植物渗透调节的测定方法介绍

渗透调节是植物适应水分胁迫的主要生理机制。其含义是植物在逆境(干旱或盐渍)条件下,通过代谢活动增加细胞内溶质浓度,降低其渗透势(从而降低水势),从外界水势降低的介质中继续吸水,保持一定的膨压,维持较正常的代谢活动。在干旱条件下受膨压影响的细胞生长、气孔开放、光合作用及酶活性等生理过程得到完全或部分的维持,有利于增强植物的抗旱能力。国外这     

水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响

以抗旱性不同的燕麦品种‘蒙燕1号’(抗旱性强)和‘坝莜3号’(水分敏感)为试验材料,采用盆栽方式研究了抽穗期和灌浆期水分胁迫对燕麦穗颖渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明:(1)水分胁迫处理均显著促进了不同抗旱性品种穗颖渗透调节物质(游离脯氨酸和可溶性蛋白)含量增加,并以抗旱品种累积水平高于水敏感品种,且两种渗透调节物质对抽穗期胁迫的反应比灌浆期胁迫更敏感。(2)两时期的水分胁迫处理均能降低不同抗旱性品种穗颖SOD和POD活性,抗旱品种的保护酶活性要高于水敏感品种,抗旱品种的SOD活性降低幅度明显低于水敏感品种,而POD活性降低幅度在两品种间差异不明显。(3)水分胁迫导致2个品种穗颖丙二醛(MDA)含量和相对电导率显著增加,细胞膜结构受到严重伤害,且水敏感品种受害程度大于抗旱品种。(4)水分胁迫使2个品种单株籽粒产量下降,且在中度胁迫和重度胁迫下,抗旱品种的减产幅度要低于同期水敏感品种;水分胁迫下,水敏感品种‘坝莜3号’减产4.54%~30.29%,抗旱品种‘蒙燕1号’减产6.69%~23.54%。可见,抗旱性强的燕麦品种在受到水分胁迫的条件下能通过增强穗颖渗透调节和抗膜质过氧化能力、减弱穗颖细胞质膜损伤程度来适应干旱胁迫,最大限度减少水分胁迫对穗颖的伤害,有利于稳产。     

水分胁迫下高粱叶片的渗透调节与延伸生长的关系

高粱抗旱品种3197B比不抗旱品种三尺三在水分胁迫条件下ψ_S下降低。在相同ψ_S时,3197B相对含水量高于三尺三。水分胁迫期间,3197B能始终维持比三尺三较高的ψ_P。在中度和严重水分胁迫时,3197B几种渗透物质积累均高于三尺三,其中可溶性糖和K~ 对渗透调节贡献最大。水分胁迫下,3197B正展开叶渗透调节能力较强,ψ_P维持较高,临界膨压低,叶片扩张性能小、故生长速率随ψ_W下降较慢。     

水分胁迫下不同抗旱类型品种对氮素营养反应的比较研究

实验结果表明,小麦受到水分胁迫时,游离脯氨酸大量积累,胁迫缓慢加重时,渗透调节能力增强,适当的氮素营养,可增强渗透调节作用,有助于干旱下维持膨压,提高NR酶活性和净光合速率。水地型品种对水分和氮素营养都较敏感,叶片水势、饱和渗透势、NR酶活性、游离脯氨酸含量的变化都较旱地型品种大,旱地型品种在受旱时水分状况较稳定,生理代谢变化幅度较小,但两类旱地品种对氮素营养的反应不同。旱肥型较旱薄型敏感。水分胁迫下,水地型品种渗透势下降较多,渗透调节幅度较大,是对逆境更敏感或实际受到的胁迫较重的表现。     

PV技术在研究细胞壁弹性调节上的应用

应用压力室测定PV曲线,然后用PV曲线推导、计算水分参数,称为PV技术。这一技术是植物水分生理研究中的重要手段之一,应用也相当广泛「’,”。它可以用于确定植物的相对含水量（RWC）、饱和渗透势（w”）、质外体水（I”。）、共质体水（1”。）、总体容积弹性模量（Ev）等”‘,并可用以阐明植物的渗透调节和植物对干旱的适应性卜”。近年来,植物水分生理研究领域内的学者们越来越意识到细胞壁弹性在维持细胞膨压中具有重要作用,在植物抗旱生理研究中也具有重要意义k－。‘。为此,根据有关资料和我们多年实验,总结出了弹性调节…     

