渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿根系生长的影响

为明确渍水胁迫对不同磷水平下紫花苜蓿生长的影响，本试验通过沙培研究了渍水对低磷（LP，0.1 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）、中磷（NP，1.0 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）和高磷（HP，2 mmol·L^-1 NaH₂PO₄）下紫花苜蓿根系生长的影响。结果表明：在正常水分下，与NP水平相比LP和HP均抑制了苜蓿的生长；在渍水胁迫下，NP和HP水平下苜蓿的生长速率、地上部干重、总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标显著低于正常供水，而LP水平下苜蓿的生长速率和地上部干重则高于正常供水，总根长、根系表面积、根系体积和根尖数等指标在短期渍水（2 d）时高于正常供水，在长期渍水（11 d）时则显著低于正常供水。综上所述，渍水能缓解LP对苜蓿的伤害，主要是通过维持根系的生长，而渍水则对HP下苜蓿的生长不利。因此，在我国南方多雨和地下水位高的土壤中栽培苜蓿，适当少施磷肥既可减少磷的流失，又有利于提高苜蓿的耐渍性。     

外源香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿根系形态建成与解剖结构的影响

香豆素、咖啡酸为紫花苜蓿（Medicago sativa L.）主要自毒物质。本研究采用营养液沙培法,对甘农9号紫花苜蓿进行浓度梯度为0,0.5,5,50,500 mg·L^-1的外源香豆素、咖啡酸分别单种物质添加和混合物质添加试验,运用石蜡切片技术和根系扫描系统,比较研究外源添加物对苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标与根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等解剖结构指标的影响,为进一步研究香豆素和咖啡酸对紫花苜蓿生长和发育影响机理提供依据。结果表明：苜蓿总根长、总根表面积、根体积、根尖数等根系形态指标在低浓度（0.5 mg·L^-1）香豆素、咖啡酸及混合物作用下均呈促进作用,当添加物浓度增至50 mg·L^-1及以上时,呈自毒抑制作用。苜蓿根粗、皮层厚度、中柱直径及发育、导管数量及面积等内部解剖结构在浓度低于5 mg·L^-1的香豆素和混合物作用下呈促进作用,在高于50 mg·L^-1的咖啡酸和混合物处理下呈自毒抑制作用。根系外部形态和内部解剖结构在低浓度（0.5 mg·L^-1）处理时,混合物的促进作用显著强于单体香豆素和咖啡酸（P<0.05）,促进作用由强至弱的顺序为：混合物 > 香豆素 > 咖啡酸,在高浓度（500 mg·L^-1）处理时,香豆素和混合物的自毒抑制作用显著强于单体咖啡酸处理（P<0.05）,抑制综合效应由强到弱依次为：香豆素 > 混合物 > 咖啡酸。     

紫花苜蓿苗期根系生长的水分胁迫损伤及氮磷的修复生长作用

土壤水分胁迫对牧草根系生长有重要影响。为明确土壤水分胁迫对紫花苜蓿根系生长的损伤以及胁迫解除后根系修复生长过程中土壤养分的作用和利用率,以赛迪-7(Sadie-7)和标杆(Icon)两个品种进行盆栽试验,分析了土壤渍水和低水分条件下生长的紫花苜蓿小苗的根系形态;并在解除土壤水分胁迫后施氮(尿素:0.336 g/盆)或磷(过磷酸钙:1.51 g/盆),分析了氮、磷对根系生长的影响。结果表明,土壤渍水显著抑制紫花苜蓿小苗主根的伸长生长,主根直径、根表面积以及根体积均小于对照;土壤低水分处理促进主根伸长生长,但显著抑制侧根生长。胁迫解除后,前期渍水处理的植株主根生长加快,但侧根生长则比前低水分处理的植株和对照缓慢;施氮、磷肥可显著促进根系的生长。土壤水分胁迫造成的根系生长伤害及胁迫去除后侧根生长缓慢导致氮、磷吸收利用率显著降低。试验结果说明,保持适宜的土壤水分或在土壤水分胁迫后适当施用氮、磷肥,将是促进紫花苜蓿根系生长,提高饲草产量的重要栽培措施。     

渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿苗期根系形态的影响

为明确渍水胁迫对不同秋眠级紫花苜蓿（Medicago sativa）根系形态的影响,本研究以30个秋眠级为2~10.2的紫花苜蓿品种为材料,分析了渍水胁迫下苜蓿总根长、根系表面积和体积、根平均直径和根尖数的变化以及秋眠级与根系形态及耐渍性的相关性。结果表明：渍水胁迫下不同秋眠级苜蓿根系生长均受到抑制,总根长、根系体积和表面积以及根尖数呈下降趋势,而根平均直径呈上升趋势;苜蓿品种的秋眠级与总根长和根系表面积呈显著负相关;总根长与根系表面积、根系体积和根尖数呈极显著正相关,而根系平均直径与总根长、根系表面积和体积均呈极显著负相关。聚类分析表明耐渍性较强品种其秋眠级中等和较低,根的数量、表面积和体积均相对较高,而秋眠级较大的品种耐渍性较弱,其根系形态各参数较低,表明在渍水胁迫下,侧根生长旺盛,根数较多,有利于提高紫花苜蓿的耐渍性。     

