达乌里胡枝子抗氧化防御系统对干旱及增强UV-B辐射的动态响应

以达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象,通过对照、中度干旱以及干旱与增强UV-B辐射复合处理,对其超氧阴离子(O2-)、丙二醛(MDA)和抗氧化剂含量及抗氧化酶活性的动态变化进行研究,探讨其抗氧化能力及膜脂过氧化的动态响应.结果表明:与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化物酶(POD)活性升高,其中低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫使SOD活性极显著低于单因子干旱胁迫下的(P＜0.01),POD活性随UV-B辐射强度增加而降低,APX和CAT活性随UV-B辐射强度增加而增加.与单因子干旱胁迫相比,复合胁迫使抗坏血酸(AsA)含量增加,且随UV-B辐射强度的增加先增加后降低;使叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量降低,随UV-B辐射强度增加而降低.低强度UV-B辐射与干旱复合胁迫前6d花青素含量极显著高于对照(P＜0.01).复合胁迫前期,MDA和O2-含量均比单因子干旱胁迫的低,后期则不同.隶属函数综合评价得出,中度干旱以及复合胁迫均能提高达乌里胡枝子的抗氧化能力,且与干旱胁迫相比,低强度UV B辐射与干旱复合胁迫下其抗氧化能力较高,而高强度UV-B辐射与干旱复合胁迫下则较低.     

达乌里胡枝子抗氧化保护系统及膜脂过氧化对干旱胁迫及复水的动态响应

采用盆栽控水法,对达乌里胡枝子进行不同梯度干旱胁迫(适宜水分,CK;中度干旱,DR₁;重度干旱,DR₂)和复水处理,研究其在胁迫过程中的抗氧化保护系统及膜脂过氧化的动态响应。结果表明,1) 在整个胁迫过程中,随着胁迫时间的延长,干旱胁迫使SOD、POD、CAT、APX活性高于对照,且随着胁迫强度的增加,SOD活性为DR₁2,CAT、APX活性为DR₁>DR₂,而POD活性在胁迫开始后前6 d内为DR₁>DR₂,之后则为DR₂>DR₁;与对照相比,干旱胁迫下AsA含量变化不明显,Car含量则高于对照,随着胁迫时间的延长,AsA含量先降低后升高,Car则呈上升趋势;干旱胁迫下O₂^·-含量高于对照,膜脂过氧化导致MDA含量升高,细胞膜相对透性改变,随着干旱胁迫强度的增加,MDA含量在胁迫开始后前6 d为DR₂>DR₁,之后各处理组组间差异不显著(P>0.05),O₂^·-含量为DR₁>DR₂。2) 复水后,APX、CAT、Car、O₂^·-均呈上升趋势,其他指标则呈下降趋势。3) 通过隶属函数法对该种的抗旱能力进行综合评价得出,达乌里胡枝子抗旱能力较高,且中度胁迫下该种的抗氧化能力高于重度胁迫,中度胁迫可能更适合于该植物的生长发育。     

达乌里胡枝子紫外吸收物质和渗透调节物质对干旱及增强UV-B辐射的动态响应

采用盆栽试验研究达乌里胡枝子（Lespedezas davurica）在不同水分梯度（适宜水分、轻度干旱胁迫、重度干旱胁迫）,及不同水分梯度和增强UV-B辐射复合处理下其叶片中紫外吸收物质和渗透调节物质的动态响应。结果表明：类黄酮含量在轻度和重度干旱胁迫下分别较适宜水分下升高39.2%和44.4%,总酚含量在重度胁迫下极显著升高（P<0.01）,苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性在轻度胁迫下先升高后降低。复合处理下类黄酮、总酚含量及PAL活性升高,各处理间差异显著。干旱胁迫下,游离脯氨酸含量在胁迫前期大量增加,可溶性蛋白含量在胁迫中期极显著升高,可溶性糖在重度干旱胁迫后期大量积累。UV-B辐射对不同水分梯度下三者含量影响不同：游离脯氨酸含量在适宜水分和增强UV-B辐射复合处理下升高,在干旱和增强UV-B辐射复合处理下降低;可溶性蛋白合成在适宜水分和增强UV-B辐射复合处理初期受到一定的抑制,在干旱和增强UV-B辐射复合处理下被诱导;可溶性糖在复合处理下含量下降,但随着水分减少其下降幅度有所减弱。隶属函数综合分析表明,干旱胁迫下达乌里胡枝子抗氧化能力随着干旱胁迫强度增加而增加,增强UV-B辐射下轻度干旱胁迫使其抗氧化能力增强,而重度干旱胁迫使其抗氧化能力降低。     

