海岛棉和陆地棉叶片光合能力的差异及限制因素

研究海岛棉和陆地棉两个栽培种间叶片的光合特性及组织解剖结构特性,揭示不同棉花栽培种叶片的光合能力的差异,探讨如何进一步提高海岛棉的光合物质生产能力,以期为高光效棉花品种选育和高产高效栽培实践提供理论基础。在新疆气候生态条件下,选用北疆棉区有代表性的海岛棉品种新海22号和陆地棉品种新陆早13号为试验材料,分别测定了两棉花栽培种叶片的净光合速率（PN）、气孔导度（Gs）及叶片温度的日变化,PN-PPFD（光量子通量密度）响应曲线,PN-Ci（胞间CO2浓度）响应曲线以及叶绿素含量、叶片面积、比叶重和地上部生物量等指标,并观察了叶片的形态解剖结构特性。研究结果表明,当新陆早13号叶片被固定于水平方向上以后,日进程中新海22号的叶片温度显著高于新陆早13号。在上午和下午光强较低时,新海22号和新陆早13号的PN和Gs无明显差异;12:00h至16:00h（北京时间,下同）,新海22号叶片的PN和Gs均显著低于新陆早13号。新海22号和新陆早13号叶片的PN-Ci响应曲线无明显差异。新海22号叶片的Pmax（最大光合速率）低于新陆早13号,而两者的AQY（表观量子效率）无显著差异。新海22号叶片的栅栏组织厚度、比叶重和生物量均显著低于新陆早13号,而叶绿素含量和叶片面积均显著高于新陆早13号。因此,田间条件下,海岛棉叶片的实际光合能力低于陆地棉,但两者具有相似的光合潜力。气孔导度是导致海岛棉和陆地棉叶片实际光合能力存在差异的重要原因,而栅栏组织较薄限制了海岛棉叶片光合潜力的进一步发挥。     

四翅滨藜生理生化特征对盐胁迫的响应

采用温室盆栽试验研究四翅滨藜(Atriplex canescens)幼苗株高、地径、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛含量对不同浓度NaCl和Na_2SO_4(0、100、200、300和400mmol·L~(-1))胁迫的响应,以探讨四翅滨藜对不同种类及不同浓度盐渍环境的适应机制及其耐盐机理。结果显示:(1)随着盐分浓度的升高,四翅滨藜幼苗的株高、地径及生物量增量呈现出先升高后降低的趋势,低盐浓度下2种盐均促进幼苗生长,盐浓度超过400mmol·L~(-1)时,NaCl对幼苗生长具有明显抑制作用。(2)2种盐处理下,四翅滨藜幼苗净光合速率(Pn)和叶绿素含量(Chl)随盐浓度增大而升高,即2种盐均对幼苗Pn和Chl含量具有促进作用,且Na_2SO_4的促进效果大于NaCl;而幼苗蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随盐浓度升高呈先增大后减小的趋势,且Na_2SO_4的促进作用强于NaCl。(3)与对照相比,四翅滨藜幼苗的丙二醛、SOD、POD酶活性在NaCl和Na_2SO_42种盐处理下,随着盐浓度的升高均呈现出不同程度的增大,且增大幅度总体表现为NaClNa_2SO_4。研究表明,四翅滨藜在NaCl和Na_2SO_4胁迫下,叶绿素的分解速率以及发挥作用的渗透调节物质均有差异,使得幼苗叶片健康程度不同,导致叶片光合能力大小的差异,最终表现为植株的生长差异;四翅滨藜具有较强的耐盐能力,而且对Na_2SO_4的适应能力强于NaCl。     

