水分胁迫对春小麦光合和渗透调节物质的影响

为进一步了解春小麦的抗旱生理机制,以春小麦品种陇春26号为材料,采用盆栽法研究了中度和重度水分胁迫下春小麦旗叶光合参数和渗透调节物质含量的变化.结果表明,随土壤水分的减少,春小麦旗叶的叶绿素含量、光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率逐渐降低,可溶性糖和可溶性蛋白含量及酸性转化酶活性呈先增后减趋势,脯氨酸和丙二醛含量及过氧化物酶活性逐渐增强.中度水分胁迫的可溶性糖含量和酸性转化酶活性显著高于重度水分胁迫和正常供水对照;重度水分胁迫的可溶性蛋白含量显著低于中度水分胁迫和正常供水对照,而脯氨酸和丙二醛含量显著高于中度水分胁迫和正常供水对照.说明中度或重度干旱胁迫下春小麦旗叶光合速率降低是叶绿素含量降低和光合原料缺乏所致,脯氨酸含量和过氧化物酶活性升高有助于春小麦抵御干旱胁迫.     

梯度干旱胁迫对水稻叶片光合和水分状况的影响

采用温室营养液培养方式,通过添加0%、10%、20%、30%PEG6000模拟干旱胁迫,对水稻幼苗叶片的光合作用和水分状况进行比较分析。结果表明:1)在干旱胁迫下,水稻叶片的光合速率、气孔导度、叶肉导度、总导度和叶绿体内CO2浓度等都显著降低;2)在干旱胁迫条件下,限制光合作用的非气孔限制值并没有显著提高,而气孔限制值则大幅提高;与正常水分条件相比,扬稻6号和汕优63在30%PEG干旱胁迫下气孔限制值分别提高了42%和81%;3)光合速率与气孔导度、叶肉导度、总导度及叶绿体内CO2浓度呈正相关;4)在重度干旱胁迫下(20%和30%),叶片水势和含水量都显著下降,并且叶片水势与气孔导度、叶肉导度和总导度呈正相关。因此,气孔关闭导致的叶绿体内CO2浓度降低是限制光合作用的最主要因素,同时叶片水势的降低增加了叶片内CO2传输的阻力。     

土壤干旱对抗旱品种洛麦9133拔节期生理特性的影响

为揭示冬小麦拔节期对干旱胁迫的响应机制,采用盆栽试验对不同土壤干旱条件下洛麦9133拔节期的生理特性进行了研究.结果表明,拔节期叶水势、叶相对含水率、叶绿素含量、根系活力、蒸腾速率和光合速率均随土壤水分的减少而呈降低趋势;叶饱和亏、叶绿素a/b、叶片可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性、POD活性以及水分利用效率均呈增加趋势.这说明在干旱胁迫下,冬小麦通过降低水势、相对含水率、根系活力和蒸腾速率,增加渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸含量和增强POD活性等生理上的变化以提高抗旱性,从而使其适应干旱逆境.     

甘蓝型油菜光合机构对干旱的生理响应

为探讨油菜光合机构对干旱胁迫的响应,研究了2个抗旱性不同的油菜(Brassica napus L.)品种在干旱胁迫下农艺性状、气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶绿体超微结构及Rubisco活性等指标的变化。结果表明,干旱胁迫下,相对增长率、总干重、叶面积和叶片相对含水量降低,而根冠比增加;净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度降低,而气孔限制值增加;PSⅡ最大光能转换效率、PSⅡ实际光能转换效率、光化学淬灭和电子传递效率降低,而非光化学淬灭系数增加;两品种的叶绿体超微结构遭到不同程度破坏;且叶绿素含量和Rubisco活性降低,脯氨酸和可溶性糖的含量增加。敏感型品种秦优8号光合机构遭受干旱的破坏程度明显大于抗旱型品种Q2。     

