药剂诱导水稻幼苗抗寒机制研究

研究两个早稻品种在3种不同药剂(诱抗剂、 植物抗寒剂、 ABA)处理下经低温胁迫的若干生理生化效应。 低温胁迫下(6℃), 药剂诱导水稻幼苗叶片中过氧化物酶、 超氧化物歧化酶活性和叶绿素含量升高, 细胞粘度增大, 游离脯氨酸积累增加, 以及叶片电解质渗漏量减少。 三种药剂的抗寒效果为诱抗剂优于植物抗寒剂和ABA。     

生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响

为了研究生物炭的施入对Cr(Ⅵ)胁迫条件下玉米幼苗的生理响应及铬吸收的影响。以玉米为供试作物,试验设5个处理,测定了玉米苗的地上和地下生物量,叶片丙二醛含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活、过氧化物酶活、过氧化氢酶活等生理生化指标,并测定了玉米根系、地上部分的Cr含量。试验结果表明:在Cr(Ⅵ)胁迫条件下,地上部分鲜重相对于CK1增幅分别为12.73%、32.73%、38.40%,其中BC450、BC600处理相对于CK1达到显著性差异(P<0.05);BC600处理根系铬含量仅为1.258 mg/kg,相对减少铬吸收量65.75%,同时地上部分铬含量仅为0.36 mg/kg;丙二醛、脯氨酸、CAT酶活、POD酶活、SOD酶活等指标随明显增加(P<0.05);其中BC600的处理相对于铬胁迫CK1明显降低丙二醛、脯氨酸含量、POD、CAT、SOD酶活(P<0.05),而使可溶性蛋白、可溶性糖含量明显增加(P<0.05)。通过综合评定,施用生物炭处理,玉米苗期受到的Cr(Ⅵ)胁迫程度低于对照,生物炭对Cr(Ⅵ)具有一定的固定效应,其中BC600处理最为明显。     

逆境处理下水稻叶角质层蜡质积累及其与蜡质合成相关基因OsGL1表达的关系

植物角质层蜡质在抵抗各种生物和非生物胁迫中起着非常重要的作用。本试验以水稻(Oryza sativa L.)幼苗为材料, 分别以200 mmol L^-1 NaCl、12% PEG、1.0% H₂O₂、40℃高温和8℃低温为逆境, 研究叶角质层蜡质的积累情况以及其与水稻蜡质合成相关基因OsGL1表达的关系。扫描电镜观察以及叶角质层蜡质总量测定结果表明, 12% PEG、1.0% H₂O₂和8℃低温处理下水稻幼苗叶角质层蜡质的积累明显增加, 而200 mmol L^-1 NaCl和40℃高温处理下叶角质层蜡质覆盖量略有下降。RT-PCR分析显示, 逆境处理下水稻蜡质合成相关基因OsGL1的表达量变化与水稻幼苗叶角质层蜡质的积累存在相关性。     

小麦秸秆全量还田下腐熟剂对下茬水稻产量及土壤的影响

旨在为稻麦轮作模式中秸秆全量还田提供有效配套措施,采用田间大区试验,开展了小麦秸秆全量还田配套腐熟剂研究。试验设3处理,分别为不施腐熟剂CK、施腐熟剂A和施腐熟剂B处理。结果显示腐熟剂A处理水稻比CK减产2.37%,B增产1.74%;A处理土壤速效NPK分别比CK增加了2.34mg/kg、1.00mg/kg和4.00mg/kg,铜、锌含量下降,砷含量上升3.03mg/kg;B处理速效NP分别比CK降低5.33mg/kg和6.47mg/kg,有机质减少3.66g/kg,铜、锌、砷含量均低于CK。腐熟剂A、B均可促进土壤微生物增殖,提升整体代谢活性,增加物种多样性指数;其中A处理细菌与真菌增加明显,而B对放线菌的促进更为明显。综合腐熟剂对水稻产量、土壤理化及微生物种群和代谢特征的影响,配套腐熟剂B更利于水稻产量和土壤健康。     

