干旱胁迫和复水对夏蜡梅幼苗光合生理特性的影响

以盆栽二年生夏蜡梅(Sinocalycanthus.chinensis)实生苗为材料,分对照、轻度胁迫、中度胁迫和重度胁迫4组,研究了不同程度干旱胁迫和复水对夏蜡梅光合特性的影响。结果表明,在干旱胁迫下,夏蜡梅的光合日变化曲线由典型的双峰型转变为峰值很小的单峰型。在较高强度的干旱胁迫下,夏蜡梅光补偿点、CO2补偿点和气孔阻力升高,光饱和点、表观量子效率、最大净光合速率、羧化效率、Fv/Fm和蒸腾速率下降;而暗呼吸速率先升后降、胞间CO2浓度先降后升。轻度和中度干旱胁迫下光合能力的下降主要由气孔限制引起,而在重度胁迫下则由非气孔限制起主要作用。重度胁迫复水3d后,夏蜡梅的光合能力恢复很弱。过分干旱胁迫对夏蜡梅造成一定伤害。     

番茄侧根原基发生相关基因RSI-1在烟草中功能的初步研究

为探讨番茄(Lycopersiconesculentumvar.cerasiforme)侧根原基发生相关基因RSI-1在形态发育过程中的作用及其在获得具超量侧根的转基因作物的应用前景,研究分析了RSI-1基因在烟草(Nicotianatabacum)中超量、反义抑制和RNA干扰表达后植株形态及转基因植株内侧根发生相关植物激素含量的变化特征。结果显示,RSI-1超量表达后,植株株高下降,叶片数和分支数有明显增加,而RSI-1反义抑制和RNA干扰表达后植株形态及赤霉素、生长素、脱落酸和玉米素及核苷的含量均没有发生显著变化。推测RSI-1的表达可以促进植物分枝的发生,但其在高等植物中的同源性可能较低,利用该基因定向改造弱根系作物时还需结合根特异启动子的应用。     

高温干旱共胁迫下外源甜菜碱和CaCl2对烟草生理响应的影响

以烤烟品种云烟85为材料,采用盆栽试验研究了对高温干旱共胁迫的反应,以及外源甜菜碱（GB）和CaCl2对烟草抗高温干旱共胁迫方面的作用。结果表明,叶面喷施GB和CaCl2能显著提高烟草植株生物量。在高温干旱共胁迫下,叶面喷施GB较蒸馏水处理能极显著提高烟草叶片叶绿素含量、SOD和POD活性,维持较高的脯氨酸含量及较低的丙二醛（MDA）含量和质膜相对透性;叶面喷施CaCl2较蒸馏水处理能极显著提高烟草叶片叶绿素含量、SOD和POD活性,极显著降低质膜相对透性,显著降低丙二醛（MDA）含量,维持较高的脯氨酸含量。高温干旱共胁迫恢复生长后,GB、CaCl2和蒸馏水处理的烟草其叶绿素含量、SOD和POD活性均有不同程度回升,丙二醛含量、脯氨酸含量、细胞质膜透性都有所下降。因此,GB和CaCl2对有效减轻双逆境胁迫引起的伤害,提高烟草的抗高温干旱胁迫能力具有积极的作用。     

分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻光合特性及产量形成的影响

为了探讨分蘖期干旱胁迫对寒地粳稻产量形成的影响机理及其耐旱机制,以东农425(耐旱型)和松粳6号(干旱敏感型)为试验材料,通过盆栽方式于分蘖期控制土壤水势至0 k Pa(对照)、-10 k Pa(轻度干旱)、-25 k Pa(中度干旱)、-40 k Pa(重度干旱),依次记为A0、A1、A2、A3。处理21 d后复水,研究分蘖期不同程度干旱胁迫对寒地粳稻叶面积、光合特性、叶绿素总含量、产量及产量构成因素的影响。结果表明,分蘖期干旱胁迫导致叶面积减小、功能叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随土壤水势降低而下降。同时,干旱处理期间寒地粳稻功能叶片叶绿素总含量、叶绿素a/b值均随干旱胁迫程度增加而下降,但类胡萝卜素含量的变化却与其相反。干旱胁迫下寒地粳稻产量显著下降,且下降幅度随土壤水势降低而逐渐增大。有效穗数和穗粒数大量降低造成产量显著下降,说明分蘖期干旱胁迫造成减产的主要原因是低土壤水势造成了寒地粳稻库容量或单位面积颖花量的大量降低。与A0(对照)相比,A1、A2和A3下松粳6号产量降幅分别为13.87%、20.87%和32.51%;而东农425分别为10.58%、15.21%和25.52%,均显著低于松粳6号,且耐旱型品种东农425始终保持较高光合生长能力。本研究结果为寒地粳稻抗旱节水栽培技术措施的制定提供了理论依据。     

