不同间作模式下油用牡丹‘凤丹’光合特性及其与环境因子的关系

为探究油用牡丹主要栽培种‘凤丹’的高效栽培模式,提高土地和光能利用效率,以‘凤丹’单作为对照,比较了‘凤丹’与木瓜、香椿、核桃等经济林木间作模式下的小气候,分析了4种模式下‘凤丹’的光合特性、净光合速率(Pn)与主要生理生态因子的关系以及叶绿素含量和荧光参数的差异。结果表明:6月,4种模式下的小气候具有显著差异;单作和与木瓜间作模式下的‘凤丹’Pn日变化曲线呈明显的双峰型,而与香椿和核桃间作的模式呈单峰型;与核桃间作模式下的Pn的日均值最高,而与木瓜间作模式下的最小;与木瓜间作模式下气孔导度(G_s)的日均值最低;与香椿间作模式下的G_s和蒸腾速率(T_r)日均值均最高,而该模式下的水分利用效率(WUE)最低。相关性分析及多元逐步回归分析表明,不同间作模式中影响‘凤丹’Pn的因子各不相同。同时,间作模式也不同程度地提高了‘凤丹’叶片叶绿素的含量、F_m、F_v/F_m、Φ_(PSⅡ)、ETR、NPQ等。间作模式,尤其是与香椿和核桃间作模式,在保证油用牡丹正常的光合生产的同时,提高了土地和空间的利用效率,增加了单位土地上的生物产量,具有一定的推广价值。     

外源硒对干旱胁迫下烤烟生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源硒(2~12 mg·kg~(-1))对干旱胁迫下烟株生长、叶片光合色素含量、光合特性、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的影响。结果表明:干旱胁迫抑制烤烟生长,显著影响烤烟的生长和生理生化代谢的相关指标。低浓度的外源硒能不同程度的缓解烤烟所受干旱胁迫的伤害,但高浓度外源硒处理则表现出毒害效应。适宜浓度的外源硒显著促进了干旱胁迫下烤烟植株生长,提高了烟株叶片光合色素含量,提高净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),降低胞间CO_2浓度(C_i),同时也提高了烤烟叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖等渗透调节物质含量,降低了叶片丙二醛(MDA)的积累。其中4 mg·kg~(-1)外源硒处理缓解效果最好。     

年龄效应对白杨硬枝扦插苗生长及其茎皮部解剖结构和叶片生化指标的影响

为探究白杨年龄效应导致的扦插繁殖苗退化问题,该试验以杂种三倍体‘北林雄株2号’的不同年龄苗木硬枝插穗为材料,就扦插苗生长形态、光合生理、根发育特征、插穗皮部解剖结构以及苗木生长发育过程中叶片可溶性总糖(TSS)、可溶性总蛋白(TSP)、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及IAA/ABA比值等生理生化指标进行了观测。结果表明:(1)再生苗苗高、地径、叶柄长度、节间宽、叶面积、主根数、主根长、生根率、根系效果指数及净光合速率(P_n)等指标均随插穗年龄的增加而降低,而其侧根数、侧根长、胞间CO_2浓度(C_i)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)等指标与插穗年龄无明显相关性。(2)插穗茎皮部解剖结构显示,周皮和木质部厚度都随插穗年龄增大而增厚,韧皮部厚度则无明显变化。(3)再生苗叶片可溶性总糖、总蛋白、叶绿素、IAA、GA含量以及IAA/ABA比值等指标均随插穗年龄的增加而逐渐降低,而脯氨酸和ABA含量则随插穗年龄增加而增加。研究发现,白杨扦插苗随插穗年龄的增加累积成熟效应,使新生苗表现出整体性衰老的生长状态。     