种子包衣肥对直播早稻秧苗生长及 生化指标的影响

用种子包衣肥包衣早稻种子,通过田间直播试验,首次研究了水稻种子包衣肥对直播早稻秧苗生长及生化指标的影响。结果表明,早稻种子按1：50、1：70、1：90包衣比用种子包衣肥包衣处理之后,除出苗率略低于CK外,3种包衣处理的其它苗素质和生化指标都优于CK;其中1：70包衣处理的成秧率、苗高、总根数、白根数、干重、单位干重、根系活力、游离脯氨酸含量、叶绿素含量方面分别比CK提高了8.4%、2.1%、18.8%、4.4%、19.3%、10.8%、44.9%、32.9%、14.6%,优于其它包衣比。     

干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响

为了研究干旱胁迫对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响,以黄瓜幼苗为试材,采用盆栽试验,研究PEG模拟干旱对黄瓜幼苗叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,随着干旱胁迫浓度的提高和胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的叶绿素含量、气体交换参数和叶绿素荧光的降幅增大。干旱胁迫1天,5%PEG与对照(CK)之间叶绿素总含量差异不显著,10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低5.2%、16.3%,干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理叶绿素总含量较CK分别降低8.6%、12.0%、37.2%。干旱胁迫1天,CK和5%PEG处理之间Pn、E、Gs差异不显著,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Ci差异显著,干旱胁迫2天,CK、5%、10%、20%PEG处理之间Pn、E、Ci差异显著。干旱胁迫2天,5%、10%、20%PEG处理的YIELD较CK分别降低2.4%、8.7%和13.2%,ETR较CK分别降低8.5%、17.6%和40.2%,qP较CK分别降低4.6%、9.3%和12.7%,qN较CK分别降低8.7%、18.1%和66.6%。     

干旱胁迫对无花果叶片生理特性的影响

为研究干旱胁迫对无花果的抗旱生理生化机制,评价无花果对干旱胁迫的反应,以‘布兰瑞克’无花果为试验材料,采取保护地控水试验法,将土壤含水量设置为4个水平,分别为常规供水（CK,田间持水量的65%~75%）、轻度干旱（LD,田间持水量的50%~55%）、重度干旱（MD,田间持水量的40%~45%）、极度干旱（ED,田间持水量的30%~35%）,对比不同干旱胁迫对无花果产量及叶片理化特性的影响。结果表明,无花果叶片相对含水量、叶绿素相对含量随胁迫程度的增大而明显降低,均在ED处理下达最小值,分别较CK降低35.81%、44.40%。叶片蛋白、可溶性糖、丙二醛(MDA)含量随着胁迫程度的增大明显增加,均在ED处理达到最大值,较CK分别增加260%、120%、473%;叶片游离脯氨酸(Pro)渗透调节物质含量明显增加;过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等酶的活性随胁迫程度的增大而显著增强,均在ED处理下达到最大且分别高于CK 33%、90%、360%、6.2%;平均单果重在MD处理下出现最大值为62.11 g,较CK增加20%。ED处理下小区产量最大,达13.90 kg,较CK增加41%。综上,干旱胁迫对无花果产量及叶片生理生化指标有明显影响,在一定范围内胁迫程度越强,无花果产量越低;无花果自身能通过调节渗透物质和酶活性对环境条件做出反应。     

噻虫嗪种子处理防治水稻蓟马及其对秧苗生长的影响

研究噻虫嗪种衣剂的科学合理施用技术,旨在解决传统施药过程中劳动强度大的问题。2010—2012年,采用田间小区试验,探索噻虫嗪种子处理对水稻秧苗生长的影响及其对稻蓟马的防治效果。试验结果表明,以噻虫嗪不同剂型(70%WS、30%FS)对水稻种子进行包衣浸种或浸种包衣处理后,其抗寒能力明显增强;同时,该药剂对出苗率、成苗率以及对成苗后的水稻秧苗生长具有一定的促进作用。此外,25 g/L咯菌腈FS中加入30%噻虫嗪FS能有效控制稻蓟马为害,播后23~30天的卷尖率为2.00%~24.77%,明显低于不施药处理(41.33%~88.87%)。     

育苗调制剂防治水稻立枯病机理的研究

用调制剂处理育苗床土,在生长箱内将Fusarium eqmsett,F.oxysporum,F.grammearum和Rhtzoctonia solani接种在三叶期的水稻秧苗上,研究表明施用调制剂的秧苗素质与抗病力均比对照提高,秧苗体内防御酶系及可溶性蛋白含量的动态同时表明:超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)的活性与可溶性蛋白质含量高峰均比对照提前,且峰值高,并且随着施用量的增加,这一趋势更加明显.     