干旱胁迫对苏北沙质海岸3个树种水分光合生理特性的影响

[目的]为了了解苏北沙质海岸3个造林树种的耐旱能力,为沿海防护林体系建设提供理论依据和技术支持。[方法]通过盆栽苗木水分胁迫试验,着重分析了在水分胁迫条件下榉树、弗吉尼亚栎、女贞2a实生苗的水分生理和光合作用日变化特征。[结果](1)随时间推移和胁迫程度加强,3个树种的叶片相对含水量均呈递减趋势,榉树的下降幅度高于女贞和弗吉尼亚栎;胁迫58d的重度水分胁迫处理下,3个树种相对含水量分别比对照下降了78.8%,61.9%和65.5%,弗吉尼亚栎和女贞的相对含水量变化较小;(2)3个树种叶片净光合速率日变化曲线在CK,60%和45%含水量条件下均呈双峰型;在正常和轻度水分胁迫下,弗吉尼亚栎蒸腾速率和气孔导度表现出双峰特征,而榉树和女贞则为:典型的单峰曲线;随着胁迫程度加强,3个树种的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的日均值均为:CK60%含水量45%含水量30%含水量;同一水分条件下,4个指标的日均值呈现出:榉树女贞弗吉尼亚栎的规律。[结论]3个树种的抗旱能力由强至弱依次为:弗吉尼亚栎女贞榉。沿海防护林的建设中应优先选择弗吉尼亚栎。     

干旱胁迫及不同钾水平下烟草叶肉细胞中钾的再分布

研究了干旱胁迫及不同水平下K+在烟草叶肉细胞的液泡、线粒体、叶绿体中的分布。结果表明,无论是正常水分条件下还是干旱胁迫下,施K肥可以提高叶肉组织中K的含量;烟草叶肉细胞中K+主要集中在液泡中,叶绿体中次之,线粒体中最少。干旱胁迫下,K+在烟草叶肉细胞内存在明显再分配现象,不施钾植株在干旱胁迫下液泡中K+总量变化不大,但所占比例减少;而线粒体、叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加。施钾植株干旱胁迫下液泡中K+所占比例也有减少,但总量增加;线粒体中K+总量和所占比例均减少,叶绿体中K+总量和所占比例均明显增加,且叶绿体中K+的变化趋势随施钾量增加而增强。结果还表明,在不同干旱程度下,适量施钾可以减少烟草叶肉细胞光合活性的下降。     

干旱胁迫与正常供水钾肥影响甘薯光合特性及块根产量的差异

【目的】干旱胁迫影响甘薯叶片光合特性及块根产量,研究通过施肥缓解干旱胁迫机理可为甘薯抗旱高产栽培提供理论依据。【方法】选用食用型甘薯品种“泰中6号”为材料,以硫酸钾(K2SO4)为供试肥料,水分处理设为土壤最大持水量的60%~70%(正常供水W1)和30%~40%(干旱处理W0); 钾肥设K0、 K1、 K2、 K3四个水平,K2O用量分别为0、 12.0、 24.0和36.0 g/m2。分析不同钾肥用量对不同生长时期甘薯叶片相对含水量、 叶绿素荧光参数、 光合特性及收获期块根产量的影响。【结果】在干旱胁迫和正常灌水条件下,施钾处理均显著增加了甘薯叶面积和叶片叶绿素含量,提高净光合速率(Pn),增加光合产物的生产和积累,提高块根产量和收获指数。两种水分条件下,块根产量均以K2处理最高, 干旱胁迫下K2与K3处理差异显著,正常灌水处理不显著。两种水分条件下,甘薯叶片光合参数对钾肥的响应存在显著差异,干旱胁迫下施钾使叶片水分利用效率(WUE)增大,气孔导度(Gs)降低,气孔阻力增大,蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)降低,水分蒸腾量减少; 而正常灌水条件下上述指标对钾肥的响应趋势相反。两种水分条件下施钾均可以增大叶片相对含水量(RWC),提高实际光化学效率(ΦPSII)和最大光化学效率(Fv/Fm),但是干旱胁迫下施钾增幅较大。【结论】干旱胁迫下适量施钾可以提高甘薯的抗旱性,增加甘薯产量,过量施钾使甘薯产量显著降低,而正常水分供应时,稍多钾肥对产量影响不显著。干旱胁迫与正常灌水条件下施钾对叶片光合参数的调控效应存在显著差异。施用钾肥可增大叶面积,提高叶绿素含量和光合性能,调节叶片气孔关闭,增大叶片气孔阻力,减少水分蒸腾损失,增加叶片相对含水量,提高水分利用效率和净光合速率; 施钾还能提高叶片PSⅡ原初光能转换效率和实际光化学效率,减少过剩激发能对光合机构的破坏,提高甘薯叶片的光合能力。干旱条件下钾肥的调节功能优于正常水肥供应。     

