干旱胁迫条件下AM真菌对蓝莓光合特性及矿质元素含量的影响

旨在进一步明确丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)提高蓝莓抗旱性的机制。采用盆栽实验研究了在中度干旱胁迫条件下AM真菌对南高丛蓝莓“奥尼尔”叶片光合特性及矿质元素含量的影响。结果表明：中度干旱显著降低了蓝莓菌根侵染率、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、PSII 原初光能转化效率(Fv/Fm)以及叶片磷(P)、镁(Mg)及铁(Fe)含量;在中度干旱胁迫条件下,AM真菌接种显著提高了蓝莓叶片叶绿素和类胡萝卜素含量、Pn、Tr、Gs、胞间CO2浓度(Ci)、Fv/Fm 以及P、Mg和Fe 含量,而对钾(K)和锰(Mn)含量并无显著性影响。可见中度干旱胁迫主要通过降低PSII 光能转化效率等非气孔因素来抑制蓝莓的光合速率;但在中度干旱胁迫条件下,AM真菌则通过气孔因素和非气孔因素来提高蓝莓的光合效率,进而有利于提高其抗旱性。     

玉米叶片光合生理与抗旱性关系研究

在水分胁迫条件下,对玉米叶片净光舍速率、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的变化进行了研究.结果表明:玉米叶片净光合速率(Pn)、叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素含量(Chl)、叶绿素a/b比值(Chl a/b)、最大荧光(Fm)和PsⅡ光化学效率(Fv/Fm)比对照均有所下降,基础荧光(Fo)增加;Pn和Ctd a/b比值占对照百分率与品种抗旱性呈极显著正相关(r=0.8807**,P<0.01;r=0.8804**,P<0.01),Fo占对照百分率与品种抗旱性则呈显著负相关(r=-0.764 0*,P<0.05),Fm和Fv/Fm占对照百分率与品种抗旱性则呈显著正相关(r=0.711 6*,P<0.05;r=0.772 3*,P<0.05).因此,净光合速率、叶绿素a/b比值、Fo、Fin和Fv/,m可以用来评定不同玉米品种的抗旱性.     

水分胁迫对花叶络石光合和荧光参数的影响

为了明确水分胁迫对花叶络石的影响,用土壤中梯度水分处理方法对它进行了研究。结果表明,水淹51天后花叶络石生长受到严重胁迫,表现为Fo值增加,Fv/Fm、Fv'/Fm'、ETR、qP和净光合速率降低;干旱胁迫和中度干旱胁迫严重抑制植株的生长,干旱处理24天后植株死亡,中度干旱胁迫处理38天后死亡,表现为Fo值上升,Fv'/Fm'、Fv/Fm、ETR、qP和光合速率下降。干旱处理对植株影响最显著,24天后植株死亡,中度干旱胁迫处理38天后严重抑制植株的生长至死亡。     

水分胁迫对白羊草光合生理特性的影响

测定了白羊草(Bothriochloa ischaemum)在黄土高原丘陵沟壑区大田干旱条件下叶片光合速率、叶片水势、叶绿素含量、气孔阻力、蒸腾强度、细胞膜透性和脯氨酸积累指标。结果表明：土壤干旱条件下,降低了白羊草叶水势、气孔蒸腾强度、光合速率和叶绿素含量,增加了叶片气孔阻力、细胞膜透性和脯氨酸的积累。解除水分胁迫、恢复供水48h后,上述各项指标可以恢复到正常供水值的50%以上,说明了白羊草自身调节能力强,对干旱有良好的适应性和忍耐性。     

