干旱和灌溉条件下两个甘蔗品种的几个抗旱生理指标研究

分别测定了新台糖20号和桂糖11号两个甘蔗品种干旱和灌溉条件下的几个生理指标。结果表明:干旱处理引起两个甘蔗品种叶片质膜相对透性明显提高,相对含水量均明显下降,自然饱和亏缺加剧,过氧化氢酶活性和叶绿素含量下降。前4个指标以新台糖20号比较敏感,而叶绿素含量的变化以桂糖11号比较敏感。在本试验条件下,干旱处理提高了甘蔗蔗糖分和蔗汁重力纯度而降低了蔗汁还原糖分,因而提高了甘蔗品质。总的看来,似乎桂糖11号的抗旱能力比新台糖20号强,但后者的甘蔗品质较好。     

干旱胁迫下不同甘蔗品种叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化

我国80%以上的甘蔗种植在旱地,干旱缺水是影响甘蔗生产的主要因子。研究不同甘蔗品种的抗旱生理生化特性对于抗旱甘蔗品种选育和抗旱栽培技术研发具有重要意义。本研究采用桶栽方式,对抗旱性有差异的F172(抗旱性强)和YL6(不抗旱)2个甘蔗品种在苗期及伸长期分别进行不同程度的干旱胁迫及复水处理,探讨了不同甘蔗品种抗旱性与叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的关系。结果表明:抗旱性较强的甘蔗品种F172在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗氧化保护酶过氧化氢酶(CAT)活性及非可溶性蛋白(ISP)、可溶性糖(SS)含量显著提高;与不抗旱甘蔗品种YL6相比,甘蔗品种F172叶片中丙二醛(MDA)、非可溶性糖(ISS)含量相对比较稳定;而不抗旱甘蔗品种YL6在干旱胁迫条件下叶片中氧自由基清除酶反应较迟钝,MDA和ISS含量上升幅度相对较大,而可溶性蛋白(SP)、ISP含量下降。说明甘蔗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的差异是品种耐干旱胁迫存在差异的生理基础。      

较高浓度乙烯利对甘蔗叶片生长和若干生理生化特性的影响

在甘蔗分蘖期用200mg/L乙烯利对桂糖15号和新台糖1号进行叶面喷施,在处理后不同时期取样测定叶片的叶长、叶宽及若干生理生化指标,以探讨乙烯利对甘蔗叶片生长及生理生化的影响。结果表明:在乙烯利处理后的一定时间内,叶片的生长先受抑制随后逐渐恢复到对照水平;叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、淀粉酶、Ca2 -ATP酶、Mg2 -ATP酶等酶活性表现出先下降后提高,而中性转化酶的活性则先提高后下降。     

叶面喷施海藻提取物对甘蔗干旱胁迫的缓解效应

为研究叶面喷施海藻提取物对干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数及植株形态指标的影响,以‘YT159’和‘ROC22’两个品种甘蔗为试验材料,采用盆栽方法,设置正常灌溉组（C）和干旱胁迫组（D）,分别通过喷施不同用量（SE1、SE2）海藻提取物,测量分析植株形态指标株高、茎径、植株鲜重以及叶片生理参数,包括水分参数、抗氧化酶活性等。结果表明：正常灌溉组喷施海藻提取物的处理（C+SE1、C+SE2）甘蔗叶片生理参数以及形态指标与不施用海藻提取物处理相比差异不显著。干旱胁迫组喷施海藻提取物（D+SE1、D+SE2）与不喷施海藻提取物的C相比,叶片脱水速率、电导率、脯氨酸含量显著降低,叶片超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性、相对含水量、植株鲜重显著增加,同时抗旱系数显著提高,2个品种中‘YT159’提高幅度较大,‘ROC22’提高幅度相对较小。因此,叶面喷施海藻提取物能显著改善干旱胁迫下甘蔗叶片生理参数和植株形态指标,提高植株鲜重,从而缓解干旱胁迫对甘蔗造成的伤害,提高甘蔗抗旱能力。     

