的影响。     

外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及光合特性的影响

【目的】研究NaCl胁迫下外源GSNO(NO供体)对番茄幼苗生长的调节作用。【方法】以中蔬4号番茄为材料,通过对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗分别喷施0.1 mmol/L GSNO(NO供体)(NG处理)、0.05 mmol/L cPTIO(NO清除剂)(NP处理)、0.1 mmol/L GSNO+0.05 mmol/L cPTIO (NGP处理),研究外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长及其盐适应性的调控作用。【结果】NaCl胁迫下施用GSNO的番茄幼苗生长情况明显好转,叶绿素含量和最大光化学效率(Fv/Fm)提高,Rubisco初始活性和总活性提高,卡尔文循环相关酶Rubisco活化酶(RCA)、磷酸甘油酸激酶(PGK)、磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(SBPase)和果糖-1,6-二磷酸酶(FBPase)的活性提高。【结论】外源GSNO对NaCl胁迫下番茄幼苗生长不良和光合作用降低有缓解作用。     

高温胁迫对植物生理影响研究进展

全球变暖使得高温成为影响植物生理的一个重要的环境因子。综述了高温胁迫下植物在生物膜、叶片相关生理活动和相应的生理生化效应上的变化情况,最后就胁迫生理研究方向提出了几点思考。     

向日葵对盐碱胁迫的响应机制及缓解措施研究进展

从种子萌发、光合特性、抗氧化酶系统、渗透调节物质、离子吸收分布和分子机制等角度综述了向日葵对盐碱胁迫的响应机制,并在此基础上概述了目前缓解向日葵盐碱胁迫的可行措施,展望了其未来的研究趋势。     

高温胁迫对黑穗醋栗幼苗光合特性的影响

以黑穗醋栗品种94-4-13和黑丰1年生扦插苗为试材,测定不同时间、不同温度(25、35、42℃)处理下叶片光合作用和荧光参数的变化,探讨高温胁迫对黑穗醋栗幼苗叶片光合机构的影响,以期为黑穗醋栗的优质生产和丰产栽培技术提供理论依据.结果表明,25℃对黑穗醋栗生长没有明显影响,35、42℃高温对黑穗醋栗生长均造成一定伤害,35℃能通过自身的调节适应高温胁迫,而42℃对黑穗醋栗产生严重影响,导致光合作用和蒸腾作用不可逆下降.黑丰在42℃处理下1~5 d内,Pn下降原因是非气孔因素占主导地位,5 d后则是气孔因素占主导地位,而94-4-13则正好相反.黑穗醋栗叶片的Fv/Fm对高温胁迫反映并不敏感.高温胁迫明显降低黑穗醋栗叶片的光合电子传递量子效率ETR和光化学淬灭系数qP,而提高非光化学淬灭系数NPQ.高温胁迫对黑穗醋栗光合机构的伤害程度与伤害部位均存在明显的剂量效应.     

外源亚精胺对盐碱胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

【目的】探讨外源亚精胺(Spd)对盐碱胁迫下番茄(Solanum lycopersicum L.)幼苗叶片光合特性的调控效应,以从光合调控的角度评价Spd对番茄幼苗耐盐碱性的作用机制。【方法】采用水培法,以抗盐碱性不同的2个番茄品种‘中杂9号’(耐性较弱品种)和‘金棚朝冠’(耐性较强品种)为试验材料,每个品种随机分成4组进行不同处理(对照,1/2倍Hoagland营养液+叶面喷蒸馏水;单纯盐碱胁迫处理,75mmol/L盐碱溶液+叶面喷蒸馏水;单纯喷施亚精胺(Spd)处理,1/2倍Hoagland营养液+叶面喷0.25mmol/L Spd;盐碱+喷施Spd处理,75mmol/L盐碱溶液+叶面喷0.25mmol/L Spd),研究盐碱胁迫下外源Spd对番茄幼苗地上部干鲜质量、叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、瞬间水分利用率(WUE)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔限制值(Ls)的影响。【结果】与对照相比,单纯喷施Spd处理对‘中杂9号’幼苗地上部鲜质量、叶绿素含量以及‘金棚朝冠’幼苗地上部干鲜质量、叶绿素a/b均有显著促进效应(P0.05),同时对‘中杂9号’Gs和Ci有显著抑制效应(P0.05)。与对照相比,单纯盐碱胁迫处理‘中杂9号’幼苗地上部干鲜质量、叶绿素含量、叶绿素a/b、Pn、Tr、WUE、Gs、Ls以及‘金棚朝冠’幼苗地上部干质量、叶绿素含量、叶绿素a/b、Pn、Tr、Gs、Ci均显著降低(P0.05),其中‘中杂9号’和‘金棚朝冠’的Pn分别降低68.0%和48.1%,同时‘中杂9号’的Ci以及‘金棚朝冠’的Ls均显著升高(P0.05)。与单纯盐碱胁迫处理相比,盐碱+喷施Spd处理显著提高了2个番茄品种的地上部干质量、叶绿素含量、Pn、Tr、WUE、Gs(P0.05),表明叶面喷施Spd可以有效缓解叶绿素降解,降低盐碱胁迫对番茄叶片光合作用的气孔限制或非气孔限制,显著增加盐碱胁迫下叶片的瞬间水分利用率(‘中杂9号’和‘金棚朝冠’的WUE分别提高13.3%和10.4%),且对‘中杂9号’的效应更为明显。【结论】叶面喷施Spd可以提高番茄幼苗的耐盐碱性,有利于促进盐碱胁迫下番茄植株的生长,这种促进作用与Spd对光合机构的保护效应密切相关。     

