植物淹水胁迫对各生理特性的影响概述

在概述植物对淹水胁迫各种适应方式的基础上,重点从植物激素和各种酶的活性以及发酵途径、形态上的影响等方面,对近年来植物抗淹水胁迫适应性的研究进展作简要评述.     

浅析植物对淹水胁迫的适应机理

淹水引起的土壤氧气缺乏是植物受害的主要原因,耐淹水植物常常可通过形态和生理上的变化来适应淹水环境。本文探究表明,淹水胁迫时耐淹水植物会通过形成不定根、通气组织及茎叶快速伸长生长等形态上的变化来适应淹水环境,同时也会通过渗透调节物质、抗氧化系统和代谢机制等生理上的变化来适应淹水环境,以此提高对淹水胁迫的抗性。     

野生大豆GsSnRK1.1蛋白激酶在淹水胁迫下功能分析

为明确GsSnRK1.1蛋白激酶在植物淹水胁迫中的作用与功能,在野生型拟南芥(Col-0)中过量表达GsSnRK1.1和突变基因GsSnRK1.1(T176A)、GsSnRK1.1(T176E)、GsSnRK1.1(K49M).当转基因拟南芥植物生长至四叶期时,对其淹水胁迫处理后,测定各种基因型植物叶绿素、SOD和Pro等生理指标,以及ADH1、PDC1等淹水应激反应基因表达模式,同时对proGsSnRK1.1::GUS转基因拟南芥淹水胁迫并染色.结果表明,野生大豆GsSnRK1.1基因对淹水胁迫有响应,且其启动子可感知淹水胁迫.GsSnRK1.1和GsSnRK1.1(T176E)转基因植株在淹水胁迫下,叶绿素、SOD和Pro含量升高,ADH1及PDC1基因表达上调;然而GsSnRK1.1(T176A)和GsSnRK1.1(K49M)转基因植株在淹水胁迫下,叶绿素、SOD和Pro含量降低,ADH1及PDC1基因表达未发生明显变化.研究为进一步探究大豆抗涝品种选育提供理论依据.     

植物淹水胁迫响应的研究进展

在概述植物对淹水胁迫各种适应方式的基础上,重点从质外体障碍的形成和根系的向氧性生长,发酵途径、厌氧多肽、植物激素及低氧锻炼等方面,对近年来植物抗淹水胁迫适应性的研究进展作了简要评述.     

淹水胁迫对火龙果植株形态和生理特性的影响

为研究淹水胁迫对火龙果植株生长的影响,以火龙果品种台湾大红为试验材料,探究不同淹水胁迫时间对其表型和生理特性的影响。结果表明:火龙果植株淹水胁迫20 d时,侧根数量开始减少;淹水胁迫30~40 d,侧茎出现褶皱和萎蔫,主茎基部有病斑出现;淹水胁迫40~50 d,主茎基部开始腐烂,主根明显变短。淹水胁迫处理火龙果地上部的SOD活性、POD活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量显著增加,最高分别为未淹水胁迫的2.46、4.18、10.01、1.72、2.21倍;叶绿素含量基本保持不变,且叶绿素a含量叶绿素b含量类胡萝卜素含量;根系活力显著降低,最低为未淹水胁迫的33.21%。火龙果植株对淹水胁迫有一定的适应能力,脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,抗氧化酶活性的增加,以及不定根的产生,可能有利于增强火龙果的淹水胁迫耐受性。     

水涝胁迫对植物的危害

水分胁迫包括干旱胁迫（水分亏缺）和水涝胁迫（洪涝）。水涝胁迫对植物产生的伤害称为涝害。植物对水的需求是有一定限度的,水分过多或过少,同样对植物不利,水分亏缺产生旱害,抑制植物生长;土壤水分过多产生涝害,植物生长不好,甚至烂根死苗。涝害会影响植物的生长发育,尤其是旱生植物在水涝情况下其形态、生理都会受到严重影响,大部分维管植物在淹水环境中均表现出明显的伤害,甚至死亡。但涝害对植物的危害主要原因不在于水自身,而是由于水分过多所诱导的次生胁迫而造成的。     

