NaCl对渗透胁迫下三角叶滨藜光合作用和水分状况的调节

以溶液培养的三角叶滨藜(Atriplex triangularis)为材料, 测定分析了在PEG诱导的渗透胁迫条件下, 适量的NaCl对其光合作用和水分吸收的影响, 以探讨环境溶液中NaCl对植物适应干旱的影响。结果表明, PEG诱导的渗透胁迫导致三角叶滨藜植株吸水困难、叶绿素含量降低、光合系统受损、生长受抑制、生物量减少; 而在PEG渗透胁迫的处理液中添加10–40 mmol·L^–1NaCl可以明显降低植株水势和叶片渗透势, 维持较高的细胞膨压, 减缓PEG渗透胁迫对光合系统的破坏作用, 保证相对较高的光合速率和生长速度, 从而有效增强了三角叶滨藜对渗透胁迫的适应能力。     

不同光照强度下三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应

以溶液培养的三角叶滨藜植株为材料研究了不同光照条件下其叶片光合作用对盐(NaCl)激胁迫的即刻反应及变化规律.结果表明,三角叶滨藜光合作用对盐激胁迫的响应有8 min左右的滞后期.在光照强度为100umol·m-2·-1和100 mmol·L-1浓度NaCl共同作用下,三角叶滨藜叶片净光合速率略有上升;但随NaCl浓度和光照强度进一步增加,其净光合速率呈下降趋势,且光照越强,盐胁迫导致的净光合速率下降幅度越大.同时,弱光下或强光低浓度NaCl胁迫下,盐激胁迫导致的净光合速率下降主要是气孔限制引起的;而强光下,高浓度的NaCl胁迫导致的净光合速率下降在盐激胁迫处理的前30-40 min主要由气孔限制引起.40 min后则主要由非气孔限制引起.可见,不同光照强度和NaCl浓度胁迫下三角叶滨藜叶片光合作用响应规律不同,引起净光合速率下降机制各异.     

等渗NaCl、干旱胁迫对番茄幼苗光合特性及叶绿体超微结构的影响

为分析等渗盐分和水分胁迫对番茄叶片光合功能的影响,选用耐盐性不同的4种基因型番茄(小果型的辽园红玛瑙、野生醋栗番茄、大果型的金田粉冠、超402)进行等渗的140 mmol·L^-1NaCl和15%PEG6000模拟盐分和水分胁迫.结果表明: 在光合特性方面,处理12 d后,两种胁迫导致4种不同基因型番茄的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量)、光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾效率降低,气孔限制值升高.两种胁迫导致的光合下降由气孔性因素所致.等渗的盐分胁迫对番茄的光合系统损伤大于水分胁迫,这是因为盐分胁迫除了渗透胁迫还会导致离子伤害.4种不同基因型番茄中,耐盐型的辽园红玛瑙具有高光合特性,金田粉冠光合效率最差.在叶绿体超微结构方面,两种胁迫会造成番茄叶片的气孔密度增加,气孔张开率降低,叶绿体长度增加,宽度变小,长宽比增大,叶绿体内基粒数减少,嗜锇颗粒数增多.盐分胁迫下两种番茄叶绿体结构的影响大于水分胁迫,耐盐种醋栗番茄气孔变化小于盐敏感品种金田粉冠.     

不同生育期玉米叶片光合特性及水分利用效率对水分胁迫的响应

利用大型移动防雨棚开展了玉米水分胁迫及复水试验,通过分析玉米叶片光合数据,揭示了不同生育期水分胁迫及复水对玉米光合特性及水分利用效率的影响。结果表明:水分胁迫导致玉米叶片整体光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降以及光合速率日变化的峰值提前;水分胁迫后的玉米叶片蒸腾速率、光合速率和气孔导度为适应干旱缺水均较对照显著下降,从而提高了水分利用效率,缩小了与水分充足条件下玉米叶片的水分利用效率差值;在中度和重度水分胁迫条件下,玉米叶片的水分利用效率降幅低于光合速率、蒸腾速率和气孔导度的降幅, 有时甚至高于正常供水条件下的水分利用效率;适度的水分胁迫能提高玉米叶片的水分利用效率,从而增强叶片对水分的利用能力,抵御干旱的逆境;水分亏缺对玉米光合速率、蒸腾速率及水分利用效率的影响具有较明显滞后效应,干旱后复水,光合作用受抑制仍然持续;水分胁迫时间越长、胁迫程度越重,叶片的光合作用越呈不可逆性;拔节-吐丝期水分胁迫对玉米叶片光合作用的逆制比三叶-拔节期更难恢复。     

