基于植株各器官生理响应对12种苜蓿抗旱性的综合评价

为筛选抗旱性强的苜蓿（Medicago sativa L.）品种,本试验以12个苜蓿品种为材料,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱处理,设置了100 g·L^-1和200 g·L^-1两个胁迫梯度,分别测定叶片、茎、根颈、根系4个器官的渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和植株根冠比,通过主成分分析计算植株各器官生理指标在抗旱性评价过程中所占权重,结合抗旱系数评价苜蓿品种的抗旱性。结果表明,在100 g·L^-1和200 g·L^-1 PEG模拟干旱胁迫下,植株的生长受到抑制,生物量、株高、叶面积、根长均减小,根冠比增加;各器官脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高;在所有的生理指标中,脯氨酸、可溶性糖、过氧化氢酶活性对干旱胁迫的响应较敏感。不同器官生理调节物质的抗旱系数存在差异,叶片各指标对干旱胁迫的响应小于茎和根系,根颈脯氨酸和可溶性糖含量对干旱胁迫的响应大于叶片、茎和根系。在评价品种抗旱性时,根系可溶性蛋白含量、根颈脯氨酸含量、根颈可溶性糖含量、根系可溶性糖含量及根系过氧化氢酶活性占权重较大。综合分析得出,100 g·L^-1 PEG处理时,‘公农1号’、‘中苜1号’和‘前景’的抗旱性比较强;200 g·L^-1PEG处理时,‘骑士2’、‘东苜1号’、‘巨能2’和‘斯贝德’的抗旱性较强,可作为苜蓿抗旱栽培的参考品种。     

荒漠植物红砂根系对干旱胁迫的生理响应

以抗旱性不同的红砂2个种源2年生苗木为试材,通过盆栽实验,测定干旱胁迫后红砂苗木根系的活力、膜透性(RPP)、脯氨酸 (Pro)、可溶性糖 (SS)、可溶性蛋白 (SP)、丙二醛(MDA)含量和抗氧化物酶系(SOD、POD、CAT)的活性变化,并通过灰色关联度法分析了各指标与红砂根系抗旱性的关系。结果表明,水分胁迫导致红砂根系活力下降,膜透性RPP和膜质过氧化产物MDA 含量增加,渗透调节物质Pro含量、SS含量和SP含量明显增加,抗衰老酶SOD、POD和CAT活性显著升高,且抗性强的种源比抗性弱的种源对干旱胁迫的生理生化反应更明显。红砂根系的RPP、Pro和根系活力的关联度虽然都大于0.9,但红砂根系并不是完全通过这几种机理适应干旱,而是发生了一系列适应性的生理变化,以提高其根系的抗旱性。     

4份菊苣种质材料苗期抗旱性评价

采取温室盆栽干旱胁迫方法,研究不同程度干旱胁迫对4份菊苣材料苗期11种抗旱性指标的影响。结果表明,随着干旱胁迫程度加重,菊苣叶片含水量及相对含水量、株高、生物量降低,叶片相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸、根冠比变化趋势比较明显,株高胁迫指数与干物质胁迫指数变化不大;综合分析认为叶片含水量、相对含水量、株高、根冠比、细胞膜透性、可溶性糖含量可以作为菊苣抗旱性评价的主要指标,地上生物量、地下生物量、株高胁迫指数、干物质胁迫指数、脯氨酸仅可作为菊苣抗旱性评价的参考指标。通过对11种抗旱性指标进行隶属函数法综合评价,得出4份菊苣材料抗旱性由强到弱的顺序为:C₂＞C₁＞C₄＞C₃,该结果与田间观测结果相一致。     