水分胁迫下葡萄糖对小麦幼苗光合作用和相关生理特性的影响

以15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,以不同浓度外源葡萄糖(Glc)处理小麦幼苗,探讨外源Glc对水分胁迫下小麦幼苗生长发育和光合特性的影响。结果表明,水分胁迫显著降低了小麦叶片水势和光合作用,抑制植株的生长,而水分胁迫下外源Glc处理能明显增加叶片水势和光合色素含量,并使水分胁迫和水分胁迫后复水处理条件下,小麦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)胞间CO₂浓度(C_i)和叶片水分利用效率(WUE)显著升高,而使蒸腾速率(T_r)下降。同时,外源Glc处理显著提高了水分胁迫下叶片中可溶性糖和脯氨酸的积累,促进不定根和侧根的生长,植株干重比单一干旱处理提高14.32%~40.39%。由此表明,水分胁迫下外源Glc通过促进小麦根系生长和提高叶组织的渗透调节能力,改善叶片的水分状况,提高了叶片的光合功能,促进小麦幼苗的生长,降低了水分胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用。     

干旱和盐胁迫对棉苗光合抑制效应的比较

以无盐正常供水为对照,研究了等渗条件下干旱和NaCl处理对棉苗光合速率(Pn)、叶绿素荧光参数、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MAD)与游离脯氨酸(Pro)含量的影响.干旱和盐胁迫都显著降低叶片的Pn、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)和叶绿素与类胡罗卜素含量.干旱或盐胁迫引起初始荧光(F0)上升,最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/F0)显著下降,PSⅡ实际光化学量子产量(φPSⅡ)略有降低,而POD活性、MDA和Pro含量显著提高.棉苗在不同胁迫后的叶绿素含量、POD活性、MDA和Pro累积等方面存在量上的差异,说明等渗条件下干旱和盐胁迫对光合的抑制效应与机理存在诸多相似性,也有特异性.     

水氮耦合对黍稷光合特性及产量的影响

目前,水和肥已成为旱地农业发展的主要限制性因素。在干旱半干旱地区,研究水肥耦合对作物的光合特性及产量的影响,可以为旱作区农作物的高产、稳产提供一定的理论指导。以‘5283黄’和‘晋黍5号’两个黍稷品种为材料,通过盆栽试验,在黍稷全生育期设3个水分水平和3个氮素水平,研究水氮耦合对黍稷光合特性及产量的影响。结果表明：在灌水量相同的条件下,适量施氮均使黍稷叶绿素含量、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、可变荧光与最大荧光之比(Fv/Fm)、净光合速率(Pn)和蒸腾速率(Tr)升高,提高了叶片进行光合作用的能力;不同处理的Pn、气孔导度(Gs)、Fv/F0和Fv/Fm随着生育期的推进先升高后降低,表现为低—高—低的变化趋势,拔节期达最大值;叶绿素含量、Tr、胞间CO2浓度(Ci)均随生育期的推进逐渐增大,抽穗期达最大值。重度水分胁迫下各处理受害程度显著高于其他水分处理,不施氮条件下的各处理受害程度大于其他施氮处理,且‘晋黍5号’对水分和氮素较为敏感。在重度水分胁迫(W1)和中度水分胁迫(W2)条件下,施用氮肥能明显缓解干旱胁迫带来的不利影响,同时在养分缺乏的地区,适量增加灌水量均可以明显改善黍稷叶片的光合能力,延缓叶片衰老,有利于作物维持较大的光合面积和较长的光合作用时间,改善籽粒特性和增加穗粒数,提高产量。     

小麦水分胁迫影响因子的定量研究Ⅰ.干旱和渍水胁迫对光合、蒸腾及干物质积累与分配的影响

通过冬小麦盆栽水分控制,研究了干旱和渍水胁迫下冬小麦水分生理生态关系。结果表明,存在凌晨叶水势临界值,当凌晨叶水势低于临界值后,植株叶片净光合速率显著降低,凌晨叶水势临界值可运用模糊聚类方法确定。在水分亏缺条件下,相对蒸腾速率和净光合速率随土壤水分变化的关系不相同,相对蒸腾速率与土壤相对含水量为直线     

