外源褪黑素对干旱胁迫下樟子松的缓解效应

通过深入探索褪黑素提高樟子松抗旱性作用的机制,为褪黑素应用于林业生产提供理论依据。以辽西地区主要造林树种樟子松为试材,首先采用叶面喷施不同浓度褪黑素进行预试验,筛选出50mL 100μmol·L^-1的喷洒量对苗木进行处理。干旱胁迫后,对苗木生长指标和生理指标进行测定。结果表明:针叶喷施50mL 100μmol·L^-1的褪黑素均能促进干旱胁迫下樟子松苗木的生长,干旱胁迫下,施用褪黑素处理的苗高比不加褪黑素处理提高5.5%,基本达到正常水分条件下的水平。干旱胁迫下,施加外源褪黑素,可以有效促进苗木的径向生长,来达到缓解这种胁迫压力的目的,进而促进苗木生长和干物质的积累,提高其抗胁迫能力。光合色素含量测定表明,干旱胁迫下,通过叶面喷施褪黑素的方法,可以有效提高樟子松苗木的光合色素含量,其中叶绿素b含量与干旱胁迫下不施加褪黑素处理组达到显著差异水平(p<0.05),高于其含量22.3%。抗氧化酶系测定结果表明,正常水分条件下,褪黑素可以提高樟子松苗木根、茎、叶的POD活性;CAT和PPO活性的变化与干旱胁迫的诱导密切相关,正常水分条件下,无论是...     

外源褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片光合作用的影响

【目的】褪黑素是一种广泛存在于高等植物体内的小分子物质,被认为是一种新的植物生长调节剂和生物刺激剂,对于提高植物抗逆性具有重要作用。探索外源褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片光合作用的影响,为揭示褪黑素调节植物抗逆性的机制打下基础。【方法】以番茄‘辽园多丽’为试材,首先采用叶片喷施和根施不同浓度褪黑素进行预处理:CK:叶片喷施清水、根施50 m L清水;R5、R50、R100、R150、R250:叶片喷清水,分别根施50m L 5、50、100、150和250μmol·L~(-1)褪黑素;L5、L50、L100、L150、L250:根施50 m L清水,叶片分别喷施5、50、100、150和250μmol·L~(-1)褪黑素;连续处理3 d后将植株移至温室中,以不浇水作为干旱处理(其中CK0:叶片喷施清水、根施50 m L清水预处理后正常浇水,CK1:叶片喷施清水、根施50 m L清水预处理后干旱处理)。干旱胁迫5 d后,通过比较暗适应下PSII最大光化学量子产量Fv/Fm和PSI最大氧化状态Pm,确定根施和叶片喷施的最佳浓度处理。然后利用光合荧光同步测量系统分析根施和叶片喷施褪黑素对干旱胁迫下番茄叶片气体交换参数,PSII和PSI的光能分配和电子传递速率,类囊体膜的完整性和ATP酶活性的调节。【结果】根施和叶片喷施不同浓度褪黑素均提高了干旱胁迫下番茄叶片的Fv/Fm和Pm,并且随浓度增加表现出先升高后降低的趋势,L100和R100处理下的Fv/Fm和Pm最大,显著高于对照。L100和R100显著缓解了干旱胁迫对气体交换参数的抑制,其中叶片净光合速率(Pn)分别为2.04和1.71μmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于对照(CK1)(0.52μmol·m~(-2)·s~(-1));蒸腾速率(E)分别为0.66和0.54 mmol·m~(-2)·s~(-1),显著高于CK1(0.25 mmol·m~(-2)·s~(-1)),并且显著提高了番茄叶片气孔导度(GH2O)和最大水分利用效率(WUE),降低了气孔限制值(Ls),而L100优于R100处理。快速光响应曲线结果表明L100和R100处理提高了干旱胁迫下番茄幼苗PSII的光化学反应效率Fv'/Fm'及PSII光化学淬灭系数q P,表明褪黑素处理更利于干旱胁迫下番茄叶片PSII光化学反应的高效进行;干旱胁迫下番茄幼苗环式电子传递速率得到显著加强,而L100和R100处理降低了环式电子传递速率,但加强了线性电子传递速率,且L100处理下番茄叶片ETRI和ETRII均高于R100处理;L100、R100处理提高了干旱胁迫下番茄叶片的Y(I)、Y(II),表明褪黑素处理有利于干旱胁迫下番茄叶片吸收光能向光化学反应的方向分配;暗适应后,L100和R100处理番茄叶片P515诱导曲线均高于CK1,照光后,CK0处理番茄幼苗P515信号快速下降,其次是L100和R100处理,而CK1处理降低较慢,表明褪黑素具有保护叶绿体类囊体膜和ATP合成酶免受干旱胁迫伤害的作用。【结论】根施和叶片喷施外源褪黑素能缓解干旱胁迫对番茄幼苗光合性能的抑制,加强光合运转效率,而叶片喷施是一种更简单高效的处理方式;褪黑素能加强作物光合作用对环境胁迫的适应性,对于农作物的生长发育具有调节作用。     