盐碱胁迫对海岛棉幼苗生物量分配和根系形态的影响

为探求海岛棉幼苗生物量分配和根系生长对混合盐碱胁迫的响应,探索海岛棉幼苗对混合盐碱胁迫的适应特点,以新疆阿克苏地区主栽海岛棉品种新海31号(XH31)、新海35号(XH35)、新海43号(XH43)及新海48号(XH48)为试材,采用NaCl、Na_2SO_4和NaCl、NaHCO_3以物质的量1∶1混合分别模拟中性盐混合盐(中性盐)和碱性盐混合盐(碱性盐)2种盐类型,总盐浓度(Na~+)0(CK)、120、180、240、300、360 mmol/L,对2种盐胁迫下不同浓度海岛棉幼苗生物量、根系长度、根系体积以及根系表面积等海岛棉幼苗根系形态特征指标变化差异以及不同茎级的根系形态特征进行了分析。结果表明,中性盐下,盐浓度在0—180 mmol/L时,对海岛棉幼苗的根系总长度、总表面积、总体积、总根尖数有显著的促进的作用或不显著的抑制作用,尤其盐浓度为120 mmol/L对海岛棉幼苗细根(0d0.5 mm)的长度有显著的促进作用;大于180 mmol/L后,随着盐浓度的增加各项根系参数均显著减小;碱性盐下,除新海31号的总根尖数、细根及中根根尖数在120 mmol/L的盐浓度下比CK增加,其余处理均随着盐浓度的增加再减小;地上部生物量、根系生物量及根冠比在两种盐下随着盐浓度的增加逐渐减小,减小程度也由小变大。低盐(120 mmol/L)环境能促进细根的伸长,使海岛棉幼苗可以更加多的吸收养分和水分,这是根系接触低盐环境时做出的响应,高盐环境对海岛棉幼苗造成较大的损伤。     

不同形态氮素配比对盐胁迫下菊芋幼苗生理的影响

采用砂培方法研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为4/1、1/1、1/4)的氮素营养和盐分胁迫耦合作用下菊芋幼苗的光合作用和离子吸收运输.结果表明:低浓度的盐胁迫对植物生长的抑制作用不大,而高浓度的盐胁迫却能明显抑制菊芋幼苗生物量的积累,在同一盐浓度下,提高硝态氮比例能够缓解盐胁迫对菊芋幼苗生长的抑制,促进菊芋幼苗鲜重和干重的增加;随着盐浓度的增加,菊芋幼苗地上部和地下部的Na+含量显著增加,而K+、Ca2+含量较对照显著降低,提高硝态氮比例有利于菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,从而维持地上部较高的K+/Na+和Ca2+/Na+;在3种铵硝比的氮素营养处理下,随着盐浓度的增加,菊芋幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均呈显著下降的趋势,细胞间隙CO2浓度则显著增加,提高硝态氮比例可显著提高盐胁迫下菊芋幼苗的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,同时也能显著降低胞间CO2浓度,其中以铵硝比为1/4的氮素营养供应对盐胁迫的缓解作用相对较好,在100 mmol·L-1NaCl处理下其叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别是铵硝比为4/1的氮素营养处理值的1.63、1.57、1.39、1.37、1.2倍,而胞间CO2浓度则减少了17%.因此相对于铵态氮来说,硝态氮比例的增加有利于维持盐胁迫下菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,促进盐胁迫下菊芋光合功能的改善,增强菊芋对盐胁迫的抗性.     

