两种麻疯树苗对盐胁迫的生理生态响应

研究两种不同基因型麻疯树苗(南油2、3号)在不同NaCl浓度下生理生态响应特征,并比较不同基因型麻疯树苗的耐盐差异性。结果表明:①用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,南油2号全株干重与对照无显著差异,而南油3号全株干重比对照显著降低。用100 mmol.L-1l或以上浓度的NaCl处理,随着盐度增加,两种树苗全株干重皆比对照显著降低,且3号苗降低的幅度大于2号苗。②在用200 mmol.L-1或以下浓度的NaCl处理,南油2、3号叶片相对含水量(RWC)皆与对照无显著差异,而在用300 mmol.L-1NaCl处理,则分别比对照显著降低5%和8%。③用25、50 mmol.L-1NaCl处理,南油2号可溶性糖(SS)含量比对照显著降低,3号与对照无显著差异;用200、300 mmo.lL-1NaCl处理后,两者SS含量均比对照显著降低。同时,2号苗可溶性蛋白(SP)含量比对照显著增加,3号苗SP含量与对照无显著差异。④随着盐度增加,南油2号苗超氧化物歧化酶(SOD)活性先增加后降低。用300 mmol.L-1NaCl处理,比对照显著降低。随着盐度增加,3号苗的SOD活性递减,皆显著低于对照。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化物酶(POD)活性与对照无显著差异。随着盐度增加,2号苗的POD活性比对照显著增加,而3号苗比对照显著降低。用25、50 mmo.lL-1NaCl处理,两种树苗的过氧化氢酶(CAT)活性皆比对照显著增加,且随着盐度增加,其变化趋势如SOD活性。结果表明,麻疯树幼苗具有较好的耐盐性,且南油2号比南油3号具有更高的耐盐性,因为前者具有更高的保护酶活性、叶片保水能力和叶片SP含量。     

盐胁迫对芦苇细胞超微结构的影响

于2009年3月从辽宁盘锦双台河口湿地挖取芦苇根茎并人工桶栽,待缓苗成功后进行不同浓度的盐胁迫处理,用透射电镜观察芦苇细胞超微结构对不同盐度胁迫的响应,以明确芦苇细胞的耐盐性。结果表明:芦苇细胞可承受4.0%以下浓度的盐胁迫。当盐度介于0%～4.0%时,芦苇细胞膜系统开始遭到破坏,使芦苇细胞受损的膜结构发生局部内陷或萎缩变形,细胞器表面变得凹凸不平,或将功能丧失的细胞器清理出细胞外,出现破裂和解体,以响应结构损伤的膜系统的修复,使细胞功能得到修复;当盐度为4.0%时,芦苇细胞叶绿体、线粒体、细胞核等具有膜结构细胞器及细胞壁遭到破坏,造成芦苇细胞膜系统的不可逆损伤,使细胞正常的物质代谢与能量转换和信息传递无法完成,导致芦苇细胞新陈代谢过程的中断,芦苇细胞生命活动趋于停止;在8.0%浓度盐胁迫下,芦苇细胞膜系统结构完全消失解体,导致芦苇细胞直接死亡。     

高寒牧草在不同温度和盐胁迫作用下的生理生化响应

测定高寒牧草垂穗披碱草(Elymus nutans)和老芒麦(Elymus sibiricus)幼苗在4 个不同浓度的NaCl 溶液(0、50、150、250 mmol·L–1)与6-15 ℃和15-25 ℃两种温度处理条件下的生理生化反馈机制。结果表明: ①垂穗披碱草随着盐浓度的提高, 可溶性糖含量呈现先低后高的趋势; 在盐浓度为Na50 时, 可溶性糖含量最低, 且不同温度处理对垂穗披碱草可溶性糖含量影响不大; 但在高盐浓度(Na150、Na250)处理下, 温度对幼苗可溶性糖含量影响极显著, 6-15 ℃处理显著提高垂穗披碱草幼苗的可溶性糖含量。②随着盐浓度增加, 两种牧草游离脯氨酸含量均迅速积累, 且15-25 ℃处理下脯氨酸含量显著高于6-15 ℃处理。③除垂穗披碱草在Na250 下SOD 酶活性达到最高外, 垂穗披碱草CAT 活性和老芒麦SOD、CAT 活性均随着盐浓度的增加呈现先增加后降低的趋势。表明在一定盐浓度下, 牧草借助抗氧化酶来清除胁迫产生的活性氧, 但高盐浓度在一定程度上抑制了牧草抗氧化酶活性, 而6-15 ℃温度处理可诱导牧草抗氧化酶活性的提高, 尤其是老芒麦。④盐胁迫导致两种牧草根尖过氧化氢含量和细胞死亡率的增加, 而6-15 ℃温度处理可以降低根尖过氧化氢的积累。两种牧草随盐浓度增加根尖细胞死亡率均有增加的趋势, 但6-15 ℃低温可以有效减轻盐胁迫对根细胞的损伤。     

