湖南省石漠化地区常绿藤本植物抗寒性研究初探

为研究目前应用于石漠化治理的常绿藤本植物抗寒适应性,以6种2 a生离体枝条为试材,测定不同低温处理叶片的电解质渗出率,可溶性蛋白质和丙二醛(MDA)的含量,以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性。结果表明:低温胁迫下6种常绿藤本植物叶片的电解质渗出率呈明显的"S"型上升趋势,拟合Logistic方程得出6种常绿藤本植物半致死温度(LT50);随着温度的降低,叶片内MDA含量持续上升,可溶性蛋白质含量、SOD活性表现出先升后降的趋势,络石和皱叶忍冬的CAT活性一直维持较低水平而其他常绿藤本植物显著高于对照,POD活性总体呈上升趋势。根据隶属函数法,求出隶属函数值,判定6种常绿藤本植物均可在湖南用于石漠化治理,而常春油麻藤和皱叶忍冬在湘北及湘西应用时需谨慎。     

盐胁迫对油棕幼苗生理生化特性的影响

采用半年生盆栽油棕幼苗为研究材料,考察了盐胁迫对其质膜透性、可溶性糖、脯氨酸、丙二醛(MDA)含量以及SOD和POD活性的影响。研究结果表明:随着盐浓度的升高和盐胁迫时间的延长,油棕幼苗叶片细胞质膜透性增大,可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量均有不同程度的升高,SOD和POD活性呈现出先升高后降低的变化趋势。     

早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响

[目的]研究早期水分胁迫对水稻干物质积累和氮素吸收利用的影响。[方法]以一季中稻为试验材料,在大棚内开展了轻度水分胁迫(QX)和重度水分胁迫(ZX)对不同生育时期不同器官影响的盆栽试验。[结果]2种水分胁迫处理均明显抑制了水稻不同时期的干物质量。分蘖期,CK组根、茎、叶干物质相对QX和ZX处理有不同程度(121.1%~211.2%)的增加。CK组穗重最大,为53.21 g/盆,其相对QX和ZX处理分别增加44.9%和43.3%,差异显著。相对CK而言,水分胁迫显著提高了ZX处理水稻茎秆和叶片的氮含量,但是由于水稻干物质量受到显著抑制,所以ZX处理的氮积累量显著低于CK组。[结论]前期的水分胁迫显著影响水稻产量和氮素吸收利用,田间管理措施要适时排水或灌溉,避免水分胁迫对水稻产量造成不可逆的影响。     

不同浓度NaCl对‘达米娜’葡萄影响的主成分分析

为筛选NaCl胁迫对葡萄影响的主要指标,建立评价葡萄抗盐性体系提供理论依据,以沙培1年生‘达米娜’葡萄自根苗为试验材料,研究6个浓度NaCl胁迫10天后,葡萄根系和叶片相对电导率、叶片超氧阴离子产生速率、H_2O_2含量、抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)活性、植株新梢长度和总生物量的变化。结果表明:与对照相比,随着NaCl浓度的升高,根系和叶片相对电导率呈逐渐上升趋势,叶片超氧阴离子产生速率和H_2O_2含量增加,叶片中SOD和CAT活性呈先升高后降低的趋势,APX活性呈现"降低—升高—降低"的趋势,而POD活性呈下降的趋势;高浓度NaCl胁迫下,新梢长度和植株总生物量降低,叶片超氧阴离子产生速率和H_2O_2含量增加可能与较低的抗氧化酶活性有关。通过主成分分析得到,新梢长度、叶片CAT活性、H_2O_2含量和APX活性可作为不同浓度NaCl胁迫对葡萄影响的评价指标。     