不同种植模式下重金属污染对牧草叶片光合特性和重金属含量的影响

为探索不同种植模式下重金属污染对牧草生理特性的影响,皇竹草(Pennisetum sinese)、黑麦草(Lolium perenne)和龙须草(Juncus effusus)采用单作和间作模式,研究了重金属污染对其叶片光合参数、光合色素和重金属含量的影响。结果表明,与单作相比,间作下皇竹草叶片的叶绿素(Chl)a、Chla+b和类胡萝卜素(Car)含量极显著上升,净光合作用速率(P_n)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO_2浓度(C_i)和Chl b含量极显著下降,但蒸腾速率(Tr)的差异不显著;黑麦草和龙须草叶片的C_i、Car含量极显著增加,P_n、T_r、G_s、Chl a、Chl b和Chl a+b显著或极显著下降(龙须草Chl a除外)。除龙须草的铜含量极显著降低外,3种牧草叶片和总生物量和重金属含量均极显著上升。与对照相比,低浓度污染的皇竹草叶片的光合参数、光合色素含量及叶片和总生物量极显著提高,而黑麦草和龙须草叶片的P_n、T_r、G_s、C_i、叶片和总生物量极显著减少,光合色素含量极显著增加,但黑麦草的T_r、C_i、叶片生物量及黑麦草和龙须草的Chl b差异不显著;重金属污染使3种牧草叶片的重金属含量均极显著上升。种植模式×重金属污染互作对牧草叶片的光合参数、光合色素含量、干质量及重金属含量的影响均极显著。因此,在复合污染土壤间作3种牧草有利于叶片干物质的积累和重金属的吸收,单作更有利于提高叶片的光合作用能力;且皇竹草对重金属污染的适应性强于黑麦草和龙须草。     

外源ABA对楸树幼苗NaCl胁迫的缓解效应及其生长生理响应特征

以2年生楸树(苏楸1号和008-1)扦插苗为材料,采用盆栽试验法,分析盐胁迫(0.5%NaCl)处理下楸树幼苗生长、生理的变化,并分析不同浓度外源ABA(15、25、35 mg/L)对盐胁迫(30 d)楸树幼苗的缓解效应及其生理生化特性,以探索重度盐胁迫下适合楸树幼苗生长的适宜外源ABA浓度,为增强盐碱地楸树的耐盐性、提高盐碱地的利用提供理论依据。结果显示:(1)0.5%NaCl胁迫下,两品种楸树幼苗叶片表现出不同程度的盐害症状,且‘苏楸1号’叶片盐害症状较‘008-1’严重;随胁迫时间延长,两品种楸树幼苗的相对电导率(REC)均呈先上升后下降的变化趋势,叶绿素(Chl)、相对含水量(RWC)均呈降低趋势,可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降趋势,但‘008-1’的REC显著低于‘苏楸1号’,Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD均显著高于苏楸1号,表明‘008-1’的耐盐性较‘苏楸1号’更强。(2)喷施外源ABA使得盐胁迫下‘008-1’楸树的苗高显著增加、新叶提前萌发,表明外源ABA在一定程度上能够缓解盐胁迫对楸树生长的影响;喷施外源ABA降低了盐胁迫下‘008-1’楸树幼苗叶片的REC,提高了Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,促进了内源激素生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)以及玉米素核苷(ZR)的积累。研究表明,楸树品种‘008-1’的耐盐性更强;外源喷施适宜浓度ABA能够缓解盐胁迫对楸树幼苗生长的影响,降低幼苗叶片细胞膜透性,促进幼苗渗透调节物质的积累,增强渗透调节能力,并提高盐胁迫下幼苗的抗氧化酶活性,促进植物对内源激素含量的调节,从而提高楸树的耐盐性,且以25 mg/L ABA处理的效果最好。     

丛枝菌根真菌摩西球囊霉对铜胁迫下白术幼苗光合特性及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽试验,添加不同浓度(0、200、400 mg·kg~(-1))铜(Cu),研究接种丛枝菌根真菌(AMF)摩西球囊霉(Glomus mosseae)对白术(Atractylodes macrocephala)幼苗生长、光合特性、膜脂过氧化程度及抗氧化酶活性的影响。结果表明:与对照相比,Cu胁迫使白术幼苗生长和叶片光合系统受到明显抑制,膜脂过氧化水平升高,抗氧化酶活性降低;接种摩西球囊霉后发现其能够较好地侵染白术根系,接种摩西球囊霉的白术幼苗在不同浓度Cu胁迫下,均表现为叶片叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量增加,叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)显著升高,胞间CO_2浓度(C_i)显著下降,质膜相对透性(MRP)及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性较对照显著增加,植株生长量和体内Cu积累量较对照均有所下降。以上结果说明接种摩西球囊霉可提高Cu胁迫下白术幼苗叶片光合能力和抗氧化能力,降低膜脂过氧化水平,减少白术根系对Cu的吸收,缓解Cu胁迫对白术植株的伤害,提高白术产量和品质。     

