基于生理指标与籽粒产量关系的小麦品种抗冻性分析

以20个冬小麦品种为材料进行盆栽试验,对其在低温胁迫条件下功能叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性,丙二醛（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖含量以及籽粒产量、千粒重和籽粒形态性状进行测定.结果表明：拔节初期麦苗经-4 ℃低温胁迫后,不同品种冬小麦籽粒形态性状和产量性状均发生变化,绝大多数小麦品种籽粒长宽比、圆度和不育小穗数均增加,籽粒等效直径和面积及千粒重和籽粒产量均下降.通径分析表明,拔节初期低温处理后,功能叶SOD活性和可溶性糖含量是影响籽粒产量的主导因素,其中SOD活性对籽粒产量的直接影响较大,直接通径系数为-0.578.以籽粒产量下降的百分数作为小麦抗冻性评价的标准,可将20个小麦品种划分为3类：强抗冻类型的济麦19、济麦20、良星99、山农1135、山农8355、泰山23、泰山9818、汶农6号和烟农21,弱抗冻类型的临麦2号、潍麦8号、烟农19和淄麦12号,而其余7个品种属中度抗冻类型.苗期综合评价值（D值）与籽粒产量下降的百分数之间呈显著负相关(r=-0.512*),说明小麦苗期抗冻性强有利于获得较高的籽粒产量.苗期是小麦抗冻性鉴别选择的重要时期.     

冬小麦拔节期不同茎蘖对低温胁迫的反应及抗冻性评价

以小麦济南17和山农8355为材料,在低温胁迫条件下,测定了不同茎蘖功能叶和叶鞘超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量,并利用主成分分析、聚类分析对其抗冻性进行综合评价.结果表明： 低温胁迫条件下,小麦拔节期不同茎蘖功能叶和叶鞘中SOD、POD和CAT活性均不同程度地上升,MDA和可溶性蛋白含量则不同程度地上升或下降.利用主成分分析和聚类分析,将济南17不同茎蘖分为3类：主茎和一级分蘖Ⅰ、Ⅱ属强抗冻蘖组,一级分蘖Ⅲ、Ⅳ和二级分蘖Ⅰp属中度抗冻蘖组,二级分蘖Ⅱp属弱抗冻蘖组;将山农8355不同茎蘖分为3类：主茎和一级分蘖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ属强抗冻蘖组,一级分蘖Ⅳ和二级分蘖Ⅰp属中度抗冻蘖组,二级分蘖Ⅱp属弱抗冻蘖组.表明冬小麦拔节期不同茎蘖存在抗冻性差异,且低位蘖较高位蘖抗冻.
     

冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化

采用盆栽试验对冬小麦幼苗根系适应土壤干旱的生理学变化进行了初步研究。结果表明，随干旱胁迫的加剧，洛麦9133和济麦21幼苗根水势、根相对含水率和根系活力均降低，饱和亏、可溶性糖含量、脯氨酸含量、质膜透性以及SOD、POD活性均呈增加趋势。这说明，在干旱胁迫下，冬小麦幼苗根系通过降低水势、相对含水率和根系活力，增加渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸含量和增强SOD、POD活性等生理上的变化以提高抗旱性，从而使冬小麦幼苗适应干旱逆境。     

不同品种小麦叶片对拔节期低温的生理响应及抗寒性评价

以黄淮海麦区参加区试的24个小麦品种为材料,分析了拔节期低温胁迫对其叶片相对电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,低温胁迫后,叶片相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性和POD活性均高于对照(P0.01),而可溶性蛋白含量低于对照(P0.01)。小麦叶片各指标存在极显著的品种间差异(P0.01)。以叶片各指标的相对值作为抗寒性指标,采用隶属函数法和极极点排序法计算参试品种的平均隶属度值为0.19—0.63,综合排序值为1.66—4.08。通过K-means聚类,将24个小麦品种聚为5类。其中良星619、丰德存麦1号、B07-4056、石H083-363、山农055843和良星99等6个品种抗寒性最强,宿553、陕农509、A-9、中原6号、徐麦4036、舜麦1718和石麦19等7个品种抗寒性强,尧麦16、C-44、山农05-066、冀麦585和石B05-7388等5个品种抗寒性中等,偃展4110、B-33、B05-6507和石4185等4个品种抗寒性弱,石06-6136和石优20这2个品种抗寒性最弱。相关分析表明,平均隶属度值和综合排序值与相对可溶性糖含量、相对脯氨酸含量、相对POD活性呈正相关(P0.05),与相对MDA含量呈负相关(P0.05)。叶片可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、POD活性及MDA含量可以作为拔节期小麦抗寒性的鉴定评价指标。     