荷花淹水胁迫下实时定量PCR内参基因的验证

旨在筛选荷花淹水胁迫过程中表达稳定的内参基因,使不同胁迫处理下荷花目标基因的定量更为准确。以不同淹水胁迫时间的荷花叶片为材料,利用实时定量PCR技术验证5个植物常用内参基因,包括18S rRNA(18S)、actin(ACT)、elongation factor 1α(EF1α)、Histone H3(HIS)及β-tubulin(TUB)的表达水平,结合GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件对结果进行分析,对其表达稳定性进行评价。将优选的2个内参基因(18S和ACT)应用于荷花转录因子基因ERFB2-1(ethylene responsive factor B2-1)和ERFB2-2的淹水胁迫表达,结果显示表达趋势一致,验证了可靠性。本研究对荷花淹水胁迫过程中关键基因表达的qRT-PCR分析有重要的应用价值。     

6-苄基腺嘌呤对香云幼苗淹水胁迫下光合作用的缓解机制

为探究6-苄基腺嘌呤(6-BA)对香云幼苗淹水胁迫下光合作用的缓解机制,以泥土麸糠混合基质栽培的香云幼苗为材料,研究喷施外源6-BA(1.5mg/L)对淹水胁迫下香云幼苗叶片的叶绿素含量的影响。结果表明,淹水胁迫显著降低了香云幼苗的叶绿素(Chl)含量;外源6-BA处理提高了淹水胁迫时香云幼苗的Chl含量。说明通过喷施外源6-BA可缓解淹水胁迫对香云幼苗叶绿素的破坏,进而保护光合色素维持淹水胁迫时香云幼苗的光合作用,提高其对淹水胁迫的抗性。     

水涝胁迫下2种乡土草本植物生理特性的响应

研究了紫露草和石菖蒲在水涝胁迫下所发生的生理生化响应,旨在探讨2种植物耐涝性与生理参数的关系,以期为它们的科学栽培和管理提供依据,同时为草本植物耐涝机理提供理论参考。以石菖蒲和紫露草的盆栽苗为试验材料,人工模拟正常状态、根系淹水、植株1/5淹水、植株1/2淹水等4种不同程度水涝胁迫,试验周期为45 d,调查2种植物在不同水涝胁迫下的受害症状,并对其生理指标进行测定。结果表明,1 2种植物都具有不同程度的耐涝能力。在正常状态和根系淹水的情况下,2种植物体内的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性,以及叶绿素(Ch1)含量、可溶性蛋白(SP)含量、丙二醛(MDA)含量皆呈上升趋势。2 2种植物的耐涝能力存在显著差异,其中石菖蒲的耐涝能力最强,紫露草次之。在45 d水涝胁迫中,石菖蒲体内的POD等5个指标的平均增量显著超过紫露草,而且前者可保持连续增长并维持在较高水平,而紫露草在处理2后呈现出下降趋势。因此,2种植物的耐涝机制可能与形态建成、酶促反应等生理适应性调节有关。     

淹水胁迫对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响

[目的]为深入研究紫丁香的不耐淹水特性提供理论数据.[方法]在盆栽条件下,研究了紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性对淹水胁迫的响应.[结果]淹水前6d对紫丁香幼苗叶片PSⅡ光化学活性的影响较小,而淹水6d后紫丁香幼苗叶片Fv／Fm和PIABS明显降低.快相叶绿素荧光动力学参数的研究结果表明,PSⅡ光化学活性降低,而电子由Pheo向QA的传递在淹水胁迫下未受明显的抑制.淹水胁迫下紫丁香幼苗叶片单位反应中心吸收光能ABS/RC增加.[结论]PSⅡ光化学活性对淹水胁迫较敏感.长期的淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ发生明显的光抑制.淹水胁迫导致紫丁香幼苗叶片PSⅡ电子受体侧由QA向QB的传递受阻,从而导致QA被过度还原,QA大量积累.淹水胁迫导致紫丁香幼苗有活性PSⅡ反应中心数量降低,通过以剩余有活性反应中心的功能增强的方式来维持淹水胁迫下PSⅡ的光能供应.     