不同抗旱性冬小麦幼苗根系对水分胁迫的反应

抗旱性不同的小麦根系含水量、水势、渗透势均随水分胁迫强度增加而逐渐下降。其中以水势变化最为灵敏。恢复正常供水72h后,三项指标均有不同程度的回升,抗旱品种恢复能力强。根系渗透调节能力随胁迫强度的加剧而提高,抗旱品种渗透调节的效果好于敏感品种。随着胁迫强度的增加,根中ATP相对含量减少,恢复正常供水72h后,含量可部分恢复,恢复能力与品种的抗旱性一致。     

干旱条件下各生育期大豆膨压维持方式的研究（简报）

干旱条件下,大豆膨压维持有渗透调节和弹性调节两种方式,用Ｐ－Ｖ－曲线分析的方法观察到抗旱性强的品种在各个生育期弹性调节能力强,抗旱性差的则弱。     

水分胁迫对毛白杨杂种无性系苗木维持膨压和渗透调节能力的影响

在不同土壤干旱胁迫条件下,应用ＰＶ技术测定了６个毛白杨双杂交速生无性系多项水分参数的变化,并对各无性系渗透调节和维持膨压能力进行了综合评定。结果表明,随着土壤干旱胁迫的发展,各无性系均有一定的提高渗透调节和维持膨压能力,但不同无性系存在显著差异,Ｂ４３２和Ｂ４３０在各水分胁迫程度均表现较好,Ｂ４２９、Ｂ４３３和Ｂ４１４表现一般,亲本毛白杨表现最差。     

不同抗旱性冬小冬幼苗根系对小分胁迫的反应

抗旱性不同的小麦根系含水量、水势、渗透势均随水分胁迫强度增加而逐渐下降。其中以水势变化最为灵敏。恢复正常供水７２ｈ后,三项指标均有不同程度的回升,抗旱品种恢复能力强。根系渗透调节能力随胁迫强度的加剧而提高,抗旱品种渗透调节的效果好于敏感品种。随着胁迫强度的增加,根中ＡＴＰ相对含量减少,恢复正常供水７２ｈ后,含量可部分恢复,恢复能力与品种的抗旱性一致。     

土壤水分胁迫对拉瑞尔小枝水分参数的影响

采用压力室法在土壤水势为-0.021、-0.121、-0.698、-0.968 MPa 4种情况下对大田种植的1年生Larrea tridentata的小枝水势进行测定,并绘制PV曲线,通过PV曲线求解各水分参数,用以判定土壤水分胁迫对L.tridentata生理特性的影响。研究结果表明:供水良好的情况下,L.tridentata水势日变化呈双峰曲线,随着土壤水分含量的减少,峰值逐渐变得不明显。在土壤水分胁迫条件下,L.tridentata有一定的渗透调节和保持膨压的能力,它一方面通过细胞壁弹性和拥有较高的束缚水含量来保持膨压,另一方面原生质具有较强的忍耐脱水的能力。随着土壤干旱胁迫的逐渐加重,其耐脱水能力提高,保持膨压的能力逐渐减弱。通过对其在不同土壤水分胁迫条件下渗透调节和维持膨压能力的综合评价,得出其在4种土壤水分状况下的综合抗旱指数分别为0.25、0.17、0.933、0.657,说明随着土壤水分含量的逐渐减少,L.tridentata能逐渐提高自身抵御干旱的能力以适应干旱;通过抗旱模型的判定得出L.tridentata属于高水势延迟脱水型耐旱树种。     

植物中氨基酸的生理作用

氨基酸是一类带有氨基(—NH_2)或亚氨基(—NH)的有机酸的总称,是细胞的重要组成部分,在植物生命活动中担负着各种生理作用。近年来,在研究氨基酸对植物生长发育的影响方面取得了一些进展。水分生理中的作用植物在干旱胁迫下可通过渗透调节作用来维持细胞一定的含水量和膨压势,从而维持细胞的正常功能。当水势下降时要保持膨压不变,     

干旱胁迫植物个体生理响应及其生态模型预测研究进展

全球气候突变导致干旱事件频发，进而易引发严重的植物衰退甚至死亡，聚焦植物尤其是树木死亡的生理学机制并期望基于此评估及预测气候变化导致植物死亡风险已成为热点话题。植物通过调整内在生理代谢过程，例如通过调节渗透物质的含量，来平衡渗透势、维持细胞膨压、调节植物激素的信号水平，诱导植物气孔开放程度降低，有利于植物保存水分、调控植物水通道蛋白的表达，进而保持体内水分稳定并对干旱胁迫做出快速响应。这些生理过程中的每一环调节都为了确保水分运输的效率和安全性，增加植物抗旱性以及生态系统稳定性。植物的抗旱性不仅体现在生理代谢方面的调节，还表现在植物水力特性与解剖结构间相辅相成。当植物改变水力特性的同时，其茎叶会在解剖结构上做出调整以满足植物在干旱环境下水分供需平衡，从而降低植物蒸腾水分散失、增强细胞储水并提高生存能力。植物应对水分胁迫的策略通常与水分消耗和碳获取之间的平衡有关，明晰植物水分消耗与光合碳获取间存在平衡关系的性状特征便于更好地理解植物的水分利用策略。然而，植物表现出的任意单一性状特征的强弱都无法代表整个植物适应逆境的优劣，未来只有通过将植物更多性状特征进行相互关联，以具有代表植物水力功能、结...     

