低氮胁迫对不同耐低氮性玉米品种苗期生长和生理特性的影响

以4个不同耐低氮性玉米品种为材料,采用盆栽试验研究低氮胁迫对玉米苗期生长和生理特性的影响。结果表明,低氮胁迫下玉米苗期株高、叶面积、地上部干重、单株干重、氮积累量、地上部氮分配比例及叶绿素、可溶性蛋白等指标均显著下降;根冠比、根系氮分配比例、氮素生理效率、可溶性糖、MDA、脯氨酸和POD等均显著升高,根系干重在各氮水平下差异不明显。低氮胁迫下,耐低氮品种株高、叶面积、单株干重、地上部干重、根冠比、氮积累量、地上部氮分配比例、根系氮分配比例和叶绿素、可溶性蛋白、MDA变化幅度低于不耐低氮品种,而氮素生理效率、可溶性糖、脯氨酸和POD变化幅度则大于不耐低氮品种。与不耐低氮品种相比,耐低氮品种通过保持地上部氮分配比例,较高的叶绿素含量和较大叶面积来维持较强的光合生产能力;通过保持较高的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸等有机渗透物质含量和较强的POD活性来降低膜脂过氧化伤害,延缓叶片衰老,从而提高了其对低氮环境的适应性。     

干旱胁迫对4种景天科植物生理生化指标的影响

为筛选适合北方地区的屋顶绿化植物,以4种景天科植物为试材,采用盆栽控水法研究干旱胁迫对植物叶片相对含水量、相对电导率及丙二醛含量等抗旱性生理指标的影响,并结合植物生长状况及隶属函数法综合评价4种植物的抗旱能力强弱。结果表明,随着干旱胁迫时间的增加,形态上卧茎景天(Sedum sarmentosum)、长药景天(Hylotelephium spectabile)和堪察加景天(S. kamtschaticum)的评价等级为生长一般,德国景天(S. hybridum cv.Immergrunchell)生长受抑制。各种景天的叶片相对含水量都呈下降趋势,卧茎景天的相对电导率及丙二醛含量增幅较小,抗旱性较强。通过隶属函数综合评价,4种景天植物的抗旱能力大小为卧茎景天>长药景天>堪察加景天>德国景天。     

盐碱胁迫下黑麦草生长及离子微区分布特征

盐碱生境通过离子毒害和渗透胁迫等抑制植物的生长发育。离子微区分布调控主要通过调整盐分在不同部位的分布来减轻Na⁺等高浓度离子对重要组织器官的毒害作用,是盐碱胁迫下植物生存的重要策略之一。为探究黑麦草在盐碱胁迫下的离子微区分布特征,本研究通过水培法,采用不同盐碱浓度(0、50、100、200 mmol·L^-1)培养液处理黑麦草植株,考察其生长、离子吸收、运输选择性和微区分布变化,揭示黑麦草对盐碱胁迫的适应机制。结果表明:1) 盐碱胁迫下,植株的相对含水率、叶绿素含量逐渐降低,电解质外渗率显著升高;当盐碱浓度大于100 mmol·L^-1时,根长、株高和生物量均显著降低,即黑麦草的耐盐阈值是100~200 mmol·L^-1;2) 盐碱浓度为50 mmol·L^-1时,植株根中K⁺/Na⁺较空白升高了48.3%,Ca²⁺/Na⁺升高了54.1%,说明黑麦草根部可通过增强K⁺、Ca²⁺的吸收来维持细胞渗透压并缓解高浓度Na⁺的毒性;3) 在50~200 mmol·L^-1的盐碱浓度下,黑麦草叶片中可溶性组分及细胞壁中Na⁺的相对含量较对照显著增加,但细胞器内Na⁺的相对含量降低,说明叶部将Na⁺富集在液泡和细胞壁中,以减少Na⁺对细胞器的毒害作用;4) 叶片微观结构的SEM电镜图片显示,盐碱胁迫下叶片表皮增厚、导管数量减少和孔径缩小。综上所述,盐碱胁迫下黑麦草不同器官的适应机理不同,根部主要通过强化K⁺、Ca²⁺的吸收,降低对Na⁺的吸收,并将Na⁺区隔化在液泡中以降低离子毒害和维持渗透调节,而叶片主要通过将Na⁺区隔在液泡及细胞壁中,以及微观结构的变化来保护细胞器免受离子毒害。本研究可为黑麦草的耐盐碱适应机制及其在盐碱土上的种植提供理论依据。     