淹水胁迫下γ-氨基丁酸对黄瓜幼苗生长和生理代谢的影响

在淹水胁迫下,研究了γ-氨基丁酸(GABA)对黄瓜幼苗生长、可溶性蛋白质、可溶性糖、活性氧含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明:淹水胁迫下黄瓜幼苗生长受到抑制,叶片可溶性蛋白质含量降低,但可溶性糖含量、SOD、POD、CAT活性、O-2.产生速率和MDA含量显著增加。在半淹水胁迫下,外源添加GABA处理通过提高叶片可溶性蛋白质、可溶性糖含量和SOD、POD、CAT的活性,降低O-2.产生速率和MDA含量,增强了黄瓜幼苗对淹水胁迫的抗性;而在全淹水胁迫下,外源GABA处理后幼苗叶片可溶性蛋白质、可溶性糖含量和SOD、POD、CAT活性显著降低,而O-2.产生速率和MDA含量显著提高,加重了淹水胁迫对植株的伤害,表明不同淹水程度下GABA处理效果存在显著差异。     

淹水胁迫萌发对玉米幼苗生长的影响及耐淹性的评价

[目的]快速筛选具有抗淹水胁迫能力的玉米品种。[方法]以16个玉米品种作为供试材料,采用淹水胁迫萌发试验评价不同品种玉米种子的发芽率、苗期不同部位生物量及其与品种耐淹性的关系。[结果]不同品种玉米的发芽势、发芽率在淹水胁迫条件下明显降低,并且玉米幼苗不同部位的生物量、根冠比明显下降,不同品种之间存在明显的基因型差异。对生物量、发芽率和根冠比胁迫系数进行相关性分析,发现只有发芽率胁迫系数与幼苗生物量胁迫系数呈正相关;同时,具有高发芽率与生物量胁迫系数的玉米品种在苗期表现出相对较强的耐淹生物学性状。[结论]依据淹水胁迫条件下的发芽率,可以对不同玉米品种苗期的耐淹水胁迫能力或淹水萌发后恢复生长的能力做出评价。     

淹水对3种桤木幼苗光合特性及根系生长的影响

[目的]探究淹水胁迫对桤木幼苗光合特性和根系生长的影响,为筛选耐水淹树种及保护生态环境提供参考依据.[方法]以盆栽江南桤木(Alnus trabeculosa)、台湾桤木(A.formosana)和四川桤木(A.cremastogyme)为材料,选取3个淹水梯度(半淹水为A处理,淹没为B处理,淹过为C处理)开展胁迫试验,以正常浇水未淹水为对照(CK).在淹水处理30和60 d后分别测定3种桤木幼苗叶片的叶绿素含量和根系生长特征指标,绘制光响应曲线,分析淹水条件下3种桤木幼苗光能利用及根系生长指标的变化情况.[结果]淹水胁迫30 d会抑制3种桤木叶片的叶绿素a合成,淹水胁迫60 d时3种桤木叶片的叶绿素b降解程度大于叶绿素a,即淹水胁迫可抑制3种桤木叶片的叶绿素合成并加速叶绿素降解.淹水胁迫30 d时,四川桤木光合作用受到不同程度的抑制,而胁迫60 d时四川桤木A处理的最大净光合速率(Pmax)和光饱和点(LSP)升高,即四川桤木在A处理下表现出一定的适应性,B和C处理则进一步抑制四川桤木光合系统发挥作用.胁迫30和60 d时,四川桤木A处理可正常生长,其光响应曲线对轻度淹水胁迫不敏感,C处理则明显降低四川桤木的光合能力;江南桤木A、B和C处理的净光合速率(Pn)随淹水胁迫时间的延长明显降低,即淹水胁迫对江南桤木光合作用的抑制效应进一步加剧;淹水胁迫30 d时台湾桤木的光合能力降低,但胁迫60 d时光合能力逐步回升;胁迫60 d时C处理下四川桤木、江南桤木和台湾桤木在光照强度为1000μmol/(m2·s)时的Pn仅分别较CK下降68.39%、89.89%和24.12%.淹水胁迫60 d时3种桤木C处理的根系长度分别下降80.38%、88.52%和43.56%,与江南桤木相比,台湾桤木和四川桤木在根茎基部能诱导产生较多不定根以适应淹水环境.[结论]3种桤木幼苗耐淹水能力综合排序为台湾桤木>四川桤木>江南桤木.因此,在城市低洼湿地或河岸的季节性淹水区域可选种台湾桤木,在非淹水湿地可选种四川桤木或江南桤木,以保障各树种生长良好及维护城乡环境的物种多样性.     