蒭雷草对盐胁迫的生理响应

该文选择从西沙东岛采集蒭雷草,通过分株繁殖挑选健壮植株作为材料,模拟热带珊瑚岛生境设置不同浓度NaCl处理,研究不同程度的盐胁迫对其植株叶片丙二醛(MDA)、抗氧化酶以及渗透调节物质的影响.结果表明:(1)短期(28 d)盐胁迫下,NaCl浓度的增加并未加速蒭雷草叶片细胞发生膜脂过氧化作用,MDA含量增加幅度较小;随着...     

盐胁迫下芦苇叶肉细胞超微结构的研究

对青藏高原柴达木盆地柯柯盐湖边盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的超微结构进行了研究,并以西宁地区非盐碱地上生长的芦苇作对照。结果表明：西宁地区的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈椭圆形,其膜系统完整,基粒片层和基质片层发育良好。在盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈圆形,叶绿体内出现较大的淀粉粒,并发现有线粒体嵌入叶绿体的现象。叶绿体的类囊体膨大,线粒体的嵴也有膨大的现象。在盐湖水中生长的芦苇叶肉细胞,叶绿体的类囊体排列紊乱、扭曲、松散。类囊体膜局部被破坏,部分类囊体膜解体,空泡化,甚至消失,一些溶解了的类囊体流进细胞质中。综上所述,芦苇叶肉细胞超微结构的变化是该植物适应柯柯盐湖地区盐渍、低温、低气压、强辐射等环境因子的结果。     

发菜细胞培养物对盐胁迫的响应

用不同浓度(0、0.1、0.2、0.4 m o l.L-1)的N aC l处理BG 110培养的发菜细胞,结果显示,发菜光合速率与叶绿素荧光强度随N aC l浓度的升高先增加后降低,当N aC l浓度为0.1 m o l.L-1时光合速率与叶绿素荧光具有最大值,表明发菜细胞培养物能耐受一定浓度的盐胁迫.以BG 110+0.4 m o l.L-1N aC l为对照,在BG 11+0.4m o l.L-1N aC l的胁迫实验中,光合速率与叶绿素荧光强度下降较慢;丙二醛、脯氨酸含量较低;类胡萝卜素含量较高,表明在培养液中添加外源硝酸盐后可以缓解N aC l对发菜细胞培养物的生理胁迫效应,增强其抗盐性.     

白三叶和红三叶对人工融冻胁迫的生理响应差异

采用人工模拟融冻胁迫方法,通过测定白三叶(Trifolium repens)和红三叶(T.prat-ense)在融冻胁迫中叶片细胞膜透性、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活力、渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖和蛋白质)含量变化,以揭示未来气候变化对三叶草的影响。结果表明,经历融冻胁迫循环后抗冻力强的白三叶植株能恢复生长,而抗冻力弱的红三叶枯萎死亡。在融冻阶段,两三叶草叶片细胞膜透性增大、抗氧化酶活力增高、MDA和渗透调节物含量大幅增加;在冻融阶段,两三叶草叶片细胞膜透性降低、MDA含量下降、抗氧化酶活力降低。但在融冻胁迫循环中,白三叶叶片POD和CAT活力高于红三叶,脯氨酸含量较红三叶高5倍,但细胞膜透性低于红三叶。白三叶在-5℃抗逆生理指标达到最大值,而红三叶在-10℃。白三叶对环境温度变化反应敏感,在-5℃通过快速激活抗氧化酶系统和积累渗透调节物以抑制膜脂过氧化和维护细胞水分平衡在融冻适应上起重要作用。白三叶具有较强的抗融冻能力,是未来值得应用推广的优良园林绿化植物。     