玉米SRO基因家族的鉴定及表达分析

【目的】SRO(similar to rcd one)是植物所特有的一类小蛋白家族,其在植物的生长发育,及应对非生物胁迫中发挥着重要功能。基于玉米全基因组数据库,鉴定玉米SRO家族基因,分析其序列、基因定位、蛋白结构及其系统进化关系,同时解析Zm SROs在玉米组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下的表达变化,为阐明SRO基因在玉米生长和逆境响应中的功能研究奠定基础。【方法】利用拟南芥SRO家族基因为探针,在玉米全基因组查找并下载玉米SRO基因序列,并从Maize GDB中获取玉米SRO基因相关信息,包括CDS、氨基酸序列及染色体位置等。通过生物信息学工具(GSDS2.0、Expasy-protparam、SOPMA、Plant-m PLoc、EMBL-EBI、MEME)对获得序列的基因结构、蛋白质分子量、等电点、二级结构、亚细胞定位、保守结构域、保守基序原件等进行预测和分析。同时利用Clustalx(1.83)和MEGA 6.0软件进行同源序列比对并构建系统进化树。运用实时荧光定量PCR技术分析玉米SRO组织表达特异性及其在高盐和干旱胁迫下SRO的表达变化情况。【结果】从玉米全基因组共鉴定6个SRO家族基因,分别命名为Zm SRO1a—Zm SRO1f。Zm SROs分布于第1、4、5和9染色体,包含2—5个内含子。序列分析发现CDS序列长度在1 215—1 791 bp;编码氨基酸数目为404—596 aa;分子量为45.23—66.78 k D;等电点为7.01—9.17。亚细胞定位分析发现Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d定位于叶绿体,Zm SRO1e则定位于过氧化氢酶体,Zm SRO1f定位于细胞核。系统进化树分析发现Zm SROs分为3个亚类,Ⅰa亚类包括Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c,Ⅰb亚类包括Zm SRO1f,Ⅰc亚类包括Zm SRO1d/Zm SRO1e。保守结构域分析结果显示Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e包含PARP和RST结构域,缺少WWE结构域,Zm SRO1f包含WWE和PARP催化中心,RST结构域缺失。Zm SROs蛋白共找到5个保守基序,命名为基序1—5。Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c包含所有保守基序,Zm SRO1d/Zm SRO1e缺少保守基序3,Zm SRO1f缺少保守基序5。组织表达分析发现Zm SROs在根系特异性表达。高盐胁迫下,玉米根系中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1c/Zm SRO1d/Zm SRO1e在1 h时显著上调表达,地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达,而Zm SRO1f在处理6 h显著上调表达。干旱胁迫下,玉米根系Zm SRO1e在1 h显著上调表达,Zm SRO1f在24 h显著上调表达;地上部中Zm SRO1a/Zm SRO1b/Zm SRO1d/Zm SRO1e均下调表达。【结论】玉米SRO家族基因包含6个成员,被划分为3个亚类,6个Zm SROs在玉米根系中特异性表达,且可以不同程度地响应干旱和高盐胁迫。     

硒对铜胁迫酿酒葡萄幼苗生理特性的影响

[目的]探讨亚硒酸钠(Na2SeO3)对铜胁迫酿酒葡萄幼苗生理特性的影响,为揭示硒元素缓解酿酒葡萄幼苗铜胁迫作用提供参考依据.[方法]以宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄产区淡灰钙土在温室中盆栽酿酒葡萄赤霞珠,分析添加外源硒(1.0mg/kg)对铜胁迫(300.0mg/kg)酿酒葡萄幼苗叶片光合色素含量、抗氧化酶[过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)]活性、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的影响.[结果]与对照(CK)相比,1.0mg/kg硒处理能提高酿酒葡萄幼苗叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和总叶绿素(Chla+b)含量及POD和CAT活性,降低MDA含量,但对SOD活性和可溶性蛋白含量无显著影响(P>0.05);300.0mg/kg铜胁迫可显著降低葡萄幼苗叶片的叶绿素(Chl)和可溶性蛋白含量(P<0.05,下同),提高Chla/b、抗氧化酶活性及MDA含量;1.0mg/kg硒+300.0mg/kg铜处理的葡萄幼苗叶片Chl和可溶性蛋白含量与CK相当,但均高于300.0mg/kg铜胁迫处理,SOD、POD和CAT活性比300.0mg/kg铜胁迫处理略有降低,MAD含量显著低于300.0mg/kg铜胁迫处理.[结论]铜胁迫条件下,低浓度(1.0mg/kg)硒元素能提高酿酒葡萄幼苗对逆境的耐受力,提高叶片抗氧化酶活性,降低叶片细胞膜质过氧化程度,进而缓解铜对葡萄幼苗的毒害作用.     

28-高芸苔素内酯对低温弱光胁迫辣椒幼苗光合和荧光特性的影响

[目的]探讨28-高芸苔素内酯(28-HBR)对低温弱光胁迫辣椒幼苗光合和荧光特性的影响,为冬春季培育辣椒壮苗提供技术支持.[方法]以辣椒品种亚洲雄风为试材,分别于正常温光[昼/夜温度24 ℃/18 ℃,光照500.0 μmol/(m2·s)]和低温弱光[昼/夜温度12℃/6℃,光照100.0 μmol/(m2·s)]下喷施清水和150.0 mg/L 28-HBR后1、5、9和13 d,测定分析各处理幼苗的生物量、叶绿素含量、气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标.[结果]在低温弱光下,喷施150.0 mg/L 28-HBR 9 d后辣椒幼苗的生物量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、调节性能量耗散Y(NPQ)、非光化学猝灭系数NPQ和qN显著提高(P<0.05,下同),胞间CO2浓度(Ci)显著下降;处理13 d后,辣椒幼苗的生物量、Pn、Y(NPQ)、NPQ和qN显著下降,而叶绿素a/b(Chla/b)和Ci显著升高.相关性分析结果表明,生物量与叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、Gs、Tr、qN和qP呈显著正相关.[结论]喷施150.0 mg/L 28-HBR可促进低温弱光胁迫辣椒幼苗的光合作用,使其生物量增加,Y(NPQ)提高,从而保护光合系统,缓解低温弱光胁迫对辣椒幼苗造成的伤害.     

