蔗糖浸种缓解玉米幼苗铜胁迫及其生理指标的灰色关联分析

为探究蔗糖浸种缓解玉米幼苗铜胁迫的能力,采用浸种法研究了342.3 mg·L^-1蔗糖浸种处理对0、100、200、400 mg·L^-1硫酸铜处理玉米幼苗生理生化指标的影响,并进行生理生化指标与玉米铜胁迫恢复指数的灰色关联分析。结果表明,蔗糖浸种可显著提高一定程度铜胁迫下玉米幼苗的株高、根长、相对根长、相对株高、过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性。生理生化指标与蔗糖处理对铜胁迫恢复指数的灰色关联度排序为:相对根长(0.799)>相对株高(0.775)>根长(0.767)>脯氨酸含量(0.749)>POD活性(0.740)>可溶性蛋白含量(0.699)>可溶性糖含量(0.673)>CAT活性(0.664)>叶绿素含量(0.647)>SOD活性(0.601)>株高(0.579)。综上可知,蔗糖浸种在一定程度上能有效缓解玉米幼苗的铜胁迫,抗性鉴定时选择相对根长、相对株高、根长、脯氨酸含量、POD活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、CAT活性等强关联指标可以提高选择效率,这为玉米抗性育种提供了参考。     

镉胁迫下外源IAA对栝楼生理变化和耐镉性的影响

为探究IAA对镉胁迫下栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)生理响应及耐镉性的影响,以保定栝楼(耐镉品种)和浦江栝楼(镉敏感品种)为材料,进行土培试验,研究800μmol/L镉胁迫下不同浓度IAA(10,35,60μmol/L)对2个栝楼品种的生长特性、光合特性、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)与CK组相比,800μmol/L Cd处理下,保定和浦江栝楼的平均根长、地下部分鲜重、超氧化物歧化酶(SOD)活性、叶绿素含量、最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)明显降低,初始荧光(Fo)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及MDA含量显著增高,细胞膜脂过氧化程度加深;(2)随IAA浓度升高,保定栝楼平均根长与地下部分鲜重持续增长,最大增幅为24.83%和40.55%,而浦江栝楼则由上升转为下降趋势;(3)外源IAA加入后,2个栝楼品种幼叶叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b、叶绿素荧光参数中的Fv/Fm、ETR及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均呈现出先升后降的趋势,Fo和MDA含量先降后升,其中,35μmol/L的IAA使叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量、叶绿素a/b、Fv/Fm、ETR及SOD、CAT活性上升到峰值,而MDA含量降低35.44%～43.23%,达到谷值;(4)由隶属函数均值耐镉性分析得知,不同浓度IAA对栝楼镉毒害的缓解程度为35μmol/L10μmol/L60μmol/L0μmol/L。由此可见,外源IAA的施加对于缓解植物镉胁迫具有一定的应用前景。     

酸雨对勋章菊保护酶活性及叶绿素荧光参数的影响

采用盆栽方法,以不同pH值(5.6、4.5、3.5、2.5)的模拟酸雨胁迫试验,探讨其对勋章菊(Gazania Hybrids)叶片质膜透性、MDA含量、保护酶活性、叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,随pH值的降低,勋章菊叶片质膜透性和MDA含量呈逐渐升高的趋势,且二者呈显著正相关;SOD、CAT和POD活性呈先升高后下降的单峰曲线变化,其中SOD、CAT和POD活性最大值均出现在pH4.5处理;叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量、叶绿素a/b、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ实际光化学量子产量(Φps.Ⅱ)、光化学淬灭系数(qP)均随pH值的降低而下降,非光化学淬灭系数(qN)随pH值的降低而升高.模拟酸雨对勋章菊叶片隐形伤害的阈值为pH≤3.5,表明勋章菊对酸雨具有较强的耐受性,可作为酸雨危害较严重地区的园林绿化地被植物之一.     