不同秸秆还田方式下玉米叶片光合、荧光特性及水分利用率的比较

为进一步明确秸秆覆盖和深埋两种还田方式下对玉米功能叶片光合特性、荧光特性及水分利用率的影响,以春玉米为材料,对照为不施秸秆普通田块(CK),研究两种秸秆还田方式对玉米叶片胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、玉米叶片光合作用关键酶活性、玉米叶片碳代谢关键酶活性以及水分利用率的影响。结果表明,在玉米花后的秸0~50 d,深埋秸秆的处理条件下,穗叶位平均Tr和Gs、Pn、q P和Fv/Fm均高于表层秸秆覆盖,差异显著,且水分利用率显著提高。     

外源镉胁迫对玉米幼苗光合特性的影响

研究了模拟光条件下,外源Cd胁迫对苗期玉米光合特性的影响。结果表明,Cd胁迫下导致玉米的最大光合速率和叶片蒸腾速率明显降低,光饱和点和表观量子产额有所下降。Cd胁迫下玉米叶片气孔导度减小,低光强时,Cd胁迫对气孔的限制起到较为重要的作用,而在高光强时Cd胁迫导致光合速率较低的原因为非气孔因素,吉甜6的气孔导度受Cd影响更大。Cd胁迫处理使暗适应的玉米叶片的初始荧光Fo升高;2个玉米品种的Fm,Fv,Fv/Fo和Fv/Fm均下降,表明Cd胁迫下PSII的潜在活性和原初光能转换效率减弱;Cd胁迫对吉甜6的光能转换效率和电子传递效率的影响更大。     

增温及干旱对海伦地区大豆生长发育的影响

研究旨在通过WOFOST模型探究不同程度的增温及干旱胁迫对黑龙江海伦地区大豆生长的影响,为当地大豆种植提供帮助。以海伦综合试验站的大豆生产数据为分析材料,用本地化处理后的WOFOST模型分别进行增温及干旱胁迫模拟,测得不同胁迫条件下大豆的生长数据。结果显示,在1℃~3℃的增温胁迫下大豆的生育期明显缩短,叶面积指数随着胁迫的增加不断减小,且产量随着温度的上升逐渐降低,增温3℃的情况下穗重产量下降11.01%,总重产量下降13.72%。在不同程度的干旱条件下,大豆的生育期长度没有明显的变化,但是叶面积指数有显著的下降,且产量受干旱的影响非常明显,其中重旱胁迫下穗部的减产率达13.26%。本研究从作物模型的角度分析了增温及干旱对海伦地区大豆的生长影响,对大豆防灾减灾、稳定增产具有重要意义。     

水分胁迫对大豆生长与产量的影响及应对措施

在大豆生长发育过程中,非生物胁迫严重影响理化进程并降低产量,其中水分胁迫是所有其他非生物胁迫（高温、低温、土地瘠薄、盐碱等）损失的总和。为了提高大豆在水分胁迫中的抗逆性,通过归纳水分胁迫对大豆生长发育及产量的研究现状,总结干旱和淹水胁迫对大豆形态结构、生理指标及产量指标的影响,分析抵御水分胁迫的应对措施和有效方法。指出目前抗旱防涝存在的问题,并提出解决方案,以期降低水分胁迫对大豆生产造成的损失。     

NaCl胁迫对野生大豆幼苗生理及叶绿素荧光特性的影响

为了探究NaCl胁迫对野大豆幼苗生长发育以及叶绿素荧光特性的影响,以0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%NaCl处理野大豆幼苗,分析不同胁迫条件下,野生大豆幼苗生理指标和光合参数等指标的变化。结果显示：野生大豆幼苗在0.2%NaCl胁迫下能保持稳定生长且Fv/Fm升高;0.4%~0.8%NaCl胁迫显著抑制幼苗的生长与光合作用;NPQ随NaCl胁迫浓度升高先下降后升高,Fv/Fm随盐浓度的升高先升高后下降;随着光照的增强,各处理组的Ф_PSⅡ、q_P呈下降趋势,ETR呈上升趋势;0~200 μmol/(m²·s)光照强度下,0.2%NaCl胁迫处理组的Ф_PSⅡ高于对照。0.4%NaCl可能是其生长发育、生理及光合的临界盐浓度。低光条件下低浓度NaCl胁迫(0.2%NaCl)对植株的Ф_PSⅡ有促进作用,而强光条件下NaCl胁迫对野生大豆植株的损害加剧。     