外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗生长及抗逆生理指标的影响

采用营养液栽培法,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、根系活力、电解质渗透率和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为利用外源物质减轻盐胁迫伤害提供理论依据。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长、根系活力和SOD、POD、CAT活性,提高了电解质渗透率及MDA、Pro、可溶性糖含量;(2)外源喷施GSH能够诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性上调,电解质渗透率及MDA含量下降,Pro和可溶性糖含量恢复至对照水平;(3)外源喷施还原型谷胱甘肽抑制剂(BSO)使NaCl胁迫下番茄幼苗的根系活力以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性下降,脯氨酸含量提高;(4)喷施GSH可诱导BSO和NaCl共处理番茄植株的根系活力、SOD、POD、CAT活性提高,MDA和Pro含量降低。研究表明,外源GSH可通过提高促进盐胁迫下番茄幼苗植株渗透调节能力及清除活性氧的酶促系统的防御能力、降低细胞膜脂过氧化程度、保护膜结构的完整性,从而有效缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高其耐盐性。     

麦套花生产量形成期固氮酶和保护酶活性特征研究

以小麦品种烟农23号"和花生品种花育22号"为材料,研究了大田条件下花生产量形成期套种和清种花生根瘤固氮酶活性及SOD、POD、CAT活性等指标变化情况.结果表明:(1)麦套和清种花生单株根瘤重量和固氮酶活性变化均呈单峰曲线,高峰期分别出现在结荚末期和结荚中期;前者固N能力明显高于后者.(2)花生根系中SOD、POD、CAT活性基本上均是先增后降趋势,但麦套花生后期下降速率明显缓于清种花生;叶片中SOD、POD、CAT活性变化规律性明显不及根系,后期麦套花生SOD、CAT活性高于清种花生,POD则相反.(3)麦套花生根系中可溶性蛋白含量一直较高,而清种花生后期下降较快;麦套花生叶片中可溶性蛋白含量的高峰约出现在结荚中期,清种花生整个结荚期呈下降态势,两者进入饱果期后均趋于稳定.可见麦套花生生育后期根系衰老速率明显迟于清种花生.     

干旱胁迫对菜苔叶片保护酶活性和膜脂过氧化的影响

以3个不同耐旱性的菜苔（Brassica parachinensis L.H.Bailey）品种为试材,研究了干旱胁迫对叶片保护酶活性和膜脂过氧化的影响及其与抗旱性的关系。干旱胁迫条件下,菜苔叶片的电解质外渗率和MDA含量呈上升趋势,叶绿素含量、抗坏血酸含量和SOD活性呈下降趋势,CAT活性表现为先上升后下降。耐旱品种比不耐旱品种具有较高的叶绿素含量和抗坏血酸含量,具有较低的电解质外渗率和MDA含量;耐旱品种的SOD活性比不耐旱品种下降幅度小。轻度干旱胁迫下,耐旱品种的CAT活性上升幅度比不耐旱品种高;重度干旱胁迫下耐旱品种的CAT活性下降程度比不耐旱品种低。耐旱品种的POD活性在干旱条件下先上升而后降低,不耐品种的POD活性处于下降趋势。干旱6d后,耐旱品种的SOD、CAT和POD活性显著高于不耐旱品种。     