水分和铅双重胁迫对紫穗槐苗木叶片抗氧化酶活性的影响

为了探讨在水分和铅双重胁迫条件下,紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)苗木叶片抗氧化酶活性的变化,采用旱棚盆栽试验,研究了不同水分胁迫处理(土壤相对含水量分别为田间持水量的100%,80%,60%和40%)和铅胁迫处理(土壤中铅含量分别为0,1 000,2 000,4 000和6 000mg/kg)及其双重作用对紫穗槐苗木叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,在单一的铅胁迫处理下,随着胁迫的加剧,紫穗槐苗木叶片的SOD和CAT活性呈先升高后降低的趋势,POD活性一直呈升高趋势;在单一的水分胁迫处理下,随着胁迫的加剧,SOD和POD活性呈先升高后降低的趋势,CAT活性呈先降低后升高的趋势;水分和铅双重胁迫对SOD和POD活性有显著的激活作用,对低铅含量(≤2 000mg/kg)处理的CAT活性有激活作用;适度的双重胁迫(铅含量≤2 000mg/kg,土壤相对含水量≥40%)有利于提高紫穗槐苗木对水分和铅双重胁迫的耐受性。     

不同光强下龙葵对镉的吸收积累及生理响应

采用土培方法探讨了不同光强（自然光和50%遮光）和镉（Cd）不同添加量（0、 25、 50、 75和100 mg/kg）复合处理下,龙葵对Cd的吸收累积特征,超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）、 过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及叶绿素、 丙二醛（MDA）、 谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（PCs）含量等的变化特征。结果表明, 自然光条件下龙葵叶绿素b、 叶绿素a+b以及地上和地下部Cd富集量均显著低于遮光处理; 叶和根的SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下随土壤Cd添加量的增大先升后降,而在遮光处理下则持续升高; 除Cd 25 mg/kg处理时根POD及叶CAT活性在不同光强处理下没有显著差异外,其余Cd添加量处理下SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下均显著高于遮光处理; 自然光条件下龙葵叶和根的MDA含量显著高于遮光处理,而叶和根的GSH含量和叶中PCs含量均显著低于遮光处理。研究结果表明,遮光环境促进了龙葵对Cd的富集,并且减轻了Cd对龙葵的氧化胁迫。     

土壤水分胁迫对设施黄瓜叶片光合及抗氧化酶系统的影响

以黄瓜品种"津研四号"(Jinyan4)为试材,于2015/2016年秋冬季在温室内对黄瓜全生育期开展土壤水分胁迫盆栽试验,设置正常灌溉CK(田间持水量的70%~80%)、轻度胁迫T1(田间持水量的60%~70%)、中度胁迫T2(田间持水量的50%~60%)、重度胁迫T3(田间持水量的30%~40%)4个土壤水分处理,采用土壤水分传感器EM50监测土壤含水量,于苗期、伸蔓期、开花期和结瓜期测定黄瓜叶片的光合特性和抗氧化酶活性等指标。结果表明:(1)水分胁迫下黄瓜叶片光合色素含量均有不同程度降低,T3处理叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量平均值分别比CK下降47.41%、41.03%和34.03%,叶绿素a/b无明显变化趋势。(2)随着土壤水分胁迫加剧,叶片净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)值下降,气孔限制值(Ls)升高,T3处理水分利用效率(WUE)高于其它各处理。(3)随着胁迫时间的延长,各处理黄瓜叶片丙二醛(MDA)含量逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低,过氧化物酶(POD)呈先降低后升高再降低的趋势。随着胁迫的加重,SOD、POD和CAT活性不断升高,MDA含量持续增加。研究认为土壤水分胁迫引起黄瓜叶片光合能力下降,抗氧化酶活性升高,MDA含量增加。     

改良剂对柴油污染土壤中黑麦草生理代谢的调节

开展了土壤柴油污染的单因素盆栽实验和柴油污染盐渍化土壤中添加锯末-硝酸铵-磷酸二氢钾的三因素正交盆栽实验,对黑麦草幼苗抗氧化酶活性和叶绿素含量进行了分析,探究了柴油污染土壤中黑麦草幼苗的生理变化与调节。结果表明,土壤柴油污染显著减小了黑麦草幼苗生物量,与对照相比,叶SOD活性在柴油浓度0.3%和0.9%时显著降低,POD和CAT活性在0.6%和0.9%柴油浓度下显著降低;根SOD活性在0.9%柴油浓度下显著增大,POD活性在0.6%和0.9%柴油浓度下显著下降。受柴油污染的盐渍化土壤,施加锯末体积分数为10%时,黑麦草幼苗叶POD和CAT活性显著增强,叶绿素a和叶绿素b含量显著增加;施氮量为0.3 g·kg~(-1)土时,黑麦草幼苗叶绿素a和叶绿素b含量显著增加。可见,土壤受柴油污染时,添加锯末和硝酸铵可有效调节黑麦草幼苗的生理代谢。     