低温条件下ABA和钨酸钠对茶树叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响

为探讨外源脱落酸( ABA)及其抑制剂钨酸钠对茶树﹝Camellia sinensis ( Linn.) O. Ktze.﹞耐寒性的影响效应,以茶树品种‘龙井43’(‘Longjing 43’)的2年生幼苗为实验材料,在低温(4℃)条件下分别设置50 mg·L-1 ABA和20 mmol·L-1钨酸钠单一及复合处理共6个处理组( T1：仅喷施蒸馏水,对照;T2：仅喷施ABA;T3：仅喷施钨酸钠;T4：同时喷施ABA和钨酸钠; T5：0 h时喷施ABA,24 h时喷施钨酸钠; T6：0 h时喷施钨酸钠,24 h时喷施ABA),对处理0~72 h叶片中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的变化进行了比较分析。结果显示：低温条件下,各处理组幼苗叶片中可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量以及超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化氢酶( CAT)和过氧化物酶( POD)活性均在处理初期逐渐升高,之后各指标的变化趋势存在差异。在处理的中后期,除T4处理组的游离脯氨酸含量低于对照组外,各处理组的可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量总体上显著高于对照组;T2处理组的SOD、CAT和POD活性均显著高于对照组,而T3处理组仅SOD活性明显高于对照组,其CAT和POD活性则低于或略高于对照组。对各单一与复合处理组的比较结果显示：T4处理组的SOD和POD活性总体上低于T2处理组,但高于T3处理组;而其CAT活性总体上低于T2和T3处理组。在处理24 h后,T5处理组的可溶性糖、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量以及SOD和POD活性的变化趋势与T2处理组一致;T6处理组的可溶性糖和游离脯氨酸含量及POD活性变化趋势与T3处理组一致,而其可溶性蛋白质含量以及SOD和CAT活性的变化趋势却与T3处理组有一定差异。上述研究结果表明：低温条件下喷施适量的ABA或钨酸钠均可以提升茶树叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性,但同时喷施ABA和钨酸钠对茶树叶片中渗透调节物质含量及抗氧化酶活性的影响却不显著。     

增施CO_2对温室番茄结果期叶片光合特性的影响

针对日光温室冬春季生产CO_2匮缺严重的现象,以不增施CO_2[(400±25)μmol·mol~(-1)(C0)]为对照,研究增施不同浓度CO_2[(600±25)μmol·mol~(-1)(C_1)、(800±25)μmol·mol~(-1)(C_2)、(1000±25)μmol·mol~(-1)(C_3)]对番茄‘兴海12号’结果期光合色素、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间CO_2浓度(C_i)以及水分利用率(WUE)等光合特性的影响,旨在明确北方地区日光温室番茄结果期适宜的CO_2浓度,为番茄的生产实践提供理论依据。结果表明:增施不同浓度CO_2后,番茄结果期叶片光合色素含量均明显增加;P_n、C_i和WUE显著提高;G_s和T_r显著下降;且CO_2浓度为(1000±25)μmol·mol~(-1)时效果最佳。增施(1000±25)μmol·mol~(-1)CO_2能有效改善番茄结果期叶片光系统、增强其光合作用,有利于番茄的生长发育。     