S2–和Na+胁迫下黄河三角洲高潮滩芦苇光合作用和抗氧化酶活性的响应

潮汐湿地的土壤硫含量和钠离子含量很高, 然而该生境中的S²–以及S^2–与Na⁺联合胁迫对植物生理生态影响认识不足。以黄河三角洲高潮滩芦苇为材料, 进行了对比实验(S2–浓度相同处理: 50 mmol·L^–1 Na₂S VS. 50 mmol·L^–1 K₂S处理; Na⁺离子浓度相同处理: 40 mmol·L^–1 Na₂S VS. 80 mmol·L^–1 NaCl处理), 研究了S^2–、Na⁺的联合胁迫以及它们的单独胁迫对芦苇的光合作用及抗氧化酶活性的影响差异。结果表明: Na₂S比K₂S和NaCl处理对芦苇光合速率的抑制作用更显著, 因此S^2–和Na⁺的联合胁迫比它们的单独胁迫作用更强。对于抗氧化酶活性, 50 mmol·L^–1 Na₂S处理后过氧化氢(H₂O₂)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)浓度显著升高, 说明在抵御S^2–和Na⁺离子胁迫时, POD和SOD发挥重要的作用, 而在 Na₂S处理下, 过氧化氢酶(CAT)则呈显著下降的趋势。总之, 硫和钠离子的同时存在严重抑制高潮滩芦苇的光合速率, 而POD和SOD、CAT对于抵御S2–和Na+胁迫起到重要的作用。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制, 以50 mmol·L^-1的Na₂SO₄和Na₂S对互花米草和芦苇进行处理, 分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异, 实验另设等Na⁺浓度的NaCl处理作为比较。研究发现: Na₂S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大, NaCl次之, Na₂SO₄最小。Na₂S处理后, 互花米草净光合速率(P_n)出现显著上升, 芦苇P_n值大幅度下降。互花米草的光饱和点(I_sat)上升而芦苇的I_sat值无变化。表明Na₂S处理对互花米草的光合能力有促进作用, 但对芦苇的光合能力有抑制作用。NaCl处理后互花米草P_n值也出现小幅上升, 而芦苇P_n值略有下降。Na₂SO₄处理对互花米草和芦苇的P_n值均无显著影响。除Na₂SO₄处理的互花米草外, 不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇, 暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争, 也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

两种生态型芦苇胚性悬浮培养物对渗透胁迫的生理响应Ⅱ.抗氧化酶类活性的变化

渗透胁迫处理下,沙丘芦苇和沼泽芦苇培养细胞的H2O2含量变化不大,MDA含量随时间延长而降低.抗氧化酶中,沙丘芦苇的SOD、CAT、POD和APx的活力均显著高于沼泽芦苇,显示出比沼泽芦苇更强的ROS清除能力.胁迫初期(O.5 h～1 d)沙丘芦苇细胞中主要表现出SOD、CAT活力的提高,胁迫2 d后4种酶活力均明显被诱导.两种生态型芦苇的PEG适应性培养物APx及SOD酶活力显著提高,POD活性仅沼泽芦苇中升高.提示SOD、CAT主要参与沙丘芦苇在渗透胁迫下的短期响应,而APx与长期响应有关.     

不同生态型芦苇种群对盐胁迫的生长和光合特性

土壤盐渍化是影响我国土壤利用效率的主要因素之一,芦苇是改良土壤盐渍化的良好实验材料,但芦苇有着多种的生态型,比较各生态型芦苇的耐盐差异成为亟待解决的问题。通过设置淡水(0.00%)与加盐(质量浓度2.00%)处理控制实验,测量芦苇的生长指标和光合指标,比较河口型芦苇与内陆型芦苇耐盐性,寻找合适生态型的芦苇作为改良土壤盐渍化的生物材料。在实验中,与淡水条件相比,加盐(2.00%)处理条件下,河口型芦苇和内陆型芦苇的株高(height)、蒸腾速率(E)均显著性下降,但是两种生态型的芦苇的水分利用效率(WUE)明显提高;河口型的芦苇相对生长速率(RGR)和气孔导度(Gs)都明显高于内陆型芦苇。在淡水环境中,河口型芦苇的相对生长速率(RGR)和净光合速率(A)都显著性地高于内陆型芦苇。结果表明两种生态型的芦苇在进化过程中存在一定程度上的分化,盐胁迫会抑制两种芦苇的生长,两种生态型芦苇的相对生长速率和气孔导度在盐胁迫下出现明显地差异,表明两种生态型的芦苇对盐度的响应机制有所差异。相比于内陆型芦苇,河口型芦苇有着更强的耐盐性,内陆型及河口型芦苇的表型性状差异主要是由于其原生境的差异所决定的。     