干旱胁迫对桑树生理生化特性的影响

以盆栽桑树为材料研究干旱胁迫对桑树生理生化特性的影响 ,结果表明 :在干旱胁迫下 ,随着胁迫的加强 ,抗旱性强的品种的过氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性提高 ,复水后下降迅速 ,而抗旱性弱的品种在一定胁迫下活性增加 ,严重胁迫时则下降 ,复水后下降趋势缓慢 ;抗旱性强的品种的叶片可溶性蛋白含量下降幅度小于抗旱性弱的品种 ,复水后抗旱性强的品种可溶性蛋白含量上升较快 ;抗旱性强的品种可溶性糖、脯氨酸的含量升高幅度大于抗旱性弱的品种 ,而丙二醛的质量分数升高幅度则小于抗旱性弱的品种 ,复水后抗旱性强的品种恢复较快 ;干旱胁迫下桑树叶片的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率下降 ,抗旱性强的品种净光合速率、水分利用效率高于抗旱性弱的品种。     

干旱胁迫对禾草苗期抗旱性特征的影响

采用盆栽断水干旱方式研究了土壤干旱对中间偃麦草、沙生冰草、蓝茎冰草和长穗偃麦草苗期抗旱性特征的影响。结果表明：不同种类禾草的抗旱性特征随土壤干旱程度增加的变化趋势不同。干旱胁迫程度增加,4种禾草的根冠比、叶片可溶性糖含量和渗透液相对电导率升高,叶片含水量下降。其中,土壤中度干旱胁迫时,沙生冰草叶片可溶性糖含量增加幅度较大;重度干旱胁迫下,沙生冰草叶片渗透液相对电导率上升幅度最小,株高胁迫指数与干物质胁迫指数最高,抗旱性相对较强。     

外源脱落酸和多效唑对干旱胁迫下匍茎翦股颖抗旱生理指标的影响

以"帕特"("Putter")匍茎翦股颖品种为供试材料,测定干旱胁迫下叶片枯黄率、相对含水量、可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等生理指标,分析外源脱落酸(ABA)与多效唑(PP333)提高匍茎翦股颖抗旱性效应。结果显示,干旱胁迫下,匍茎翦股颖叶片枯黄率增加,相对含水量逐步降低,适宜浓度的外源ABA与PP333能明显降低干旱胁迫下匍茎翦股颖叶片枯黄率,提高其相对含水量。与直接干旱胁迫相比,外源ABA处理提高了可溶性糖含量,减缓可溶性蛋白含量下降,而外源PP333则提高了脯氨酸含量。以上结果表明,ABA与PP333预处理能有效提高匍茎翦股颖抗旱性可能与促进有机渗透调节物质—脯氨酸、可溶性糖的积累,抑制蛋白降解有关。     

干旱胁迫对红豆草根系生长及生理特性的影响

采用不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫（渗透势分别为0、-0.4、-0.8、-1.2、-1.6和-2.0 MPa）,研究干旱胁迫对5份红豆草材料根系生长及生理指标的影响,并对其苗期抗旱性进行分析和评价。结果表明：随干旱胁迫的加剧,供试红豆草的根冠比、根表面积、根尖数、根系可溶性蛋白、根系可溶性糖、根系活力均先增加后下降,根系平均直径、根体积、叶片相对含水量下降,根长和丙二醛含量增加;重度胁迫下,材料P1的根体积、根表面积、根直径降幅最小、丙二醛含量最低,材料P2的可溶性蛋白含量增幅最大,甘肃红豆草的根冠比降幅最小、可溶性糖含量增幅最大,蒙农红豆草的根系活力、根尖数降幅最低,根长最长。经隶属函数法分析得出供试红豆草的抗旱性顺序为：材料P1>P3>P2>甘肃红豆草>蒙农红豆草,主成分分析显示根直径、脯氨酸、可溶性糖可作为筛选抗旱红豆草的参考指标。     

干旱胁迫下三叶草渗透调节物质动态及与叶片水分的相关性

以黑龙江野生白三叶、瑞文德、普通红三叶和杂三叶为研究对象,通过盆栽控水形成5个干旱梯度,测定土壤相对含水量、叶片相对含水量、水势、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量的变化.结果表明:随着土壤干旱时间的延长,三叶草叶片游离脯氨酸、可溶性蛋白质和可溶性糖含量都呈明显增加趋势,并且品种间表现不同.从渗透调节物质与叶片水分的相关分析上看,三种物质与叶片水势、叶片相对含水量都呈负相关.游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质三种物质在水分胁迫时的渗透调节作用是协同的,各物质之间在处理的整个进程中都表现出正相关关系.     

