大穗结缕草对盐胁迫的响应

研究了大穗结缕草Zoysia macrostachya在1.5%NaCl胁迫过程中叶片形态、相对含水量、可溶性总糖及游离脯氨酸含量的变化对盐胁迫的响应,其结果发现,随着盐胁迫时间的延长,叶片受害程度先增加,后保持稳定,胁迫到15 d时外观又略有恢复;叶片的相对含水量表现为先下降,后保持稳定.最后又缓慢上升的趋势;叶片可溶性总糖含量和脯氨酸含量表现为逐渐增加到一个峰值后又下降的趋势.在盐分胁迫下叶片可溶性总糖和脯氨酸的积累可能是大穗结缕草抗盐的生理机理之一.     

结缕草属植物抗旱生理机理

选择抗旱种源Z125和干旱敏感种源Z098,对其干旱胁迫期间的叶片相对含水量、SOD酶活性、脯氨酸和可溶性总糖含量的变化进行研究,同时观察叶片的萎蔫情况,结果表明:随着干旱胁迫时间的延长,叶片相对含水量呈逐渐下降的趋势,开始时缓慢,Z125在干旱胁迫到第12 d,Z098在第9 d,下降趋势增加;可溶性总糖的含量逐渐增加,在15 d期间,Z125始终高于Z098;脯氨酸含量逐渐增加,大部分时间内Z125均大于Z098;SOD酶活性先增加后降低,不同种源出现峰值的时间不同,Z125在第12 d,而Z098在第9 d,前15 d中,Z125都高于Z098;干旱胁迫下,结缕草(Zoysia Willd.)水分平衡的保持、SOD酶活性的增加以及渗透调节物质(脯氨酸和可溶性总糖)的积累,是结缕草抗旱的重要生理机制。     

干旱胁迫对结缕草叶绿素荧光和光合关键酶活性的影响

在对中国结缕草属（Zoysia Willd.）植物53份种源水分利用效率评价的基础上,以高水分利用效率种源Z110和低水分利用效率种源Z132作为试验材料,对其干旱胁迫过程中叶绿素荧光特征、光合关键酶核酮糖二磷酸（RuBP）羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶的活性进行了研究。结果表明,在干旱胁迫过程中,两份结缕草种源的叶绿素初始荧光（Fo）、非光化学猝灭系数（qN）逐渐增加;叶绿素最大荧光（Fm）,PSⅡ实际光化学效率Yield,叶片表观光合电子传递速率ETR,PSⅡ光化学猝灭系数（qP）,RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性逐渐降低。在干旱胁迫过程中,除种源Z110叶绿素Fo小于Z132的叶绿素Fo外,其他参数均大于Z132,说明干旱胁迫对Z132的光合作用影响较大,Z110对干旱胁迫表现出较强的的适应能力。     

干旱胁迫和施氮对结缕草种群特征和生理特性的影响

分析了氮、水分与上海结缕草(Zoysia japonica cv. Shanghai)生长之间的相互关系,为上海结缕草草坪科学施肥和灌溉提供依据。试验选择干旱胁迫和施氮2个因素,各设置3个水平,结果表明:轻度干旱胁迫+中氮组合处理的草坪品质非常好,草坪密度和地上生物量高于或接近无干旱胁迫+中氮组合处理,且显著好于轻度干旱胁迫的其他处理和重度干旱胁迫的全部处理(P0.05);高氮处理的结缕草株高在同一干旱水平中均明显高于其他处理(P0.05)。在相同干旱胁迫下,施氮后第19天,结缕草叶片的相对电导率、游离脯氨酸含量和可溶性糖含量均随施氮量的增加而呈现升高的趋势;与此相反,施氮后第41天时,则呈现出随施氮量的增加而降低的趋势;随着干旱胁迫程度的增加,叶片丙二醛含量呈现增加的趋势。研究结果表明,适度的干旱胁迫和适量的氮肥有助于维持上海结缕草较好的坪用品质。     

干旱胁迫下结缕草叶片抗坏血酸与相关生理指标变化的品种差异研究

通过盆栽试验,以日本结缕草与细叶结缕草为材料,研究了干旱胁迫下结缕草叶片AsA含量与相关生理指标的品种差异。结果表明,干旱胁迫下日本结缕草和细叶结缕草叶片中AsA含量与相关生理指标的动态变化规律基本相似,但品种间差异显著。干旱胁迫下2个品种的AsA含量和AsA/DHA均呈现先上升后下降的变化趋势,但日本结缕草下降的时间更早。干旱胁迫下叶片相对含水量、POD活性在2个品种中均呈下降趋势,但日本结缕草的下降趋势更明显,尤其在干旱胁迫后期。胁迫后日本结缕草叶绿素a与叶绿素b含量下降明显,而细叶结缕草变化不大。胁迫后两者的相对电导率和MDA含量均呈上升趋势,但日本结缕草增加的幅度更为显著。干旱胁迫后日本结缕草和细叶结缕草叶片Rubisco的含量均在第3天开始下降,胁迫后期日本结缕草Rubisco含量恢复到对照水平,而细叶结缕草Rubisco含量在胁迫后期显著高于对照。本研究结果表明,干旱胁迫下结缕草可以通过增加和维持叶片中AsA含量与POD活性来减缓Rubisco及叶绿素的降解,降低干旱胁迫对植株造成的氧化胁迫伤害程度,进而改善其抗旱能力。本研究结果进一步证实结缕草抗旱能力有品种差异,其中日本结缕草抗旱能力弱于细叶结缕草。     