化控措施对直播晚稻抽穗扬花期低温胁迫的缓解效应

直播晚稻抽穗扬花期易遭受寒露风危害,影响产量与品质。利用自然低温条件,以陵两优722和中早35为试验材料,设置T1（芸苔素内酯+赤霉素）、T2（芸苔素内酯+赤霉素+磷酸二氢钾）、T3（赤霉素+磷酸二氢钾）和对照（CK,清水）4个处理,研究化学调控剂对直播晚稻遭遇寒露风危害的缓解作用。结果表明,在寒露风危害下,喷施不同化学调控剂均可有效缩短水稻抽穗时间,与CK相比,陵两优722和中早35生育期平均缩短了2.5d,其中,T1生育期均缩短1d,T2分别缩短3d和5d,T3分别缩短2d和4d,喷施化学调控剂还可有效减缓叶绿素相对值（SPAD值）与净光合速率（P_n）的下降,CK的SPAD值较第1次测定最大下降幅度平均为6.55%,T1、T2和T3分别为3.50%、4.22%和3.77%;CK的P_n较第1次测定最大下降幅度平均为10.59%,T1、T2和T3分别为5.96%、1.22%和3.36%。喷施化学调控剂不仅能稳定结实率与千粒重,且产量、稻米加工品质及外观品质均优于CK,与CK相比,陵两优722与中早35在T1处理下结实率分别提高8.17%与2.31%,T2分别提高6.20%与5.36%,T3分别提高7.88%与6.31%;千粒重则仅T2有促进作用,陵两优722与中早35较CK分别提高了1.67%与2.92%;与CK相比,陵两优722和中早35在T1处理产量平均提升9.01%,T2平均提升20.69%,T3平均提升19.01%,出糙率、精米率与整精米率较CK均明显提高,垩白度与垩白粒率明显降低。总体而言,磷酸二氢钾、赤霉素和0.01%芸苔素内酯混合液（T2）对水稻低温胁迫的缓解效果最明显。     

表油菜素内酯影响水稻幼苗响应低温胁迫的蛋白质组学分析

表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide, EBR)是一种被广泛研究和应用的油菜素内酯类(brassinosteroids, BRs)植物生长调节剂, 它能有效增强植物对低温的耐受性, 但EBR在蛋白质组水平上对水稻幼苗响应低温胁迫的影响尚不清楚。本研究用0.1 mg L ^-1 EBR和蒸馏水分别浸泡萌发的日本晴种子, 然后提取4°C胁迫培养和26°C正常培养幼苗的总蛋白, 进行质谱非标(label-free)定量分析和平行反应监测(parallel reaction monitoring, PRM)验证。最终共鉴定出5778个蛋白质, 其中, 在有定量信息的4834个蛋白中, 401个上调和220个下调蛋白与EBR影响水稻幼苗响应低温胁迫有关。功能分析和代谢通路富集分析发现, 上调蛋白主要与RNA结合或水解酶活性等分子功能相关, 并富集在碳代谢、叶酸合成和氨基酸生物合成等途径中; 下调蛋白主要与催化活性和氧化还原酶活性相关, 主要涉及卟啉和叶绿素代谢等代谢途径。PRM验证结果和文献证据显示, 分布在碳代谢和苯丙素代谢通路中的NADP-苹果酸酶、过氧化物酶、3-磷酸甘油酸脱氢酶、烯醇化酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶和丙酮酸激酶参与了EBR对低温胁迫水稻幼苗的调控, 提示BRs可通过多种途径影响水稻幼苗对低温胁迫的响应。     