烯效唑对小麦幼苗高温胁迫的缓解效应研究

本试验采用不同浓度的烯效唑（S-3307）处理小麦种子。在小麦幼苗生长到21d后在恒温培养箱对小麦幼苗进行高温胁迫处理,2h后测定小麦幼苗叶片的生理指标,以探讨烯效唑（S-3307）对小麦幼苗的高温胁迫的缓解效应。结果表明,不同浓度的烯效唑（S-3307）处理小麦种子后在高温胁迫下的伤害均有不同程度的缓解效应,可使相对电导率降低,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性增加,降低高温胁迫对小麦幼苗的伤害程度,增强小麦对不良环境的的抵抗能力,有利于小麦渡过不良环境。     

水分胁迫对番茄生长及光合系统结构性能的影响

以普通番茄和樱桃番茄为试材,分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究不同生态型番茄生长指标及光合系统结构的变化。水分胁迫显著抑制了番茄的生长,叶片水势及叶片相对含水量显著下降,普通番茄和樱桃番茄单株总干重分别下降了59.36%和51.17%,二者的根冠比分别上升了37.93%和29.17%。水分胁迫后,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)及光合电子传递速率(ETR)均下降,非光化学猝灭系数(NPQ)和水分利用效率(WUE)提高。水分胁迫后叶片气孔密度、气孔大小均有所下降,大部分气孔关闭且深陷。叶绿体变大变圆,基粒片层排列紊乱,淀粉粒减少或消失。     

亚低温胁迫下补光对番茄幼苗生长及光合性能的影响

[目的]研究亚低温逆境胁迫下,补光对番茄幼苗生长发育及光合性能等生理指标的影响,分析亚低温胁迫下番茄幼苗对补光的生理响应,为亚低温胁迫下培育番茄壮苗提供理论依据和技术支撑.[方法]以番茄Money maker为材料,利用改良Hoagland营养液定期定量灌溉,采用白:蓝为2:1的复合光于亚低温胁迫条件下(昼15℃/8夜...     

耐热性不同的番茄品种荧光特性和抗氧化体系对高温胁迫的响应

以番茄耐热品种＂中杂9号＂和感热品种＂串珠樱桃＂为试材,研究了在25～50℃高温胁迫条件下耐热性不同的两个品种在叶绿素荧光、抗氧化体系和膜透性方面的差异。结果表明,耐热性强的品种具有较高的PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）、实际PSⅡ光化学转化效率（φPSⅡ）、光化学猝灭系数（qP）、较高的依赖叶黄素循环耗散过剩激发能的能力（NPQ）、有活性的反应中心数量多（RC/CS）,捕获的光量多（ABS/CS）。另一方面,耐热性强的品种抗氧化酶,包括超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和过氧化物酶（POD）活性以及抗氧化剂抗坏血酸（AsA）含量均高于不耐热品种。     

高温胁迫对番茄幼苗光合作用和叶绿素荧光参数的影响

以耐热品种Saladette为试材,分析高温下番茄的同化产物分配、光合作用、叶绿素荧光参数等指标的变化。结果表明,高温处理后,番茄幼苗的株高、株幅增加,地上部鲜质量、干质量以及根的鲜质量、干质量、鲜质量根冠比均小于对照。高温处理对番茄叶片光合作用具有抑制作用,随处理时间延长,光合速率呈下降趋势。高温胁迫下叶片的Fv/Fm呈降低趋势,处理48 h时,Fv/Fm、qP、NPQ、Y(Ⅱ)分别降低31.65%、23.57%、22.71%、14.5%。调节性能量耗散的量子产量Y(NPQ)显著增加,48 h时为对照的1.44倍。非调节性能量耗散的量子产量Y(NO)变化不大。在高温胁迫下,叶片可通过提高热耗散来保护光合机构从而减轻伤害。     