干旱胁迫对中粒种咖啡幼苗膜脂过氧化、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响

以苗龄约8个月的中粒种咖啡袋育苗为材料,测定3种干旱胁迫强度下咖啡幼苗叶片的生理指标变化,旨在了解其对干旱胁迫的生理响应。结果表明:在轻度干旱胁迫下(土壤相对含水量为55%~60%),与对照相比,中粒种咖啡幼苗叶片的可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性极显著增加,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率没有显著变化。但在中度干旱或重度干旱胁迫下(土壤相对含水量为40%~45%或25%~30%),可溶性蛋白含量、SOD、POD、CAT活性显著或极显著减少,而可溶性糖、脯氨酸的积累减缓,MDA含量和相对电导率迅速上升。在适度干旱胁迫下,中粒种咖啡幼苗可通过提高抗氧化酶活性和渗透调节能力来增强其对干旱胁迫的耐性。     

DA-6对花生花期干旱胁迫下的生理效应

选择花生需水量大的盛花期研究DA-6的生理效应.结果表明,干旱后喷施DA-6能提高叶片水分利用效率,降低离体叶片失水率,改善叶片的水分状况.干旱胁迫后膜脂过氧化产物丙二醛和有机渗透调节物质脯氨酸的含量均大幅度上升,DA-6的处理能降低这2种物质的含量,从而减缓干旱胁迫对花生造成的伤害.     

植物生长物质冠菌素诱导旱稻、水稻幼苗抗旱性的效应及生理机制

以旱稻 297 和水稻越富幼苗为材料,在 20% PEG 模拟干旱条件下,研究了植物生长物质冠菌素处理对叶片水分状况、质膜透性、渗透调节物质（脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白）及内源激素（ABA、IAA 和GA3）含量的影响。干旱胁迫下,冠菌素处理可以维持旱稻 297（0.01 μmol/L）和越富（0.1 μmol/L）较高的叶片相对含水量,促进幼苗叶片中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低质膜透性,维持细胞质膜的完整性;同时,冠菌素（0.01 和0.1 μmol/L）处理明显促进旱稻 297 和越富幼苗叶片中ABA的积累,并改变了 IAA 和GA3 的浓度及比例。冠菌素处理能改善旱稻和水稻幼苗耐干旱胁迫的能力,最适浓度分别为0.01 μmol/L和0.1 μmol/L。     

干旱胁迫下冠菌素对花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响

以鲁花11号花生（Arachis hypogaeaL．）种子为试验材料,在温室条件下研究不同浓度的冠菌素浸种,对干旱胁迫下花生幼苗叶片渗透调节物质及膜脂过氧化的影响。结果表明：干旱胁迫下,冠菌素可提高花生幼苗叶片主要渗透调节物质一可溶性糖、可溶性蛋白质和游离脯氨酸的含量,且随着胁迫时间的延长,增幅加大;花生幼苗叶片丙二醛（MDA）含量明显减少。冠菌素浸种浓度以0．01μmol／L的抗旱效果最好。研究表明冠菌素对提高花生幼苗的抗旱性具有积极作用。     

干旱胁迫对持绿性甘蔗细茎野生种叶片生理和生物量的影响

以高持绿性甘蔗细茎野生种(云瑞08-254)和低持绿性甘蔗细茎野生种(云瑞09-525)为试验材料,在干旱胁迫和正常浇水两个条件下,研究干旱胁迫对甘蔗叶片生理活性和生物量的影响。结果表明:干旱胁迫下,云瑞08-254的叶片SOD、CAT和MDA含量都明显增加,而云瑞09-525叶片SOD、CAT、POD和MDA含量均明显降低;云瑞08-254的相对电导率增幅显著小于云瑞09-525,云瑞08-254的质膜受损程度相对较小;与云瑞09-525相比,云瑞08-254在干旱胁迫后脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量升高幅度较为明显,且本身即具有较高的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量。在干旱胁迫条件下,持绿性甘蔗细茎野生种能通过产生保护性物质降低对干旱的敏感性,通过调节SOD、CAT和POD活性以及MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及持绿生物量的变化,从而减轻干旱的伤害,表现出更好的抗旱性。     

水分胁迫对玉米叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响

在盆栽人工控制水分的条件下,比较了不同水分胁迫强度对不同抗旱性玉米杂交种叶片可溶性糖和脯氨酸含量的影响。结果表明:随水分胁迫程度增强,不同玉米品种叶片可溶性糖含量增加,脯氨酸含量成倍升高,二者与品种抗旱性没有明显联系。     