水分胁迫对牛心朴子光合生理特性影响的研究

采用PVC管种植模拟土壤干旱的方法,研究了牛心朴子(Cynanchum komarovii)在水分胁迫下光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、叶绿素荧光的变化规律及不同生育期适应性表现。结果表明：土壤水分胁迫对牛心朴子叶片光合生理的影响与其胁迫时间及其胁迫程度都有关系,胁迫前中期Pn下降的原因主要是气孔限制,而到后期则以非气孔因素限制为主。中度土壤水分胁迫在短期内对牛心朴子叶片光合作用具有促进作用,而且有利于WUE的提高。而重度胁迫对牛心朴子Pn的影响较显著,而且非气孔因素的出现早于中度胁迫的处理。牛心朴子的光合生理对土壤水分胁迫具有一定的适应时期和适应范围。     

水分胁迫对小麦叶片光合作用的影响及其与抗旱性的关系

在水分胁迫初期,两个小麦品种叶片光合速率,气孔导度和细胞间隙CO_2浓度降低,气孔限制值增加,光合速率的降低主要是气孔因素的限制。中度到严重水分胁迫使叶片光合速率、气孔导度和气孔限制值降低,细胞间隙CO_2浓度明显增加,且叶圆片放氧能力,叶绿体Hill反应、叶绿素荧光强度和表观量子产额降低,此时光合速率的降低主要是叶肉细胞光合活性的下降引起的。抗旱性弱的郑引一号叶肉细胞光合活性比抗旱性强的丰抗13更容易受到水分胁迫的影响。     

土壤盐分对三角叶滨藜抗旱性能的影响

本实验用不同浓度NaCl溶液浇灌后进行干旱处理,测定了不同处理条件下三角叶滨藜幼苗在干旱持续过程中植株生长状况、叶片光合作用、抗氧化酶活性以及植株水分状况等的变化,以分析土壤盐分对三角叶滨藜耐旱性的影响。结果显示,用0.1—0.4 mol/L NaCl溶液浇灌后进行干旱处理（“干旱 NaCl”）的三角叶滨藜幼苗在干旱持续期间植株生长量、叶片净光合速率均明显高于用水浇灌后进行干旱处理（“干旱”）的三角叶滨藜幼苗,且后者在干旱处理的后期导致了叶片光合机构的明显损伤,前者则无。同时,“干旱 NaCl”处理的植株叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性的变化幅度明显小于“干旱”处理的,且前者的丙二醛含量显著低于后者。进一步分析各处理土壤和植株水分状况发现,与“干旱”处理相比,“干旱 NaCl”处理显著提高了土壤的保水能力,增加了植株对Na 的吸收和积累,降低了叶片渗透势。由此可见,土壤中适量盐分存在能够增加三角叶滨藜对Na 的吸收和积累、降低组织渗透势、维持较强的吸水和保水力,从而减弱因干旱脱水导致的过量活性氧自由基产生对细胞膜系统的损伤和对光合机构的破坏,有利于维持相对较高的物质生产能力和细胞的持续生长,最终表现为耐旱性能的增强。     

盐胁迫光合代谢损伤快速、无损监测

叶绿体是对盐分最为敏感的细胞器,也是延迟荧光(delayed fluorescence,DF)主要的生成位点.利用自制的便携式DF探测系统,以早熟18号大豆品种为材料,分析了盐胁迫和渗透胁迫对光合速率(Net photosyn-thesis rate,Pn)、DF强度和叶绿素含量的影响.结果显示,Pn和DF随着NaCI和sorbitol胁迫浓度的升高而同等程度的降低.盐胁迫对光合作用早期的、主要的胁迫因素是渗透胁迫,离子毒害只是在相对较晚的时间才表现出伤害作用,Na+通道阻断剂phenytoin显著逆转盐胁迫光合作用抑制效应的慢相也极好地证明了这一结果.Pn和DF-致性变化证实,DF强度的变化可以用来快速鉴别和评价盐分对植物光合代谢的胁迫方式和胁迫程度.DF技术有望是耐盐植物新品种快速筛选及植物耐盐机制研究的一项新的技术手段.     