两种结缕草品系对低温胁迫的生理响应研究

为探明不同生态条件下日本结缕草(Zoysia japonica Steud.)对低温胁迫的生理响应,以生态条件具明显差异的日本结缕草两品系室兰(Muroran)和表山北(Tawarayama Kita)为材料,采用电导法测定不同低温处理条件下其离体叶片及匍匐茎相对电导率的变化,拟合Logistic方程求得低温半致死温度(LT₅₀),并分析结缕草在低温胁迫下脯氨酸、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及丙二醛(MDA)含量的变化规律。结果表明室兰叶片、匍匐茎的半致死温度均低于表山北,低温处理后两结缕草品系的脯氨酸、可溶性糖含量均有不同程度的升高,且随着温度的降低,室兰可溶性糖含量增幅比表山北大;两品系SOD活性随温度的降低呈"下降-升高-再下降"变化趋势,而MDA含量呈相反变化趋势。0℃时,SOD活性及MDA含量在两品系间表现出极显著差异(P<0.01)。综合各项生理指标评价,室兰的抗寒性强于表山北。     

铅递进胁迫对假俭草和结缕草生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了铅递进胁迫对假俭草和结缕草叶片脂质过氧化程度、叶绿素含量、脯氨酸含量及叶片抗氧化系统等的影响.结果表明,随着Pb2 处理浓度的升高,1)假俭草叶片出现不同程度的伤害,结缕草伤害较轻;2)2种草叶片膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量增加,增大幅度假俭草大于结缕草;3)超氧化物歧化(SOD)活性在假俭草中先升高后降低,结缕草变化不明显;4)假俭草过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现先升高后降低的趋势,而结缕草恰好相反;5)游离脯氨酸(Pro)含量假俭草随铅胁迫浓度的增加先升高后降低,结缕草游离脯氨酸含量一直升高;6)2种草叶绿素含量都是呈现出先升高后降低的变化趋势.分析表明结缕草对铅的耐受性比假俭草强.     

生长期内三种结缕草对盐胁迫的响应

试验以大穗结缕草、沟叶结缕草和日本结缕草为试材,研究了不同盐浓度(0,0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)对生长期内3种结缕草叶片膜脂过氧化及生长的影响。结果表明,3种结缕草的生物量均随着盐浓度的增加逐渐减小;随着盐浓度的提高及处理时间的延长,3种结缕草的可溶性蛋白含量逐渐降低;相对电导率和丙二醛含量增加,在低盐浓度(0.2%~0.4%)下,两者增加幅度较小,当盐浓度为0.8%时,3种结缕草的相对电导率均达最大值,分别是38.71%,41.32%,40.97%,可溶性蛋白含量均达到最小值,分别为2.08,1.15和1.33 mg/g FW。Pro含量在处理后第10天达最大值,之后逐渐下降,后期变化比较平稳。在低盐浓度(0.2%~0.4%)下,CAT和SOD活性逐渐降低,而高盐浓度(0.6%~0.8%)下,两种酶活性呈上升-下降-上升的趋势。3种结缕草相比,大穗结缕草在高盐浓度胁迫下的相对电导率和丙二醛含量最低,而保护酶活性和可溶性蛋白含量最高。试验证明大穗结缕草抗盐能力最强,沟叶结缕草次之,日本结缕草较差。     

不同抗旱性结缕草品种在土壤干旱及复水过程中的生理差异

通过对结缕草的2个品种(抗旱性强的兰引3号和抗旱性弱的马尼拉)在土壤干旱及复水过程中的几项生理指标(游离脯氨酸、相对电导率、超氧化物歧化酶)的测定和对这些生理指标的变化规律的分析发现:兰引3号耐旱性强,干旱条件下草坪质量较高,叶片水势较大;干旱胁迫下抗旱性相对较弱的马尼拉叶片游离脯氨酸含量及相对电导率增加幅度较大;胁迫期间2品种超氧化物歧化酶活性均先升后降,兰引3号超氧化物歧化酶高峰期出现早且含量高;复水后2个品种恢复程度不同,兰引3号由于复水前持续干旱没有造成严重伤害,所以游离脯氨酸、相对电导率恢复快,而马尼拉各项指标恢复较慢。     