盐胁迫对离体百合不定芽诱导及生理活性的影响

采用组织培养法研究了5种NaCl浓度0％,0.3％,0.5％,0.8％,1.2％对百合不定芽诱导、生长及丙二醛(MDA)、脯氨酸、蛋白质含量和过氧化物酶活性的影响.结果表明:百合对盐胁迫极为敏感,随NaCl浓度的增加,百合不定芽形成频率逐渐降低,不定芽及不定根生长缓慢,且在1.2％NaCl浓度下,无不定芽及根的形成.进...     

模拟干旱和盐胁迫下沙冬青种子硬实特性和抗逆性的研究

将1~5 d内每天吸胀的沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)种子视为不同硬实程度的种子T₁,T₂,T₃,T₄和T₅,与第5 d仍未吸胀的硬实种子(记作T_r)作为试材对其硬实特性和抗逆性进行研究,以期为沙冬青种子栽培驯化提供理论依据。结果表明:随着硬实程度的提高,种子的发芽势、发芽指数、活力指数呈上升趋势;电导率和丙二醛(MDA)含量逐渐下降;可溶性蛋白含量逐渐上升。不同处理对种子的硬实破除效果表明,80℃热水浸泡种子可达到最佳破除效果。通过测定模拟干旱胁迫和盐胁迫下不同硬实程度种子的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量,表明在相同逆境条件下,随硬实程度的加深,除极个别外,各项指标值均有不同程度的升高,且一定胁迫强度下硬实种子萌发幼苗的各酶活性和脯氨酸含量均极显著高于其他萌发幼苗(P<0.01),因此,硬实种子比非硬实种子有较强的保护酶调节系统。硬实程度越高,耐旱和耐盐能力也随之升高。     

紫花苜蓿种子吸胀期胚根线粒体AsA-GSH循环对低温胁迫的响应

为探究胚根线粒体抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环响应低温胁迫的抗氧化作用机制,以紫花苜蓿种子为材料,研究了不同温度(10和20℃)处理下发芽特性、不同吸胀时间(6、12和24 h)胚根线粒体AsA-GSH循环酶活性、抗氧化物以及过氧化氢(H₂O₂)含量的变化规律。结果表明,吸胀12和24 h后,10℃处理的胚根线粒体H₂O₂含量高于20℃。吸胀24 h期间,10℃处理的胚根线粒体谷胱甘肽还原酶(GR)活性均低于20℃。吸胀12和24 h后,10℃处理的胚根线粒体抗坏血酸(AsA)含量均低于20℃。10℃条件下吸胀24 h后,与20℃处理相比,胚根线粒体谷胱甘肽(GSH)含量显著降低(P<0.05)。苜蓿种子在10℃条件下吸胀萌发时,主要通过降低AsA-GSH循环中GR、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、过氧化物酶(POD)活性和AsA、GSH含量,使胚根线粒体内的H₂O₂积累,产生氧化损伤,继而影响种子萌发的正常进程。     

PEG和NaCl胁迫对草木樨种子萌发和幼苗生长的影响

以筛选出的5份优异草木樨(Melilotus)种质PI595335、MO-LX04、PI595388、Ames19257和PI593234为材料,分别用不同渗透势的PEG(0、-0.3、-0.6、-0.9、~(-1).2、~(-1).5 MPa)及不同浓度的NaCl溶液(0、50、100、150、200、300mmol·L~(-1))模拟干旱和盐碱胁迫条件,采用纸上发芽法进行种子萌发试验,测定发芽率、发芽势、胚根幼苗长、发芽指数、活力指数等指标,并综合比较不同种质的抗旱及耐盐能力。结果表明,1)高渗透势(≥-0.3 MPa)的条件能不同程度地促进5份种质的萌发,对PI595335、MO-LX04、PI595388胚根和幼苗的生长有一定抑制作用,对Ames19257、PI593234胚根和幼苗的生长有显著的(P0.05)促进作用;而较低渗透势(≤-0.9 MPa)则显著抑制(P0.05)所有种子的萌发与幼苗生长。2)不同浓度的NaCl溶液对5份种质草木樨幼苗的生长均有显著的(P0.05)抑制作用,而低浓度的NaCl(≤100mmol·L~(-1))溶液能促进草木樨种子的萌发。3)用模糊数学隶属法综合评价结果显示,5份草木樨种质在种子萌发期抗旱性强弱为Ames19257PI593234MO-LX04PI595335PI595388,耐盐性强弱为PI593234Ames19257PI595388MO-LX04PI595335。其中Ames19257和PI593234在抗旱性和耐盐模拟试验中的表现均明显优于其它3份草木樨种质,更适于为今后杂交创制新种质提供遗传材料或在西北干旱、盐碱地区种植。     