盐碱土条件下马蔺幼苗渗透调节物质和光合特性对干旱的响应

以马蔺(耐盐碱和抗干旱的植物)为材料,在盐碱化土壤的条件下进行干旱处理,研究了马蔺抗旱的渗透调节和光合特性。结果表明:12 d干旱处理,马蔺叶片的水势(Ψw)、渗透势(Ψs)和相对含水量(RWC)分别从-0.61 MPa,-1.21 MPa和90%降低到-2.52 MPa,-2.53 MPa和76%。在干旱期间,可溶性糖和脯氨酸含量明显增加,淀粉含量降低,说明渗透调节物质提高了马蔺的抗旱性。干旱6 d,光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)下降,细胞间隙CO2浓度(Ci)下降,而气孔限制值(Ls)升高,说明盐碱化土壤上马蔺Pn的降低主要是气孔因素;干旱6 d后,Ci升高,Ls下降,说明Pn的降低主要是非气孔因素。干旱期间,叶片PS最大光化学效率(Fv/Fm)变化不大,说明干旱情况下光合效率没有受到影响。复水后,Ψw和RWC恢复到对照水平,但Ψs仍然保持较低的水平,说明渗透调节物质起着非常重要的作用。据此,马蔺在盐碱化土壤上具有较强的渗透调节能力,使叶片的保水能力增强,维持了净光合速率和PS光化学活性,具有较强的抗旱性,是盐碱化土壤地区植被恢复可供选择的抗旱性植物。     

干旱胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过4个不同梯度干旱胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数.研究干旱胁迫对类芦的光台特性的影响.结果表明:中度、轻度干旱胁迫类芦叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值下降,干旱胁迫下叶绿素荧光参数F0、Fm,Fv提高,Fv/Fm、Fv/F0下降.类芦叶片的胞问CO2浓度随千旱程度加重而逐渐增加,日变化表现为上午缓慢上升,下午快速上升,到16:00达到最高.净光合速率、气孔导度、蒸腾速率日变化均表现为单峰型,为先升后降,12:00达到高峰,日均值随着干旱程度加重而逐渐下降.中度、轻度干旱胁迫下WUE提高,重度干旱WUE稍有下降,类芦具有较强的耐干旱能力.     

Efficiency of screening criteria for drought tolerance in chickpea

Crop drought tolerance improvement is one of the most challenging objectives of plant breeding programs. Developing an efficient screening technology and access to genetic variation for the traits contributing toward drought tolerance are major steps in this direction. To go in this quest, an experiment was conducted under controlled condition in a greenhouse. Nine Kabuli chickpea genotypes were grown under well-watered condition (85–90% field capacity (FC)) until start of flowering. Then, the following water treatments were imposed: well-watered, intermediate (55–60% FC), and severe (25–30% FC) drought stress. Physiological and agronomical traits were compared under different water treatments. Drought stress and genotypes interaction was significant in all measured traits, indicating that various genotypes responded differently to drought stress. Among measured traits, electrolyte leakage, stomatal conductance, yield components, and harvest index exhibited the highest variations. Yield components and stomatal conductance showed maximum reduction under drought stress and in susceptible known genotype, ILC3279, reduction reached up to 95%. Principal component analysis indicated that relative water content, photochemical efficiency of photosystem II, and stomatal conductance are the physiological traits with greater contribution toward drought tolerance. Therefore, these traits should be evaluated ahead of many other traits in making selections for drought-tolerant chickpea genotypes.     

