干旱胁迫及复水对白羊草质膜ATP酶和5’-核苷酸酶活性的影响

以白羊草(Bothriochloa ischaemum (L.) Keng)为材料,在干旱胁迫和复水后,通过测定其质膜ATP酶(AT-Pase)活性、质膜5’-核苷酸酶(5'-AMPase)活性,叶片相对含水量(RWC)和丙二醛(MDA)含量的变化来探索其在干旱胁迫和复水后的生理生化变化.结果表明:在干旱胁迫下,白羊草质膜ATPase和质膜5’-AMPase活性呈现先升高后降低的趋势,野生型白羊草的质膜ATPase和质膜5'-AMPase活性变化量较栽培型的大;RWC下降,MDA含量上升.复水后质膜ATPase活性、质膜5'-AMPase活性及MDA含量均下降,但高于断水前,野生型的RWC高于对照,栽培型RWC低于对照,说明干旱胁迫对白羊草造成了不可逆的伤害,对栽培型的伤害大于野生型的.植物的质膜ATPase和质膜5’-AMPase活性随胁迫的加剧而提高,一定程度上可以缓解干旱对白羊草幼苗的胁迫作用,这可能是白羊草抗旱酶促防御机制中的一个重要机制.     

干旱胁迫和复水对草地早熟禾3个品种生理特性的影响

为探究干旱和复水对草坪草生理特性的影响,研究草地早熟禾(Poa pratensis L.)3个品种在干旱胁迫及干旱后复水条件下草坪质量(TQ)、叶片相对含水量(RWC)、光化学效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化。试验结果表明,干旱胁迫引起3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性明显下降和MDA含量明显升高;复水后,3个品种的TQ,RWC,Fv/Fm,SOD活性,CAT活性和MDA含量不同程度地得以恢复,但3个品种的大部分指标都没能完全恢复到干旱胁迫前水平。Merit的各项指标较其他两个品种在干旱胁迫期间降幅小,复水后各指标恢复相对明显。     

干旱胁迫和复水对冰草相关抗性生理指标的影响

干旱胁迫是干旱与半干旱地区限制植物生长的一个最主要的环境因子。本文研究了15 d的干旱胁迫和6 d的复水对冰草(Agropyron cristatum)叶片抗旱相关生理指标及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在干旱胁迫下冰草叶片具有较强的水分保持能力,并且在复水过程中叶片相对含水量快速恢复;干旱胁迫对冰草光化学系统的影响较小,10 d的干旱胁迫下,F_v/F_m仅下降了6.62%;5 d和10 d的干旱胁迫对冰草叶片电解质外渗的影响与对照差异不显著,而随着干旱胁迫时间的延长,叶片电解质外渗显著升高。在水分胁迫下, 冰草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,CAT对干旱胁迫最敏感,而POD活性下降最慢;复水后3种酶的活性升高,复水6 d后都恢复到干旱处理前的水平。由此表明,冰草的抗旱性可能和短期干旱胁迫下叶片的保水能力以及复水后叶片生理功能的快速恢复有关。     

PEG胁迫对柳叶水甘草种子萌发及幼苗的影响

采用不同质量分数的聚乙二醇（PEG 6000）模拟干旱胁迫的方法,研究干旱胁迫对柳叶水甘草（Amsonia tabernaemontana）种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,1)5％PEG处理种子其萌发率、萌发速率系数、萌发指数和活力指数均高于对照组,随着胁迫质量分数递增,萌发率下降,复水后,仍能萌发,种子具有一定的抗旱性。2) 幼苗处理随着胁迫质量分数递增及胁迫时间延长,其叶片相对电导率、MDA含量显著增加;脯氨酸含量与叶片相对电导率和MDA含量呈极显著正相关,高质量分数PEG胁迫处理,脯氨酸含量增加;抗氧化酶SOD和POD活性先上升后下降。     