不同氮效率型苜蓿氮素吸收差异与根系形态的关系及其对氮的响应

以高效型苜蓿（‘龙牧806’‘肇东苜蓿’）和低效型苜蓿（‘公农1号’‘陇东苜蓿’）为试验材料，采用营养液砂培法，在4个供氮量下（2.1，21，210和420 mg·L^-1），研究紫花苜蓿苗期氮素吸收、分配的氮效率型差异及其与根系形态之间的关系。结果表明高效型苜蓿品种的株高、地上生物量、根重、总根长和根体积均显著高于低效型品种（P<0.05）；供氮量较低时（2.1和21 mg·L^-1），高效型向根系分配了较大比例的氮素，而低效型则向地上部分配了较大比例的氮素，根系形态参数与总氮量呈显著正相关（P<0.05），且根重对氮素吸收的直接作用较大，直接通径系数是1.230和1.102。因此，在氮胁迫下，根系形态对氮吸收效率起重要作用，尤其是根系形态中的根重对其影响较大。     

磷水平和接根瘤菌对紫花苜蓿根系形态特征和根瘤固氮特性的影响

以‘甘农3号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.3’)为材料,采用营养液沙培法,研究了磷及根瘤菌对紫花苜蓿根系形态和根瘤固氮酶活性的影响,结果表明:接种根瘤菌或在一定范围内(0~2000 μmol·L^-1)提高磷水平,均可显著增加紫花苜蓿的根长、根表面积、根平均直径、根体积和根系活力,并使其根瘤数增多,根瘤重增大,固氮酶活性显著增强,植株全氮含量增加;与不接菌相比,接菌提高了紫花苜蓿对磷的需求;本试验条件下紫花苜蓿所需磷素最佳范围为1000~1500 μmol·L^-1。     

类芦根系对不同磷胁迫的形态学响应

为探讨类芦(Neyraudia reynaudiana)在极耐瘠薄条件下生存的机制,通过设计5个不同磷胁迫盆栽模拟试验,测定磷胁迫条件下类芦根系生物量和根系形态特征.结果表明:随着低磷胁迫的加剧,类芦地上部生物量、根系生物量、根条数、根系总长度、根表面积、根系体积均呈增加趋势,其中根径 < 0.5 mm的细根长度、表面积增加明显,根冠比增大,在中度磷胁迫条件下达到最大;从中度磷胁迫至极度磷胁迫,随着磷胁迫程度加重,根系各形态指标逐渐减少.根平均直径则相反.可见类芦根系通过缩小根直径,促进不定根形成,增加细根数量、延长根系长度,形成庞大根系网络,增加根系-土壤接触面,扩大根系吸收磷范围,以此来提高根系的吸收能力.     

敖汉和维多利亚紫花苜蓿对低磷环境应激机制的比较

为了探索紫花苜蓿在低磷环境下的表现及响应机制,以期为提高苜蓿磷利用效率及磷吸收效率提供参考。试验以耐低磷较强的敖汉苜蓿和耐低磷较弱的维多利亚苜蓿为研究对象,以正常磷(500 μmol·L^-1 KH₂PO₄)处理为对照,低磷(5 μmol·L^-1 KH₂PO₄)胁迫处理10、15、20 d后,分别观测其形态特征及生理指标的变化,比较两个品种在低磷胁迫下的差异,综合分析其耐低磷机制。结果表明,低磷胁迫下,敖汉和维多利亚的株高、地上生物量及磷含量有所下降,地下生物量、根冠比、总根长、根表面积及磷利用率有所提高,二者净光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降(P<0.05),但是敖汉的下降幅度都远小于维多利亚;二者的酸性磷酸酶活性都极显著增强(P<0.01),但敖汉的酸性磷酸酶活性极显著高于维多利亚(P<0.01)。综合表明,低磷胁迫抑制了苜蓿的地上部分生长,促进了地下部分生长,敖汉较维多利亚耐低磷主要表现在光合作用受低磷影响较小、磷酸酶活性增强幅度较大。通过两个品种在低磷胁迫下的不同表现,为紫花苜蓿的耐低磷机制研究提供一定的理论依据。     