干旱胁迫对枳的氮含量及氮代谢相关基因表达的影响

以枳为试验材料,进行干旱胁迫处理(对照组的基质相对持水量维持在55%~65%),分别在处理后第7、17、27、37天采样,研究干旱胁迫对枳侧根、主根、茎、叶片中全氮含量的影响以及氮代谢途径中NRT、NR、NiR、GS、GOGAT、GDH等16个相关基因在侧根和叶片中的表达。结果表明:随着干旱时间的延长,枳的侧根、主根、茎、叶中全氮含量与对照相比均显著下降,其中侧根全氮含量下降最为显著;枳叶片中与氮代谢相关的16个基因均能被干旱胁迫诱导而上调表达,且多数基因在干旱第27天上调至最高水平,而后随着叶片的萎蔫而下调;枳侧根中有8个基因(NRT1.2、NRT1.7、GS2、NADH–GOGAT2、NADP–GDH、GDH1、GDH2、GDH3)在干旱处理后27天呈现不同程度的上调表达,有4个基因(NRT1.1、NRT1.5、GS1、NADH–GOGAT3)的表达基本不受干旱胁迫的影响,还有4个基因(NR、NiR、Fd–GOGAT、NADH–GOGAT1)的表达显著下调。     

干旱胁迫下外源褪黑素对烟草幼苗生理特性的影响

为了揭示外源褪黑素(MT)提高烟草抗旱能力的生理效应,以豫烟10号为供试材料,采用水培实验,探究了干旱胁迫下不同浓度(50μmol/L、100μmol/L、200μmol/L、500μmol/L) MT对烟草幼苗膜脂过氧化物、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫对烟草幼苗的生理功能造成严重损害,50μmol/L和500μmol/L MT处理对干旱胁迫的缓解效果不佳,而100μmol/L MT处理能够提高叶绿素含量和光合速率,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,清除活性氧自由基,降低丙二醛(MDA)含量,增加可溶性蛋白和脯氨酸渗透调节物质的积累,提高叶片含水率,降低失水率,有效缓解了干旱胁迫的伤害。     

褪黑素处理对干旱胁迫下玉米种子萌发的影响

褪黑素是植物响应逆境胁迫过程中重要的新型植物生长调节剂。以广泛种植的郑单958玉米种子为研究对象,采用霍格兰营养液培养的方法,使用聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫环境,研究不同浓度褪黑素(0,5,50,100,300μmol/L)浸种预处理对15%的PEG-6000模拟干旱胁迫环境下玉米种子萌发的影响。结果表明,褪黑素对于干旱胁迫下玉米种子萌发的影响与其他生长调节剂效果类似,随着褪黑素浸种浓度的增加,发芽率、发芽势、主根长、芽长、胚根鲜质量以及幼苗的脯氨酸含量和氧自由基含量均呈现先上升后下降的变化趋势;试验组丙二醛含量低于对照组,试验组丙二醛含量随着褪黑素浸种浓度的升高呈先下降后持续升高的变化趋势;褪黑素提高玉米萌发率具有一定的浓度响应,其最适合的浸种浓度为50μmol/L。说明外源施加褪黑素能有效改善水分胁迫带来的膜伤害、减少MDA的积累,从而提高玉米种子萌发率。     