旱生芦苇对地下水位变化的生态响应及适应机制

地下水作为干旱半干旱地区可利用水的主要存在形式,是影响植被生存的主要生态因子。通过人工模拟地下水位,探讨了旱生芦苇对不同地下水位的生态响应及适应机制。结果表明:(1)随地下水位的降低,旱生芦苇净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO_2浓度(C_i)均呈先增后减的变化趋势,其生长季均呈单峰曲线,以7—8月为峰值;(2)旱生芦苇叶绿素(Chl)含量随地下水位的降低呈先增后减的动态变化;(3)旱生芦苇脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白质(SP)含量随地下水位及其生长季的变化规律不一致,但三者在抑制干旱胁迫过程中存在相互补偿的关系;(4)随地下水位的降低,丙二醛(MDA)含量呈先增后减的变化趋势,且随生长季变化增加显著;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加显著,且SOD比CAT对干旱胁迫反应更敏感,是适应干旱胁迫的主要抗氧化酶;(5)旱生芦苇生理因子对P_n的重要性大小顺序为G_sSPChlT_rC_iSS。     

Effects of salt and proline on Medicago sativa callus

In this study, two cultivars of Medicago sativa (cv. Yazdi and cv. Hamedani) were used for callus production. Calluses were transferred to MS medium containing 0, 30, 60, 90, and 120 mM NaCl and 0, 5, 10 mM proline. After 4–5 weeks dry weight and intracellular free proline of the calluses were measured. The growth of callus in both cultivars decreased with increasing salt concentration. Addition of exogenous proline to the culture medium increased the dry weight and free proline content of callus. The difference between control and treated calluses with 10 mM exogenous proline in the medium was significant. The data obtained from experiments indicated that the responses of two Medicago cultivars was genotype dependent.     

沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘生境下芦苇的光合及生理生化特性

对于田地区3种不同生境(沼泽、盐化沙丘过渡带和沙丘顶)芦苇的生长环境特征、光合特性、渗透调节及抗氧化系统的特征进行研究。结果表明:芦苇叶片的Pn日变化在沼泽生境呈单峰曲线,在盐化沙丘过渡带和沙丘顶部均为双峰曲线,光合\"午休\"现象明显,气孔导度降低是其主要原因。脯氨酸和可溶性糖含量随根区土壤水分减少和盐分加剧增加显著,其中可溶性糖含量变化剧烈,对抵御干旱和盐渍化危害的贡献较大。芦苇叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱及盐分加剧增加显著,两者对水分亏缺的响应较盐分敏感,且可有效缓解沙丘生境由于缺水所造成的氧化损伤,使丙二醛(MDA)含量维持在相对较低水平。过氧化物酶(POD)活性在沙丘和盐渍化生境内都比较高,对抵抗盐渍化和干旱起着同样重要的作用。     

Effect of short-term exposure to NaCl on photochemical activity and antioxidant enzymes in <Emphasis Type="Italic">Bruguiera parviflora</Emphasis>, a non-secretor mangrove

Effect of short-term (6 days) exposure to high salinity (500 mM NaCl) was studied in Bruguiera parviflora, a tree mangrove. NaCl treatment decreased photochemical activity, but had no effect on growth. Thylakoid protein profile and spectral characteristic were not changed. There was no significant effect on chlorophylls and carotenoids content, total proteins and total free amino acids. However, there was an increase in free proline. The activity of antioxidant enzymes like catalase, ascorbate peroxidase was enhanced, but no significant change in guaiacol peroxidase was observed. Salinity did not cause any alteration in malondialdehyde formation indicating intactness of membrane integrity upon high salinity. We conclude that the effect of high NaCl stress is not revealed in morphology of the plants, but in the metabolic changes as increase in proline and antioxidant enzyme activity. These effects are the adaptive mechanisms that operates under high salt stress in this mangrove; however, the decrease in photochemical activity may be due to onset of senescence which helps plant in remobilization of photosynthate to new leaves after adaptation.     

Factors affecting iron plaque on the roots ofPhragmites australis (Cav.) Trin. ex Steudel

Phragmites australis (the common reed) was collected at six sites in southern Québec and Ontario, Canada, in order to study the accumulation of iron plaque on the roots. The deposition of iron oxides on roots ofP. australis did not correlate directly with soil measurements; however, the amounts of iron-bound-to-carbonates fraction of the soil/sediment, responsible for the iron plaque accumulation, correlated with the % of water, % of organic matter, % of clay and pH of the substrate. Plants located very near flowing water accumulated more iron plaque on the roots than plants in other habitats through the summer; it is hypothesized that carbonates associated with iron come from the flowing water. In wetlands or sites near flowing water, most root iron was found on the surface, as iron plaque, while there was more iron inside the root in dry environments. Radial oxygen loss from the roots is probably the most important source of oxygen for the oxidation of iron.     