聚乙二醇胁迫杂交桑品种桂优62丛生芽部分生化指标的变化

本文以桂优62号桑萌发幼苗为材料,用不同浓度聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫,测定了可溶性糖、丙二醛和脯氨酸含量的变化。结果表明:在幼苗期,随着干旱胁迫的加重,可溶性糖和丙二醛含量逐渐降低;脯氨酸含量逐渐提高。向培养基中添加PEG筛选抗旱性组培桑苗的临界浓度为7%。     

外源2,4-表油菜素内酯对干旱胁迫下桑树根系生长的影响

为探明外源2,4-表油菜素内酯(2,4-epibrassinolide, EBR)对桑树耐旱性的影响,以杂交桑为试验材料,研究外施不同浓度EBR对15%PEG6000胁迫下桑树幼苗根系生理特性的影响。结果表明：外施EBR能显著缓解干旱胁迫对桑苗根系生长的抑制,其鲜质量、干质量、总根长、表面积、根体积和平均直径比干旱胁迫下提高。与干旱胁迫处理相比,添加0.1μmol/L EBR使桑树幼苗根系产生O₂^·-活力、H₂O₂含量、产生·OH能力、丙二醛含量、电导率显著降低,同时使SOD活性、POD活性、CAT活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著增加。结果显示,0.1μmol/L EBR可以缓解15%PEG6000胁迫对桑树幼苗根系的伤害,增强其抗旱性。     

模拟干旱对佛甲草生长和渗透调节物质积累的影响

 采用ＰＥＧ ６０００模拟干旱处理佛甲草,测定佛甲草鲜重、干重、含水量、根系脱氢酶活性、无机物含量、有机物含量、无机渗透调节物质和有机渗透调节物质含量,并用高效液相色谱法测定７种有机酸的含量。结果显示,与对照相比,在不同浓度ＰＥＧ ６０００模拟干旱胁迫下,佛甲草鲜重、干重、含水量、根系脱氢酶活性、无机物、Ｎａ^＋ 、Ｋ^＋ 、ＮＯ_３^－ 含量均呈下降趋势,而有机物、游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖含量均呈上升趋势;可溶性蛋白含量则呈先上 升后下降趋势;高效液相色谱法结果显示,７种有机酸含量变化幅度也各不相同。综合分析表明,模拟干旱处理对佛甲草生长有抑制作用,且随着干旱胁迫程度的增加,其受抑制程度也加重;在干旱胁迫下,佛甲草不是通过积累无机离子（Ｎａ^＋ 、Ｋ^＋ 、ＮＯ_３^－ ）而是通过积累有机渗透调节物质（游离氨基酸、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白、草酸、丙二酸等）进行调节。     

干旱胁迫及复水对狼尾草幼苗生理特性的影响

本研究以狼尾草(Pennisetum alopecuroides)新品系LS-1为试验材料,研究在土壤干旱胁迫及复水条件下叶片相对含水量(RWC)、根冠比(R/S)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量的变化情况,探讨干旱胁迫对狼尾草生物学特性、叶片保护酶活性和渗透调节物质的影响,为优良抗旱品种选育提供理论依据。结果表明,随着土壤干旱胁迫时间的延长,狼尾草幼苗叶片相对含水量减小,根冠比增大,SOD和POD活性在土壤含水量降到5%时显著增强(P0.05),脯氨酸和可溶性糖含量显著增加。复水后,狼尾草叶片各项生理指标均表现出不同程度的恢复。本研究表明,干旱胁迫可以促进狼尾草根系保护酶活性和渗透调节物质含量提高,对其应用于干旱地区园林绿化、生态修复具有重要价值。     