干旱胁迫对甘蔗根系碳氮代谢的影响

[目的]探究甘蔗根系响应水分变化的碳氮代谢生理应答机理,为后续研究甘蔗的抗旱性和高产栽培研究提供参考.[方法]以新台糖22号为试验材料,在大棚中采用桶栽方式,模拟自然干旱胁迫过程,在处理开始后第0、1、3、5、7、9、11、15、19和25 d采样并测定土壤水含量及甘蔗根系的水含量、碳水化合物和氮同化产物含量及关键酶活性,分析各项指标干旱胁迫后的动态变化趋势.[结果]干旱胁迫下,甘蔗根系水含量逐渐降低,至干旱胁迫第25 d时,根系水含量降至19.42%,较第0 d(75.64%)时降低56.22%(绝对值).随着干旱胁迫时间的延长,氮代谢中脯氨酸和游离氨基酸含量随着干旱程度的加重而逐渐增加,于干旱处理第25 d时均达最高值,分别为85.69和20.08 mg/gFW,而硝酸还原酶活性变化呈前期降低、中期升高、后期又逐渐下降的波动变化趋势.碳代谢中的可溶性糖含量波动升高,干旱胁迫第19 d时达最高值(4.47 mg/gFW),干旱胁迫第25 d时出现回落;淀粉含量与可溶性糖含量变化趋势相反,干旱胁迫第25 d时淀粉含量降至最低值(0.55 mg/gFW),但淀粉酶活性逐渐升至最高值[18.15 mg/(gFW·min)].[结论]干旱胁迫下甘蔗根系通过调节碳氮代谢关键酶活性、碳水化合物和氮同化物含量从而避免干旱对根系的伤害,保障甘蔗正常生长发育,但根系只能在一定时间范围内抵御干旱胁迫造成的伤害,因此需要在干旱初期阶段做好防范措施.     

铬对大豆氮代谢及生长影响的研究

铬能明显促进大豆氮代谢及其生长,但效果比等量的钼稍低。     

外源褪黑素对干旱胁迫小麦发芽及幼苗生理特性的影响

【目的】明确适宜浓度褪黑素（melatonin）对小麦幼苗的抗旱生理效应,为旱地小麦高产提供依据。【方法】用PEG-6000模拟干旱,选用抗旱性不同的小麦品种济麦22（抗旱性一般）和衡观35（抗旱品种）为试材,设置对照（CK）、20% PEG（PEG）、20% PEG+10 μmol/L褪黑素（T-10）、20% PEG+100 μmol/L褪黑素（T-100）、20% PEG+300 μmol/L褪黑素（T-300）5个处理,研究褪黑素对小麦种子发芽和形态的影响,选择有明显改善PEG胁迫的褪黑素浓度,研究褪黑素对小麦幼苗的抗旱调控作用。【结果】T-100和T-300均不同程度地改善了PEG胁迫下小麦种子的发芽指标和种子形态,尤其T-300可显著提高PEG胁迫下两个小麦品种的发芽势、发芽率、幼苗干质量,使其迅速恢复至对照水平;显著提高胚根长、胚芽长、幼苗含水量,但未恢复至对照水平。T-10对干旱胁迫小麦发芽状况无显著改善。T-300显著增加干旱胁迫下两个小麦品种幼苗的净光合速率,显著增加济麦22的蒸腾速率和衡观35的瞬时水分利用效率、F_m′,降低了衡观35的F_o。衡观 35的蒸腾速率明显低于济麦22,而水分利用效率明显高于济麦22。 T-300显著降低了干旱胁迫下济麦22的MDA含量、POD活性、可溶性糖含量,而显著增强其SOD活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量和根系活力。衡观35本身抗旱性强,干旱胁迫下的MDA含量未升高,POD活性低于济麦22;施加褪黑素后SOD活性、根系活力显著增加,可溶性糖含量增至对照水平。【结论】300 μmol/L 褪黑素可明显改善PEG干旱胁迫下的小麦发芽状况,是改善干旱胁迫下小麦萌发的有效浓度。衡观35在褪黑素调节下抗旱恢复能力强于济麦22。     