乙烯利对干旱胁迫下草地早熟禾生理指标的影响

以草地早熟禾(Poa pratensis)‘Nuglade'品种为试验材料,研究叶片喷施乙烯利对草地早熟禾在水分充足、干旱及复水恢复3种处理下叶片电解质渗透率、叶绿素、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)等生理指标的影响。结果表明,乙烯利与对照组(CK)相比,乙烯利在干旱胁迫下保持更高的叶片相对含水量23.5%(对照为11.5%)和更低的电解质渗透率68.1%(对照为90.7%)及MDA含量53.90μmol·g~(-1)(对照检查131.62μmol·g~(-1)),且复水后的电解质渗透率恢复程度更好;此外乙烯利处理提高了复水恢复过程草地早熟禾的可溶性蛋白含量;说明,叶片喷施乙烯利能够缓解草地早熟禾的干旱胁迫损伤,并促进干旱后的复水恢复。     

小冠花抗氧化保护系统对干旱胁迫及复水的动态响应

采用盆栽控水法对小冠花(Coronilla varia)持续干旱胁迫18 d后复水,以土壤相对含水量保持在70％～75％的小冠花为对照,在持续控水干旱胁迫第3,6,9,12,15,18 d及复水后第3d分别采集小冠花叶片,研究叶片相对含水量(RWC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及抗坏血酸(AsA)、超氧阴离子(O2-·)含量对干旱及复水处理的动态响应.结果表明:小冠花叶片RWC及SOD,POD,CAT活性在干旱处理的前6d内,APX活性、AsA和O2·含量在干旱处理的前9d内,均和对照无显著差异;此后,叶片RWC直线下降,在干旱处理第12d时,降至49％,而后又缓慢下降;SOD活性呈上升(9 d)下降(12～15 d)-上升(18 d)的趋势;POD活性先升(9 d)后降(12～18 d);CAT活性和O2-·含量增加;APX活性和AsA含量变化一致,呈先升(12～15 d)后降(18 d)的趋势.但复水后,各指标均能很快恢复至对照水平.说明干旱胁迫对小冠花抗氧化保护系统有重要影响,但此作用和干旱进程密切相关;同时,小冠花对干旱胁迫适应性较强,复水后能很快恢复至正常水平.     

干旱-复水对菊芋苗期根、茎、叶形态特征的影响

通过盆栽试验研究干旱-复水对菊芋(Helianthus tuberosus)苗期根、茎、叶、茎叶比、根冠比和物质积累量的影响,探讨菊芋苗期干旱适应机制,干旱半干旱地区菊芋栽培管理提供参考。结果表明:干旱-复水处理菊芋根、茎、叶生物量和总生物量均低于正常水分管理;干旱-复水增加了主根和须根的直径;干旱-复水过程中除复水第16天外,处理须根长度均高于对照;处理前期主根长度高于对照,后期主根长度低于对照;干旱-复水处理提高了菊芋平均叶面积,降低了叶片数量,抑制新叶片的形成;干旱胁迫第2天测定的茎叶比对照高于处理,而其他取样时间处理均高于对照;干旱-复水过程中菊芋根冠比胁迫第2天高于对照,胁迫第4天、第8天和复水第8天处理根冠比低于对照,复水第16天处理高于对照。     

干旱胁迫下结缕草叶片抗坏血酸与相关生理指标变化的品种差异研究

通过盆栽试验,以日本结缕草与细叶结缕草为材料,研究了干旱胁迫下结缕草叶片AsA含量与相关生理指标的品种差异。结果表明,干旱胁迫下日本结缕草和细叶结缕草叶片中AsA含量与相关生理指标的动态变化规律基本相似,但品种间差异显著。干旱胁迫下2个品种的AsA含量和AsA/DHA均呈现先上升后下降的变化趋势,但日本结缕草下降的时间更早。干旱胁迫下叶片相对含水量、POD活性在2个品种中均呈下降趋势,但日本结缕草的下降趋势更明显,尤其在干旱胁迫后期。胁迫后日本结缕草叶绿素a与叶绿素b含量下降明显,而细叶结缕草变化不大。胁迫后两者的相对电导率和MDA含量均呈上升趋势,但日本结缕草增加的幅度更为显著。干旱胁迫后日本结缕草和细叶结缕草叶片Rubisco的含量均在第3天开始下降,胁迫后期日本结缕草Rubisco含量恢复到对照水平,而细叶结缕草Rubisco含量在胁迫后期显著高于对照。本研究结果表明,干旱胁迫下结缕草可以通过增加和维持叶片中AsA含量与POD活性来减缓Rubisco及叶绿素的降解,降低干旱胁迫对植株造成的氧化胁迫伤害程度,进而改善其抗旱能力。本研究结果进一步证实结缕草抗旱能力有品种差异,其中日本结缕草抗旱能力弱于细叶结缕草。     