水分胁迫下烯效唑对百日草幼苗光合特性及叶解剖结构的影响

以百日草‘芳菲1号’为试材,研究不同水分胁迫下烯效唑(S3307)对其幼苗生长、光合特性及叶解剖结构的影响,以明确S3307对百日草的抗旱作用及其机理。结果显示:(1)在水分胁迫下,百日草的生长均受到不同程度的抑制,叶绿素含量显著降低,光合作用受到抑制,叶解剖结构有所变化。(2)S3307处理后,均能够显著降低所对应的不同程度水分胁迫下百日草的株高,显著增加茎粗、叶面积、叶片厚度、栅栏组织厚度和根冠比,显著增加叶绿素含量,提高百日草的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)。研究表明,S3307能够提高百日草的抗旱性,而且在轻度和中度水分胁迫下Pn的下降主要是由气孔因素引起,而在重度水分胁迫下光合速率的下降是由非气孔因素引起的。     

三角叶滨藜根吸水特点与其抗盐性的关系

采用压力室和冰点渗透压计测定了三角叶滨藜在不同浓度NaCl的根系环境溶液中根木质部的压力势和伤流液的渗透势,并利用原子吸收分光光度计测定了植株和伤流液以及环境溶液中Na 含量。结果表明:随着根环境溶液NaCl浓度的增加,三角叶滨藜植株和木质部伤流液中Na 含量虽呈上升趋势,但根系的过滤系数和体内Na 相对累积量逐渐降低,说明三角叶滨藜根细胞对盐分有很强的过滤作用;木质部伤流液的渗透势随着环境溶液渗透势的降低而降低,但根木质部溶液的水势则逐渐高出根外环境溶液的渗透势;表明三角叶滨藜能够利用较低的木质部负压来抵抗根外溶液的低渗透势而反渗透吸水,并利用根细胞对盐分的过滤作用来避免从环境摄取过量的盐分。     

NaCl胁迫对马齿苋光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以马齿苋为材料,采用温室盆栽法研究了14 d NaCl胁迫处理对其幼苗生长、光合作用和叶绿素荧光特性的影响.结果显示:(1)马齿苋幼苗的鲜重和株高在25 mmol·L-1 NaCl胁迫时与对照无显著差异,但其随着NaCl浓度的继续增加均显著降低,且其生物量受到的抑制早于株高.(2) NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片净光合速率(Pn)降低,胞间二氧化碳浓度(C1)增大,且两者的变化幅度随着NaCl浓度增加而增大.(3)NaCl胁迫下,马齿苋幼苗叶片的初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、恒态荧光(Fs)、恒态荧光与初始荧光差值(△F0)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/Fo)和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)均降低,叶片光化学荧光猝灭系数(qP)也在NaCl胁迫下降低,而非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升;在0～50 mmol·L-1NaCl胁迫下,幼苗叶片各荧光参数下降幅度小于其他高浓度NaCl胁迫.研究表明,在NaCl胁迫条件下,马齿苋幼苗叶片的光合作用受光抑制伤害,但在低浓度NaCl下能够较多地将光能用于光化学反应,光抑制程度较低,保持了较高的净光合速率,明显减轻盐胁迫对植株生长的影响,表现出一定的耐盐性.     

NaCl胁迫对盐桦幼苗生理特性的影响

利用不同NaCl浓度的土壤处理1年生盐桦幼苗,在不同时间分别测定叶片气体交换参数、叶绿素含量及主要渗透物质含量,以探讨盐桦的耐盐机理.结果显示:(1)随着NaCl浓度的增加,净光合速率(P_n)呈下降趋势,当NaCl浓度小于1.6%时,P_n下降以非气孔因素为主,当NaCl浓度大于1.6%时,P_n下降以气孔因素为主;叶片中叶绿素(Chl)含量呈现在1%时有所增加尔后下降的趋势,Chl a/b值则直接降低;相对电导率(Rc)、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(Ss)含量均在1.0%～1.8% NaCl呈上升趋势,而在1.8%～2.2% NaCl呈下降趋势;(2)不同盐胁迫时间对气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率、Rc、Ss影响显著,对于P_n、Chl、Pro、MDA影响不显著;(3)盐桦幼苗在1.8% NaCl时能够正常生长,而在2.2% NaCl时全部死亡.     

NaCl胁迫对大米草光合·蒸腾等生理特性的影响

研究了NaCl胁迫下大米草净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),叶片气孔导度(Gs)、细胞问CO_2浓度(Ci)、株高、叶长、叶宽、茎粗、叶绿素含量、气孔限制值和水分利用效率.结果表明:当NaCl浓度高于300mmol/L时,大米草Pn、Tr、Gs、株高、叶长以及叶绿素含量受到显著抑制(P＜0.05),叶宽及茎粗则无显著性差异.NaCl胁迫下,大米革光合速率的降低是气孔因素和非气孔因素综合导致的结果,Pn、Tr、Gs、株高以及叶绿素含量的降低可作为大米草受NaCl胁迫的症状,而WUE则保持在较高的水平,因此在防治大米草蔓延时,排水处理不是最佳选择.     