干旱胁迫下外源ABA对甘蔗幼苗生理特性和基因表达的影响

甘蔗是世界上重要的糖料作物，但我国甘蔗主产区多数为丘陵旱坡地，季节性干旱频繁，已严重影响我国甘蔗糖业的可持续发展。植物激素脱落酸(ABA)不仅调节植物生长发育，在植物应对逆境胁迫的生理生化响应中更不可或缺。本研究选用甘蔗品种‘桂糖42号’为材料，桶栽土培方式，设置对照(CK)、CK+ABA、干旱、干旱+ABA等4个处理，探讨干旱胁迫下叶面喷施ABA对苗期甘蔗生理生化特性和相关基因表达的影响，为应用ABA提高甘蔗抗旱性提供理论基础。结果表明，正常淋水条件下甘蔗叶面喷施ABA处理(CK+ABA)的主要生理生化参数与基因表达量变化与CK差异不显著；甘蔗叶片相对含水量随着干旱胁迫程度加剧而逐渐下降，丙二醛(MDA)、过氧化氢(H₂O₂)含量显著上升，而干旱+ABA处理能提高甘蔗的保水能力，并减少MDA的积累，使其含量处于较低水平；干旱胁迫显著降低甘蔗叶绿素含量，而干旱+ABA处理能防止叶绿素降解并对干旱胁迫引起的光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)下降有明显的缓解作用；干旱胁迫下，甘蔗内源ABA合成限速酶9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)编码...     

红麻细胞质雄性不育系与保持系总蛋白提取及双向电泳体系优化

为进一步研究高等植物体内控制蔗糖合成的关键酶基因蔗糖合酶基因Susy在甘蔗中的表达情况，本研究以甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）基因为内参基因，通过对退火温度、循环数的优化建立了一个稳定、方便的半定量RT-PCR体系。通过该体系检测干旱处理下甘蔗叶的Susy基因表达，并结合叶片酶活性和蔗糖含量进行分析。结果表明：甘蔗Susy基因的半定量RT-PCR扩增，以循环数30个、退火温度为54 ℃、内参基因与目的基因同批异管进行扩增为宜。甘蔗Susy基因在不同叶位中的表达有很大差异，总体上表现为：+1叶、+2叶>+5叶、+6叶>心叶，干旱胁迫可诱导幼嫩叶中Susy基因的表达量上升，基因表达的变化与其酶活性和蔗糖含量变化的情况相一致。     

澳洲坚果幼苗对缺水胁迫及复水的适应性反应

以澳洲坚果幼苗为试材,探讨缺水胁迫及复水处理后,其叶面积、叶片可溶性糖含量的适应性变化.结果表明:与对照相比,水分亏缺处理期间澳洲坚果叶面积呈降低趋势,可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量呈上升趋势;复水后,叶面积有较大的反弹,产生显著的补偿效应,而叶片可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量急剧下降,产生显著的负补偿效应.在西双版纳特有的旱季与雨季区别明显,饱和土壤水分处理(对照)的澳洲坚果幼苗在复水前后叶面积和叶片可溶性总糖、还原性糖、蔗糖含量同样也表现为先降后升、先升后降.     

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。     

灌溉对两个甘蔗品种叶片维管束结构及硅、镁、锌含量的影响

选用甘蔗桂糖11号和新台糖20号，设灌溉和不灌溉两种处理，在大田进行试验。结果表明，经灌溉处理的桂糖11号的后生导管、韧皮部面积、新台糖20号的韧皮部面积均分别比不灌溉条件下桂糖11号的后生导管、韧皮部面积、新台糖20号韧皮面积明显增大，有利于镁元素的吸收；但在不灌溉条件下两个品种维管束密度明显增加，促进对硅元素的吸收，而减少对镁的吸收。对维管束面积没影响。     

ABA对水分胁迫下水稻籽粒灌浆的调节

 利用水平分根系统研究了水稻抽穗后水分胁迫条件下ABA对水稻品种汕优63叶片光合特性、糖代谢和籽粒灌浆过程的调节。当一半根系受干旱胁迫时，叶片的水势和相对含量变化很小，但叶片和籽粒内ABA的含量显著增加。整个根系受干旱胁迫时，叶片的水势和相对含水量随着胁迫的增加而显著地降低，ABA含量则显著增加。半干和全干处理的水稻叶片的光合速率和RuBP羧化酶／氧化酶（Rubisco）的活性显著下降。叶片内蔗糖和淀粉的积累和代谢与叶片内ABA的含量和水分状况存在密切的关系，低浓度的ABA和高的叶水势与高的蔗糖积累和蔗糖磷酸合成酶活性相一致，但当叶片ABA的浓度增加时，即使叶片的水势与对照相似，叶片的蔗糖和淀粉积累以及蔗糖磷酸合成酶的活性则显著地下降，叶片的α－和β－淀粉酶活性似与ABA和水分状况关系不密切。ABA对籽粒灌浆有显著的抑制作用，ABA对籽粒灌浆的抑制作用至少部分与其对催化水稻籽粒内蔗糖代谢和淀粉积累的关键酶蔗糖合成酶的抑制有关。另外，干旱处理对叶片光合速率和蔗糖与淀粉积累的抑制程度显著高于半干旱处理，说明干旱本身也对这些过程有直接的效应。根据这些结果，作者认为，当水稻遇到干旱胁迫时，ABA对其光合作用、糖代谢以及籽粒的发育过程都有极其显著的调节作用。还就ABA对这些生理过程调节的可能性进行了讨论     