干旱胁迫对大豆品质及产量的影响

采用盆栽试验,研究了不同生育阶段不同干旱胁迫条件下对大豆品质及产量的影响。结果表明,大豆蛋白质含量在营养生长阶段干旱胁迫呈上升的趋势,在生殖生长阶段呈下降的趋势,而大豆脂肪含量在各生育阶段干旱胁迫都有所提高。大豆各生育期干旱胁迫除苗期轻旱处理产量有所增加外,其他各生育期干旱处理大豆的产量都显著降低,特别是花荚期、鼓粒成熟期重旱处理减产幅度分别达77.9%、83.0%基本绝收;各生育期干旱胁迫对大豆产量影响程度表现为鼓粒成熟期>花荚期>分枝期>苗期。     

外源性碳源对干旱胁迫下小麦幼苗碳氮代谢的影响

为探讨外源性碳源对干旱胁迫下小麦幼苗碳、氮代谢的影响,利用室内水培的方法,研究了外源性果糖、葡萄糖、蔗糖、海藻糖、麦芽糖对干旱胁迫下小麦幼苗碳、氮代谢的影响。结果表明,干旱胁迫下晋麦47和郑引1号蔗糖、可溶性总糖和游离氨基酸含量显著升高,两品种分别升高了151.88%和90.31%、259.13%和97.39%、225.39%和163.91%;而硝态氮、铵态氮含量降低,分别降低了20.58%和28.01%、25.49%和21.52%。外源性果糖、葡萄糖、蔗糖、海藻糖、麦芽糖均能显著增加干旱条件下两品种蔗糖、可溶性总糖和游离氨基酸含量,分别增加了5.52%~31.53%和22.20%~79.23%、9.44%~26.15%和3.52%~22.91%、16.69%~55.58%和-5.61%~59.67%;降低了硝态氮和铵态氮含量,分别降低了1.86%~25.33%和0.92%~31.00%、-9.85%~9.19%和-5.11%~12.10%,并与干旱胁迫表现出明显的加和效应。5种外源碳源均能显著增加非干旱条件下小麦蔗糖、可溶性总糖和游离氨基酸含量,而硝态氮和铵态氮含量显著降低。外源性碳源的添加增加了干旱胁迫下小麦幼苗碳、氮养分的积累量,增强了碳、氮代谢水平。     

外源硅对干旱胁迫下荞麦幼苗水分代谢的影响

以陕北靖边苦荞种子为试验材料,采用盆栽法,按土壤持水量为田间最大持水量的60%,40%,20%进行灌水处理,播种前向不同持水量的土壤中一次性分别施入浓度为0,0.025,0.050,0.075,0.100 mol/L的硅肥,待幼苗长到两叶一心后,分别测定叶片过氧化氢酶活性、丙二醛、脯氨酸和叶绿素含量及根系活力,以研究硅肥对荞麦幼苗抗旱性影响。结果表明,随着施水量减少,荞麦叶片中CAT明显降低,叶绿素含量及根系活力也呈逐渐下降趋势,MDA和脯氨酸含量明显升高。施硅肥后,随着硅肥浓度的增加,60%,40%,20%干旱条件下荞麦的CAT活性、根系活力、叶绿素及脯氨酸含量均先增后降,MDA含量先降后增。在同一水分胁迫下,0.050~0.075 mol/L硅肥处理下荞麦幼苗各项生理指标均显著优于对照组。因此,荞麦幼苗经适宜浓度硅肥处理有助于植物启动自身防御机制,提高荞麦幼苗叶片叶绿素的积累及根系活力,并且通过提高体内保护酶活性,将自身细胞过氧化损伤程度降到最低,促进荞麦幼苗的抗旱性。     