不同改良剂对铬污染土壤中小白菜生理、生化特性的影响

为了研究不同种类改良剂对铬污染土壤中小白菜生理生化特性的影响,采用盆栽试验监测在不同浓度的铬污染的土壤中小白菜(Brassica parichinensis)的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的变化。研究发现,不同浓度的铬污染土壤中,3种改良剂添加使叶绿素含量及SOD酶活性发生变化并高于对照组而POD酶活性降低,使铬对CAT酶活性的抑制作用得到缓解。石灰、石灰+活性炭用量的增加使MDA含量先降低后升高,而活性炭的施入减少MDA的含量。通过比较,3种改良剂的改良效果为活性炭>石灰+活性炭>石灰。     

遮荫对长柄爬藤榕等7种攀援植物生长、叶片结构和生理的影响

研究了不同遮荫程度对7种攀援植物生长、叶片结构、叶绿素含量和叶片MDA含量、SOD和POD活性的影响。结果表明:随遮荫程度的加大,耐荫性较强的种,株高逐渐增高,叶片、栅栏和海绵组织厚度逐渐加厚,CTR加大,SR减少,主脉维管束长宽增大,叶绿素含量增加,叶绿素a/b比值则降低;耐荫性较弱的种,株高变化较小,叶片、栅栏和海绵组织变薄或增厚,CTR增大,SR减少,主脉维管束变短,叶绿素含量及叶绿素a/b比值增大。遮荫条件下攀援植物叶片的MDA含量、SOD和POD活性均有所变化,但变化幅度较小(<20%)。     

非充分灌溉下柑橘相关酶体系变化的研究

本试验以W·默科特盆栽苗为试材进行5个土壤相对含水量(SRWC)梯度(85%、65%、45%、25%、5%)的非充分灌溉处理,研究柑橘叶片保护酶活性和丙二醛(MDA)含量等指标随土壤和植株水分变化的规律.试验表明,随着SRWC减少过氧化氢酶(CAT)活性下降,过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性上升,而MDA含量变化不明显,当RWC=45%(中度胁迫)时保护酶活性达最高.因此,非充分灌溉能显著提高水分利用率,也能为柑橘节水抗旱的生理机制研究提供理论依据.     

金花茶对低温胁迫的生理响应及耐寒性分析

为探究金花茶幼苗对低温胁迫的生理响应及其耐寒性,本研究以2 a生金花茶幼苗为材料,进行6~-9℃低温胁迫处理,测定了细胞伤害率(CIR)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、束缚水(BW)/自由水(FW)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)等指标,并进行了低温半致死温度(LT₅₀)和抗寒生理指标相关性分析。结果表明,3~12 h的低温LT₅₀为-6.62~-3.94℃,且随着时间的延长而升高。随着温度的降低, CIR、SS含量及POD、CAT活性总体呈上升趋势, BW/FW、MDA、Pro含量呈先上升后下降趋势, SOD活性总体呈下降趋势;随着胁迫时间的延长,CIR含量呈上升趋势,3~-9℃的SOD活性、0~-9℃的POD活性、-6~-9℃的BW/FW比值呈下降趋势,6~-6℃的SS含量变化较小,-9℃的SS含量呈下降趋势。相关性分析表明,CIR可作为耐寒性鉴定的主要指标,BW、SS、SOD、POD、CAT可作为辅助指标。本研究结果为金花茶引种区域和耐寒性鉴定指标的确定提供了理论依据。     

不同耐湿基因型芝麻响应湿害胁迫的生理指标变化的研究

为探究湿害胁迫对不同湿害敏感性芝麻生理指标的影响,本研究以耐湿基因型湖北竹山白和湿害敏感基因型鄂芝2号为试验材料,于盛花期进行湿害处理,以湿害处理前材料为对照(CK),分别测定芝麻叶片渗透调节物质[游离脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白(SP)及可溶性糖(SS)]相对含量,保护酶[抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)]相对活性和丙二醛(MDA)相对含量。结果表明,湖北竹山白与鄂芝2号的SS相对含量和SOD相对活性的变化情况相似,二者均分别呈"W型"和"M型"变化趋势。湖北竹山白的SP相对含量和APX、CAT、POD相对活性始终明显高于或稍高于鄂芝2号,但鄂芝2号的Pro和MDA相对含量始终明显高于湖北竹山白,上述指标的变化趋势无明显规律。综上,对湿害胁迫的耐受程度湖北竹山白强于鄂芝2号。本研究为芝麻耐湿生理响应机理的深入研究及耐湿相关基因的挖掘提供了理论依据。     