应用飞机大面积喷施抗旱型甘蔗増糖增产剂的效果研究

研究应用飞机大规模喷施抗旱型增糖增产剂的实际效果,为在生产上提高甘蔗的抗旱性,实现增产增糖提供依据。本研究在2008/2009和2009/2010两个年度于广西蔗区甘蔗生长后期应用飞机大面积喷施抗旱型甘蔗增糖增产剂共2 400 hm2,以后分别调查其对甘蔗品质及产量构成因素的影响。结果表明:喷施抗旱型甘蔗增糖增产剂后甘蔗绿叶数和叶绿素都有所增加,并提高了蔗汁锤度和重力纯度、甘蔗纤维分和蔗糖分,降低了蔗汁还原糖分,其中以2009～2010年度喷施50 d时表现最为明显,新植和宿根蔗平均甘蔗蔗糖分比对照提高2.23%(绝对值,下同),新植蔗增糖效果优于宿根蔗;不同时期总平均甘蔗蔗糖分比对照提高1.33%。甘蔗株高、茎径、单茎重有一定的提高,平均甘蔗产量比对照增加14.3%,以宿根蔗增产效果优于新植蔗。应用抗旱型甘蔗增糖增产剂可以防止甘蔗叶片早衰,实现增糖增产,节本增效。     

转TaNHX2基因大豆的抗旱性鉴定

本研究利用转TaNHX2基因大豆T3代株系,研究其在干旱胁迫情况下表型、生理特性、生物量与光合作用等方面的变化。结果表明:随着干旱时间的不断延长,对照表现出明显的萎蔫,且转基因植株能够持续地保持绿色状态。转基因植株叶片中含水量高于对照,但株系间叶绿素和可溶性糖含量差异不大,转基因植株中的脯氨酸和丙二醛含量明显低于对照,SOD的活性高于对照。综合评价表明转TaNHX2基因大豆T3代株系比对照具有更强的耐旱性。     

壳聚糖包衣对水分胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的影响

壳聚糖(Chitosan,CS)是一种天然高分子物质,通过壳聚糖应用于种子包衣,研究对水分胁迫条件下玉米种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,壳聚糖包衣处理明显提高玉米种子的发芽率、发芽指数及活力指数,中度水分胁迫下发芽率比对照高6.9%,达极显著差异;玉米幼苗变高,茎粗和根长增加,根冠比极显著提高;降低玉米幼苗叶片的脯氨酸和丙二醛含量,提高叶绿素含量以及超氧化物歧化酶活性,有利于增强玉米幼苗的抗旱能力。     

灌溉对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉积累及其相关酶活性的影响

为了探明灌溉对淀粉积累及其相关酶活性的影响规律,在大田条件下,以弱筋小麦豫麦50为材料,研究了三种灌溉方式(W1:拔节期灌水一次;W2:拔节期和孕穗期各灌水一次;W3:拔节期、孕穗期和灌浆期各灌水一次.每次灌水定额750 m3/ha)下弱筋小麦淀粉及其相关酶活性的变化规律.结果表明,弱筋小麦灌浆中后期和成熟期籽粒直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率均表现为W3>W2>W1.成孰期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＞W2＞W1.成熟期籽粒淀粉支/直比例表现为W3＜W2＜W1.孕穗期和灌浆期增加灌水提高了灌浆中后期旗叶和籽粒中蔗糖含量、蔗糖合成酶(SS)活性、蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性,提高了灌泺中后期籽粒中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性.说明增加灌水使弱筋小麦旗叶蔗糖合成能力强,促进源器官蔗糖向库中运输,保证籽粒库中糖源的充分供应,有利于籽粒淀粉的合成和积累.     