水分胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长的影响

采用不同浓度的聚乙二醇（PEG-6000）模拟水分胁迫的方法,研究外源 NO 对水分胁迫下的不同苜蓿品种苜蓿王,德宝幼苗株高、干重、根冠比和含水量的影响。结果表明,水分胁迫能够显著降低苜蓿幼苗的株高、干重和含水量,说明苜蓿幼苗在水分胁迫下生长受到抑制。抗旱型不同的苜蓿品种表现不同,抗旱性强的苜蓿王幼苗株高、干重和含水量的降低幅度较敏感型的要低,且能够通过增加地下部分生长来提高根系对土壤水分和养分的吸收,减少胁迫对其造成的影响。添加外源 NO 后能够显著缓解水分胁迫强度对苜蓿幼苗生长的抑制作用。     

油菜素内酯对干旱胁迫下羊草渗透调节及抗氧化酶的影响研究

受全球气候变化影响,我国牧区干旱现象日益严重,极大限制了草原生产力的提高。本文采用盆栽人工控水的方法,研究不同浓度油菜素内酯(BR)处理对羊草生长和抗旱特性的影响。结果表明干旱显著抑制植株的生长,而BR能有效减缓干旱胁迫对羊草造成的伤害。经过不同浓度的BR处理后,与干旱胁迫相比,株高、叶面积、干重、含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、根系活力、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和5种抗氧化酶活性均随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而丙二醛(MDA)和叶片电导率则相反,其中以BR浓度为0.1 mg/L时的抗旱效果最好。研究发现适当浓度的BR提高羊草株高、叶面积和光合色素含量,促进干物质积累和根系活力,与其降低膜脂过氧化产物MDA与质膜透性,提高脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性密切相关。     

紫花苜蓿幼苗生长及其叶片形态对水分胁迫的响应

试验旨在研究紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生物量、水分生理状态以及叶片形态对水分胁迫的响应并确定参试紫花苜蓿品种的御旱能力。通过温室盆栽试验,对3个品种的紫花苜蓿进行了4个梯度的水分胁迫处理,测量了根干重、茎干重、叶干重、叶水势、相对叶片含水量、叶长、叶宽、叶面积以及相关指标的胁迫指数。结果显示:紫花苜蓿根、茎、叶的干重对水分胁迫的响应依品种和胁迫程度的不同而不同;随着水分胁迫程度的增加,根冠比呈增大趋势;叶水势、叶片相对含水量、根系含水量胁迫指数以及叶片含水量胁迫指数均呈下降趋势;叶片变短变窄,叶面积变小,比叶面积胁迫指数呈下降趋势。3个紫花苜蓿品种中‘敖汉’的根冠比最大且比叶面积胁迫指数最小,其御旱能力最强,‘中苜1号’次之,‘三得利’最弱。     

低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长和生理特性的影响

以4个不同耐低氮性玉米品种为材料,采用盆栽试验研究低氮胁迫对玉米苗期生长和生理特性的影响。结果表明,低氮胁迫下玉米苗期株高、叶面积、地上部干重、单株干重、氮积累量、地上部氮分配比例及叶绿素、可溶性蛋白等指标均显著下降;根冠比、根系氮分配比例、氮素生理效率、可溶性糖、MDA、脯氨酸和POD等均显著升高,根系干重在各氮水平下差异不明显。低氮胁迫下,耐低氮品种株高、叶面积、单株干重、地上部干重、根冠比、氮积累量、地上部氮分配比例、根系氮分配比例和叶绿素、可溶性蛋白、MDA变化幅度低于不耐低氮品种,而氮素生理效率、可溶性糖、脯氨酸和POD变化幅度则大于不耐低氮品种。与不耐低氮品种相比,耐低氮品种通过保持地上部氮分配比例,较高的叶绿素含量和较大叶面积来维持较强的光合生产能力;通过保持较高的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等有机渗透物质含量和较强的POD活性来降低膜脂过氧化伤害,延缓叶片衰老,从而提高了其对低氮环境的适应性。