水分胁迫下扁穗牛鞭草根系保护酶活性变化

在水分胁迫下,以国审扁穗牛鞭草品种广益和重高为材料,研究2种牧草根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量变化情况。结果表明,在水分胁迫期间,广益和重高扁穗牛鞭草根系MDA含量和SOD、POD、CAT活性迅速升高,在14d时达到最大值,之后MDA含量和3种保护酶活性均出现大幅度下降。研究还表明,初期MDA含量上升主要是由水分胁迫引起的,而3种保护酶活性的上升则主要是MDA含量上升所致。14d后MDA含量和3种保护酶活性的下降可能是由于2种扁穗牛鞭草在渡过干旱阈值期后,表现出一定耐受性和适应性。在研究期间,重高扁穗牛鞭草根系MDA含量始终高于广益,综合2种扁穗牛鞭草萎蔫和枯萎状况,表明广益扁穗牛鞭草抗旱能力大于重高扁穗牛鞭草。     

干旱胁迫与复水对牛鞭草生长发育的补偿效应研究

试验设置正常浇水、轻度、中度和重度干旱4种处理,盆栽研究了牛鞭草干旱胁迫与复水的补偿效应,为其水分管理提供科学依据。结果表明,轻度干旱对牛鞭草生长无显著影响;恢复供水后第12天,牧草产量轻度干旱>正常供水≈中度干旱>重度干旱,轻度干旱的牧草产量比正常供水增加11.47%。在轻度和中度干旱条件下,牛鞭草含氮量显著高于正常供水,复水后第12天与正常供水相似。说明适度干旱后复水不影响甚至提高牛鞭草产量和蛋白质含量。在干旱条件下,牛鞭草根冠比增加,含钾量提高,脯氨酸积累;但硝酸还原酶和根系活力下降,磷、钾吸收量减少,中~重度干旱吸氮量降低。干旱后恢复供水,叶片相对含水量、脯氨酸含量和硝酸还原酶活性迅速恢复正常,叶绿素含量逐渐提高,根系活力在复水12 d时高于正常供水。复水产生的这些生理补偿效应有益于氮素同化,养分吸收和光合作用,使植株恢复正常的新陈代谢和生长发育。在人工栽培牛鞭草的过程中,充分利用这种补偿效应可节约用水,减轻旱害,提高产量品质。     

干旱及复水对桑树叶片光合能力的影响

为研究干旱及旱后复水对桑树叶片光合能力的影响,揭示其对干旱的适应性及复水后的修复机制,以秋雨桑(Morus alba‘Qiuyu')为试验材料,采用盆栽控水法探究了桑树叶片生长及光合荧光特性。结果表明:土壤含水量为26.7%时,叶片含水量显著降低,萎蔫下垂,卷曲度、叶基角增大;桑树叶片的净光合速率、蒸腾速率以及气孔导度等主要光合气体交换参数近于0,而胞间CO_2浓度和气孔限制值升高。初始荧光、过剩光能、失活PSⅡ反应中心的热耗散量子产额、维持类囊体膜两侧质子梯度和叶黄素循环的比例、荧光量子产额和热耗散的量子产额值均升高,而最大荧光、电子传递效率和吸收光能用于光化学反应量子产额下降;复水后,叶片长势指标、主要光合气体交换参数和荧光参数值迅速恢复。这表明干旱下桑树叶片净光合速率由气孔和非气孔因素共同限制,PSⅡ反应中心部分失活,叶片通过增加叶黄素循环,荧光量子产额和热耗散来消耗过剩光能。且复水后,桑树叶片光合机构具有完善的调节修复机制,可在较短的时间内修复干旱胁迫引起的损伤。     