大豆PHD家族蛋白的全基因组鉴定及表达特征分析

PHD（Plant Homeodomain Finger）基因家族编码一类锌指转录因子,广泛参与植物的生长发育和逆境应答过程。通过全基因组鉴定获得了95个大豆PHD家族蛋白。通过共线性分析、进化树构建、基因结构和功能结构域鉴定、GO注释分析、不同组织间和非生物胁迫下表达分析等,获得了大豆PHD家族基因复制、家族进化、保守结构域及基因表达等信息。结果表明,大豆PHD基因在家族进化、基因结构和保守结构域上存在较大变异,可能参与Zn ²⁺结合、DNA结合及表观遗传调控等分子过程,参与调控植物生长发育和逆境应答。这些结果为进一步研究大豆PHD家族在生长发育和逆境应答中的生物学功能提供重要线索。     

应用神经网络和统计模型预测大豆生长发育阶段

预测大豆的物候期对指导大豆生产、安排农事活动等具有重大意义。本研究构建了一种简单、但有效的预测模型,使大豆种植者能够较准确地预测大豆各生育阶段的具体日期。试验地位于美国密西西比Delta研究推广中心(经度: 90°55''W,纬度: 33°25''N)。试验进行了5年,以前4年(1998—2001)数据构建模型,第5年(2002)的数据验证模型。为简化模型,杂草、病虫害、干旱等干扰因素被优化排除。采用逐步回归(SR)、神经网络(ANN)以及内插法构建模型。营养(V-stage)和生殖(R-stage)生长阶段分别建模。结果表明,通过播期(PD)和从播种到某阶段的相对平均天数能很准确地预测营养生长各阶段的具体日期;可通过播种日期和成熟期组数值(MG)准确预测生殖生长各阶段的具体日期。3种方法中,神经网络所构建的模型准确度最高,具有较好的推广应用价值。     

Quantitative trait loci mapping for flooding tolerance at an early growth stage of soybean recombinant inbred line population

Flooding stress causes a significant yield reduction in soybean. The early growth of soybean in Korea coincides with the rainy season, potentially exposing to flooding stress. Greenhouse experiments were conducted to map the quantitative trait loci (QTL) for flooding tolerance in soybean and to identify and investigate candidate genes near the QTL hot spots. Flood stress was imposed at V1–V2 stage on a recombinant inbred line population (‘Paldalkong’ × ‘NTS1116’), and leaf chlorophyll content (CC) and shoot dry weight (DW) were measured under control and flooded conditions. The genetic map was constructed using 180K Axiom^® SoyaSNP markers. The QTL were analysed under control and flooded conditions as well as for index (ratio of CC or DW under flooded to control, CCI and DWI) and flooding tolerance index (FTI, mean of CCI and DWI). A total of 20 QTL with LOD scores 3.59–19.73 causing 5.8%–33.3% phenotypic variation were identified on nine chromosomes. Chromosomes 10, 12 and 13 harboured relatively more stable QTL. Results of this study could be useful to further understand the genetic basis of soybean's flooding tolerance and applied in breeding programmes.     

Methyl jasmonate alleviated salinity stress in soybean

We studied the role of methyl jasmonate (MeJA) in alleviating NaCl-induced salt stress on soybean growth and development in hydroponics medium. Soybean seedlings were exposed to 60 mM NaCl stress for 2 weeks, 24 h after the application of 20 and 30 μM MeJA. NaCl stress induced a significant reduction in plant growth, endogenous bioactive gibberellin (GA4), photosynthesis and transpiration rate, while a marked increase in the endogenous abscisic acid (ABA) and proline contents were recorded. MeJA application greatly mitigated the adverse effects of NaCl on soybean growth and endogenous hormones. MeJA significantly increased ABA levels, while the endogenous amount of GA4 was reduced by the application of NaCl. Our study revealed that MeJA counteracted the negative effects of NaCl stress on plant growth, chlorophyll content, leaf photosynthetic rate, leaf transpiration rate, and proline content.     

