一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿氮代谢的影响

为揭示NO对渗透胁迫下紫花苜蓿含氮化合物及氮代谢过程的调控机制,以紫花苜蓿为材料,通过外源施加NO供体硝普钠(SNP)和NO清除剂(c-PTIO)对紫花苜蓿种子及幼苗进行处理,研究NO在PEG模拟的渗透胁迫下紫花苜蓿氮类化合物含量及氮代谢关键酶活性变化规律中的影响.结果表明:与PEG处理相比,外施0.1 mmol·L-...     

一氧化氮对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗次生代谢产物的影响

本研究以盆栽紫花苜蓿为试验材料,在聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱的条件下,分别以硝普钠、c-PTIO(carboxy-PTIO)为NO供体和清除剂进行叶面喷施,通过研究紫花苜蓿幼苗叶片、根系中次生代谢产物及关键代谢酶活性的变化,探讨干旱胁迫对次生代谢产物的影响及NO介导下紫花苜蓿耐旱机制的响应。结果表明,干旱胁迫使紫花苜蓿叶片及根系中总酚、类黄酮、木质素和花青素的含量呈先升高后降低的变化趋势,同时增强了苯丙氨酸解氨酶（PAL）和多酚氧化酶（PPO）活性。外源NO的施加则会促进这种趋势的进行,使总酚含量提高33.08%,在胁迫后期仍使酚类物质保持较高的代谢水平,改善胁迫所导致的损伤状况。而NO抑制剂c-PTIO则会不同程度地抑制紫花苜蓿幼苗中酚类物质的合成及其代谢关键酶的活性。因此,外源NO的喷施使紫花苜蓿中次生代谢物的积累与抗氧化酶活性维持在一个高于仅干旱胁迫的水平,更大限度地降低干旱对紫花苜蓿造成的危害,提高对干旱的耐受性。本研究进一步扩充了紫花苜蓿抗旱手段的工具箱,对紫花苜蓿的抗旱具有重要的意义。     

干旱胁迫对不同紫花苜蓿品种生产性能的影响

为了解不同紫花苜蓿品种对干旱胁迫的响应,探讨了干旱胁迫对8个紫花苜蓿品种生产性能的影响。试验采用随机区组设计,包括3个土壤水分梯度,水分梯度分别为80%(对照)、55%和30%的田间最大持水量。结果表明,随着干旱胁迫的加剧,8个紫花苜蓿品种的地上生物量和地下生物量逐渐降低,BC-9紫花苜蓿和肇东苜蓿的地上生物量受干旱胁迫的影响较轻,均值分别为3.11和2.75 g/盆;地下生物量分别为1.34和0.65 g/盆;干旱胁迫严重影响了河南苜蓿和博维,地上生物量分别为1.87和1.85 g/盆,地下生物量分别为0.75和0.91 g/盆。随着含水量的减少,8个紫花苜蓿品种的分枝密度、株高以及干旱胁迫前后的变异系数逐渐减小。生物量、分枝密度和株高随着含水量的降低而降低,呈正线性关系(R~2=0.96～0.99)。     

干旱胁迫和盐胁迫对紫花苜蓿种子萌发的影响

为了对比紫花苜蓿种子萌发对干旱胁迫和盐胁迫的耐受能力,试验分别利用不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000)溶液和NaCl溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,形成渗透势分别为-0.24,-0.49,-0.74,-0.99,-1.23,-1.48 MPa的等渗环境,并设置对照处理(渗透势为0),研究紫花苜蓿不同渗透势下的干旱胁迫和盐胁迫对种子萌发情况及胁迫解除后的种子复萌情况的影响。结果表明：两种胁迫处理均导致苜蓿种子初始萌发时间推迟,在高渗环境中,干旱胁迫处理的苜蓿种子初始萌发时间要长于盐胁迫处理;随着渗透势的降低,两种胁迫处理的种子萌发持续时间、种子萌发率和种子萌发指数均大体呈现下降趋势,种子胚根长度均先保持不变后呈现下降趋势,种子萌发相对迫害率均呈现上升趋势,种子复萌率大体呈现先上升后下降的趋势。在渗透势相同时,干旱胁迫处理的种子萌发率、种子萌发指数均低于盐胁迫,种子萌发相对迫害率均高于盐胁迫。在低渗环境中,干旱胁迫处理的种子复萌率明显高于盐胁迫;与对照处理比较,当渗透势为-0.74～-0.24 MPa时,干旱胁迫处理的种子胚根长度略有降低,但差异不显著(P>0.05);当渗透势为-0.2...     