磷对铝胁迫紫花苜蓿幼苗根系生长和生理特征的影响

为了探究磷对铝胁迫下紫花苜蓿幼苗生长和生理特征的影响,分别用不含和含200 μmol·L^-1磷（P）、100 μmol·L^-1铝（Al）、200 μmol·L^-1 P+100 μmol·L^-1 Al的简易 ［Ca（NO₃）₂］营养液（pH=4.5）处理铝敏感紫花苜蓿品种‘Wl440’幼苗。结果表明,在铝处理中添加磷后,苜蓿幼苗根系和叶片中的铝含量分别比铝处理降低81.53%和61.47%,苜蓿幼苗的根长和根系活力显著提高,叶片电导率和丙二醛（MDA）含量显著下降;光合生理得到明显改善,与铝处理相比,磷添加处理幼苗叶片的叶绿素含量、蒸腾速率、气孔导度和光合速率明显提高,光系统Ⅱ和光系统I的电子传递速率增加;磷添加处理明显提高了铝胁迫苜蓿根系的草酸和苹果酸含量,体内有机酸螯合铝离子的能力增强,光合能力提高。因此,磷能够通过增加根系有机酸含量,改善铝胁迫苜蓿光合系统,从而缓解苜蓿铝毒害。     

干旱胁迫对不同抗旱性苜蓿品种根系形态及解剖结构的影响

以强抗旱陇中苜蓿、中抗旱陇东苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿为试验材料,采用营养液沙培法,以-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9、12和15 d)对不同抗旱性苜蓿品种幼苗根系形态及解剖结构的影响。结果表明:随胁迫时间的延长,陇中苜蓿的根尖数、根系干重、根系总长度、根系总表面积和木质部面积不断增大;陇中苜蓿和陇东苜蓿的维管束直径、维管束面积和韧皮部面积均不断增大;甘农3号的根系总长度、根系总表面积及皮层占根系直径比例不断增大,而其根系干重、原生和次生木质部导管直径、维管束直径及维管束面积不断减小。胁迫6 d后,陇中苜蓿和陇东苜蓿的根系总长度、根系总表面积和根体积均显著高于甘农3号;胁迫9 d后,陇中苜蓿根系平均直径、根体积、根系干重、维管束面积、木质部面积和次生木质部导管数目均显著高于陇东苜蓿和甘农3号。供试苜蓿均可通过增加根系总长度及次生木质部导管数目响应干旱胁迫。此外,陇中苜蓿可通过增加根体积、根尖数和改善根系解剖结构来适应干旱;陇东苜蓿通过增加维管束直径、维管束面积和韧皮部面积来适应干旱。相比之下,胁迫时间超过9 d时,甘农3号内部输导组织结构的变化削弱了其输导水分的能力。     

柱花草磷高效种质筛选及根系形态对低磷胁迫的响应分析

为筛选磷高效柱花草（Stylosanthes guianensis）种质并解析其根系适应低磷胁迫的机理,本试验水培了31份柱花草,开展了磷效率评价,分析了低磷胁迫对柱花草根系的影响,并检测了6个扩展蛋白基因（Expansins,EXP）响应低磷胁迫的表达模式。结果表明,低磷胁迫显著降低柱花草的干重和全磷含量。磷效率分析结合根系表型显示,TF291为磷高效高响应型,且低磷胁迫显著促进其根系生长,TF343为磷低效低响应型,且低磷条件下其根系生长显著受抑制。荧光定量PCR表明,低磷处理（-P）使SgEXPB2在TF291和TF343根系中的表达分别增加3.73倍和1.52倍（P<0.05）,SgEXLB1在TF291根系中表达增加1.61倍（P<0.05）。综上所述,本研究筛选到磷高效高响应型柱花草种质为TF291,且根系中SgEXPB2和SgEXLB1基因上调表达,可能参与柱花草适应低磷胁迫。     

外源甜菜碱对低温胁迫下紫花苜蓿幼苗生理特性的影响

本研究以‘甘农5号’紫花苜蓿（Medicago sativa L ‘Gannong No.5’）品种为实验材料,设置两种施加方式（叶施、根施）和六个外源甜菜碱浓度（0,10,20,30,40和50 mmol·L^-1）处理苜蓿幼苗,在低温（4℃）胁迫7 d后测定其生长和相关生理指标,探究外源甜菜碱缓解苜蓿低温胁迫的生理机制。结果表明,叶施和根施外源甜菜碱均能够有效缓解低温胁迫下苜蓿幼苗苗长、根长、地上及地下生物量和叶绿素含量的降低,增加可溶性糖和游离脯氨酸的含量,减少叶片相对膜透性和丙二醛含量的升高,显著提高抗氧化酶活性以及非酶抗氧化物质含量,同时,外源甜菜碱还可以促进低温胁迫下苜蓿幼苗内源甜菜碱的积累和甜菜碱脱氢酶活性,增强渗透调节能力,进而提高苜蓿对低温胁迫的抗性。通过隶属函数分析得出,叶施30 mmol·L^-1和根施40 mmol·L^-1的外源甜菜碱对缓解苜蓿幼苗低温胁迫的效果最佳。     