淹水胁迫对观赏向日葵幼苗生长及生理指标的影响

试验以观赏向日葵(Helianthus annuus L.)幼苗为材料,研究了淹水胁迫对观赏向日葵幼苗生长及生理指标的影响。结果表明,淹水8 d时,观赏向日葵的株高显著低于对照(P0.05),根系明显少于对照。淹水0～8 d时,观赏向日葵的丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量与对照无显著差异。淹水2 d时,观赏向日葵的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性和脯氨酸含量均显著高于对照(P0.05)。淹水8 d时,观赏向日葵的过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均显著高于对照(P0.05),且根毛区形成了通气组织。说明淹水胁迫抑制了观赏向日葵的生长,但其对淹水胁迫具有一定耐性,它一方面通过提高抗氧化酶活性和增加渗透调节物质含量来抵抗淹水胁迫,另一方面通过根系形成通气组织来适应淹水胁迫。     

淹水胁迫对鲜食玉米幼苗生长发育的影响

为研究淹水胁迫对鲜食玉米幼苗生长发育的影响,采用双套盆淹水法,通过与常规水分供应进行对比,系统分析淹水胁迫对鲜食玉米幼苗根系、地上部形态、光合作用及叶片保护酶活性的影响。结果表明:(1)淹水后玉米根系长度和根系活力显著下降,且随着淹水时间的延长降幅增大,对根系数量的影响相对较小;(2)淹水后玉米株高显著降低,叶数变化率显著下降;(3)淹水后叶片的SPAD值和净光合速率显著低于对照,蒸腾速率在淹水12 d后显著下降;(4)淹水胁迫提高了叶片SOD、POD活性,淹水12 d后保护酶活性显著提高。短期淹水会对玉米的生长造成不良影响,其通过提高保护酶活性提高自身的抗逆性,SOD、POD活性可作为反映鲜食玉米幼苗耐淹的生理指标。     

水分胁迫对东北山樱幼苗呼吸等生理代谢的影响

 【目的】探讨东北山樱幼苗对水分胁迫的响应机制,为评价其资源特性提供理论和实践依据。【方法】采用持续干旱和淹水处理,测定根系呼吸途径和相关酶活性、呼吸底物、叶片叶绿素荧光参数等指标的变化过程,比较分析东北山樱幼苗对不同程度水分胁迫响应特征的差异及形成机制。【结果】持续干旱和淹水胁迫对东北山樱幼苗根系呼吸等生理代谢造成严重影响。干旱胁迫1 d后根系活力即受到严重抑制,而淹水胁迫在3 d后表现为迅速降低;干旱胁迫后根系呼吸速率先升高,第5 天时达到峰值后迅速降低,而淹水胁迫前5 d无明显变化,之后也迅速降低。水分胁迫1 d时根系呼吸各生化途径和电子传递途径比例未发生明显变化,而后三羧酸循环(TCA)、细胞色素途径(CP)比例迅速降低,磷酸戊糖途径(PPP)和交替途径(AP)成为主要方式,第7 天后各途径所占比例均大幅降低,根系呼吸代谢被严重抑制;轻度干旱和淹水胁迫使根系中琥珀酸脱氢酶(SDH)等TCA关键酶活性降低,而诱导葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)等PPP关键酶活性的表达;胁迫第7 天后超过幼苗耐受阈值,各关键酶活性大幅降低,严重削弱了其酶促调控作用;根系中的呼吸底物可溶性糖、淀粉及呼吸代谢中间产物丙酮酸的含量在水分胁迫期间均表现为先上升后迅速降低,而柠檬酸含量持续下降;持续干旱和淹水胁迫也造成叶片最大光化学效率(Fv/Fm)降低,光合作用受到抑制,植物干物质积累量明显下降。【结论】水分胁迫初期东北山樱幼苗通过调节SDH等呼吸关键酶活性、改变PPP、AP等呼吸途径比例的方式,调整呼吸底物的消耗及呼吸代谢中间产物的形成,以适应不良外界环境,且幼苗对淹水胁迫的响应滞后于干旱胁迫。持续干旱与淹水胁迫对幼苗根系呼吸、叶片光合等生理代谢造成严重伤害。     