NaCl胁迫对番茄渗透调节物质含量及光合特性的影响

【目的】探明盐胁迫对番茄渗透调节物质及光合特性的影响,为其抗盐胁迫反应机理研究及抗盐品种选育奠定基础。【方法】以Micro-Tom番茄幼苗为材料,研究不同NaCl浓度(0 mmol/L、100 mmol/L、200 mmol/L、300 mmol/L、400 mmol/L和500 mmol/L)盐胁迫对番茄幼苗光合特性及幼苗叶片的可溶性糖、丙二醛、可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响。【结果】盐胁迫下番茄幼苗叶片的可溶性糖和丙二醛含量随盐胁迫强度增加而升高,造成生理性干旱,损害叶片膜结构。盐胁迫导致PSII供体侧放氧复合体OEC受损,叶片对光能的捕获减少。PSII活性反应中心数量减少,最终PSII反应中心的热损耗升高。PSII受体侧PQ库减小,Q_A向Q_B的电子传递受到抑制,能量传递效率降低。【结论】盐胁迫损害番茄幼苗叶片膜结构,导致PSII供体侧放氧复合体OEC受损,减少叶片对光能的捕获能力。     

外源褪黑素对高温胁迫下茄子幼苗光合及抗氧化特性的影响

以紫红长茄为材料,采用营养钵种植法,设4种不同浓度的褪黑素(MT)溶液(50、100、150、200μmol/L),以清水处理为对照处理,喷施茄子幼苗叶片,再将茄子幼苗进行高温胁迫,通过测定茄子幼苗的光合参数以及POD、SOD等生理生化指标,研究外源褪黑素对高温胁迫下茄子幼苗的光合作用及抗氧化特性的影响。结果表明:喷施MT能有效提高高温胁迫下茄子幼苗叶片中光合色素含量及光合能力,当MT浓度为150μmol/L时,茄子叶片的叶绿素含量和净光合速率均达到最大值,分别为3.69 mg/g和12.14μmol/(m2·s),与对照相比,差异显著;喷施各浓度的MT均能显著提高茄子幼苗抗氧化酶POD、SOD、CAT活性,当MT浓度为150μmol/L时,SOD、CAT活性最高,分别为256.31、41.80 U/g,且与MT浓度为200μmol/L时的SOD、CAT活性差异无统计学意义;喷施各浓度的MT均能显著降低MDA含量,当MT浓度为150μmol/L时,MDA含量最低,为16.71 nmol/g。喷施外源MT能提高茄子对高温胁迫的抵抗力,且浓度为150μmol/L时效果较好。     

外源褪黑素对高温胁迫下厚皮甜瓜幼苗光合及抗氧化特性的影响

以厚皮甜瓜‘迎春’杂交种为试材,采用营养钵种植法,设5种不同浓度(50、100、150、200和250μmol/L)的褪黑素(MT)溶液,以清水为对照,经MT溶液处理后对幼苗进行高温胁迫(昼43±1℃/夜32±1℃)4d。通过测定幼苗叶片光合参数及SOD、POD和CAT等生理生化指标,研究外源MT溶液对高温胁迫下幼苗叶片光合作用及抗氧化特性的影响。结果显示:高温胁迫下喷施不同浓度MT溶液,可不同程度地提高厚皮甜瓜幼苗叶片中光合色素含量、光合能力及抗氧化酶活性,与对照相比,200μmol/LMT处理时,厚皮甜瓜幼苗叶片中叶绿素含量和净光合速率达到最高峰,分别为4.43、8.87μmol/(m~2·s);SOD、POD和CAT活性也达到最大,分别为211.28、24.77和376.92U/g;且MDA含量降到最低,为7.93μmol/g。结果表明,高温胁迫下外源MT能增强厚皮甜瓜幼苗抵抗力,且浓度为200μmol/L时效果最佳。     