日本结缕草抗寒相关性状的QTL分析

为寻找与结缕草(Zoysia japonica steud.)抗寒性状相关的数量性状位点(QTLs),利用生态条件具明显差异的2个日本结缕草品系室兰(Zoysia japonsic cv. Muroran)和俵山北(Zoysia japonsic cv. Tawarayama Kita)及其假测交产生的F₁代86个个体为材料,研究其在人工低温胁迫条件下叶片的半致死温度(LT₅₀)及可溶性糖、可溶性蛋白含量及过氧化物歧化酶(SOD)活性的变化,并以447个SSR标记构建的日本结缕草遗传连锁图谱为基础,对抗寒相关的性状可溶性糖、可溶性蛋白含量及SOD活性进行了QTL定位分析。结果表明:F₁群体的可溶性蛋白含量与叶片LT₅₀呈显著负相关(P<0.05),可溶性糖含量及SOD活性与叶片LT₅₀呈极显著负相关(P<0.01)。分别定位到与叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量和SOD活性相关的QTL各1个,分布于3个连锁群上,QTL的LOD值介于2.19~2.42之间,单个QTL可解释性状表型变异的范围在13.3%~13.8%。     

不同纬度种群日本结缕草对冷胁迫的生理反应

对不同纬度分布的日本结缕草种质资源耐寒性进行了研究,低温是日本结缕草(Zoysia japonica)冬季生长的主要限制因素。在田间条件下,探讨其对冷胁迫-2℃的生理响应。结果表明,在冷胁迫下,起源于N 35°地区的草坪质量(TQ)显著低于其他纬度地区;起源高纬度地区的日本结缕草丙二醛(MDA)含量较低,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性最高,而起源低纬度地区的过氧化氢酶(CAT)活性最低;SOD和CAT活性与纬度之间呈正相关,而MDA含量与纬度呈负相关。高纬度地区日本结缕草游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白(SP)含量显著高于低纬度地区日本结缕草,并与纬度呈正相关。     

草坪草马蹄金与结缕草种子萌发期抗旱性比较

通过不同浓度分子量为6 000的聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱的方法及不同土壤含水量下成坪速度的试验,比较了马蹄金Dichondra repens与结缕草Zoysia japonica种子萌发期抗旱性强弱。结果表明,马蹄金、结缕草的发芽势随干旱胁迫强度的增加呈下降趋势,马蹄金比结缕草更易受影响,导致出芽整齐度降低;马蹄金种子萌发期抗旱性临界值为-11 bar,结缕草为-7 bar,若以发芽率作为抗旱性衡量标准,则马蹄金种子萌发期抗旱性比结缕草强;短期的轻度土壤水分胁迫有利于马蹄金和结缕草的成坪,严重土壤水分胁迫使成坪速度明显减慢,且结缕草比马蹄金更易受影响。     

结缕草ZjCSD基因的克隆及表达分析

铜锌超氧化物歧化酶是植物响应逆境胁迫过程中的关键酶,其含量和活性与植物抗逆性密切相关。本研究以结缕草cDNA为模板,利用同源克隆法,从结缕草转录组数据库中克隆获得了结缕草ZjCSD基因,该基因编码一个含有152个氨基酸的蛋白质。生物信息学分析结果显示:ZjCSD基因编码蛋白为稳定的、亲水的、酸性、非分泌脂溶蛋白,定位于细胞质中,含有CSD蛋白家族特有的保守结构域,具有典型的Cu²⁺和Zn²⁺结合位点;与小米、玉米等禾本科植物具有较高的同源性,进化关系较近。采用实时荧光定量PCR研究该基因在不同组织中、不同胁迫处理下的表达模式,结果表明,ZjCSD基因在根、茎、叶中都有表达,叶中表达量最高;干旱胁迫(30% PEG)、盐胁迫(150 mmol/L NaCl)和Cd²⁺胁迫(200 mg/L Cd²⁺)均能诱导ZjCSD基因表达量上调,Pb²⁺胁迫(1 g/L Pb²⁺)诱导ZjCSD基因表达量下调。故推测结缕草ZjCSD基因在结缕草应对干旱、盐和重金属胁迫的过程中发挥作用。     

用物理方法对结缕草种子进行催芽的技术研究

通过试验研究不同的物理方法对结缕草种子的催芽效果,对发芽及出苗情况的观察分析,发现各种处理方法均能比对照显著提高并促进种子发芽,其中以干热处理(75℃)后20,30min擦破种皮和电热毯催芽(28～30℃)2d效果最佳。     

自然降温过程中不同结缕草品种电解质渗透率的动态变化

通过连续3个月跟踪观测3个结缕草品种兰引3号Zoysia japonica cv.Lanyin No.3、青岛Z. japonica cv.Qingdao和交大1号Z. japonica cv.Jiaoda No.1在秋冬自然降温条件的电解质渗透率(EL)变化,比较供试的3个结缕草品种的抗寒性差异.结果表明,随着秋冬季节甘肃兰州的旬平均气温不断降低,3个供试材料的叶、茎和根茎电解质渗透率均出现波动,波动幅度兰引3号＜交大1号＜青岛.结合田间物候期的观测,兰引3号抗寒性和坪用性状最好.研究结果为结缕草在生产中的推广和应用提供了理论依据和技术支持.