达乌里胡枝子紫外吸收物质和渗透调节物质对干旱及增强UV-B辐射的动态响应北大核心CSCD

采用盆栽试验研究达乌里胡枝子(Lespedezas davurica)在不同水分梯度(适宜水分、轻度干旱胁迫、重度干旱胁迫),及不同水分梯度和增强UV-B辐射复合处理下其叶片中紫外吸收物质和渗透调节物质的动态响应。结果表明:类黄酮含量在轻度和重度十旱胁迫下分别较适宜水分下升高39.2%和44.4%,总酚含量在重度胁迫下极显著升高(P<0.01),苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性在轻度胁迫下先升高后降低。复合处理下类黄酮、总酚含量及PAL活性升高,各处理间差异显著。干旱胁迫下,游离脯氨酸含量在胁迫前期大量增加,可溶性蛋白含量在胁迫中期极显著升高,可溶性糖在重度干旱胁迫后期大量积累。UV-B辐射对不同水分梯度下三者含量影响不同:游离脯氨酸含量在适宜水分和增强UV-B辐射复合处理下升高,在干旱和增强UV-B辐射复合处理下降低;可溶性蛋白合成在适宜水分和增强UV-B辐射复合处理初期受到一定的抑制,在干旱和增强UV-B辐射复合处理下被诱导;可溶性糖在复合处理下含量下降,但随着水分减少其下降幅度有所减弱。隶属函数综合分析表明,干旱胁迫下达乌里胡枝子抗氧化能力随着干旱胁迫强度增加而增加,增强UV-B辐射下轻度干旱胁迫使其抗氧化能力增强,而重度干旱胁迫使其抗氧化能力降低。     

高寒草甸植物抗氧化系统对长期增强UV-B辐射的响应

通过研究自然条件下模拟平流层臭氧破坏5%时近地表面增加的太阳UV-B辐射对高寒草甸4种典型植物(矮嵩草Kobresia humilis、垂穗披碱草Elymus nutans、麻花艽Gentiana straminea和鹅绒委陵菜Potentilla anserina)的抗氧化系统的影响表明,尽管各植物的抗氧化系统组分变化不同,但4种植物的膜脂过氧化程度没有加剧,长期增强UV-B辐射没有对膜系统造成损伤.在自然长期增强UV-B条件下,4种植物的膜脂过氧化产物--丙二醛(MDA)含量与对照相比无显著差异.垂穗披碱草、鹅绒委陵菜的谷胱甘肽(GSH)含量增加,麻花艽的超氧化物歧化酶(SOD)活性与鹅绒委陵菜的过氧化氢酶(CAT)活性上升,同时麻花艽的类胡萝卜素(Car)含量亦显著增加.可见这些植物已能很好地适应UV-B强辐射,其抗氧化能力除了与抗氧化系统各组分的协同作用有关外,也可能与种的适应性有关.     

硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子生长和抗氧化系统的影响

为探讨外源硫化氢对盐胁迫下达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)幼苗生长和抗氧化系统的影响,本试验以盐胁迫下的达乌里胡枝子为研究对象,通过施加不同浓度的外源硫化氢,并在盐胁迫第0,10,20,30 d分别测定幼苗的生长特性和抗氧化系统指标。结果表明：施加外源硫化氢缓减了盐胁迫对达乌里胡枝子幼苗生长的抑制作用,提高了盐胁迫下达乌里胡枝子幼苗抗氧化酶活性以及抗坏血酸和谷胱甘肽含量,增加了叶片相对含水量,降低了叶片相对电导率以及丙二醛的含量。综上所述,施加外源硫化氢在一定程度上提高了达乌里胡枝子幼苗叶片的抗氧化酶活性,延缓了膜脂过氧化的发生,因此增强了达乌里胡枝子幼苗对盐的耐受性。     

居群与生育期对达乌里胡枝子营养价值的影响

以来自山西与河南的8份达乌里胡枝子为研究对象,对其营养价值以及木质化程度进行研究。结果表明:从分枝期到结实期,粗蛋白质(CP)含量随生育期的推进而降低,8个居群之间存在显著差异(P0.05);中性洗涤纤维(NDF)含量在盛花期达到最大(60.48%~66.75%),8个居群之间差异显著(P0.05);8个居群酸性洗涤木质素(ADL)含量上随着生育期的推进而升高,差异显著(P0.05)。达乌里胡枝子牧草生长发育早期,植株幼嫩,ADF和ADL含量低,易消化;生长发育后期,植株老化,ADF和ADL含量增加,消化率降低。来自河南2个居群的CP含量较低,植株木质化程度较高,8个居群中地处最北的山西右玉居群ADL含量最小。     