链霉菌S506对番茄苗生长和冷害生理生化的影响

为研究链霉菌S506对番茄苗的生长,以及在0℃冷胁迫条件下,对冷害番茄苗的恢复和生理生化特性的影响,采用α-萘胺法,0.6%硫代巴比妥酸法,愈创木酚比色法,NBT光还原法,磺基水杨酸提取比色法等方法,分别测定了冷害番茄苗的根系活力、叶片电导率、MDA、脯氨酸和保护酶SOD、POD活性等生理生化指标。结果表明：S506可显著提高番茄苗的生物量,与对照组比较,地上及地下鲜重分别提高178.98%和93.18%;根系结构显著改善,毛细根数量提高2倍以上;冷害番茄苗叶片的恢复率达到98.43%,对照仅32.52%;根系活力提高142.00%、脯氨酸含量提高149.56%、SOD酶活性提高24.49%;相对电导率降低60.33%,丙二醛含量降低79.26%。说明,链霉菌S506具有显著的促生长和提高番茄抗冷害能力。     

水稻苗期低温诱导表达新基因OsCOI的克隆、过表达载体的构建与转化

水稻苗期冷害是导致水稻减产的重要因素之一。为了发掘新的耐冷基因、诠释其耐冷分子机制并应用分子育种的手段提高水稻苗期耐冷性,前期已通过Northern表达分析,从已构建的水稻苗期低温诱导表达正向抑制差减cDNA文库中,发现了一个受低温诱导上调表达的功能未知的C2H2型锌指结构域蛋白新基因(特命名为OsCOI)。本研究进一步通过RT-PCR的方法从水稻中克隆了该基因,构建了其植物过表达载体,并通过农杆菌介导转入水稻基因组中,获得了其过表达转基因水稻株系,为进一步研究该基因的功能并探讨其在水稻耐冷分子育种中的应用价值奠定了基础。     

外源调节物质对棉花幼苗耐寒生理特性的效应

以棉花幼苗为试材,叶面分别喷施外源调节物质水杨酸(SA)、壳聚糖(CTS)、水杨酸+壳聚糖(SCM)、水杨酸+壳聚糖+硝酸钙(SCCa M)后,在5℃低温下进行处理,分别于0、24 h、48 h及恢复处理24 h时测定相对电导率、MDA含量、叶绿素含量,SOD、POD、CAT的活性和可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸的含量。结果表明:低温胁迫前用0.7 mmol·L-1水杨酸、0.6 mmol·L-1壳聚糖及复配制剂处理棉花幼苗,其叶片的SOD、POD、CAT活性和叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量与对照相比均有不同程度的提高,相对电导率和MDA含量有所降低;复配制剂处理效果优于水杨酸和壳聚糖单独施用的效果,而水杨酸、壳聚糖、硝酸钙三元复配的效果比水杨酸和壳聚糖两元复配的效果好。表明水杨酸、壳聚糖和硝酸钙在诱导棉花幼苗耐寒性中具有协同效应。     

低温胁迫对不同藜麦幼苗生理生化特性的影响

为探究低温胁迫对藜麦幼苗生理生化特性的影响,以红藜、白藜、黑藜3种不同藜麦为实验材料,采取小盆暗萌发、营养土育苗的方法,在人工模拟低温胁迫环境下(4℃)分别处理不同的时间。结果表明:1)白藜和红藜游离脯氨酸含量随着低温胁迫时间的延长先上升后下降,黑藜的脯氨酸含量随着时间的变化逐渐上升。2)不同藜麦的丙二醛含量随时间的变化均呈先上升再下降的趋势,出现最大值的时间不同,但波动都比较小,恢复条件之后含量均相对上升。3)不同藜麦幼苗过氧化物酶(POD)的活性在低温期间持续上升,解除胁迫后活性下降。4)随着低温胁迫时间的延长,不同藜麦幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,在48 h达到最大值。实验表明:低温胁迫不同的时间对3种藜麦生理生化指标影响程度不同,随着时间的延长,各指标的变化趋于稳定。抗寒性强弱依次为:黑藜、白藜、红藜。     