离体干旱胁迫下三种紫花苜蓿相关生理指标的测定

在离体干旱胁迫下,以3 个紫花苜蓿品种叶片为材料,测定了叶片相对含水量、过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性4个生理指标,并说明它们与抗旱性的关系。结果表明:(1)抗旱能力由强到弱分别为Prime、陇东苜蓿和河西苜蓿;(2)离体72 h叶片的相对保水率可以简便地反应苜蓿品种间抗旱性强弱;(3)CAT和SOD活性在离体72 h时间内,均呈现一致的下降趋势,POD活性的变化规律与CAT和SOD不同,72 h品种间3种酶活性存在显著性差异(P<0.05),0~72 h 酶活性的存有率可以反应苜蓿的抗旱性强弱,酶活性存有率高,抗旱性强,反之则弱。     

干旱胁迫对紫花苜蓿生长和叶绿素荧光特性的影响

为探明干旱条件下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的生长和光化学特性变化规律及二者的关系,以‘中苜1号’(M.sativa L.‘Zhongmu No.1’)和‘中天1号’(M.sativa L.‘Zhongtian No.1’)为材料,采用盆栽控水方法,于不同控水时间测定不同干旱条件下紫花苜蓿的株高、基径及叶绿素荧光参数。结果表明：除轻度干旱外,随着干旱胁迫的加剧,苜蓿生长速率减缓且减缓程度逐渐增大。初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)逐渐上升,其他荧光参数均逐渐下降。株高和基径的生长速率与F_o和NPQ极显著负相关,干旱胁迫使光系统Ⅱ(PSⅡ)光化学活性降低,热耗散增加,影响苜蓿光合作用,最终导致其生长受到抑制。轻度干旱未抑制2种苜蓿的生长且促进了‘中天1号’株高的生长。随着干旱加剧和持续时间延长,基径、F_o、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)表现出品种特异性,‘中苜1号’的抗旱性更强。...     

干旱胁迫对苗期紫花苜蓿3种生理指标的影响

以紫花苜蓿Medicago sativa金皇后盆栽苗为试验材料,用改良空气干旱法进行0~6 h的干旱胁迫,试剂盒测定地上部分和地下部分的丙二醛(MDA)含量,抗坏血酸(AsA)含量和过氧化物酶(POD)活性的变化。结果表明:轻度干旱胁迫下,随着干旱时间的延长,紫花苜蓿地上部分和地下部分的MDA含量、AsA含量均在短时间内增加,地下部分的POD活性也在较短时间内增强,地上部分则无明显变化;紫花苜蓿地下部分比地上部分对干旱胁迫反应更为敏感;改良空气干旱法模拟干旱胁迫效果明显,可以作为一种模拟方法选用。     

低温干旱复合胁迫对8个紫花苜蓿品种形态和生理特征的影响

紫花苜蓿种植中普遍遭受低温和干旱胁迫,是亟需重视的问题。本研究选择8个代表性的紫花苜蓿品种作为试验材料,采用盆栽方式模拟低温和土壤干旱环境,通过测定株高、叶绿素、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)等形态生理指标,来研究低温干旱复合胁迫对紫花苜蓿的影响。结果显示,与对照组相比,低温干旱处理后各品种紫花苜蓿的形态指标如株高、叶长、叶宽等以及叶绿素含量、氮含量、POD、CAT等生理指标均呈下降趋势。隶属函数综合评价与株高、叶绿素含量和氮含量均呈显著相关关系,表明这三个指标是评价苜蓿抗低温干旱复合胁迫的重要参数。基于隶属函数值综合指数对紫花苜蓿品种在低温干旱环境下的抗逆性进行评价,表现较好的品种为‘东苜2号’及‘北极熊’。     