孕穗期低温对冬小麦生理生化特性和产量的影响

为明确孕穗期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以‘小偃22’等5个冬小麦品种为材料,对其在低温（2±1） ℃胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,并测定单株产量。结果表明:（1）与对照相比,低温胁迫24 h和48 h后,供试品种叶片SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著增加,而可溶性蛋白含量显著降低。（2）低温胁迫使各品种单株籽粒产量和单株穗粒数显著下降,但对小穗数和千粒重的影响不大。（3）经隶属函数分析,‘小偃22’、‘矮抗58’和‘西农509’属于抗寒性较强的品种,而‘郑麦9023’和‘郑麦366’为抗寒性较弱的品种,这与它们在试验中的籽粒产量表现相符。研究发现,与抗寒性弱的小麦品种相比,抗寒性强的品种在相同低温下具有相对较高的保护酶活性、较强的渗透调节物质积累能力和较低的质膜破坏程度,这是其在低温胁迫后能维持较高产量的生理基础。     

基于小麦种子发芽逆境抗逆指数的种子活力评价

以16个小麦品种的种子为材料,通过标准发芽、逆境发芽和田间出苗试验,测定不同基因型小麦品种的种子活力,以不同发芽条件下种子活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价.结果表明: 干旱胁迫、人工老化和冷浸胁迫3种逆境对种子活力都有一定的影响.人工老化抗逆指数和冷浸胁迫抗逆指数与田间出苗率呈显著正相关,干旱胁迫抗逆指数与田间出苗率的相关性不显著.通过主成分分析和聚类分析将16个小麦品种划分为3类、豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828为高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20为中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种.     

叶片喷施甲醇对铝胁迫下黑大豆抗氧化酶活性的影响

在营养液水培条件下,分析叶片预喷施5％ (V/V)甲醇对50μmol·L-1的AlCl3胁迫下黑大豆叶和根中H2O2和MDA含量以及抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响,为进一步研究甲醇及抗氧化酶在响应铝胁迫应答中的调控机制奠定基础.结果显示:(1)在铝胁迫下,随着铝处理浓度的升高根尖吸收的铝越多,且根的生长被抑制越严重.(2)铝胁迫能诱导黑大豆叶和根中可溶性总蛋白、H2O2和MDA含量的增加,POD和CAT活性增强,但SOD活性变化不明显.(3)当叶片喷施5％甲醇预处理后再进行50 μmol·L1 AlCl3胁迫,随着处理时间增加黑大豆叶和根中可溶性总蛋白含量及POD和CAT活性显著增加,而H2O2和MDA含量显著下降,SOD活性变化亦不显著.研究结果表明,在铝胁迫下叶片喷施5％甲醇能够增强黑大豆叶和根中POD和CAT活性,降低H2O2和MDA的积累,这可能是甲醇通过抗氧化酶参与铝胁迫应答的一种重要机制.     

小麦冬性强弱评价体系的建立

建立一个比较准确的小麦冬性评价体系,对小麦种质研究评价、引种及应对自然灾害都具有重要应用价值,对小麦生态型的解释具有一定的理论意义。以12个冬性强弱不同的小麦品种为材料,经过两年重复试验,在自然春化与人工春化条件下,对与春化有关的成穗数等4个形态指标进行调查,对人工春化条件下5月份播种的小麦生长锥进行观察。经过对成穗数进行聚类分析,将12个冬小麦品种划分为弱冬性、冬性、强冬性3类。另外,结合不同春化条件下小麦成穗数差异的显著性分析结果及相关指标的标准化数据进行分析,结果表明:(1)根据幼苗习性对小麦冬性进行划分的方式存在一定缺陷,划分结果存在误差。自然春化条件下进行冬性划分具有一定的合理性,但由于受到多种外界因素影响,对相邻类型的划分效果不理想。(2)茎蘖数、小穗数、千粒重等指标存在一定的交叉现象,不适于进行冬性评价。人工春化处理下,小麦的成穗数与生长锥形态可以准确评价小麦冬性的强弱。     