黑豆边缘细胞对干旱胁迫的响应和对根系生理特性的影响

以黑豆Glycine max (L.) Merrill为材料,采用静置培养(保持边缘细胞和黏液附着在根尖)和振荡培养(移除边缘细胞及根尖黏液)方法,比较研究干旱胁迫下黑豆根尖边缘细胞(root border cells, RBCs)产生和黏液分泌以及对根系生理特性的影响。结果表明,与对照相比,11%和22%的聚乙二醇(PEG)处理使RBCs数目分别降低了18.1%～21.6%和28.8%～30.4%,胞外黏液分泌分别增加了62.8%～140.7%和133.8%～172.7%,表明干旱胁迫抑制了RBCs的发育,增加了RBCs黏液分泌量。移除边缘细胞的根伸长抑制率、根系相对电导率和丙二醛(MDA)含量高于保留边缘细胞的根,而根系脯氨酸含量则是前者显著低于后者。说明干旱胁迫下,黑豆根尖附着的RBCs及黏液分泌量的增加,减缓了根尖细胞损伤,有利于根系生长,从而提高黑豆的抗旱能力。     

不同烤烟品种幼苗形态结构及光合参数对 干旱胁迫响应机制的差异

为了比较不同烤烟品种的苗期耐旱性差异,选用河南烟区主栽烤烟品种‘豫烟6号’、‘豫烟10号’、‘豫烟12号’和‘中烟100’为供试材料,利用浓度为15%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟中度干旱环境,研究不同烤烟品种幼苗生物量、根系形态、叶片气孔特征、叶绿体超微结构和光合参数等指标对干旱胁迫响应机制的差异。结果表明:(1)干旱刺激了幼苗根系生长,抑制了地上种幼苗根冠比均显著提高;‘豫烟6号’和‘豫烟12号’幼苗根系生物量、总根长、根系表面积和根系体积均显著增加,但根系平均直径与对照无显著性差异;而‘豫烟10号’和‘中烟100’根系形态指标增加幅度较小,仅有‘豫烟10号’根系表面积显著增加,而根系平均直径均显著下降。(2)干旱引起‘中烟100’叶片气孔总面积比对照显著增加,‘豫烟12号’仅有气孔长度比其对照增加显著。(3)干旱处理后,‘豫烟6号’和‘豫烟12号’叶绿体整体结构变化不大,而‘豫烟10号’和‘中烟100’中叶肉细胞叶绿体被膜分解,与细胞壁分离;其中‘中烟100’叶绿体平均长度、长宽比和面积均显著降低。(4)与对照相比,干旱组叶片光合作用被抑制,其中‘豫烟10号’和‘中烟100’叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均显著下降,而胞间CO2浓度(Ci)显著上升,说明干旱胁迫下烤烟光合速率下降是非气孔因素所致。(5)干旱胁迫后‘豫烟6号’和‘豫烟12号’叶片叶绿素总量显著增加,而‘豫烟10号’和‘中烟100’却呈下降趋势。结果表明,‘豫烟6号’和‘豫烟12号’是耐旱型品种,而‘豫烟10号’和‘中烟100’抗旱性较差,抗旱能力排序为‘豫烟6号’‘豫烟12号’‘豫烟10号’‘中烟100’。     

不同锌肥水平对烤烟光合特性和产量及质量的影响

为探究不同锌肥水平对烤烟光合特性和产量及质量的影响,以烤烟K326为研究对象,采用双曲线修正模型对光响应曲线进行拟合,得出了烟株成熟期中部叶的光响应特征参数。通过分析拟合出的光和特征参数和产量及质量的对比,选出适宜当地的锌肥施用水平。结果表明,随着锌肥适量的增施,光合特征参数有所上升,烤烟叶片的光合能力和产量及质量均有明显的提高,但当锌肥过量时光合特征参数反而下降,产量及质量反而降低。因此,本试验条件下,锌肥施用量为15 kg/hm~2处理能较为显著地提高烤烟的光合特征参数和产量及质量。     