外源亚精胺对PEG胁迫下燕麦幼苗生长及部分生理特性的影响

为探讨外源亚精胺(Spd)对燕麦幼苗生长和抗旱性的影响,选用燕麦品种坝莜1号为材料,以PEG-6000模拟水分胁迫,采用砂培法研究了叶面喷施不同浓度(0.3、0.6、0.9和1.2mmol·L~(-1))外源Spd后燕麦幼苗生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性及非酶抗氧化剂和渗透调节物质含量的变化。结果表明,PEG胁迫显著抑制了燕麦幼苗生长。在PEG胁迫下,与只喷施蒸馏水的对照相比,0.6mmol·L~(-1) Spd处理对燕麦幼苗根系活力、抗坏血酸(ASA)含量和抗坏血酸过氧化酶(APX)活性具有显著的促进作用;喷施0.9mmol·L~(-1)外源Spd明显提高了燕麦幼苗的株高、根长、生物量积累,抑制了O_2~-·、H_2O_2和膜脂过氧化产物MDA的生成,增强了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,降低了游离氨基酸含量,促进了脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白的积累,维持了较高的渗透调节能力;1.2mmol·L~(-1)外源Spd处理后幼苗生长、抗氧化能力和渗透调节作用出现下降趋势。综合来看,在PEG胁迫下,叶面喷施0.9mmol·L~(-1)Spd可通过提高幼苗抗氧化和渗透能力,维持生物膜系统的稳定,减轻渗透胁迫对幼苗的伤害,促进生长和增强抗旱性。     

干旱对两种金花茶幼苗抗氧化能力及渗透物质含量的影响

以龙州和显脉两种金花茶幼苗为材料,通过缺水方式进行干旱胁迫处理,以探讨金花茶幼苗抗氧化能力以及渗透含量变化对干旱胁迫的响应.结果表明:(1)随着干旱胁迫时间的延长,金花茶幼苗叶片的相对含水量、叶绿素含量逐渐减少,但相对电导率、H202、MDA、可溶性总糖、脯氨酸的含量却逐渐升高；叶片的抗氧化酶SOD、CAT活性呈先升后降的趋势.(2)干旱胁迫下,与显脉金花茶相比,龙州金花茶的叶绿素含量和抗氧化酶活性较高,其叶片的相对电导率、H202和MDA积累量低于显脉金花茶.说明叶片的高活性的抗氧化能力和渗透物质含量的增加促进龙州金花茶叶片的保水能力,减轻干旱胁迫伤害.     

Effect of various drought stresses and subsequent recovery on proline,total soluble sugar and starch metabolisms in Rice (Oryza sativa L.) varieties

ABSTRACT

Rice (Oryza sativa L.) is one of the most important staple foods in the world, however most improved rice varieties are susceptible to drought stress. A two-year study was conducted to explore the effects of various drought stresses and subsequent recovery on the accumulation and degradation of proline, total soluble sugar and starch in different rice varieties at vegetative stage. The results showed that relative water content in the leaves and sheaths of rice varieties significantly decreased under drought stresses, but not at the same rate. Under control and drought conditions, the water content in sheaths was higher than that in leaves. Interestingly, under severe drought stress in 2015, the leaf water content was higher than the sheath water content. The water distribution between leaves and sheaths might be a response of plants to protect leaf system from devastation by drought. Proline was highly accumulated under drought stress but rapidly decreased after re-watering. The drought tolerant variety DA8 expressed higher ability in accumulation of proline than susceptible varieties. In general, total soluble sugar and starch contents in leaves and sheaths of varieties decreased under drought stress conditions. Total soluble sugar and starch content of DA8 were less affected than other varieties under drought conditions. Our study indicated that metabolisms of total soluble sugar and starch in rice were affected by both environmental conditions and characteristics of varieties. Proline accumulation ability of varieties can be used as a useful indicator for drought tolerant potential in rice breeding for water-limited environments.     