低温处理后4个越橘品种部分生理指标的比较及其抗寒性分析

以‘美登’(‘Blomidon ’)、‘北陆’(‘Northland ’)、‘蓝丰’(‘Bluecrop ’)和‘密斯梯’(‘Misty ’)4个越橘( Vaccinium spp.)品种为研究对象,对经-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃和-40℃低温处理后各品种枝条的相对电导率( REC)、丙二醛( MDA)含量、过氧化物酶( POD)和过氧化氢酶( CAT)活性以及各指标的增长量进行比较;在此基础上,建立各品种REC值与温度的Logistic方程并获得各品种的低温半致死温度( LT50),初步确定各品种的抗寒性。结果表明：经不同低温处理后,各品种枝条的REC 值以及 POD 和 CAT 活性总体上极显著(P<0.01)高于对照(10℃),MDA含量极显著或显著(P<0.05)高于对照。随处理温度降低,各品种枝条的REC值和MDA含量逐渐升高,但不同品种间这2个指标的变幅不同;各品种枝条的POD和CAT活性随处理温度降低呈“单峰型”曲线,但不同品种枝条POD和CAT活性的峰值及其达到峰值的处理温度均存在差异,其中,经-25℃低温处理后品种‘密斯梯’枝条的POD和CAT活性最高,而其余3个品种的POD和CAT活性经-30℃低温处理后最高。总体上,品种‘密斯梯’枝条的REC值和MDA含量增长量处于较高水平,POD和CAT活性增长量处于较低水平;而品种‘美登’枝条的REC值和MDA含量增长量则处于较低水平,POD和CAT活性增长量处于较高水平。各品种的Logistic方程拟合度为0.8622~0.9778,且各品种间的拟合度差异均达到极显著或显著水平;REC值与温度的相关性极显著,其相关系数为0.9285~0.9888;品种‘密斯梯’、‘蓝丰’、‘北陆’和‘美登’的LT50值分别为-18.87℃、-26.85℃、-27.52℃和-30.83℃。综合分析结果显示：LT50值、MDA含量变化量、保护酶活性及其变化量均可作为越橘品种抗寒性的评价指标,据此初步确定供试4个越橘品种抗寒性由强至弱依次为‘美登’、‘北陆’、‘蓝丰’、‘密斯梯’。     

高寒山区植物根抗氧化酶系统的季节变化与抗冷冻关系

在高寒山区（海拔2900m）和选取4种多年生草本植物,即无芒雀麦（Bromus inermis）、草地早熟禾（Poa sphyondylodes）、花誉麦（Bromus sinensis）和垂重申披碱草（Elymus nutans）,测定了秋末、冬初、冬季、春季气温变化过程中其根中丙二醛（MDA）含量和抗氧酶活力（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧物歧化酶（SOD））和抗坏血酸氧化酶（APX）变化,分析了抗氧酶系统在根抗冷适应中的作用,结果表明,随秋末降温植物根中MDA含量增加,尔后下降,在冬季和翌年春季保持相对稳定。从9月初到10月下旬,4种植物根中SOD、CAT、POD活力平均增加170％、130％和56％。在冬季下降,但仍远高于9月,在春季气温上升过程中酶活力上升。根能在组织结冰状况下生存与其具备完善的保护酶系统,能及时清除氧自由基抑制膜脂过氧化维持膜完整性有关,据降温过程中MDA含量和抗氧酶活力变化,可将根冷适应分为两个阶段,即第1阶段平均气温在0℃以上,抗氧酶活力增强,MDA增加阶段,第2阶段平均气温降至0℃以下,最低气温降到－15℃以下,抗氧酶活力下降,MDA无明显变化阶段。     