内陆盐沼芦苇根系形态及生物量分配对土壤盐分因子的响应

根系形态和生物量分配是决定根系吸收能力发挥的重要特征,其对环境限制因子的响应与适应策略一直是研究的热点。然而,有关土壤盐分对植物根系性状的影响还存在许多不确定性。选择兰州秦王川国家湿地公园芦苇群落为研究对象,垂直于沙河河岸从湿地边缘至湿地中心,依次设置3个不同土壤盐分梯度样地(样地I、样地II和样地III),采用全根挖掘法和WinRHIZO根系分析仪相结合的方法,研究了芦苇(Phragmites australis)根冠比、根总长度、比根长、根分叉数、根平均直径等形态参数的变化特征。结果表明:随着样地土壤盐分含量的增加,湿地群落的高度、盖度、密度、地上生物量逐渐下降,芦苇的根冠比、根分叉数呈逐渐减小的趋势,比根长、根总长度呈先下降后上升的趋势,而根平均直径呈相反的变化趋势;研究区土壤含盐量总体以中度盐渍化为主,表层土壤盐分呈现强变异性,随土层深度的增加含盐量呈下降趋势,而变异程度有所差异;芦苇根系性状与土壤含盐量的相关性分析可知,土壤含盐量与根总长度和比根长呈极显著相关关系(P0.01),与根冠比、根分叉数呈显著相关(P0.05),而与根平均直径相关性不显著。内陆盐沼的芦苇表现出敏感植物的特性,通过根系形态的调整和生物量分配策略的改变来适应盐分强变异的土壤环境,体现了逆境胁迫下湿地植物应对多重环境选择压力的生态适应机制。     

敦煌阳关湿地芦苇克隆构件空间拓展策略及其对土壤环境因子的响应

空间拓展是克隆植物响应环境的生态适应和权衡维度,以内陆盐沼湿地典型代表敦煌阳关国家级自然保护区内的芦苇(Phragmites australis)为研究对象,基于水库距离远近和芦苇种群的密度与盖度,设置了近水区(500 m)、过渡区(1500 m)、荒漠区(2500 m)3个不同的采样梯度,研究了环境异质条件下芦苇克隆构件空间拓展策略及其对土壤环境因子的响应。结果表明:(1)芦苇克隆构件在异质环境条件下差异显著,初级根茎条数、根茎节间长、间隔子长、分枝角度呈现\"同增同涨\"的协同进化关系(P0.01),而与分株数呈现\"此消彼长\"的权衡关系(P0.01)。(2)且随着种群的密度降低,芦苇在空间拓展过程中呈现从\"密集型\"转\"游击型\"的生存策略。(3)冗余分析显示土壤水分、pH值、盐分是克隆构件空间拓展的主要驱动力,其中各层土壤水分、深层土壤pH值和盐分是芦苇空间拓展最重要的环境因子。明晰内陆河湿地芦苇克隆构件空间拓展策略及主要的环境驱动力,能为干旱脆弱敏感区湿地保护和生态恢复提供借鉴意义。     

秦王川盐沼湿地芦苇叶片比叶面积与光合效率的关联分析

植物比叶面积(SLA)与光合效率的关联性分析,有助于理解植物叶片的光合产物分配与能量分配之间的权衡机制。该研究以秦王川国家湿地公园芦苇(Phragmites australis)种群为研究对象,沿芦苇群落末端至水域边缘分别依次设置:(I:土壤电导率(EC) 2.3—2.8 ms/cm)、(II:1.8—2.2 ms/cm)、(III:0.8—1.5 ms/cm) 3个试验样地,研究了秦王川盐沼湿地不同土壤盐分条件下芦苇叶片SLA与光合效率的关系。结果表明:随着土壤盐分含量的降低,湿地群落的高度、地上生物量逐渐增大,密度、光合有效辐射(PAR)呈逐渐减小的趋势;叶面积、株高、净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)和蒸腾速率(T_r)均呈逐渐增大的趋势,叶厚度逐渐减小,比叶面积呈先增加后减少的变化趋势,叶干重的变化趋势与比叶面积完全相反;芦苇叶片实际光合效率(Y(II))、光化学淬灭系数(Q_P)和电子传递速率(ETR)呈先减少后增大的变化趋势,非光化学猝灭系数(NPQ)、调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))和最大光化学效率(F_v/F_m)呈先增加后减少的变化趋势,非调节性能量耗散的量子产量(Y(NO))呈逐渐增大的变化趋势。在3个样地中,芦苇SLA与Y(II)和ETR之间均呈极显著负相关关系(P0.01),SMA斜率的绝对值均呈先增大后减少的变化趋势。随土壤含盐量的梯度性变化,芦苇种群适时调整叶片构件模式以改变叶片电子传递速率和实际光化学效率,实现植物光合效率的最大化,反映了盐沼湿地植物的特殊生存策略和叶片构件模式。