外源脱落酸对干旱胁迫下滇润楠幼苗生长及生理特性的影响

以滇润楠一年生实生苗为试验材料,研究在良好水分条件(土壤含水量为70%～75%田间持水量)、轻度干旱胁迫及重度干旱胁迫处理下(50%～55%和30%～35%田间持水量)进行外源脱落酸(ABA)喷施对其生长及生理特性的影响。结果表明: 干旱胁迫使得滇润楠幼苗叶片的相对含水量、株高和生物量显著下降,净光合速率及叶绿素荧光参数(PSⅡ最大光化学效率,F_v/F_m)有不同程度的下降,而根冠比、膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著增加。外源ABA的喷施可提高干旱胁迫下滇润楠幼苗的适应性,尤其是重度干旱下,外源ABA显著提高了叶片相对含水量21.0%,同时增加了植株株高和生物量的累积,提高了根冠比,为良好水分条件的2.1倍;减少了干旱下膜脂过氧化产物MDA的累积,提高了抗氧化酶过氧化氢酶、超氧化物岐化酶的活性,显著增加了脯氨酸的含量,为良好水分条件的7.7倍。外源ABA的喷施显著缓解了干旱胁迫对植株光合器官的不利影响,减少干旱引起的叶片净光合速率及气孔导度的下降,并且减轻了PSⅡ受到干旱的伤害程度,重度干旱下喷施ABA的植株的F_v/F_m显著高于未喷施ABA的植株。外源ABA的喷施可以减轻干旱对滇润楠植株的伤害,提高其抗旱性。     

油用牡丹‘凤丹’不同种植年限根际真菌群落多样性变化研究

连作障碍严重危害牡丹的生长发育,根际微生物环境可直接反映由连作障碍带来的变化,探究连作状态下不同种植年限‘凤丹’牡丹根际微生物环境的演替规律及菌体群落多样性的变化,对‘凤丹’牡丹产业可持续发展具有重要意义。本研究选用Illumina高通量测序技术,对洛阳地区2年、4年、5年、10年、32年生‘凤丹’牡丹根际真菌群落进行测序分析,研究真菌18S rDNA V5可变区的丰富度和多样性指数。测序后从5组不同种植年限根际土中共得到1 069 322条Clean reads,序列过滤拼接后可得534 659条Tags;5组土壤样品共含有3 419个OTUs,涵盖了5门、17纲、18目、175科、299属、376种菌群;科水平上‘凤丹’牡丹根际优势菌群为Incertae sedis (24.90%)、Sordariomycetes (15.25%)、Sordariaceae (12.11%)、Filobasidiales (7.48%)以及Rhizophlyctidaceae (6.21%);属水平上‘凤丹’牡丹根际优势菌群为Tetracladium (20.81%)、Incertae sedis(13.98%)、Sordaria (12.12%)和Filobasidiaceae (7.48%);Alpha多样性分析和Beta多样性分析均表明,不同种植年限‘凤丹’牡丹根际土菌群群落多样性为10年生5年生32年生4年生2年生。本研究发现连作状态下不同种植年限对‘凤丹’牡丹根际真菌群落多样性有显著影响,菌群群落多样性呈先升高后降低的趋势;不同种植年限中均具有特异性强的优势菌群;Gracilipodida、Acanthocystidae和Freshwater Opisthokonta三类真菌群落随种植年限的增加而出现,这些特异性菌群证明连作障碍对根际土壤真菌群落的影响。以上结果将为解析‘凤丹’牡丹连作障碍机制提供理论基础。     

外源硅对甘蓝镉毒害的缓解机制研究

通过水培实验,以耐镉(Cd)性不同的甘蓝品种‘绿丰’(Cd敏感性)和‘牛心’(Cd耐性)为材料,研究外源硅(Si)对Cd胁迫下甘蓝生长、Cd含量、养分吸收、光合特性和抗氧化酶活性的影响,以揭示外源硅对甘蓝镉毒害的缓解作用机制。结果表明:(1)与对照相比,Cd胁迫显著抑制了甘蓝植株的生长,降低了植株体内营养元素(Mg、Fe、Mn、Cu)的含量以及抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)]的活性和叶片的光合效率;并且显著增加了甘蓝植株内丙二醛(MDA)的含量。(2)与单独Cd处理相比,外源Si显著提高了甘蓝植株的生物量、地上部营养元素的含量以及光合参数[净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及蒸腾速率(Tr)]、荧光参数值[原初光能转化效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))、光化学淬灭系数(qP)]、光合色素含量和抗氧化酶活性;同时显著降低了甘蓝植株内MDA含量及Cd由根系向地上部的转运。研究发现,在镉胁迫环境下,外源Si可以通过降低Cd在甘蓝地上部的含量,提高抗氧化酶活性来降低膜脂过氧化,促进养分的吸收和转运,增强光合作用效率,从而缓解Cd对甘蓝生长的毒害。     