CO2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片光合特性及活性氧代谢的影响

以‘津优35号’黄瓜(Cucumis sativus L.)水培苗为试材,采用裂区设计,主区因素为CO_2浓度处理,设大气CO_2浓度(Symbol{B@400μmol/mol)和CO_2加富[(800±40)μmol/mol]2个CO_2浓度水平,裂区因素为盐胁迫处理,用NaCl模拟盐胁迫,设对照(0 mmol/L NaCl)、盐胁迫(80 mmol/L NaCl)2个盐分水平,研究了CO_2加富对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:盐胁迫显著抑制黄瓜幼苗的生长,并降低了叶绿素含量、ETR、Φ_(PSII)、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RuBPCase)活性及净光合速率;盐胁迫增加了丙二醛及活性氧的累积,与此同时也提高了脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,但降低了过氧化物酶(POD)活性。CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积及地上部鲜重,降低了叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素及叶绿素(a+b)含量,但显著提高了净光合速率和RuBPCase活性,同时降低了气孔导度及蒸腾速率,并且使其具有较高的表观电子传递速率及PSII实际光化学效率;CO_2加富显著提高了盐胁迫下黄瓜幼苗叶片脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,丙二醛、过氧化氢含量和超氧阴离子产生速率显著降低。综上所述,CO_2加富可通过提高幼苗叶片净光合速率、脯氨酸含量及抗氧化酶活性,降低蒸腾速率、减少丙二醛含量及活性氧的积累,从而缓解盐胁迫对黄瓜植株造成的伤害。     

盐胁迫下镧对水稻幼苗生长的保护效应

通过液培实验,研究水稻幼苗在盐胁迫下,镧对水稻幼苗的保护作用。结果表明：水稻幼苗植株在≤1．5％的盐浓度的盐胁迫下,10mg·L^-1镧能提高幼苗植株超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的活性;降低幼苗植株脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量和脯氨酸（Pro）的含量;减小质膜透性;提高叶片叶绿素含量和叶绿素a／b的比值;增强根系的活力,进而促进水稻幼苗的生长。10mg·L^-1镧对盐胁迫的缓解作用与盐浓度有关,随着盐浓度增大,镧的缓解作用将逐渐消失。分析表明,在≤1．0％和≥0．5％的盐浓度胁迫下,镧对水稻幼苗的生长存在更有效的防御机制,能够促进水稻幼苗的生长代谢。     

盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长及氮代谢的影响

为探寻增强苜蓿耐盐能力的调控途径,以甘农4号苜蓿品种为材料,采用NO供体硝普钠、NO清除剂c-PTIO及硝普钠类似物亚铁氰化钠处理苜蓿幼苗,研究盐胁迫下外源NO对苜蓿幼苗生长、光合特征、氮同化酶活性和氮代谢物含量的影响.结果表明: 外源NO能明显缓解盐胁迫对苜蓿幼苗生长及光合作用的抑制,单株干质量、叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和可溶性蛋白含量增加;外源NO能增强硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶活性,抑制蛋白水解酶和谷氨酸脱氢酶活性, 降低叶片中游离氨基酸含量,提高硝态氮含量,加快铵的同化.NO供体SNP的类似物亚铁氰化钠对盐胁迫下苜蓿幼苗生长及氮代谢无调控作用;施用NO清除剂c-PTIO加剧了盐胁迫对苜蓿幼苗生长和氮代谢的抑制,添加外源NO能缓解c-PTIO的抑制效应.盐胁迫下,外源NO和内源NO均参与了苜蓿幼苗氮代谢的调控.     

棉花两品种耐盐性与抗氧化能力的相关性

对‘新陆早17’和‘中棉49’两个棉花（Gossypium hirsutumL.）品种在氧化剂甲基紫精（MV）和NaCl胁迫下的生理应答进行了研究,以期阐明棉花抗氧化能力与耐盐性的关系。研究结果表明,在40μmol·L-1MV胁迫3d,‘新陆早17’的丙二醛（MDA）和活性氧含量比‘中棉49’低,而抗坏血酸（AsA）、超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性则高于‘中棉49’,表明‘新陆早17’抗氧化能力更强。在200mmol·L-1NaCl胁迫25d,‘新陆早17’的株高和叶绿素降低量、根部Na＋含量、相对电导率都低于‘中棉49’,说明‘新陆早17’耐盐更强。盐胁迫下‘新陆早17’的抗氧化酶活性上升而‘中棉49’却降低,表明‘新陆早17’通过上调SOD、CAT和APX活性来提高其耐盐性。结合棉花两品种的抗氧化和耐盐性差异,说明棉花抗氧化能力的高低能够影响品种的耐盐性。     