甘露醇对氯化钠胁迫下蓝藻Anabaena 7120固氮活性的增强效应

营养液中添加外源的甘露醇后,蓝藻Ａｎａｂａｅｎａ ７１２０固氮受ＮａＣｌ胁迫的程度减弱。在光合作用不能进行或受到削弱,能量供应受阻、厌氧环境中和分子氧条件下,甘露醇的良好作用减小或消失。改善能涛和碳架供应,增强氢的利用或满足合成固氮酶蛋白所需物质需求时,甘露醇缓解ＮａＣｌ胁迫蓝藻固氮的程度明显增大。     

NaCl胁迫对大米草光合·蒸腾等生理特性的影响

研究了NaCl胁迫下大米草净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）,叶片气孔导度（Gs）、细胞间CO2浓度（Ci）、株高、叶长、叶宽、茎粗、叶绿素含量、气孔限制值和水分利用效率。结果表明：当NaCl浓度高于300mmol／L时,大米草Pn、Tr、Gs、株高、叶长以及叶绿素含量受到显著抑制（P〈0．05）,叶宽及茎粗则无显著性差异。NaCl胁迫下,大米草光合速率的降低是气孔因素和非气孔因素综合导致的结果,Pn、Tr、Gs、株高以及叶绿素含量的降低可作为大米草受NaCl胁迫的症状．而WUE则保持在较高的水平．因此在防治大米草荨延时．排水处理不是最佳选择。     

外源钙和亚精胺对NaCl胁迫条件下玉米幼苗体内离子平衡和多胺水平的调节

研究了钙离子和亚精胺对盐胁迫条件下玉米幼苗生长状况、电解质渗漏、离子含量和多胺水平的影响。结果表明盐胁迫下,钠离子和腐胺含量升高,质膜受到严重伤害,而钾离子、钙离子、亚精胺以及精胺水平降低。外加氯化钙和亚精胺不但能逆转氯化钠带来的离子平衡失调、多胺代谢紊乱,而且还能减轻氯化钠导致的生长抑制和质膜伤害。在盐胁迫条件下,二环己基胺引起多胺含量严重下降的情况在一定程度上能被外加氯化钙处理所缓解。这些结果提示,钙、多胺代谢以及盐渍环境下玉米生长之间可能存在一定的关系。     

Dissociation and Reassociation of Xanthomonas α-Amino Acid Ester Hydrolase

We isolated a cDNA for basic class I chitinase (ChitiWb1). ChitiWb1 cDNA encodes a protein that consists of 315 amino acid residues and has a signal peptide. Northern blot analysis indicated that the class I chitinase mRNA in leaves and cultured cells of winged bean was increased by treatments with NaCl, KCl, CaCl₂, mannitol or saccharose, but not with abscisic acid. Thus, class I chitinase expression was shown to be up-regulated by osmotic stress.     

Gas Exchange and Carbon Partitioning in the Leaves of Celery (Apium graveolens L.) at Various Levels of Root Zone Salinity

Both mannitol and sucrose (Suc) are primary photosynthetic products in celery (Apium graveolens L.). In other biological systems mannitol has been shown to serve as a compatible solute or osmoprotectant involved in stress tolerance. Although mannitol, like Suc, is translocated and serves as a reserve carbohydrate in celery, its role in stress tolerance has yet to be resolved. Mature celery plants exposed to low (25 mM NaCl), intermediate (100 mM NaCl), and high (300 mM NaCl) salinities displayed substantial salt tolerance. Shoot fresh weight was increased at low NaCl concentrations when compared with controls, and growth continued, although at slower rates, even after prolonged exposure to high salinities. Gas-exchange analyses showed that low NaCl levels had little or no effect on photosynthetic carbon assimilation (A), but at intermediate levels decreases in stomatal conductance limited A, and at the highest NaCl levels carboxylation capacity (as measured by analyses of the CO2 assimilation response to changing internal CO2 partial pressures) and electron transport (as indicated by fluorescence measurements) were the apparent prevailing limits to A. Increasing salinities up to 300 mM, however, increased mannitol accumulation and decreased Suc and starch pools in leaf tissues, e.g. the ratio of mannitol to Suc increased almost 10-fold. These changes were due in part to shifts in photosynthetic carbon partitioning (as measured by 14C labeling) from Suc into mannitol. Salt treatments increased the activity of mannose-6-phosphate reductase (M6PR), a key enzyme in mannitol biosynthesis, 6-fold in young leaves and 2-fold in fully expanded, mature leaves, but increases in M6PR protein were not apparent in the older leaves. Mannitol biosynthetic capacity (as measured by labeling rates) was maintained despite salt treatment, and relative partitioning into mannitol consequently increased despite decreased photosynthetic capacity. The results support a suggested role for mannitol accumulation in adaptation to and tolerance of salinity stress.