干旱胁迫下腐植酸对燕麦叶片光合性能的调控效应

为明确腐植酸在干旱胁迫下对燕麦叶片光合性能的调控效应,以燕麦品种燕科二号为试验材料,采用盆栽方式,分别在正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)和重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分条件喷施腐植酸和等量清水(CK),分析了干旱胁迫下喷施腐植酸后燕麦叶片光合色素含量、光合特性、干物质积累及产量的变化。结果表明,随着土壤水分的减少,燕麦叶片的叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度、干物质积累量、产量及其构成因素均呈下降趋势。在正常供水条件下,喷施HA处理的各指标值与CK差异不显著;干旱胁迫下,与CK相比,喷施腐殖酸后各指标值均不同程度提高,其中在重度干旱胁迫下提高幅度较大,且差异均达到显著水平。由此说明,干旱胁迫条件下喷施腐植酸可改善燕麦叶片的光合性能,促进干物质积累和增加产量,且在重度干旱胁迫条件下效果最明显。     

不同土壤水分条件下吲哚丁酸钾对大豆根系形态建成及生理代谢的影响

为了研究吲哚丁酸钾（IBA-K）在减轻干旱对大豆根系的伤害中的作用,以垦丰16（干旱敏感型）和合丰50（耐旱型）为材料,采用盆栽法研究IBA-K拌种对两个品种大豆在正常供水、干旱和复水条件下根系形态建成及生理代谢的影响。结果表明,与正常供水相比,干旱胁迫抑制了大豆根系的生长发育,而IBA-K处理后,大豆根系干物质积累量、形态建成、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量在不同土壤水分条件下均高于其干旱对照,膜受损程度减轻。IBA-K处理下,大豆根系SOD活性、POD活性、可溶性糖和脯氨酸含量在干旱条件下均显著高于其干旱对照;MDA含量、相对电导率显著低于其干旱对照。IBA-K处理下的两个品种大豆根表面积、根平均直径、根体积、POD活性和CAT活性在复水条件下分别高于其干旱对照,均未达到显著性差异。复水后,IBA-K处理下的垦丰16根干重和总根长分别较其干旱对照显著增加了3.13%和24.51%,合丰50根干重和总根长较其干旱对照未达到显著性差异。IBA-K处理下的合丰50相对电导率和MDA含量分别较其干旱对照显著降低11.80%和15.09%,SOD活性和可溶性糖含量分别较其干旱对照显著增加14.90%和3.94%,垦丰16相对电导率、MDA含量、SOD活性和可溶性糖含量较其干旱对照未达到显著性差异。IBA-K处理下的两个品种大豆根系脯氨酸含量分别较其干旱对照显著增加了10.62%和10.70%。IBA-K处理和不同土壤水分处理对两个品种大豆根系形态和生理指标存在显著或极显著影响,二者间的交互作用无明显调控作用。综上,IBA-K通过提高根系干物质积累量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,降低MDA含量和相对电导率,减轻干旱胁迫对苗期大豆根系的伤害。     

干旱胁迫下外源海藻糖对糯玉米幼苗生理特性的影响

以苏玉糯5号为供试材料,研究干旱胁迫条件下外源海藻糖对糯玉米幼苗根系和叶片抗氧化系统及渗透调节物质的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低叶片叶绿素含量和根系活力,喷施外源海藻糖后这两类物质含量增加。干旱胁迫下喷施外源海藻糖增加玉米根系和叶片中可溶性蛋白、可溶性糖、抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量,增强糯玉米幼苗根系和叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等活性,降低超氧阴离子产生速率(O2-)、丙二醛(MDA)等含量。外源海藻糖处理下叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、AsA和GSH含量增加幅度大于根系,叶片中丙二醛含量降幅大于根系。表明喷施外源海藻糖缓解干旱胁迫对叶片伤害效果大于根系。干旱胁迫下喷施外源海藻糖能够增强糯玉米抗旱能力,减小干旱伤害。     

基于主成分分析的木薯抗旱栽培措施的综合评价

研究4种栽培措施在中度水分胁迫条件下的综合抗旱效果。木薯苗期干旱胁迫7 d后,测定干旱胁迫和正常供水条件下木薯的干物率、根冠比、叶片相对含水量、质膜透性、叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量,并对上述指标的抗旱系数进行主成分分析与综合评价。结果表明:前3项主成分的累积方差贡献率可反映原信息量的87.47%,不同处理的主成分分析综合得分排序为:2%石灰水浸种(0.773)施用保水剂(0.687)种茎蜡封(0.477)CK(0.249)。