Na2SO4和Na2CO3胁迫下苦楝幼苗的形态及光合生理特性

为探索苦楝应对盐胁迫的响应机制,该文以1年生苦楝(Melia azedarach)实生苗为材料,在盆栽条件下设置中性盐Na_2SO_4和碱性盐Na_2CO_33个盐浓度(200、400、600 mmol·L~(-1))处理40 d,研究苦楝的抗盐碱水平及在不同程度盐碱胁迫条件下的生长及光合生理变化。结果表明:随着盐浓度的提高,苦楝的苗高、地径和生物量的增长量均呈现下降趋势,且碱性盐胁迫条件下降程度更大,盐胁迫提高苦楝的根冠比。处理10 d时,苦楝幼苗的所有光合指标随中性盐和碱性盐浓度的提高呈相似的下降特征,碱性盐胁迫条件下的降低幅度显著大于中性盐胁迫,且随处理时间的增加,中性盐和碱性盐处理下苦楝幼苗的净光合速率和蒸腾速率显著降低。随着盐浓度的提高,苦楝的叶绿素含量呈现下降趋势,200 mmol·L~(-1)盐胁迫对叶绿素含量影响较小,400、600 mmol·L~(-1)盐胁迫均对叶绿素含量有显著影响。600 mmol·L~(-1)碱性盐胁迫条件下,苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺最高,显著高于其余处理。同等浓度下,碱性盐胁迫的苦楝叶片相对电导率和饱和水分亏缺显著高于中性盐胁迫处理。综上结果认为,苦楝具有一定的耐盐碱能力,碱性盐比中性盐对苦楝幼苗的影响更大。     

干旱胁迫对不同抗旱性棉花品种抗氧化酶活性及基因表达的影响

为明确不同抗旱性棉花品种对干旱胁迫的适应性差异,该研究选用‘新陆早50号’(耐旱型)和‘新陆早27号’(干旱敏感型)为材料,分析干旱及复水处理下两材料的活性氧产生、电解质渗漏、抗氧化酶活性变化,并分析部分抗氧化酶基因、渗透调节基因和转录因子在干旱胁迫下的表达谱。结果显示:(1)棉花叶片的电导率和MDA含量随着干旱胁迫的加强逐渐增加,复水后恢复;在干旱胁迫处理6和8d,耐旱型品种‘新陆早50号’的抗氧化酶活性显著高于干旱敏感型品种‘新陆早27号’。(2)基因表达谱分析显示,棉花超氧化物歧化酶基因(GhSOD)仅在干旱胁迫下表达,且2个品种间差异不显著,GhBADH、GhNCED和GhP5Cs及转录因子GhPHD1、GhPHD5、GhPHD6和GhPHD10在‘新陆早50号’叶片中的表达量均高于‘新陆早27号’。研究表明,耐旱型棉花品种较干旱敏感型在干旱胁迫下其体内的活性氧含量、电导率和MDA含量较低,抗氧化酶活性较高,并且其抗旱相关基因表达量也更高。     

Effect of salt stress on antioxidant defense systems,lipid peroxidation,and chlorophyll content in green bean

Salt stress-induced changes in antioxidant enzymes, such as catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione reductase (GR), total chlorophyll content, and lipid peroxidation measured as malondialdehyde (MDA) content, in leaves of a green bean genotype Gevas sirsk 57 (GS57) and cv. Fransiz 4F-89 differing in salt tolerance were investigated. Plants were subjected to three salt treatments (0, 50, and 100 mM NaCl) under controlled climatic conditions for 7 days. The salt-sensitive cv. 4F-89 exhibited a decrease in GR activity at all salt treatments, but the salt-tolerant genotype GS57 showed only a slight decrease in GR under 50 mM salt treatment and an increase under 100 mM salt treatment. CAT and APX activities increased with increasing salt stress in both varieties. CAT and APX activities were higher in the salt-tolerant GS57 than salt-ensitive cv. 4F-89. The two varieties showed an increase in MDA content with an increase in salinity, but the increase in sensitive cv. 4F-89 under salt stress was higher than that in salt-tolerant GS57 genotype. The increasing NaCl concentration caused a reduction in the chlorophyll content in cv. 4F-89 but not in GS57.     