三叶木通叶片解剖结构和光合特征对干旱胁迫的响应

[目的]分析干旱胁迫下三叶木通叶片的解剖结构和光合特性,为西南喀斯特石漠化区生态修复植物材料选择提供参考依据.[方法]盆栽喀斯特地区适生植物三叶木通并进行连续干旱胁迫处理,采用常规石蜡切片法和Li-6400光合仪分别测定其幼苗叶片的解剖结构参数和光合参数,分析解剖结构和光合生理特征变化,以及二者间的相关性.[结果]随土壤相对水含量(SRWC)的降低,三叶木通幼苗叶片呈厚度变薄、水含量降低和栅栏组织缩短变紧密等变化趋势;总叶绿素(Chlt)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降,水分利用效率(WUE)提高;SRWC降至29%时,大部分解剖指标和光合指标呈显著性差异变化(P<0.05).主成分分析结果表明,大于1.000的叶片解剖指标特征值中有4个主成分的载荷值差异极大,贡献率达88.195%,主要指标为栅栏组织、下表皮、木质部和海绵组织;大于1.000的叶片光合指标特征值有2个主成分的载荷值差异极大,贡献率达83.277%,指标为Gs和Chlt.相关性分析结果表明,SRWC与叶片水含量(LWC)、Chlt、Pn、Gs、胞间CO2浓度(Ci)、Tr、气孔限制值(Ls)及叶片解剖结构中的叶片厚度、栅栏组织厚度和木质部厚度均呈极显著正相关(P<0.01,下同),与WUE和叶片组织结构疏松度呈极显著负相关.[结论]三叶木通幼苗在干旱胁迫下通过改变叶片结构特征、降低光合作用和提高水分利用效率等方式适应干旱频发的喀斯特环境;SRWC为29%可视为三叶木通幼苗受干旱胁迫的起点;栅栏组织、海绵组织、木质部及Gs可作为三叶木通耐旱性品种筛选的参考指标.     

3种外源植物生长调节剂对干旱胁迫下烟草生理的影响

以K326品种烤烟为试验材料,采用盆栽试验研究干旱胁迫下烤烟生长与生理状况,以及喷施水杨酸、甜菜碱和氯化胆碱对烤烟抗氧化代谢影响。结果表明,干旱胁迫抑制烤烟正常生长,烟株矮小,有效叶片数目少,茎干瘦弱,叶长变短及叶宽变窄。喷施植物生长调节剂可以缓解干旱胁迫症状,喷施氯化胆碱能有效增加株高、最大叶长、有效叶片数,提高烟株干重、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶酶(SOD)活性;喷施甜菜碱对过氧化氢酶(CAT)活性有较好调节效应;喷施水杨酸能显著提高过氧化物酶(POD)活性,提高烤烟茎围和最大叶宽。综上所述,植物生长调节剂能提高烟株耐旱性,增强烟株对干旱环境适应性,其中以喷施氯化胆碱效果最佳。     

温度胁迫对褐飞虱不同抗性水平水稻 营养生长和生理指标的影响

[目的]研究温度胁迫对褐飞虱不同抗性水平水稻营养生长和生理指标的影响,为抗虫稻种的选育及合理布局提供参考.[方法]分别将处于四叶一心期和拔节期的抗虫稻ASD7、高感稻TN1和感虫稻桂育9号(GY9)置于人工气候箱中,设高温恒温、高温变温、异常低温和对照(CK)4个处理,连续处理5 d后测定水稻叶宽、株高、生物量、株水含率及叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量.[结果]四叶一心期和拔节期,不同褐飞虱抗性水平水稻品种的叶宽均以异常低温处理最宽,高温恒温处理最窄;株高、株鲜重及水含率在高、低温胁迫下均较CK有不同程度的降低;水稻株干重、叶片可溶性糖及可溶性蛋白含量在异常低温处理下较CK升高,在高温变温处理下较CK降低.同一温度处理下,GY9的叶宽、株高和生物量最高,且其拔节期的水稻叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量也相对较高.[结论]感虫稻GY9在不同温度胁迫下的生长发育较快、生理代谢物质含量较高,对温度胁迫的耐受力相对较强,能够适应广西初夏多变的气候.