苏打盐碱胁迫对两种苜蓿种子萌发影响及品种耐性综合分析

本试验以WL343HQ和龙牧807苜蓿（Medicago sativa L.）种子为试材,研究不同苏打盐碱浓度（20,25,30,35,40,45,50,55和60 mmol·L^-1）对苜蓿种子萌发的影响。结果表明：2种苜蓿种子随苏打盐碱胁迫浓度的增加发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽苗的胚芽长、胚根长、干重、鲜重均呈下降的趋势,发芽率、发芽势和发芽指数在苏打盐碱浓度为40 mmol·L^-1（WL343HQ）或35 mmol·L^-1（龙牧807）均低于50%,活力指数、芽长、根长、鲜重和干重在苏打盐碱浓度为40 mmol·L^-1（WL343HQ）或35 mmol·L^-1（龙牧807）时显著下降;苏打盐碱浓度超过55 mmol·L^-1抑制苜蓿种子萌发;以种子发芽率作为苏打盐碱胁迫适宜浓度指标的筛选并进行线性回归,确定WL343HQ和龙牧807苜蓿种子对苏打盐碱胁迫的半致死浓度分别为42.41 mmol·L^-1和36.61 mmol·L^-1。隶属函数分析结果表明：WL343HQ种子的萌发和芽苗生长各指标均高于龙牧807,WL343HQ抗苏打盐碱能力高于龙牧807苜蓿。     

碱胁迫下内生真菌对宿主布顿大麦显微结构的影响

植物的根、茎、叶具有各自的生理功能和适应环境的形态结构。本研究以带有Epichloё内生真菌的布顿大麦(Hordeum bogdanii)(E+)和不带内生真菌的布顿大麦(E-)为试验材料,用50 mmol·L^-1和100 mmol·L^-1的混合碱(Na₂CO₃∶NaHCO₃=1∶1)处理21 d后分别观察植物根、茎、叶显微结构的变化。结果表明：碱胁迫导致根的表皮出现皱缩和破裂,减小了根的维管束面积,增加了导管直径、表皮和内皮层厚度,并且E+的皱缩程度小于E-。碱处理使E+植株茎的气腔直径降低,表皮厚度升高。碱胁迫减小了叶的维管束面积和导管直径,增大了泡状细胞面积,且E+的维管束面积、导管直径和泡状细胞面积大于相同处理条件下的E-植株。内生真菌通过改变宿主植物根、茎和叶的显微结构,促进宿主植物在碱胁迫中加快对水分和无机盐的吸收、增加对细胞的保护和减少水分的散失以及提高植物的气体交换能力。     

巴哈雀稗苗期对不同浓度磷胁迫的生理适应机制

为了探究巴哈雀稗(Paspalum notatum)的最适磷浓度,揭示其对非适宜磷浓度的生长和生理应答机制,本研究以巴哈雀稗为试验材料,设置5种磷水平(P1:2 μmol·L^-1;P2:20 μmol·L^-1;P3:200 μmol·L^-1;P4:600 μmol·L^-1;P5:1 000 μmol·L^-1),测定胁迫10,20,30 d后各生理指标和胁迫30 d后各形态指标。结果表明:总根长、根分枝数、根尖数、根表面积、总根体积在P2磷水平最大;根平均直径随着磷水平的升高而升高;脯氨酸和根系酸性磷酸酶活性随着磷水平的升高而降低;叶面积、叶长、叶宽、叶周长、叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量在P4磷水平最大;鲜重根冠比与干重根冠比均在低磷水平(P2)最大;叶片电导率、丙二醛含量、过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性在P4磷水平均最小。利用主成分分析和模糊隶属函数结合的方法综合评价表明,P4磷水平最适宜巴哈雀稗的生长。     

低温胁迫对5份苜蓿品种根系形态特征的影响

为研究低温胁迫对苜蓿(Medicago stativa)根系形态特征的影响,本文以国内外的5个苜蓿品种为试验材料,对其进行低温胁迫。观测比较缓苗成活率和根系形态指标,并进行方差及相关性分析。结果表明:不同苜蓿品种经低温胁迫后的成活率和根系指标差异显著;成活率与主根直径、侧根直径呈显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关,与侧根位置呈负相关,与侧根数目无相关性;植株总重与主根长度、主根直径、侧根直径和侧根数呈极显著(P<0.01)正相关,与侧根位置呈显著(P<0.05)负相关;成活率随着低温处理时间的延长逐渐降低;‘公农1号’和‘龙牧801’可作为优良品种在高寒地区推广种植。