关键生育阶段持续干旱对东北春玉米光合特性的影响

采用持续无补水方式对东北春玉米"丹玉39"拔节至成熟阶段进行干旱胁迫处理,对干旱及复水过程中玉米光合特性进行动态观测,研究净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)等光合作用中主要变量以及表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(P_(nmax))、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)等光合参数对干旱过程的响应特征。结果表明:P_n、T_r、G_s和C_i随干旱持续均呈减小趋势,对干旱的响应在抽雄期比拔节期更为明显,T_r比P_n更快,C_i在弱光条件下比强光更敏感;各变量对干旱后复水的响应差异较大,恢复能力随干旱时间的延长而下降,在抽雄期弱于拔节期;经历短期干旱复水后P_n会超过正常植株;T_r对复水的响应滞后于P_n,恢复能力弱于P_n;C_i对干旱后复水的恢复在强光下更为敏感;各光合参数中,随干旱加重,AQY先增大后减小;P_(nmax)不断减小且响应速度加快,对复水的恢复能力逐渐下降;LCP和LSP分别呈增大和减小趋势;除LCP与土壤湿度呈显著负相关关系外,AQY、LSP、P_(nmax)以及光合作用可利用光强范围均随土壤湿度增大而显著增大。     

褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长及离子吸收和光合作用的影响

以香椿幼苗为材料,采用水培法研究不同浓度褪黑素(0、50、100、200和400μmol/L)对盐(150 mmol/L NaCl)胁迫下香椿幼苗生长指标、矿质元素离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))含量、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)等光合作用指标的影响,以探究外源物质褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长和生理的调控作用。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,香椿幼苗的生长受到显著抑制,叶绿素含量和P_n显著降低,叶片和根系中Na~+含量比对照(CK)显著增加,而K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量以及离子含量的比值(K~+/Na~+、Mg~(2+)/Na~+和Ca~(2+)/Na~+)则明显下降,且丙二醛含量显著增加。(2)施加适宜浓度褪黑素能显著促进盐胁迫下香椿植株生长,降低其叶片和根系中Na~+含量,提高其K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量和离子含量比值以及叶片P_n、T_r、水分利用效率(WUE)和G_s和C_i,但却降低了气孔限制值(L_s)。(3)适宜浓度褪黑素使盐胁迫下香椿植株叶片的丙二醛积累明显下降,叶绿素含量显著上升。研究发现,外施适宜浓度的褪黑素能降低盐胁迫下香椿幼苗叶片和根系内Na~+浓度,增加K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度,调控植物体内细胞的离子平衡状态,增强对营养元素的吸收,提高光合作用效率,从而提高香椿幼苗对盐胁迫的抗性,并以100μmol/L褪黑素处理的效果最佳。     

外源H_2S通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性

以‘津优3号’黄瓜(Cucumis sativus)为试材,叶面喷施硫化氢(H_2S)供体硫氢化钠(NaHS)、H_2S合成抑制剂氨氧基乙酸(AOA)、清除剂次牛磺酸(HT)或去离子水(对照),研究H_2S对低温下黄瓜幼苗光合作用和抗氧化系统的影响。结果表明:低温胁迫初期,黄瓜幼苗叶片的内源H_2S与L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(L/DCD)活性快速升高,4或6 h后降低。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的丙二醛(MDA)含量、电解质渗漏率(EL)和冷害指数逐渐增加,NaHS处理的增加幅度明显小于对照,而AOA和HT处理的与对照差异不显著。低温下黄瓜幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、光下光系统Ⅱ(PSⅡ)实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和暗下PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),以及核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)和果糖-1,6-二磷酸酯酶(FBPase)活性逐渐降低,胞间CO_2浓度(C_i)和初始荧光(F_o)趋于升高。与对照相比,NaHS处理的P_n、G_s、T_r、RuBPCase和FBPase活性,以及Φ_(PSⅡ)和F_v/F_m均较高,C_i和F_o较低,而AOA和HT处理的气体交换参数、光合酶活性及荧光参数多与对照差异不显著。随着低温胁迫时间的延长,黄瓜幼苗的过氧化物酶(POD)活性逐渐增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量先升高,后降低。NaHS处理的SOD、POD、CAT、APX和GR活性及GSH和AsA含量明显高于对照,AOA和HT处理的低于对照或与对照差异不显著。由此可见,H_2S受低温胁迫诱导,外源H_2S可通过减轻低温光抑制增强黄瓜幼苗耐冷性。     