磷酸胆碱合剂对不同种植密度玉米叶片衰老生理的影响

针对东北地区低温冷凉气候区密植条件下玉米叶片早衰现象,于大田条件下,研究了不同种植密度下磷酸胆碱合剂对京单28和先玉335叶片衰老相关指标及产量性状的影响。结果表明,随种植密度增加,玉米叶片保绿度、叶绿素含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性降低,丙二醛(MDA)含量升高。化控处理后,不同种植密度下,2个玉米品种叶绿素含量提高了6.57%~23.40%,保绿度提高了4.5%~13.9%;SOD、POD、CAT活性在中高密度条件下较对照升高了4.76%~21.64%,MDA含量较对照降低4.39%~11.82%;穗长、行粒数、百粒重和产量均较对照有所增加,京单28产量最高增加了398.3kg/hm2,先玉335产量最高增加了774.2kg/hm2。以不同品种不同密度下的各生理指标与产量进行相关分析,结果表明除MDA含量与产量呈极显著负相关外(r=-0.810**),其余都表现出正相关,其中POD活性(r=0.660*)达到了显著水平。表明磷酸胆碱合剂可以延缓玉米叶片的衰老。     

土壤含水量对狗牙根叶片生理生态指标的影响

采用盆栽控水试验,研究了不同土壤含水量（水淹,23%,18%,13%,8%）对我国雅砻江库区重要植物物种狗牙根叶片光合色素、SOD活性、POD活性、脯氨酸和MDA含量变化的影响。结果表明:与对照（23%）相比,狗牙根受到淹水胁迫时叶绿素a,b的含量和光合效率有所下降,丙二醛含量有所升高,但是抗氧化酶活性以及脯氨酸含量的增大提高了植物对淹水胁迫的抵抗力。随着土壤含水量的减少,叶绿素a和b的含量、光合速率、SOD、POD活性和丙二醛含量先升高,随后逐渐降低。SOD和POD活性在8%时存在最低值,分别为33.10U/gFW和3.87U/gFW。Carotenoid/Chlorophyll（Car/Chl）比值在18%时达到最低值0.22,然后增大。脯氨酸（Pro）含量随胁迫程度呈明显的增大趋势,并在8%达到最大值0.31μg/gFW,说明干旱条件时狗牙根通过提高类胡萝卜素和脯氨酸含量来改善渗透调节能力,增强对干旱胁迫的抵抗能力和适应力。但严重的干旱胁迫（8%）导致了植物叶片的损伤。     

高温处理对结果期草莓叶片衰老特征的影响

以‘日本丰香’(Fragaria ananassa Duch.cv Toyonaka)草莓品种为试材,于2010-12-2011-02在人工气候箱进行环境控制试验,以25℃为对照,设30、32、34、36、38℃共5个高温处理,分别在处理1、3、5d后,测定与叶片衰老特征密切相关的生理指标,包括叶片中超氧化岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白质和叶绿素含量.结果表明,在30 ～ 38℃范围内,随着温度升高及处理时间的延长,草莓叶片中MDA含量呈持续增加趋势;经30 ～ 34℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性值均高于对照,其中SOD、POD酶活性在34℃处理3d后达到最高,可溶性蛋白质含量、CAT酶活性在34℃处理5d后达到最高.36℃及38℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性明显低于对照(P＜0.05);高温处理中叶片的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均低于对照,而且随着高温时间的延长,草莓叶片叶绿素a、b及类胡萝卜素含量都呈持续下降趋势.表明高温胁迫降低了草莓叶片保护酶活性,导致体内活性氧大量积累,抗氧化能力降低,加速了草莓叶片的衰老,研究结果为设施草莓高温气象灾害的防御提供了依据.     