结缕草对干旱胁迫的响应

通过对结缕草（Zoysia japonica）进行控水处理,测定干旱胁迫期间的叶片形态、叶片相对含水量、脯氨酸和可溶性总糖含量的变化。结果表明：（1）随着干旱胁迫时间的延长,结缕草叶片受害程度逐渐增加。在干旱胁迫初期,处理组叶片1／3萎蔫,并且开始卷曲;干旱胁迫到第9d时,植株整体处于萎蔫状态,部分叶片枯黄;干旱胁迫到第12d时,植株全部萎蔫,大部分叶片枯黄;干旱胁迫到第15d时,植株叶片全部枯黄。（2）叶片相对含水量的变化呈逐渐下降的趋势,干旱胁迫到6d后叶片含水量下降幅度增加,胁迫到12d后下降趋势又变缓慢。（3）随着干旱胁迫时间的延长,脯氨酸含量逐渐增加,干旱胁迫9d后脯氨酸含量大幅度增加,第12d后脯氨酸含量增加缓慢。（4）随着干旱胁迫时间的延长,可溶性总糖含量逐渐增加,胁迫到9d后可溶性总糖含量大幅度增加,胁迫到12d时达到最高值,然后可溶性总糖含量开始逐渐下降。     

干旱胁迫及复水对黄连花幼苗生长和生理特性的影响

以盆栽黄连花(Lysimachia davurica)幼苗为材料,研究了20d的干旱胁迫和复水对植株部分形态特征及叶片抗旱相关生理指标的影响。结果表明,随着胁迫时间的增加,其生长发育逐渐受到抑制。当胁迫时间低于10d以及土壤含水量不低于14.52%时,其地上部生长受到一定的抑制,叶片失水,单叶面积减小,叶绿素含量、MDA含量、可溶性糖、脯氨酸以及抗氧化酶(POD、CAT)活性升高,此时复水,除了茎尖,植株可以迅速恢复生长。当胁迫时间持续增加到15d,叶片严重失水,地上部干枯,此时复水,66.66%的植株可以重新长出幼苗。但当胁迫时间达到20d时,植株因缺水干旱死亡。因此,黄连花在管理养护时,在持续干旱时间超过10d,土壤含水量低于14.52%时,应及时复水救苗。     

干旱胁迫及复水对入侵植物节节麦幼苗生长及生理特性的影响

以节节麦幼苗为试材,采用盆栽称重控水法,进行了28 d干旱及7 d复水处理,研究干旱胁迫及复水对节节麦幼苗叶、根生物量比等形态参数、保护酶活性等生理参数的影响。旨在探讨节节麦形态和生理特征可塑性对土壤水分变化的响应特性,为其耐旱机制研究提供参考依据。结果表明:1)干旱胁迫过程中,叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛和脯氨酸含量均呈持续增加的变化趋势;叶绿素含量呈先升后降变化趋势;轻度及中度干旱胁迫下超氧化物岐化酶(SOD)活性持续增加,而重度干旱胁迫中则呈先升后降的变化趋势;2)干旱胁迫致使节节麦幼苗叶生物量比、比叶面积下降,根生物量比及根冠比增加;3)复水后,叶片相对含水量、脯氨酸等多数指标均能迅速恢复至正常水平,表明节节麦对干旱胁迫造成的损伤具有较高的修复能力。节节麦通过一系列形态及生理特征的可塑性变化适应土壤干旱生境,从而表现出较强的耐旱性。此外,生理参数可塑性指数的均值明显大于形态参数,说明节节麦主要通过调整生理代谢以适应短期干旱胁迫。     