6-BA和GA3对牡丹叶片衰老过程中生理特性的影响

以‘洛阳红’和‘胡红’为试材,研究了牡丹衰老过程中喷施不同浓度的6-BA和GA3对叶片净光合速率(Pn),可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及细胞膜相对透性的影响。结果表明:7月30日喷施浓度100、200、300 mg·L-1的6-BA或GA3可以显著提高‘洛阳红’和‘胡红’叶片的Pn以及可溶性糖和可溶性蛋白含量,明显抑制叶片中MDA的积累,降低叶片细胞膜相对透性;2种植物生长调节剂均以300 mg·L-1处理效果最显著。8月10日喷施浓度为300 mg·L-1的6-BA或GA3,可以有效延缓‘洛阳红’和‘胡红’叶片的衰老,而低浓度的6-BA和GA3处理效果不显著。     

干旱胁迫下外源硫化氢对烤烟幼苗光合荧光参数及抗氧化系统的影响

为探究干旱胁迫下外源硫化氢(H_2S)对烟草幼苗生长的缓解效应与机制,以烤烟‘豫烟6号’品种为试验材料,采用营养液水培的方法,研究15%聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫下,叶面喷施不同浓度(0、0.1、0.2和0.4 mmol·L~(-1))硫氢化钠(NaHS)对烤烟幼苗生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合荧光特性的影响。结果显示:(1)干旱胁迫下烤烟幼苗生长受到显著抑制。(2)外源H_2S处理显著提高了干旱胁迫下烤烟幼苗的地上部与地下部生物量,增加了总根长、总根表面积、根平均直径、根尖数,提高了叶绿素相对含量(SPAD)、叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(qP),降低了胞间二氧化碳浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(NPQ),增强了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子■产生速率,其中以0.20 mmol·L~(-1) NaHS处理效果最佳。(3)与单独干旱胁迫处理相比,叶面喷施0.20 mmol·L~(-1) NaHS使烟苗地上部和地下部生物量分别提高了41.82%和44.83%,SPAD、P_n、F_v/F_m、Φ_(PSⅡ)和qP分别提高62.88%、246.96%、8.43%、23.71%和10.84%,C_i和NPQ分别降低25.79%和22.68%,SOD、POD和CAT活性分别增加50.67%、140.59%和71.68%,MDA含量和■产生速率分别降低40.08%和47.58%。研究表明,外源H_2S处理通过提高烟草幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进烟苗生长,并通过提高幼苗的抗氧化水平,减少干旱胁迫对烟草幼苗造成的氧化损伤,从而增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力。     