梓树对淹水胁迫的适应性研究

[目的]探究梓树在淹水胁迫下的生理响应,评价梓树的抗涝性.[方法]以梓树优良无性系(ZS1)的一年生组培苗为材料,研究了淹水处理14 d及排水恢复7 d时,其形态与生理指标对淹水胁迫的响应.[结果]淹水胁迫下,ZS1植株的表型发生了明显变化,包括叶片生长减缓、黄化和萎蔫、茎基部皮孔膨大等.淹水4 d时,植株茎基部出现皮...     

荚果期淹水胁迫对花生产量及品质的影响

研究花生荚果期涝害对产量及品质的影响可为农业防灾减灾提供重要科学依据。基于田间试验,将夏花生荚果期分为前期、中期、后期3个时段,每个阶段设置0(对照)、3、5、7、9 d人工模拟淹水胁迫,研究了涝害对花生的影响。结果表明,淹水胁迫时间越早,胁迫日数越多,产量影响就越大,反之影响小,总体影响趋势排序为前期中期后期,9 d7 d5 d3 d;前期的9 d淹水胁迫使荚果产量、百果重、百仁重分别减少21.8%、16.2%和24.6%,中期9 d淹水胁迫分别减少15.7%、8.6%和14.2%;前、中期的地上生物量茎叶干重3、5 d淹水胁迫为正效应,平均增幅8%,7 d开始转为负效应;淹水胁迫可使子仁品质受到影响,影响程度排序为中期后期前期,水分、粗蛋白、油酸含量升高,含油量、亚油酸、棕榈酸含量降低,使得品质下降,水分和含油量随淹水日数的增加而增加,其余品质指标与淹水日数关系不明显。     

淹水对黄瓜幼苗生长和生理指标的影响

以黄瓜品种津研7号(Cucumis sativus L.cv.Jinyan No.7)为材料,研究了不同淹水胁迫时间对黄瓜幼苗生长、叶绿素与丙二醛含量的影响。结果表明,淹水胁迫下黄瓜幼苗的株高、叶片数、地上部鲜重、总根长度、总投影面积、总表面积与不淹水对照差异不显著,根鲜重、根系平均直径、根系总体积则显著高于对照,但根尖数量、根分叉数量与对照相比先增后减,黄瓜幼苗的叶绿素含量显著低于对照,丙二醛含量显著高于对照。说明黄瓜能耐受一定程度的淹水胁迫,但耐淹水胁迫的能力有限,淹水胁迫下黄瓜幼苗生理受到显著伤害,光合作用显著减弱。     

高温及水淹胁迫对薰衣草生理生化特性的影响

为探讨温度胁迫环境对薰衣草的生理特征的影响,以盆栽薰衣草CAS08#为试验材料,利用智能温室对薰衣草CAS08#进行了不同温度(30、38、42℃)下淹水处理和正常管理两种处理,研究了高温胁迫及淹水高温协同胁迫对薰衣草CAS08#的形态、MDA含量、SOD和POD活性、相对电导率的影响。试验结果表明:15 d内薰衣草对高温有一定的自我适应调节能力,在30、38、42℃高温胁迫条件下,薰衣草可以越夏;在夏季30℃高温以及淹水协同胁迫条件下薰衣草生长受阻,38℃以上高温与淹水协同胁迫条件下,薰衣草生长受阻,并在几天之内死亡,推测土壤在淹水条件下,产生了有毒有害物质使得薰衣草根部受损,薰衣草吸收水分与营养受阻而死亡。