油菜素内酯对氯化钠胁迫下黄瓜幼苗的缓解效应

研究了2,4-表油菜素内酯(EBR)对氯化钠胁迫下黄瓜幼苗叶片光合作用及抗氧化系统的影响．结果表明： 与对照相比,氯化钠胁迫导致黄瓜幼苗叶片超氧阴离子产生速率、过氧化氢和丙二醛含量、细胞膜透性显著升高,净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度显著下降,幼苗生长显著受抑．EBR可提高黄瓜幼苗叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等抗氧化酶活性,降低超氧阴离子产生速率、过氧化氢和丙二醛含量及细胞膜透性,维持良好的光合性能,从而促进幼苗生长,有效缓解氯化钠胁迫造成的伤害.
     

Analysis of salinity effects on basil leaf surface area, photosynthetic activity, and growth

Basil (Ocimum basilicum L.) seedlings were cultured on liquid medium in controlled conditions. Two varieties differing in leaf size were compared. When plants were 30?days old, the medium was supplemented with 50?mM NaCl. After 15?days of treatment, root, stem and leaf biomass, leaf number, and leaf surface area were measured. Ion accumulation was determined in roots, stems, and leaves. Photosynthetic parameters (CO₂ fixation rate, internal CO₂ concentration, stomatal conductance) as well as transpiration rate were determined on separate leaves. Electrolyte leakage and malondialdehyde content were used to estimate damage to membranes and lipid peroxidation, respectively. Several antioxidant enzymatic activities were used as proxies of oxidative stress. High Na⁺ concentration was reached in leaf tissues. Salt restricted whole plant biomass deposition rate by diminishing leaf number and leaf expansion, as well as photosynthetic activity were estimated from whole plant biomass production per unit leaf surface area. Diminished stomatal conductance restricted CO₂ fixation rate, and decrease in chlorophyll content presumably limited photosynthetic activity. Lipid peroxidation revealed damages to membranes. The magnitude of these responses differed between the two varieties, indicating that an intraspecific variability in salt response exists in basil.     

盐胁迫对沙拐枣光合生理特性的影响

以采自甘肃民勤一年生的沙拐枣幼苗为试材,对不同NaCl浓度(0、50、100、200、300mmol·L~(-1))处理下沙拐枣光合生理特性进行分析,并对各生理指标与地上生物量进行灰色关联度分析,以探讨荒漠植物沙拐枣的抗盐机理,为沙拐枣的保护及其恢复荒漠生态系统稳定提供理论依据。结果显示:随着NaCl浓度的升高,沙拐枣同化枝内脯氨酸含量逐渐增大,而其可溶性糖含量逐渐减小;在低浓度NaCl(50mmol·L~(-1) NaCl)处理下,同化枝光合参数均增加,且净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均达到最大值,比对照分别显著增加了33.3%、68.0%、60.8%;与50mmol·L~(-1) NaCl相比,处理浓度超过50mmol·L~(-1) NaCl时,Pn、Gs、Tr均降低;同化枝叶绿素b含量随着NaCl浓度的增加而降低,而叶绿素a和总叶绿素含量均呈先增加后降低的趋势。灰色关联度分析发现,同化枝的Tr、Gs、Ci以及叶绿素b与地上生物量的关联度较大。研究表明,低盐浓度NaCl激活了沙拐枣的某些生理机制,有利于植株的光合作用和生长,而植物在高盐浓度胁迫时能通过调节脯氨酸和可溶性糖的含量,减少叶绿素含量、Pn和Tr等维持自身的生长。     

论我国棉花育种的基础种质

自1918年我国引进美国脱字棉开始,到2000年止,我国共育成陆地棉品种1376个,海岛棉品种59个.按系谱及优良种质衍生品种的数量分析,我国品种可追溯到54个基础种质,其中海岛棉7个.按照引进时间和育成年限,可将陆地棉分三期基础种质,海岛棉分为二期基础种质.近百年来,这些基础种质对我国棉花育种和生产发展起了非常重要的作用.     