外源GA3对紫斑牡丹幼苗叶片解剖结构与光合特性及内源激素含量的影响

以1年生紫斑牡丹幼苗为试验材料,采用不同浓度(0、100、300、500 mg/L)赤霉素(GA_3)喷施叶片处理,通过透射电镜、扫描电镜、光学显微镜观察幼苗叶片解剖结构,光合仪测定幼苗光合参数并以酶联免疫吸附法测叶片内源激素含量,探究外源GA_3对紫斑牡丹幼苗叶片解剖结构、光合特性和内源激素水平的影响。结果表明:(1)低浓度GA_3处理的紫斑牡丹叶肉细胞增大,栅栏组织外层细胞中叶绿体数量增加,高浓度GA_3处理则与之相反;GA_3处理叶片的栅栏组织/海绵组织比值(P/S)、组织结构紧密度(CTR)均下降,而其组织结构疏松度(SR)增加;GA_3处理的幼苗叶片的叶肉细胞内各叶绿体大小显著大于对照,随着GA_3处理浓度增加,紫斑牡丹叶肉细胞内叶绿体的体积趋于增大,类囊体垛叠凝聚逐渐松散,叶绿体上淀粉颗粒在300 mg/L GA_3处理中较明显;叶片气孔长度、宽度、气孔器大小、气孔开度和气孔密度随着GA_3浓度升高先升高后下降,同时叶片上表皮角质层厚度随GA_3浓度的升高而增加。(2)紫斑牡丹叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(T_r)、水分利用率(WUE)在100和300 mg/L GA_3处理下大都显著高于对照,且300 mg/L GA_3处理显著高于其余处理,而其在500 mg/L GA_3处理下显著低于对照。(3)紫斑牡丹叶片脱落酸(ABA)和吲哚乙酸(IAA)含量均在500 mg/L GA_3下显著高于对照,而在其余浓度处理下不同程度低于对照,叶片内源玉米素核苷(ZR)和GA_3含量均在300 mg/L GA_3处理下显著高于其余处理和对照,而其余处理相比对照均无显著变化;叶片的ZR/ABA、ZR/IAA、ZR/GA_3和(IAA+GA_3+ZR)/ABA比值都在300 mg/L GA_3处理下显著高于其他处理,叶片的IAA/ABA和ABA/GA_3比值均在500 mg/L GA_3处理下显著高于其他处理。研究发现,适宜浓度外源GA_3处理,能显著提高紫斑牡丹幼苗叶片光合速率、水分利用效率及蒸腾速率,调节植物体内源激素的含量及平衡,从而使叶片能合成较多有机物,促进幼苗生长。     

外源褪黑素对干旱胁迫下牡丹幼苗生理特性的影响

为探究褪黑素(Melatonine,MT)对牡丹幼苗抗旱性的影响及生理机制,以牡丹品种凤丹(Paeonia ostii Fengdan)幼苗为试材,研究不同浓度外源褪黑素(50、100和200 μmol/L)对干旱胁迫下牡丹幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,干旱胁迫严重限制了牡丹幼苗的生长和光合作用,叶片细胞脂质过氧化及伤害指数增加,引起氧化应激及渗透调节反应。经外源褪黑素预处理能够减轻干旱胁迫对牡丹幼苗的伤害,具体表现为根系、茎叶及总干物质量提高;减少叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素等光合色素降解,改善光合作用及PSⅡ电子传输能力;降低丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧阴离子(O_2~-)含量及细胞膜质伤害指数(MII),提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性减少脂质过氧化;促进渗透调节物质积累。总之,以100 μmol/L MT处理对牡丹幼苗抗旱性提高效果最好。外源褪黑素预处理能提高干旱胁迫下牡丹幼苗光合荧光特性、抗氧化和渗透调节能力,促进干旱胁迫下牡丹幼苗生长。     

外源脯氨酸对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片AsA-GSH循环和光合荧光特性的影响

以抗热性较弱的黄瓜品种‘新泰密刺'为试材,在人工气候箱内采用营养液栽培法,研究了外源脯氨酸(Pro)预处理对高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环和光合荧光特性的影响.结果显示:(1)与清水处理相比,高温胁迫4 h和8 h时,Pro预处理黄瓜幼苗叶片单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性、GSH(还原型谷胱甘肽)/GSSG(氧化型谷胱甘肽)比值及GSH含量显著升高;(2)在高温胁迫8 h时,Pro预处理幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)及PSⅡ的最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(q_P)均显著升高,而蒸腾速率(T_r)和非光化学淬灭系数(NPQ)降低.研究表明,外源Pro预处理可显著提高高温胁迫下黄瓜幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除H_2O_2能力和叶片光合能力,有效缓解高温胁迫对黄瓜叶片抗氧化系统和光合系统的伤害,从而增强植株的耐热性.     

丛枝菌根真菌Glomus mosseae对盐胁迫下牡丹渗透调节的影响

以采自菏泽牡丹园的牡丹‘凤丹’为材料,采用盆栽方法研究了不同浓度人工海水（0%、8%、16%和24%）胁迫下,接种丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal,AM）真菌Glomus mosseae对牡丹渗透调节物质含量的影响,以不接种为对照。结果表明,盐胁迫下接种AM真菌能提高牡丹叶片可溶性糖和可溶性蛋白的含量,增大K＋/Na＋比值,减少叶片脯氨酸含量。结论认为,AM真菌能改善牡丹叶片的渗透调节,增强牡丹耐盐能力,促进了盐胁迫下牡丹幼苗的生长。