盐胁迫对达乌里胡枝子种子萌发的影响

通过对达乌里胡枝子在浓度为1、2、3、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15 mg/L的NaCl,Na2CO3和Na2SO4胁迫下种子发芽的试验研究。结果表明:在3种盐不同浓度的胁迫下,种子的发芽率均低于对照,在NaCl胁迫下,盐浓度为8 mg/L时发芽率最高,浓度为10 mg/L时发芽率出现一低峰;在Na2SO4处理下,盐浓度为10 mg/L时发芽率也出现一低峰;在Na2CO3处理下,浓度为6 mg/L时所有种子不发芽;NaCl处理组种子发芽率高于Na2SO4处理组,3种盐的耐受程度大小为:NaCl>Na2SO4>Na2CO3。     

水分胁迫及复水对达乌里胡枝子酶促防御系统影响

选用来自山西的6个生态型达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)在干旱胁迫和复水后,研究植物叶片含水量、膜脂过氧化物和保护酶活性变化来探索不同生态型达乌里胡枝子在水分胁迫下和复水后酶促防御系统与抗旱性关系。结果表明:随干旱胁迫时间延长,达乌里胡枝子的叶片相对含水量和植株相对生长率逐渐下降,脯氨酸含量和丙二醛(MDA)含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性先升高后下降。复水后,各指标均有不同程度恢复,SOD、POD、CAT 3种酶活性比复水前低,而且比对照低,降低幅度最大的是SOD酶,其次是CAT和POD酶。干旱胁迫下,抗旱性强的阳泉、交口生态型MDA积累少,细胞膜受到伤害较轻,3种酶彼此协调保持酶系统的防御能力较强。抗旱性弱的沁水、沁源生态型MDA积累较多,细胞膜受到伤害较重,POD、CAT两种酶相互协调作用,而SOD同POD、CAT协调性较差。6个生态型达乌里胡枝子的抗旱性由强到弱顺序是:阳泉>静乐>太谷>交口>沁水>沁源。     

达乌里胡枝子的繁育系统及传粉生物学

为揭示达乌里胡枝子的传粉生物学特性,本文以山西省八个地区的野生达乌里胡枝子为供试材料,针对其繁育系统、传粉媒介等方面进行研究。结果表明：和顺居群的单花花粉量最多达到（8 750±1 946）粒·花^-1,而中阳的花粉量最少仅有（5 370±879）粒·花^-1。依照P/O值所测得的达乌里胡枝子繁育系统类型为专性异交。达乌里胡枝子的杂交指数为4,其繁育类型为存在自交和异交,需要传粉媒介传播花粉。昆虫访花行为会在10：00~11：00之间出现第一次访花高峰,在午后15：00~16：00出现第二次高峰,第一次高峰小于第二次。膜翅目昆虫如蜜蜂等传粉效果最为明显。国内外对达乌里胡枝子开花特性的研究较少,其繁育体系和授粉生物学尚未见报道。本研究结果不仅可为达乌里胡枝子的育种特性提供参考,也可为达乌里胡枝子的杂交育种和新品种培育提供理论和实践依据。     

牧草研究3种植物枯落物水提液对达乌里胡枝子幼苗生长的作用

通过研究黄土高原丘陵沟壑区3种主要草地植物（长芒草Stipa bungeana、达乌里胡枝子Lespedeza davurica、茵陈蒿Artemisia capillaris）枯落物水提液对达乌里胡枝子幼苗生长特性的影响,结果表明：不同质量分数处理下,3种植物水提液对达乌里胡枝子幼苗伸长和全株质量均有明显抑制作用,长芒草和茵陈蒿水提液在高质量分数时对达乌里胡枝子幼苗根质量有抑制作用,对根长影响不明显,达乌里胡枝子枯落物水提液仅在高质量分数下对其自身幼苗干质量和根长有显著影响。说明3种牧草的枯落物水提液对受体物种存在明显的抑制潜势,且对质量分数效应有敏感响应。     