长期水分胁迫对小麦生育中后期根叶渗透调节能力、渗透调节物质的影响

以 2个抗旱性强的和 2个抗旱性弱的小麦品种为材料 ,研究了中度及严重水分胁迫对根系及叶片渗透调节能力的影响。结果表明 :随着水分胁迫的加剧 ,叶片的渗透调节能力增强 ,但在籽粒迅速扩大的灌浆期 ,叶片的渗透调节能力下降。去穗处理明显地提高叶片的渗透调节能力。说明叶片渗透调节能力的高低与同化物的供应及分配有关。不同品种根系渗透调节能力与叶片基本一致 ,但根系的渗透调节能力低于叶片。开花、灌浆期根系的渗透调节能力大大降低 ,严重水分胁迫下根系的渗透调节能力低于中度水分胁迫。这一方面与同化物的供应有关 ,另一方面严重水分胁迫还会对根细胞造成损伤 ,对根系的渗透调节能力产生影响。渗透调节物质的变化趋势与渗透调节能力基本一致。叶片中 K+对渗透调节的贡献最大 ;其次是可溶性糖 ,6种渗透调节物质排列顺序为 K+>可溶性糖 >游离氨基酸 >Ca2 +>Mg2 +>Pro。根系中仍以 K+占绝大部分 ,但根系中 Ca2 +也是不可忽视的成分之一。     

渗透胁迫下小麦根系渗透调节与根冠淀粉水解的研究

用不同浓度的PEG—600对抗旱性不同的小麦幼苗进行渗透胁迫处理,研究了小麦幼苗根系的淀粉酶活性、可溶性糖含量、渗透势、渗透调节能力和根冠淀粉的水解状况。结果表明,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性强的小麦品种昌乐5号和北农2号根系渗透势和饱和渗透势的降低程度大于抗旱性弱的小麦品种鲁麦5号和921842,并且抗旱性强的小麦品种根系的渗透调节能力大于抗旱性弱的小麦品种。随着渗透胁迫程度的加重．各品种小麦根冠淀粉粒均有不同程度的减少。而抗旱性强的品种根冠淀粉粒的减少程度小于抗旱性弱的品种;抗旱性强的小麦品种根系淀粉酶活性显著高于抗旱性弱的小麦品种,但是,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性弱的品种淀粉酶活性增加的幅度远高于抗旱性强的品种。可溶性糖含量的变化趋势与淀粉酶活性的变化趋势一致．即渗透胁迫下根冠淀粉水解程度大的小麦品种,可溶性糖的含量高。但根冠淀粉水解在根系的渗透调节以及在小麦适应水分胁迫中的作用还有待于进一步探讨。     

水氮互作对拔节期黍稷根系生理特性的影响

盆栽试验条件下,以‘5283黄’和‘晋黍5号’为试验材料,采用3个水分水平×3个氮肥水平,研究水氮互作对拔节期黍稷根系生理特性的影响。结果显示:(1)水分条件相同时,施氮均使黍稷根重、总根长、总表面积增加,根冠比则下降;施肥量相同时,适量灌水也相应促进了黍稷根系以上各形态指标上升,根冠比则下降。(2)水分胁迫下适量增施氮肥均能够在一定程度上使黍稷根系中游离脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量下降,黍稷根系SOD活性和POD活性均降低,降低了黍稷根系膜脂过氧化程度,减轻了水肥胁迫对黍稷根系的伤害,但各指标下降幅度因不同水分和肥力条件及品种不同而存在明显差异。(3)‘5283黄’在重度干旱胁迫及缺氮条件下根系的渗透调节能力和抗氧化酶活性均强于‘晋黍5号’。研究表明,合理的水肥互作处理可以有效诱导黍稷根系渗透调节能力和保护酶系统活性增强,减轻逆境胁迫的伤害,提高其抗旱和耐瘠薄能力。     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠———绿洲过渡带骆驼刺 (AlhagisparsifoliaShap .)水分关系的研究表明 :骆驼刺在夏季保持了正的膨压 ,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好 ,植物得到了较好的水分供应 ;在 7月 ,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用 ,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在。骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上 ,表现为饱和枝条的渗透势 (Πo)和膨压消失点的渗透势 (Πp)的差值 (ΔΠ)和相对含水量 (RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比 (WCsat)和膨压消失点的相对含水量 (RWCp) ,以及较低的共质体水在总水分中的相对含量 (RWCsym)。但形态学上的特征 ,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少 ,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径。非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助。     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠--绿洲过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)水分关系的研究表明:骆驼刺在夏季保持了正的膨压,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好,植物得到了较好的水分供应;在7月,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在.骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上,表现为饱和枝条的渗透势(Πo)和膨压消失点的渗透势(Πp)的差值(ΔΠ)和相对含水量(RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比(WCsat)和膨压消失点的相对含水量(RWCp),以及较低的共质体水在总水分中的相对含量(RWCsym).但形态学上的特征,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径.非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助.     