偃麦草属植物种间苗期抗旱性评价

采用温室模拟干旱胁迫-复水法,对收集自6个国家的10种偃麦草属植物的种间苗期抗旱性进行综合评价,分别于干旱胁迫开始前(CK),连续干旱胁迫7,14,21,28,35 d,以及复水7 d后,对其叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、脯氨酸含量(Pro)、丙二醛含量(MDA)、可溶性糖含量(SSC)5个抗旱生理指标,以及干旱胁迫到35 d时复水7 d后的植株平均存活率(ASR)进行测定分析,并采用欧氏距离法进行5个生理指标的综合聚类分析,可将10个植物种划分为3个抗旱等级,即相对抗旱的包括:ET001、EPU02、EJ003和EH001;中等抗旱的包括ES001、EE013和EC002;相对旱敏感的包括:ER037、EL001和EI022。     

微孔草对水分胁迫反应的研究

微孔草对水分胁对水分胁迫反应的研究结果表明,微孔草生存和生长所需土壤水量分别为１１．２２％和４０．４１％,土壤有效水为７％和３６％,叶片含水量为８３．４０％和８８．７０％,水分饱和污缺为５９．６４％和４８．９２％。     

不同叶型白三叶抗氧化保护及渗透调节生理对干旱胁迫的响应

以大叶型和小叶型白三叶为研究对象,在干旱胁迫及复水条件下,通过测定2种叶型白三叶叶片相对含水量、电导率、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和渗透调节物质(可溶性糖、游离脯氨酸和甜菜碱)等的生理变化,来探讨2种叶型白三叶耐旱机制之间的差异。试验结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,2种叶型白三叶叶片相对含水量都呈下降趋势,电导率和丙二醛含量增加,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性呈先上升后下降趋势,鸟氨酸转氨酶活性急剧升高,渗透调节物质不断积累。但抗旱性较强的小叶型白三叶维持了显著低的膜脂过氧化,显著高的相对含水量、细胞膜稳定性、鸟氨酸转氨酶活性、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性,渗透调节物质的积累也显著高于大叶型白三叶。复水之后2种叶型白三叶都有不同程度的恢复,但小叶型白三叶恢复较好。     

水分胁迫下墨西哥羽毛草耐旱生理

本研究以一年生墨西哥羽毛草(Nassella tenuissima)为试验材料,采用盆栽控水法对墨西哥羽毛草进行水分胁迫,测定其各项指标,以期为墨西哥羽毛草的养护管理与在园林中的合理应用提供理论基础。结果表明,土壤水分为田间最大持水量的20%、40%、60%处理(D20、D40、D60)的植株株高生长速度和叶片相对含水量随干旱胁迫时间的延长而大幅度地降低,复水后D₂₀、D₄₀、D₆₀各处理的叶片含水量与对照(土壤水分为田间最大持水量的80%)相差7.11%、2.68%、0.80%,只有D₂₀处理与对照差异显著(P<0.05)未恢复到对照水平;相对电导率和丙二醛(MDA)含量随各处理水分胁迫时间的延长而呈逐步增加的趋势,复水后,D₂₀、D₄₀、D₆₀各处理相对电导率分别比对照高12.1%、5.92%、2.42%,D₂₀、D₄₀、D₆₀处理MDA含量分别为对照的152.18%、151.92%、133.97%,与对照差异显著(P<0.05);在水分胁迫下的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化酶(POD)活性均呈先上升后下降的变化趋势,复水后,D₂₀、D₄₀、D₆₀各处理SOD活性恢复到对照的82.65%、90.68%、97.13%,只有D₂₀处理与对照差异显著(P<0.05),其余处理均恢复到对照水平,D₂₀、D₄₀、D₆₀处理POD活性与对照相差7.54%、5.55%、11.73%,D₂₀、D₄₀处理与对照差异显著(P<0.05)。通过本研究可以得出,墨西哥羽毛草具有较强的抗旱性,能够适应40%田间持水量的土壤水分条件,是干旱地区优良的园林地被植物。