干旱胁迫下氮用量对烤烟养分积累与分配及烟叶产量和品质的影响

采用盆栽试验研究了干旱胁迫下氮用量对烤烟(Nicotiana.Tabacum.L.)养分的积累与分配及烟叶产量和品质的影响。结果表明,在干旱胁迫下随氮用量增加,烟株体内N、P、K、Mn含量显著增加,Ca、Mg、Fe含量明显减少,烟株对各种养分的积累量都显著增大。氮用量还影响烟株体内养分的分配,随施氮量增大,伸根期干旱烟株体内大多数养分在根和茎中的分配比例增加,在叶中的分配比例减少;旺长期和成熟期干旱时则相反。在干旱条件下增加氮用量可以提高烟叶产量和总氮、烟碱含量,降低烟叶还原糖含量。     

局部供应硝酸盐诱导玉米侧根生长的基因型差异

以两个玉米(Zea.mays.L.)自交系478和Wu312为研究材料,采用琼脂培养方法,研究局部供应不同浓度的硝酸盐(NO3-)对侧根生长的影响。结果表明,根系局部供应0.5mmol/L硝酸盐,可以促进两个基因型相应部位的侧根长度,对478的促进效果显著高于Wu312。在双层局部供应0.5mmol/L硝酸盐时,能够刺激两个层次478局部侧根伸长,而Wu312只在上层表现出促进作用。多浓度试验结果表明,在0.5～25mmol/L范围内,局部供应硝酸盐均能在478上表现促进效果。而在Wu312上,当局部硝酸盐浓度超过5mmol/L,刺激作用消失。在低浓度范围内,局部供氮不影响侧根。当局部供应的硝酸盐浓度超过5mmol/L时,Wu312的侧根数量急剧下降,超过15mmol/L后,478的侧根数量开始下降。478侧根对局部硝酸盐刺激的响应能力显著高于Wu312。     

低磷胁迫下熊猫豆侧根增多的生理机制研究

采用溶液培养方法,通过外源添加生长素吲哚-3-乙酸（IAA）及生长素极性运输抑制剂2,3,5-三碘苯甲酸（TIBA）,研究了低磷胁迫下熊猫豆根系构型与生长素相关代谢酶活性之间的关系,以阐明生长素在低磷胁迫下塑造植物根系构型的作用。结果表明,熊猫豆在低磷胁迫下形成特定根系构型,具体表现为侧根增多。IAA在侧根发生过程中起重要作用,外源IAA可以在一定程度上模拟低磷信号引导的侧根发生,而生长素极性运输抑制剂TIBA则显著抑制侧根发生。根系中生长素代谢相关酶生长素氧化酶（IAAO）和过氧化物酶（POD）活性在根构型形成过程中呈现规律性变化。低磷环境下熊猫豆根系中的IAAO、 POD酶活性均高于正常施磷的处理。外源IAA可以增加这两种酶的活性,而TIBA则能够逆转低磷诱导的IAAO、 POD活性的增加。     

Yield-based selection indices for drought tolerance evaluation in selected bottle gourd [Lagenaria siceraria (Molina) Standl.] landraces

Bottle gourd is an important crop in arid and semi-arid tropics where recurrent drought is the major constraint to crop production. Identification of drought-tolerant bottle gourd genotypes is fundamental to enhance productivity and for effective breeding and conservation. The objective of this study was to determine drought tolerance of a diverse set of bottle gourd landraces and to identify promising genotypes for direct production or breeding. A field study was conducted using a 12?×?2 factorial experiment involving 12 bottle gourd landraces under drought-stressed (DS) and non-stressed (NS) conditions. Significant differences were observed among bottle gourd landraces with respect to fruit yield under DS and NS conditions. The mean fruit yield under DS and NS conditions was 8.75 and 22.4?t?ha^?1, respectively. Drought stress reduced fruit yield by 62%. Correlation and principal component analyses revealed the significance of yield-based indices of drought tolerance, such as tolerance index, geometric mean productivity, stress tolerance, mean productivity, yield index and harmonic mean, which allowed discrimination of drought-tolerant bottle gourd landraces. Such landraces as BG-79, BG-31, BG-67, BG-52, BG-78 and GC were identified useful for drought tolerance breeding or rootstock development programs.