沼液施用对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响*

为了探明干旱胁迫下沼液对玉米幼苗抗旱、光合生理、形态的缓解效应,以中度抗旱玉米杂交种‘先玉335’和较强抗旱杂交种‘中单2号’为材料,采用10%聚乙二醇-6000模拟干旱胁迫,研究50%沼液根部浇灌处理对干旱胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响。结果表明,沼液根部施用可以显著提高两品种玉米的抗旱性,有效缓解干旱胁迫对玉米幼苗根系和地上部生长的抑制作用,促进两品种玉米幼苗生长和提高根系活力,降低根冠比,且‘先玉335’的变幅更大;同时显著提高两品种叶片SOD、POD和CAT活性以及可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白含量(‘中单2号’的CAT除外),降低MAD含量,且对‘中单2号’的影响更显著;沼液根施还可以显著提高干旱胁迫下两品种叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr),降低气孔导度(Gs)、胞间CO_(2)浓度(Ci),但‘中单2号’的Tr和Gs除外,同时使两品种叶片叶绿素含量和水分利用效率(WUE)均显著增加。可见,沼液根施处理可以有效改善干旱胁迫下玉米幼苗的光合能力,显著提高幼苗抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,减轻膜脂过氧化程度,有效缓解干旱胁迫对2种不同抗旱性玉米幼苗的生长抑制,从而增强玉米耐受干旱胁迫的能力,且对‘中单2号’的缓解效果更明显。     

未分胁迫下不同抗旱性小麦芽鞘膨压和IAA及ABA含量变化（简报）

水分胁迫条件下,小麦细胞膨压下降与芽鞘生长抑制呈正相关。不同品种单位膨压升高引起的伸长生长有差异。水分胁迫0、3、8、20、32、45h后,抗旱性强的品种芽鞘中IAA含量及IAA／ABA比值在接近生长最快的时刻出现高峰;抗旱性差的品种IAA含量及IAA／ABA比值的高峰出现的时间与生长最快的时间不一致。单位膨压升高引起芽鞘长度增加大的品种,腔迫处理后IAA含理及IAA／ABA相对较高或下降程度相对较小;而BA含理升高则相反,抗旱性弱的品种胁迫处理后ABA含量增加相对较多。     

不同品种油橄榄离体叶片对渗透胁迫的生理响应及其抗旱机制

以油橄榄3个主栽品种(‘戈达尔’、‘城固32’、‘弗奥’)离体叶片为研究对象,在实验室条件下考察了30%PEG溶液模拟渗透胁迫对叶片相关生理生化指标的影响,探讨不同品种间的响应差异及其生理机制。结果显示:(1)随着渗透胁迫时间的延长,各油橄榄品种离体叶片含水量和叶绿素含量呈下降趋势,相对电导率和MDA含量大幅度升高,即渗透胁迫造成了油橄榄离体叶片水分状况恶化、叶绿素分解、脂质过氧化和细胞膜损伤程度加重;同时,3个品种油橄榄叶片的束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量表现出升高的趋势。(2)品种间相比较,随着胁迫时间的延长,‘城固32’叶片脂质过氧化产物MDA含量相对较低、细胞膜损伤较小,‘戈达尔’的表现则相反,‘弗奥’介于二者之间;同期各品种间叶片束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量的变化表现相似。研究表明,3个油橄榄主栽品种中‘城固32’对30%PEG溶液渗透胁迫的抗性最强,‘弗奥’次之,‘戈达尔’最差;在30%PEG溶液渗透胁迫下,‘城固32’叶片具有较高的束缚水与自由水含量比值、较低的超氧阴离子产生速率、较高的SOD活性及较高渗透调节物质含量,这在一定程度上保证其叶片具有较强的抗脱水能力、抗氧化能力和渗透调节能力,从而在整体上表现出对渗透胁迫的较强抗性。