干旱对苜蓿叶片可溶性蛋白的影响

利用SDS-PAGE电泳分析法探讨干旱对供试苜蓿品种叶片可溶性蛋白的变化及其与干旱强度的关系。结果表明:可溶性蛋白的变化与干旱强度有直接关系,随着干旱胁迫强度的增加某些可溶性蛋白的变化表现为先增强后减弱;干旱胁迫诱导蛋白量的变化各异,抗旱性强的品种能诱导基因更强的表达以适应干旱胁迫,而抗旱性较弱的品种可能减弱或丧失其自我调节能力,产生的干旱诱导蛋白量比前者少;在干旱15d时,抗旱性强的品种均被诱导产生新的蛋白带,只有两个抗旱性弱的品种出现该谱带;供试苜蓿品种的抗旱性存在明显的遗传多样性,其中抗旱性强的品种是苜蓿抗旱性选育的重要种质资源。     

干热胁迫对紫花苜蓿叶片生理特性的影响

本研究以6份紫花苜蓿（Medicago sativa）种质为试验材料,对干热胁迫和复水条件下紫花苜蓿叶片的叶绿素含量、相对电导率、水分饱和亏缺的变化进行分析。结果表明,在干热胁迫下,随着胁迫时间的延长,紫花苜蓿叶片水分饱和亏缺逐渐升高;相对电导率除16和15号种质在胁迫第8天降低外,其他种质都呈上升趋势;叶绿素含量除了16号种质在胁迫第8天升高外,其他种质都呈下降趋势;试验初步判断26号种质的耐干热性较差,28号种质的耐干热性较好。相关性分析表明,叶绿素含量与水分饱和亏缺呈显著负相关,与相对电导率呈负相关,相对电导率与水分饱和亏缺呈正相关,说明水分亏缺和高温胁迫对细胞膜造成伤害,严重影响苜蓿叶绿素的合成。     

羊草根、叶在干旱和盐胁迫下的生理反应

我国北方干旱气候和盐渍化土地严重限制了羊草(Leymus chinensis)生长,为探究羊草在逆境下根、叶的联系与区别,为提高羊草耐盐性和耐旱性提供理论依据,本研究通过设置不同浓度PEG(20%、30%、40%、50%)溶液和NaCl溶液(100、200、300、400mmol·L~(-1)),模拟不同程度干旱和盐生境,测定干旱胁迫和盐胁迫下羊草根、叶抗氧化酶系统(APX、CAT、POD)活性和可溶性蛋白含量的变化,对比羊草根、叶在胁迫下的生理反应。结果显示,轻度盐胁迫下(100mmol·L~(-1)),羊草主要通过叶片的APX消除活性氧自由基,渗透调节部位主要在叶片中;中度盐胁迫(200、300mmol·L~(-1))下,根部、叶部分别主要通过提高POD和CAT活性来消除活性氧;胁迫严重时(400 mmol·L~(-1)),根部APX显著升高,叶片则通过提高POD和CAT活性共同抵抗活性氧的危害,渗透调节也会从叶片转为根、叶共同作用。干旱胁迫初期(20%),羊草主要依靠根、叶中的APX和叶中的CAT来消除活性氧,随着胁迫加重,根中的APX和叶中的CAT活性提高,共同抵抗活性氧危害,根、叶中POD活性一直呈下降状态,对抵抗活性氧自由基伤害作用不大,渗透调节部位主要在叶片中。     

5-ALA浸种对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发特性的影响

为了探究干旱胁迫下5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)溶液浸种对紫花苜蓿的调控作用,以紫花苜蓿品种中苜1号(Medicago sativa cv.Zhongmu No.1,ZM)和阿尔冈金(Medicago sativa cv.Algonguin,AG)为供试材料,了解不同浓度(0,5,10,25,50,75,100 mg/...     