水分胁迫下内生真菌球毛壳ND35对冬小麦苗期生长和抗旱性的影响

为明确不同水分条件下内生真菌对冬小麦苗期生长和抗旱性的影响,以抗旱型小麦品种山农16和水分敏感型小麦品种山农22为材料,利用荧光定量PCR技术检测小麦干旱诱导基因脱水素wzy2的表达量来了解冬小麦在干旱胁迫下相关基因的表达差异,通过测定相关生理指标与酶活性来判断小麦发育及其在干旱胁迫下的生理响应状况。结果表明,与正常水分ND35组相比,接种球毛壳菌(Chaetomium globosum)ND35的干旱处理组小麦的根冠比、总蛋白含量、脯氨酸含量及丙二醛含量等指标显著提高,小麦叶片含水量和可溶性糖含量有所降低。在干旱处理组中,球毛壳菌ND35可以显著提高小麦山农16的根长和山农22的株高,接种球毛壳ND35的山农16脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢酶活性比对照组均显著提高,丙二醛含量比对照组降低9.0%,但差异不显著;山农22脯氨酸含量和过氧化氢酶活性比对照组显著提高,丙二醛含量和可溶性糖含量比对照组有所降低,但可溶性糖含量差异不显著;相对定量检测数据显示,接种球毛壳ND35后,两种小麦脱水素wzy2基因的表达量较对照组均能够显著提高。综合分析说明内生真菌球毛壳ND35可以促进冬小麦苗期根系和植株发育,小麦提前进入三叶期,增强小麦避旱性,同时提高小麦根系活力,增强小麦耐旱性;提高个体细胞内水分、糖分、脯氨酸含量,降低丙二醛的氧化性损伤,增强过氧化氢酶活性,从而提高两种冬小麦对干旱胁迫的耐受能力;球毛壳ND35促进小麦干旱诱导相关基因wzy2的表达量,进而提高抗旱相关蛋白的表达,从而提高两种冬小麦耐脱水性和对干旱胁迫的适应性。     

小麦不同品种磷效率比较和评价的生化指标研究

对河北省的30个小麦品种的磷效率特征和评价的生化指标进行了研究。结果表明,供试品种在缺磷（-P）条件下的单株干重具有显著差异,供试品种-P下的磷效率可划分为高效、较高效、中效和低效等4种类型。-P处理下,单株干重和单株磷累积量随着供试品种磷效率的增大呈增加趋势;随着磷效率增大,超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化氢酶（CAT）活性逐渐增加,丙二醛（MDA）含量则逐渐降低。相关分析和回归分析表明,单株干重和单株磷累积量分别与SOD活性和CAT活性呈极显著和显著正相关,与MDA含量呈极显著负相关,表明SOD活性和MDA含量可作为缺磷奈件下评价小麦品种磷效率的生化评价指标。     

土壤干旱胁迫和复水后3个杨树品种叶片部分生理指标变化及抗旱性评价

以美洲黑杨品种‘2025’（Populus×deltoides‘2025’）及其2个芽变彩叶品种‘全红杨’（P.×deltoides‘Quanhong’）和‘中红杨’（P.×deltoides‘Zhonghong’）当年生嫁接苗为实验材料,对土壤干旱胁迫0、4、7、14、21和28d以及复水7d后叶片中MDA含量及PPO、SOD、CAT和POD活性的变化以及MDA含量与4种酶活性的相关性进行了分析,并采用隶属函数法和灰色关联分析法对3个品种的抗旱性进行综合评价。结果表明：随干旱胁迫时间的延长,3个品种的MDA含量总体呈增加趋势,并在处理的中期和后期显著或极显著高于各自的对照;PPO和SOD活性总体上先升高后降低,均在处理的前期和中期高于各自的对照;‘中红杨’和‘2025’的CAT活性先升高后下降,而‘全红杨’的CAT活性持续下降,均在处理14d后极显著或显著低于各自的对照;‘全红杨’和‘2025’的POD活性先降低后升高且均低于各自的对照,而‘中红杨’的POD活性则呈波动趋势但总体上与对照无显著差异。复水7d后,3个品种的MDA含量均有所降低,而PPO和CAT活性均有所提高;‘全红杨’和‘2025’的SOD和POD活性升高,而‘中红杨’的SOD和POD活性则降低。在土壤干旱胁迫条件下,仅‘全红杨’的PPO和CAT活性与MDA含量以及‘中红杨’的CAT活性与MDA含量呈极显著负相关,各品种的其他酶活性与MDA含量均无显著相关性。‘全红杨’、‘中红杨’和‘2025’的平均隶属函数值分别为0.482、0.527和0.533,据此判断3个品种中‘2025’的抗旱性最强、‘全红杨’的抗旱性最弱。3个品种抗旱性与各生理指标的关联度均大于0.64,其中与CAT和PPO活性的关联度分别为0.793和0.761,因而,可将CAT和PPO活性作为评价杨树品种抗旱性的首选指标。