NaCl和Na2CO3胁迫对桑树幼苗生长和光合特性的影响

以1年生“青龙桑”幼苗为试验材料,研究了中性盐(NaCl)和碱性盐(Na2CO3)胁迫下桑树幼苗的生长和叶片光合特性.结果表明:盐胁迫明显降低了桑树幼苗的株高、叶片数、生物量和叶片的光合能力.随着Na+浓度的增加,桑树叶片的气孔导度、蒸腾速率、净光合速率、实际光化学效率、电子传递速率和光化学猝灭系数明显降低,过剩光能以非光化学猝灭形式耗散的比例增加,桑树叶片的光能转化效率和光合能力下降.在Na+浓度＜150 mmol·L-1时,桑树幼苗的光合能力和生长受到的抑制较小,通过增加根冠比进一步适应盐胁迫,但这种保护机制随着盐浓度的增加逐渐降低.在Na2CO3胁迫下,＞50 mmol·L-1 Na+浓度对桑树的生长和光合能力表现出较强的抑制作用,并随Na+浓度的增加,抑制程度加大.在NaCl＜ 150mmol·L-1时,桑树的光合能力主要依赖植株形态和光合代谢双重途径适应中性盐逆境,而在NaC1浓度＞150 mmol·L-1和碱性盐胁迫下,其主要依赖光合代谢来适应逆境.     

盐胁迫对裸果木幼苗生长和叶片相关生理指标的影响

裸果木起源于古地中海,为亚洲中部荒漠区分布的第三纪孑遗植物种,对研究旱生植物演化过程具有重要的科学价值。以一年生裸果木(Gymnocarpos przewalskii)实生苗为材料,在盆栽条件下用质量浓度为0.4%、0.8%、1.2%和1.6%的NaCl溶液进行盐胁迫处理,测定各NaCl处理下裸果木幼苗叶片的抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、叶绿素含量、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量以及株高、基径,根、茎、叶、总干重,根冠比变化,探讨裸果木幼苗对盐胁迫的生理耐受性。结果显示,(1)随着盐胁迫程度的加重,裸果木幼苗株高、基径,以及根、茎、叶干重和总干重整体呈下降趋势,而根冠比呈上升趋势;裸果木幼苗株高、基径和根干重在0.4%NaCl处理下较对照变化不显著,但其茎干重、叶干重和总干重在各NaCl处理下均显著低于对照。(2)随着盐胁迫程度的加重,裸果木幼苗叶片的可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均先升高后降低,而脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、REC、MDA含量均呈持续升高趋势;在0.8%NaCl处理...     

NaCl抑制棉花幼苗生长的机理—盐离子效应

75和150 mmol/L NaCl处理.降低棉花幼苗叶面积、叶相对扩展率,蒸腾和木质部汁液K~ 浓度;而增大叶细胞质膜透性、渗透势、叶Na~ 含量和木质部汁液Na~ 和Cl~-的浓度。生长在75mmol/L NaCl加压(根际)和不加压条件下的棉花,叶面积、叶相对扩展率、蒸腾、叶质膜透性和渗透势的变化基本一样。这些结果表明棉花幼苗的拒盐能力不大,盐害的原因是盐的原初效应,而不是盐的次生效应。另外,盐对棉花幼苗叶相对扩展率和质膜透性的效应在生长后期降低,表明棉花幼苗也具有一定的耐盐能力。