干旱胁迫下CO2浓度倍增对达乌里胡枝子幼苗生长及抗氧化特性的影响

为探讨CO₂浓度倍增对达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)自然干旱胁迫的生长及抗氧化特性的影响,本试验通过人工气候培养箱控制不同CO₂浓度(400μmol·mol^-1(CK)和800μmol·mol^-1(DCO₂)),在自然干旱胁迫条件下每隔2d(共8次)测定幼苗生长特性和抗氧化特性。结果表明：CO₂倍增缓解了干旱胁迫对达乌里胡枝子幼苗株高的抑制作用,同时促进其主根的生长;CO₂倍增提高了干旱胁迫下达乌里胡枝子幼苗的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,增加了叶片相对含水量和脯氨酸含量,抑制了丙二醛合成,降低了相对电导率。综上所述,CO₂倍增在一定程度上提高了达乌里胡枝子幼苗叶片的抗氧化酶活性,延缓膜脂过氧化的发生,提高达乌里胡枝子幼苗对干旱的耐受性。     

3种胡枝子紫外吸收物质和渗透调节物质对干旱和增强UV-B辐射的响应

以美丽胡枝子(Lespedeza formosa)、二色胡枝子(L.bicolor)和牛枝子(L.potaninii)为材料,采用盆栽试验研究正常生长(CK)、干旱处理(D)、增强UV-B辐射(U)以及二者复合处理(D+U)下其叶片中渗透调节物质和紫外吸收物质含量的响应.结果表明:3种胡枝子叶片中渗透调节物质含量均较对照呈先升后降的趋势,但存在一定的种间差异.复合处理后期美丽胡枝子可溶性蛋白含量均高于单因子处理下的含量;二色胡枝子可溶性蛋白、可溶性糖和游离脯氨酸的含量在各处理下均呈先升后降的趋势,且在后期复合处理诱导的含量逐渐增大;牛枝子叶片中可溶性蛋白在各处理初期合成受到一定程度抑制.3种胡枝子叶片中总酚和类黄酮对干旱无显著响应,而对增强UV-B辐射和复合处理响应显著.各处理下各胡枝子叶片内丙二醛(MDA)含量均有不同程度的升高,但美丽胡枝子MDA含量升高幅度明显小于另外2种.隶属函数法综合评价得出:复合处理下美丽胡枝子和二色胡枝子具有较强的抗氧化能力,牛枝子抗氧化能力较弱.与单因子干旱胁迫和增强UV-B辐射处理相比,复合处理对植物的伤害程度更小.     

野生达乌里胡枝子栽培条件下的生长特性研究

采集了7个野生生态型的达乌里胡枝子种子在山西晋中进行栽培,研究物候期,生长特性和生产性能。结果表明,山西5个野生生态型的达乌里胡枝子均能在晋中地区渡过完整的生育期,能够收获成熟的种子,而河南的2个生态型不能渡过完整的生育期,20%的花无法正常形成种子。达乌里胡枝子从分枝期到孕蕾期的生长速度变化最大,从盛花期到结实期的生殖枝生长速度逐渐降低;不同生态型的干鲜比差异显著(P<0.05),干鲜比从分枝期(0.31)到结实期(0.43)呈现出不断增大的趋势。不同生态型野生达乌里胡枝子的干草产量差异显著(P<0.05),结实期干草产量达到最大值。     

不同居群达乌里胡枝子形态变异研究

应用数量统计方法对引种的野生达乌里胡枝子8个居群的13个形态特征进行了研究.结果表明,除节间距、总叶柄长、小叶柄长和结荚数4个性状外,其余性状在居群内或居群间都表现差异显著;以13个性状为基础的聚类分析将所研究的8个居群分为3类;主成分分析结果显示,第1主成分反映营养器官的特点,第2主成分反映营养器官和生殖器官的特点,第3主成分反映生殖器官的特点,均是造成达乌里胡枝子形态变异的因素.     

不同浸种时间对达乌里胡枝子种子发芽力的影响

试验研究了2、4、6、8、10、12、14、18、22和26 h等10个不同浸种时间对达乌里胡枝子种子发芽力的影响和种子萌发过程中的吸水规律。结果表明:浸种时间长短,对达乌里胡枝子种子发芽率影响不大,但可以明显提高其发芽势。0-26 h随着浸种时间的延长,发芽势呈现峰值变化,浸种12 h发芽势最高;种子的吸水量也呈现峰值变化,浸种10 h达到饱和吸水状态。