植物生长物质对大豆叶片形态解剖结构及光合特性的影响

2006年度在黑龙江八一农垦大学实验农场大田栽培条件下,以大豆垦农4号为试材,选用植物生长物质为2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯(DTA)、氯化胆碱(CC)和SOD模拟物(SOD_M),于开花始期叶面喷施,对大豆叶片形态解剖结构和光合指标进行了研究。结果表明,各处理的叶片栅栏组织厚度及栅海比增加,栅栏组织细胞排列的紧密程度为SOD_M＞DTA ＞CC＞CK;各处理不同程度地增加了单个细胞的叶绿体数、单个叶绿体中的基粒片层数和淀粉粒数,降低了叶绿体中的嗜锇体数;SOD_M、DTA分别显著、极显著增加了叶绿体的基粒数;各处理普遍提高了生育后期叶片Chl a、Chl b和Chl(a+b)含量,增加了Chl b/a比值;在较干旱条件下,与对照相比,各处理能使叶面积指数和光合势达到最大值时间提前,增加了籽粒干物质积累时期的总光合势,提高了净光合速率。     

干旱对大豆生理及产量影响的研究

干旱对农业生产影响巨大,开展干旱胁迫对大豆生理及产量影响的研究,将为干旱地区大豆生产提供理论依据。利用塑料整理箱进行了干旱胁迫对大豆光合生理、叶片抗氧化物酶和渗透调节物以及生物量、产量影响的研究,土壤水分为干旱(45%~55%的田间土壤最大持水量)和湿润(80%~100%的田间土壤最大持水量,CK)2个水平,进行了2年的试验研究。结果表明,干旱胁迫使大豆净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显下降,使水分利用率增加;干旱胁迫对大豆叶片过氧化酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)含量无显著影响;干旱使大豆叶片丙二醛(MDA)含量、还原糖含量和可溶性总糖含量增加25.00%,47.09%和47.16%。干旱胁迫使大豆株高、节数、茎粗明显下降。干旱使大豆地上部分生物量明显下降,其中2013年下降39.4%,2014年下降69.6%。干旱使大豆籽粒产量明显下降,2013,2014年分别下降46.9%和81.6%。干旱胁迫下,大豆叶片气孔导度显著下降,使CO2供应受到严重影响,降低叶片净光合速率。干旱胁迫还会使大豆细胞膜结构造成一定的破坏,影响植物正常的光合作用,使大豆光合代谢产物下降。虽然大豆可以通过渗透调节物质来保持细胞的水分,但干旱仍然抑制了植株的正常生长,使大豆生物量和产量下降。     

大豆生育性状与产量因子对不同土壤干旱等级的响应

干旱是黑龙江省最主要的农业气象灾害之一。为明确大豆对干旱的响应机制,利用田间控水试验,研究播种出苗期和开花结荚期大豆在各干旱胁迫等级下各性状的生育特点。结果表明,播种出苗期大豆在干旱胁迫下,出苗缓慢;株高和地上、地下干物质、株荚数、株籽粒重明显偏低,空荚率偏高,其中重度胁迫空荚率比无胁迫大豆高99%;开花结荚阶段大豆遭遇中度以上干旱,光合量减少,植株相对矮小,而空荚率高,其中重度胁迫比无胁迫高81%以上;大豆花荚期是水分的敏感期,即轻度干旱也会造成较差的产量表现。大豆播种出苗期遭遇干旱胁迫后产量偏低,主因是出苗率低、生育期短,株籽粒重低和空荚率高是次要原因;光合量少、株荚数与株籽粒重下降,且空荚率高是开花结荚期产量低的综合结果。