不同生育期干旱对花生衰老特性及产量的影响

在防雨棚池栽和盆栽条件下,通过人工控水研究了不同生育期干旱对花生衰老特性和产量的影响。研究表明,不同生育期干旱均导致花生叶片叶绿素含量、净光合速率、SOD、POD、CAT活性和花生根系活力的降低,致叶片MDA含量提高,其中花针期和结荚期干旱对花生衰老特性影响最大。干旱处理均导致荚果产量、生物产量降低,花针期和结荚期干旱对花生产量形成影响最大。     

测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响

为筛选适宜于黄淮冬麦区小麦节水高产栽培的测墒补灌深度,在大田条件下设置0~20cm(D1)、0~40cm(D2)、0~60cm(D3)和0~140cm(D4)4个测墒补灌土层深度,越冬期各土层土壤相对含水量补灌至75%,拔节期补灌至70%,开花期补灌至75%,研究了测墒补灌深度对小麦旗叶光合作用和产量的影响。结果表明,D2处理越冬期、拔节期、开花期灌水量和总灌水量显著高于D1和D4处理,拔节期灌水量和总灌水量显著低于D3处理,土壤水消耗量与D1和D3处理无显著差异,但低于D4处理。D2和D3处理旗叶光合速率高于D4处理,旗叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量、籽粒支链淀粉和总淀粉含量高于D1和D4处理。D2和D3处理间千粒重和籽粒产量均无显著差异,但显著高于D1和D4处理;D2和D3处理的水分利用效率高于D4处理。0~40cm是本试验条件下小麦节水高产的适宜补灌深度。     

花后高温胁迫下匀播春小麦旗叶的转录组分析

为研究不同播种模式下花后高温胁迫对春小麦旗叶转录组的影响,以宁春50号为试验材料,采用人工模拟高温的方法,设条播和匀播两种播种方式,灌水施肥方式均为水肥一体化,对高温处理后的春小麦旗叶分别构建转录组测序文库,采用FPKM法计算基因的相对表达量,并对差异表达基因进行KEGG通路分析。结果表明,相较于常温处理,高温胁迫下条播和匀播滴灌处理分别有199和1 819个基因上调表达,55和1 335个基因下调表达,说明高温胁迫下匀播滴灌处理对春小麦旗叶转录组的表达影响明显。KEGG通路富集分析结果显示,高温胁迫下与条播滴灌处理对比,匀播滴灌处理的春小麦光合作用-天线蛋白通路注释到的差异表达基因最多,有52个,其次为淀粉和蔗糖通路(注释到50个差异表达基因);而常温条件下与条播滴灌处理对比,匀播滴灌处理的春小麦淀粉和蔗糖代谢通路注释到的差异表达基因最多,有49个,其次为光合作用-天线蛋白通路(注释到41个差异表达基因)。因此,高温胁迫下匀播滴灌技术可以更好地改善植物的光合系统,有效缓解高温引起的小麦植株早衰。     

转GmDREB1基因小麦新品系G19-349的抗旱特性

为明确转GmDREB1基因小麦G19-349的抗旱特性,以分子检测为阳性的转基因植株和受体对照济麦19为材料,利用小区试验测定和分析了浇二水和浇四水条件下小麦叶片叶绿素含量、气体交换、叶绿素荧光等光合参数,SOD、POD和CAT活性,以及MDA含量和籽粒产量,同时通过大区试验分析了在浇三水条件下小麦水分消耗特征参数和籽粒产量。对供试材料分子检测结果表明,目的基因已整合到小麦基因组中,并已正确转录。小区试验结果表明,在浇二水条件下,G19-349的旗叶叶绿素相对含量,气体交换参数P_n、G_s、T_r和C_i,叶绿素荧光参数F_v/F_m和Φ_(PSⅡ),以及三种抗氧化酶活性和产量均显著高于对照,而MDA含量显著低于对照;浇四水条件下,G19-349的各项指标与对照均无显著差异。大区试验结果表明,在浇三水条件下,G19-349较对照济麦19耗水量显著降低,而水分利用效率和产量均显著增加。说明转GmDREB1基因小麦G19-349在缺水条件下具有较高的抗氧化和光合能力,这是其在有限灌水条件下较受体济麦19具有较好水分利用特性的生理基础。