外源一氧化氮(NO)对低温胁迫下南瓜幼苗氧化损伤的保护效应

探讨外源 NO 供体硝普钠(SNP)对冷害胁迫下南瓜生长和氧化损伤的内在机制。以南瓜银辉2号和青栗为材料,通过室内人工模拟低温逆境的方法,研究 SNP(100 μmol/L)对冷害胁迫下南瓜幼苗生长、叶绿体色素含量、有机渗透调节物质含量及活性氧代谢的影响。结果表明,冷害导致南瓜幼苗活性氧积累增加,膜质过氧化加剧,光合色素含量下降,渗透调节能力降低,从而显著抑制南瓜幼苗的生长;正常生长条件下, SNP显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,显著增加幼苗地上和地下部干重及谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢(H₂O₂)、类胡萝卜素和氨基酸总量;8 ℃/5 ℃(昼/夜)的低温胁迫下,叶面喷施外源100 μmol/L NO供体硝普钠(SNP),促进了植株生长和干物质积累,显著提高了叶片SOD、POD、APX 和GR的活性以及Pro和可溶性糖含量,减少了H₂O₂和膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的积累;外源NO明显提高了南瓜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量、抗坏血酸(ASA)、GSH和可溶性蛋白及氨基酸总量。低温胁迫下,外源NO通过促进抗氧化酶活性、抗氧化剂及有机渗透调节物质含量的提高,降低H₂O₂和MDA的积累,保护了细胞膜结构的稳定性,维持了冷害下南瓜幼苗碳氮代谢的正常进行,增强了南瓜的抗冷性。试验条件下,NO对银辉2号的促进作用大于青栗。     

非生物胁迫下牧草抗逆性研究进展

非生物胁迫(低温、高温、干旱、水涝、盐害等)是影响牧草生长和发育的重要因素,因而探究牧草抗逆性响应特征、指标、评价方法和提升途径,对于提升和稳定牧草生产有重大意义。本文通过文献资料调研和计量分析方法,综述了牧草对温度、水分和盐分等非生物胁迫作用的响应,概述了牧草的形态结构、生理生化和生产性能抗逆性指标,总结了6类牧草综合评价方法的原理和优缺点,综述了4种牧草抗逆性提升途径,并对今后在非生物胁迫下牧草抗逆性方向上需开展的3个方面研究工作进行展望,以期为选取牧草抗逆性指标和评价方法,提升牧草质量和产量提供参考依据。     

紫花苜蓿GPAT基因家族鉴定及在盐碱胁迫下的表达模式分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase, GPAT)是甘油生物合成的限速酶,参与多种脂类的生物合成途径,在植物生长发育和抗逆过程中具有重要作用。为了解GPAT基因在紫花苜蓿(Medicago sativa)应对非生物胁迫过程中的作用,本研究利用生物信息学方法共鉴定出73个紫花苜蓿MsGPATs基因。研究表明,MsGPAT基因在染色体上不均匀分布,大多数基因存在大片段复制现象。系统进化树分析将其分为3个亚组。基因结构和蛋白质保守基序分析表明MsGPAT基因家族成员多数含有2～3个外显子或11～12个外显子,至少含有1个保守基序。顺式作用元件分析表明不同MsGPATs基因含有不同的光、生长素和胁迫应答元件。基因表达谱分析显示,分别有10,5,18个MsGPATs基因积极响应高盐、高碱和混合盐碱胁迫,可作为紫花苜蓿耐盐碱研究的候选基因。