不同品种苜蓿叶片离体干旱胁迫过程中抗氧化酶活性动态

以国内外20个优良紫花苜蓿Medicago sativa品种为材料,研究了离体干旱胁迫下叶片过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性对干旱胁迫的响应,探讨了抗氧化酶活性变化与抗旱性的关系,并结合草产量对其抗旱性进行了综合评价.结果表明,抗旱性强的品种在干旱胁迫下草产量高,叶片CAT、POD和SOD活性存有率高.依据上述4项指标,通过系统聚类分析,将 20个紫花苜蓿品种分为抗旱性强、较强、中等和弱4个等级.     

干旱胁迫对鸭茅根、叶保护酶活性、渗透物质含量及膜质过氧化作用的影响

以2种不同耐旱性的鸭茅基因型(敏感型“01998”和耐旱型“宝兴”) 为研究对象,研究干旱胁迫下鸭茅根、叶膜质过氧化作用,渗透调节和保护酶活性的生理变化,探讨鸭茅耐旱机制。结果表明, 随着干旱胁迫时间的延长,2种基因型鸭茅根系及叶片电导率,丙二醛含量逐渐增加,渗透调节物质可溶性糖和游离脯氨酸不断积累,而可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶活性呈先上升后下降趋势。其中,叶片脂膜过氧化产物MDA累积和膜透性增幅较大,说明在持续的干旱胁迫下叶片所受伤害重于根系。而渗透物质积累方面,叶片中可溶性糖和可溶性蛋白的含量高于根系,而根系中的游离氨基酸的相对增加量则大于叶片,这可能与叶片是糖的主要产生部位,而根系则可以合成氨基酸有关。研究还表明,干旱胁迫第24天,耐旱型品种“宝兴”根系及叶片APX、POD活性显著高于“01998” 表明重度干旱胁迫并没有降低APX和POD酶清除H₂O₂和单态氧的能力,说明“宝兴”鸭茅在干旱条件下抗氧化清除系统响应更积极、更持久。     

酸和铁胁迫对紫花苜蓿根系质膜H＋-ATPase活性的影响

以紫花苜蓿品种WL-525为材料，研究了在pH4．5和pH6．0的环境下，缺Fe^2＋和富Fe^2＋胁迫对紫花苜蓿根系质膜H^＋-ATPase活性的影响。实验结果表明：紫花苜蓿根系质膜H＋-ATPase酶的活性在强酸胁迫、缺Fe^2＋和富Fe^2＋胁迫，以及酸、铁共同胁迫下均发生明显的变化，呈现出短时间胁迫，质膜H^＋-ATPase活性升高，然后随着处理时间的增加，酶活性呈现不同程度的下降趋势。研究结果说明，在强酸和Fe^2＋胁迫下，苜蓿根系质膜H＋-ATPase酶的活性会发生变化，以减轻苜蓿根系受到的伤害。     

苜蓿抗旱生理与分子机制

苜蓿(Medicago sativa)是我国乃至全世界最优质的豆科牧草之一,具有较高的经济价值、营养价值和生态价值。然而我国的苜蓿种植大多集中在干旱半干旱的西北、东北一带,水分是影响其产量的主要因素。本文通过对比光合呼吸系统、活性氧防御系统、渗透调节系统、脱落酸等在干旱胁迫下的变化分析了苜蓿抵御干旱胁迫的生理机制,同时对转录因子、蛋白酶基因和抗旱基因在苜蓿干旱胁迫下的应答过程进行了阐述,并对未来苜蓿应答干旱胁迫的研究重点进行了展望。     

苗期紫花苜蓿品种抗旱性初步研究

运用多元统计分析方法,以来自、美国、澳大利亚、加拿大及中国的22个紫花苜蓿Medicago sativa品种（种群）为试验材料,对紫花苜蓿在苗期进行短期干旱胁迫,依据试验测定的15个形态指标和生理指标,应用主成分分析、聚类分析法,对22个紫花苜蓿品种试验材料的抗旱能力进行综合评价。通过运用主成分分析法将15项相关的抗旱性指标简化为5个独立且功能明确的主成分,并以5个主成分的得分系数运用聚类分析法把22份材料聚为三大类,从而将22份材料分为强抗旱性品种、中抗旱性品种、弱抗旱性品种,为下一步抗旱机制的研究提供参考。