氮素对菠菜衰老生理指标的影响

田间小区试验研究了氮素与菠菜衰老的关系。结果表明,菠菜生长前期,植株根系活力增强,叶片叶绿素含量、光合速率及SOD、POD、CAT等保护酶活性升高,但生长后期均持续降低;而叶片电解质渗漏及丙二醛(MDA)含量在全生育期内则持续增加。在施氮量低于600.kg/hm2条件下,增施氮素可显著降低菠菜叶片的电解质渗透率及MDA含量,增强SOD、POD和CAT等保护酶活性及根系活力,提高叶绿素含量及光合速率,延缓菠菜衰老,进而提高菠菜产量。菠菜收获时,氮素用量600.kg/hm2处理的叶片电解质渗透率和MDA含量分别比对照(不施氮)降低50.9%、67.2%,SOD、POD和CAT活性及根系活力分别高59.2%、478.4%、290.9%和131.3%;叶绿素含量及光合速率分别高59.6%、131.3%,增产率达88.0%。施氮量达900.kg/hm2时则发生负效应,虽然产量比对照增产75.3%,但比600.kg/hm2施氮量减产6.7%。     

锰硼营养对黄瓜产量及抗氧化酶活性的影响

采用田间试验、植株生理生化测定方法,研究了Mn、B营养对黄瓜产量与抗氧化酶活性的影响。结果表明,Mn、B营养具有明显的互作效应,适宜的Mn、B配施可提高黄瓜产量和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(cAT)、硝酸还原酶(NR)活性以及叶绿素、抗坏血酸(ASA)含量,降低丙二醛(MDA)含量。黄瓜生产能力与超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、硝酸还原酶活性显著正相关,与丙二醛含量呈显著负相关。     

Effects of drought stress on some agronomic and bio-physiological traits of Trititicum aestivum,Triticale, and Tritipyrum genotypes

ABSTRACT

Drought tolerance is a complex trait that involves different biochemical and physiological mechanisms in plants. It was the objective of the present study to evaluate the agronomic and biochemical responses of triticale, tritipyrum, and wheat to drought stress. For this purpose, twenty-seven genotypes were evaluated under two levels (non-stress and drought stress) of irrigation during 2015?2017. The metabolic traits studied included relative water content (RWC), membrane stability index (MSI), chlorophyll a (Chla), chlorophyll b (Chlb), carotenoids (Car), leaf proline content (Pro), leaf soluble carbohydrates (LSC), glycine betaine (GB), malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H₂O₂), seeds per spike (SS), seed weight (SW), biological yield (BY) and seed yield (SY). Drought stress increased Pro, LSC, and GB contents as well as lipid peroxidation through increasing MDA and H₂O₂ activities. However, both RWC and MSI indices as well as SS, SW, SY and BY reduced as a result of drought treatment although the least decrease of SY was observed at triticale group. During the two years of study, the tritipyrum genotypes exhibited their drought tolerance by accumulation of more LSC and GB as well as lower decrease in SW while the triticale ones responded by maintaining higher levels of RWC but producing less MDA and H₂O₂. It may, therefore, be concluded that the three species studied exploit different mechanisms to maintain tolerance against drought stress. Finally, correlation analysis indicated the positive effects of LSC on SY under both drought and normal conditions, which is obviously a promising trait in wheat, triticale, and tritipyrum that can be beneficially exploited in drought tolerance improvement programs.     

草铵膦对转基因抗草铵膦马铃薯田间杂草的防效及安全性评价

为了解草铵膦对转基因抗草铵膦马铃薯田间杂草的防效及对马铃薯和环境的安全性,本研究在转基因抗草铵膦马铃薯苗期向田间杂草和马铃薯茎叶定向喷施有效成分分别为0(G0)、847.5(G1)、1 271.25(G2)和1 695 g·hm^-2(G3)的草铵膦,系统比较了药后1、4、11和20 d时马铃薯叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,药后30和45 d时马铃薯植株的平均株高、茎直径、根茎叶鲜干重和杂草株数,以及成熟期马铃薯块茎营养品质、单株产量、土壤和块茎中草铵膦残留在各处理间的差异。结果表明,药后不同时期,各处理间的马铃薯叶片MDA和Pro含量、SOD和CAT活性均无显著差异。药后30和45 d时,除各草铵膦处理区的根茎叶鲜干重显著高于清水对照外,各处理间的马铃薯株高、茎直径和成熟期块茎营养品质均无显著差异,说明试验剂量的草铵膦对马铃薯生长发育及品质无显著影响。与清水对照相比,各剂量的草铵膦对杂草均有明显的防除效果,且可以明显地提高马铃薯的单株产量,杂草的株、鲜重防效和成熟期马铃薯单株产量在各处理间的差异均依次表现为G3>G2>G1,但在土壤和块茎中均未检测到草铵膦残留。综上,采用有效成分1 695 g·hm^-2草铵膦可以有效防除杂草,对马铃薯安全,且在土壤和马铃薯块茎中未检出草铵膦残留。本研究结果为草铵膦的科学使用提供了理论依据。