外源激素对干旱胁迫下草莓光合特性的影响

研究试验地干旱胁迫条件下喷施不同浓度外源激素脱落酸(ABA)和烯效唑(S3307)对草莓光合特性的影响。草莓光合指标采用CIRAS-Ⅱ型便携式光合仪测定,结果表明:喷施脱落酸和烯效唑后,草莓的水分利用效率(WUE)明显高于对照,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)变化明显,且不同外源激素对草莓光合参数变化的影响不同,但都能提高草莓抗干旱胁迫的能力。两种外源激素适宜喷施的浓度范围分别是:脱落酸1～4mg/L、烯效唑25～100mg/L。     

不同施氮量对套作大豆碳氮代谢及产量的影响

在玉/豆套作模式下研究了不同施氮量对大豆碳氮代谢及产量的影响。结果表明,适量增施氮肥有利于大豆增产,而氮素过量却会引起严重减产。高氮水平下(每公顷补施纯氮78.2 kg和96.6 kg),大豆茎、叶中可溶性糖和淀粉的积累量减少,茎中淀粉的积累时间缩短;茎、叶中氮素积累过多,氮代谢过于旺盛,造成了光合产物对光合器官的反馈抑制,碳、氮代谢严重失调,SPS和GS活性降低,后期营养物质向籽粒运输和分配受阻,产量很低。本试验的结论是,套作大豆外源氮肥的补充应建立在土壤氮素调查的基础上。本试验中,种植土壤有机质含量53.106 g·kg-1,全氮含量2.15 g·kg-1,速效氮158.542mg·kg-1,每公顷补施纯氮0~59.8 kg有利于大豆产量的形成,且各处理差异不显著。生产中,在土壤肥力较高的情况下,为节约成本,可不施氮肥。     

外源褪黑素对猕猴桃幼苗盐胁迫的缓解作用

【目的】探讨外源褪黑素(MT)对盐胁迫下猕猴桃幼苗生理特性的影响,为提高猕猴桃抗盐性提供理论依据。【方法】以当年生美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)实生苗为试验材料,通过分别根灌0、0.1、0.5和1μmol/L MT溶液进行预处理5d后,再全部根灌100 mmol/L NaCl溶液进行胁迫处理12 d,以处理过程全部根灌清水的植株为空白对照,在胁迫处理结束后测定盆栽猕猴桃幼苗的相关生理指标。【结果】与空白对照相比,100 mmol/L NaCl胁迫显著增加猕猴桃叶片相对电导率、过氧化氢(H_2O_2)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、抗氧化保护酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性,减少可溶性蛋白含量;与仅根灌NaCl溶液的植株(S)相比,根灌不同浓度的MT溶液预处理可使盐胁迫下猕猴桃叶片相对电导率降低11.01%~35.33%,活性氧H_2O_2含量降低10.64%~34.04%,MDA含量减少9.99%~24.61%,同时缓解可溶性蛋白的降解,增加脯氨酸和可溶性糖含量,使SOD、POD和CAT活性分别提高2.01%~2.71%、49.78%~58.82%和7.19%~26.14%。【结论】MT可有效缓解盐胁迫对猕猴桃幼苗的伤害,以0.1μmol/L的MT溶液预处理效果最好。     

外源褪黑素对盐胁迫下芦苇幼苗生长和生理特性的影响

为了揭示外援褪黑素提高芦苇抗盐胁迫能力的生理机制,以芦苇幼苗为试验材料,探究叶片喷施外源褪黑素(0.01 mmol/L)对盐胁迫下(150 mmol/L NaCl)芦苇幼苗干物质积累、光合特性、抗氧化酶活性、渗透物质含量以及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量的影响。结果表明:盐胁迫抑制了芦苇幼苗的生长和干物质积累,对幼苗造成严重的生理伤害。喷施外源褪黑素通过增加芦苇幼苗叶片叶绿素含量和提高光合性能,提高超氧化物岐化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)的活性,增加脯氨酸、可溶性蛋白等渗透调节物质含量,降低活性氧和MDA含量,缓解盐胁迫对芦苇幼苗的生长抑制。因此,叶面喷施褪黑素通过提高盐胁迫下芦苇幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质积累量,有效清除过量的活性氧,缓解氧化损伤,来增强幼苗的抗盐胁迫能力。