锰素对水稻幼苗生长及生理效应的影响

锰是水稻生长发育必需的微量元素。笔者以水稻幼苗为材料,探讨锰素对水稻苗期生长及生理效应的影响。采用水培方法,通过设计缺锰及锰过量,对水稻植株相关农艺性状及生理生化指标进行测定。结果表明,水稻在幼苗期对锰胁迫反应敏感。水稻株高、根长、鲜重、叶绿素和可溶性蛋白含量均有不同程度下降,MDA含量升高,POD活性降低;水稻幼苗叶片受损程度大小依次为1000 Mn＞100 Mn＞-Mn。缺锰或锰过量均会对水稻幼苗生长产生不利影响,应合理施用锰素。     

低温胁迫下高粱幼苗对外源脯氨酸的响应

以冷敏高粱晋303为试验材料,幼苗三叶期用不同浓度的脯氨酸处理后, 2~4℃低温胁迫,测定相关生理指标,探讨外源脯氨酸处理对高粱幼苗耐冷性的影响。结果表明,外源脯氨酸处理可以提高低温胁迫下高粱叶片SOD、POD的活性,分别在3 mmol·L^-1和5 mmol·L^-1浓度脯氨酸的处理提高幅度最大。外源脯氨酸处理能降低低温胁迫下高粱叶片MDA的含量,以5 mmol·L^-1脯氨酸的处理效果最好。外源脯氨酸处理对叶片可溶性糖含量的增加也有作用,在本试验脯氨酸浓度设置范围内,可溶性糖含量随处理浓度的增加而增加。外源脯氨酸处理可以维持高粱幼苗中较高的叶绿素含量,喷施5 mmol·L^-1浓度脯氨酸时幼叶叶绿素含量最高。说明外源脯氨酸处理可有效缓解低温胁迫对高粱幼苗的伤害,提高幼苗的耐冷能力。     

不同光周期对黄瓜幼苗抗冷性的影响

为了探讨光周期对低温胁迫下黄瓜幼苗膜脂过氧化水平和抗氧化酶活性等生理指标的影响。以25℃和10℃ 2种温度处理黑夜补光0,3,6,9,12 h的黄瓜幼苗,研究不同光周期对黄瓜幼苗生理指标的影响。结果表明,2种温度处理条件下,黄瓜幼苗叶片中叶绿体色素含量、可溶性糖和可溶性蛋白含量、CAT和POD活性都是随补光时间的延长而升高,而电解质相对渗漏率和MDA含量随补光时间的延长而下降。与25℃相比较,低温（10℃）处理降低黄瓜幼苗叶绿体色素含量,提高电解质相对渗漏率,MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量,CAT和POD活性;其中,光周期越长,黄瓜幼苗叶片叶绿体色素含量,电解质相对渗漏率和MDA含量的变化幅度越小,可溶性糖和可溶性蛋白含量,CAT和POD活性的变化幅度越大。延长光照时间可通过促进低温胁迫下黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白、可溶性糖的大量积累和抗氧化酶活性的提高,来降低膜脂过氧化水平,从而增强黄瓜幼苗的抗冷性。     

种子引发对水分胁迫下水稻发芽及幼苗生理性状的影响

不同基因型稻种经水引发及聚乙二醇(PEG)渗透胁迫引发处理均能降低稻种丙二醛(MDA)含量,促进可溶性总糖(SS)降解,加快稻种内部糖代谢进程,提高相溶性溶质脯氨酸(Pro)及可溶性蛋白质(SP)含量,也有利于提高苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,引发效果较明显。且适度PEG引发稻种的效果明显好于水引发,杂交籼稻在PEG浓度为20%的条件下引发效果最优,而常规粳型水稻在PEG浓度为10%~15%的引发条件下效果较好,但超出最高PEG引发浓度的阈值,会对稻种产生危害,影响其正常萌发。引发处理后的稻种对不同程度水分胁迫程度的响应表明,适当强度的引发处理利于激发稻种物质代谢、利于各水稻品种的萌发、幼苗形态指标及保护性酶等生理指标的显著提高,而严重的水分胁迫均不利于稻种萌发;表明引发处理虽能提高水分胁迫条件下种子活力,但稻种激发自身对外界萌发环境的协调能力有限,且不同品种间存在明显差异,籼稻优于粳稻。