外源钙施用时期对缓解盐胁迫番茄幼苗伤害的作用

【目的】探讨钙施用时期对提高番茄耐盐性的作用。【方法】以番茄辽园多丽为材料,研究不同时期(提前3d、同时、延后3d)营养液增施Ca2+(10mmol·L-1)对NaCl(100mmol·L-1)胁迫下番茄幼苗的生物量、外渗电导率、相对含水量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、丙二醛含量、Ca2+-ATPase活性的影响,探讨Ca2+对盐胁迫伤害的缓解作用。【结果】在各处理中,100mmol·L-1NaCl(T2)胁迫条件下,番茄幼苗的生长较对照(T1)显著受到抑制,上述相关生理代谢受到影响;提前3d(T5)营养液增施钙,在NaCl胁迫时停止增施钙,结果对缓解盐胁迫伤害无显著作用;在NaCl胁迫情况下同时增施10mmol·L-1CaCl2(T3),显著缓解了盐胁迫对番茄幼苗的伤害,但提前3d增施钙处理(T4),未能进一步显著增强这种缓解作用。【结论】盐胁迫同时增施外源Ca2+具有显著缓解NaCl盐胁迫对番茄幼苗伤害的作用,但盐胁迫之前增施外源Ca2+不具备这种作用,可见外源钙提高番茄耐盐性不是诱导效应,而主要是与Na+共存的离子竞争效应。     

盐胁迫下外源甜菜碱对番茄幼苗光合作用的影响

[目的]研究盐胁迫下外源甜菜碱对番茄幼苗光合作用的影响。[方法]以番茄中杂101号为试验材料,用不同浓度(5.0、10.0、20.0、50.0mmol/L)甜菜碱处理番茄幼苗,以营养液为对照,测定番茄幼苗叶绿素含量和光合作用参数的变化。[结果]结果表明:在盐胁迫下,外源甜菜碱能使叶片叶绿素含量和叶绿素a荧光诱导动力学参数Fv/Fo、Fv/Fm增高,从而减轻盐胁迫对幼苗的抑制作用,并且甜菜碱浓度以5.0 mmol/L效果更好。[结论]根施外源甜菜碱具有增强番茄幼苗抗盐性的作用。     

高温胁迫对高羊茅光合作用的影响

为了解高温胁迫对高羊茅Festuca arundinacea光合作用的影响,以2个高羊茅品种为实验材料,研究高温处理对高羊茅气体交换、叶绿素荧光的影响。结果表明,高温胁迫后,2个高羊茅品种的净光合速率（Pn）均明显下降,其中气孔因素引起了猎狗5号的Pn下降,但并不是交战2号Pn下降的原因。高温胁迫降低了光系统Ⅱ（PSⅡ）最大光化学量子效率（Fv/Fm）、PSⅡ反应中心捕获激发能效率（F′v/F′m）、光化学猝灭（qP）和电子传递速率（RET）,且交战2号的下降幅度较大。但高温胁迫明显增加了高羊茅的非光化学猝灭（qNP）,交战2号的qNP则略低于猎狗5号。2个高羊茅品种均可有效地耗散过剩的激发能,尽可能保护化合机构免受高温胁迫的影响。     

高温胁迫对不同辣椒品种苗期光合作用的影响

选用3个不同耐热性辣椒品种为试材,利用人工气候室在苗期进行高温(40℃)胁迫处理,研究高温胁迫对辣椒品种苗期光合作用的影响。试验结果表明:高温胁迫12 h对所有品种净光合速率(Pn)均产生明显的抑制作用;叶绿素总量表现为先上升后下降的趋势,耐热品种湘研5号叶绿素总量变化幅度小于热敏品种苏椒5号。这一结果说明净光合速率和叶绿素总量可作为选育耐热辣椒品种的生理指标。试验结果还表明,胁迫初期各品种气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降,细胞间隙CO2浓度(Ci)上升,12 h后,气孔导度和蒸腾速率有回升趋势,而细胞间隙CO2浓度基本维持不变,说明在40℃高温胁迫下辣椒的光合抑制是由非气孔因素造成的。     

高温胁迫对拔节期水稻光合作用和蒸腾速率的影响

为进一步了解高温对水稻生长的影响机制,为水稻的田间管理提供理论依据,以拔节期镇稻6号为试验材料,对其进行1d、3d和5d的昼间(10:00-15:00)高温(35～40℃)处理,之后转入28℃条件下恢复2d,以28℃未处理水稻为对照,研究较长时间高温处理及常温恢复对水稻光合作用及蒸腾速率的影响.结果表明:昼间高温处理,水稻叶片净光合速率(Pn)和胞间CO2浓度日变化呈先下降后上升的趋势,在中午13:00达到最低点,并且随处理时间的延长逐渐降低;气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)日变化呈先上升后下降趋势,在中午13:00达到最高点,并随处理时间的延长逐渐升高;短时高温处理(5 d)后常温恢复2d,上述指标即可恢复.结论:夏季高温对拔节期水稻光合作用造成影响,且主要是由非气孔限制因素引起的;蒸腾作用增强是降低叶温的生理机制.