水稻幼苗叶绿体保护系统对盐胁迫的反应

以耐盐性不同的水稻品种Pokkali(耐盐)和Peta(盐敏感)为材料,研究了叶绿体中保护系统对盐胁迫的响应。结果表明：随着NaCl胁迫时间的增加,供试两品种叶绿体中H2O2和MDA含量增加,耐盐品种Pokkali增加的幅度明显小于盐敏感品种Peta;NaCl胁迫下叶绿体内的SOD活性下降,APX、GR活性和．ASA、GSH含量均为先升后降,耐盐品种Pokkali下降的幅度小于Peta。在200mmol／L NaCl胁迫过程中,Pokkali叶绿体内SOD、APX、GR活性和ASA、GSH含量均高于Peta,说明在NaCl胁迫下耐盐品种叶绿体内清除活性氧的能力强于盐敏感品种。     

水分胁迫下植物体内游离脯氨酸的累积及ABA在其中的作用

无论是土壤干旱,还是NaCl或PEG所引起的水分胁迫,都使植物体内游离脯氨酸含量明显升高。不同小麦品种反应不一,如对干旱敏感的甘麦8号比抗旱的和尚头、定西24在NaCl和PEG胁迫下游离脯氨酸水平增高得更快,而后者持续的时间较长。土壤干旱胁迫下,小麦各品种之间脯氨酸含量无明显差异。中生植物倒挂金钟(Fuchsia hybrida)和沙生植物猪毛蒿(Artemisia scoparia)在水分胁迫下游离脯氮酸含量均有增高。把小麦幼苗放在5×10~(-5)M ABA溶液中浸根处理,无论在正常或胁迫情况下均能促进游离脯氨酸含量的增高。     

水分胁迫对不同基因型小麦幼芽蛋白质表达和某些生理特性的影响

以抗旱小麦品种长武134和不抗旱小麦品种郑引1号为试材,采用-1.2 MPa PEG 6000处理种子,研究不同水分条件下小麦幼芽中蛋白质表达和部分生理特性的变化.聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明：水分胁迫可诱导抗旱品种幼芽产生分子量约39.5 kDa和23.0 kDa两种新蛋白亚基,不抗旱品种则无新亚基产生;在正常供水条件下,随着生育期延长,两品种中分子量为48.5 kDa的蛋白亚基表达量逐渐增强,因其对水分敏感且属于新发现蛋白,初步命名为水敏感蛋白.生理特性测定结果表明,水分胁迫条件下长武134的根芽比和相对含水量均高于郑引1号,而细胞膜相对透性和丙二醛含量则低于郑引1号.     

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。     

Spd浸种对盐胁迫下番茄（Solanum lycopersicum)幼苗的保护效应

通过水培试验,研究了100 mmol/L NaCl盐浓度下,0.25 mmol/L Spd浸种处理对两个番茄品种白果强丰(耐盐基因型)和江蔬14号(盐敏感基因型)植株干重、根冠比(R/T)、幼苗叶片和根系抗氧化酶活性及活性氧含量的影响.具体试验处理如下:(a) 对照(蒸馏水浸种+ 0 mmol/L NaCl),(b) NaCl (蒸馏水浸种+ 100 mmol/L NaCl),(c) Spd(0.25 mmol/L Spd浸种 +100 mmol/L NaCl).结果表明,在盐胁迫下,两个番茄品种幼苗叶片和根系内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,H2O2含量和O·-2产生速率增高,幼苗生长受到抑制,幼苗地上部、地下部干重均明显低于对照,R/T增大,且江蔬14号的变化幅度大于白果强丰.Spd浸种处理降低了盐胁迫下番茄幼苗叶片和根系内O·-2产生速率和H2O2含量,进一步提高了SOD、POD和CAT活性,促进幼苗干重增加,缓解了盐胁迫对植株的伤害.与耐盐基因型番茄品种白果强丰相比,Spd浸种处理对盐敏感基因型番茄品种江蔬14号的作用效果更为明显.总之,Spd浸种处理通过提高盐胁迫下植株体内抗氧化酶活性,降低ROS水平来缓解盐胁迫对番茄幼苗的伤害,提高幼苗耐盐能力.     

外源精胺对水分胁迫下小麦幼苗保护酶活性的影响

通过营养液培养试验,研究了水分胁迫下外源精胺(Spm)对抗旱性不同的小麦品种幼苗叶片质膜相对透性及保护酶活性的影响.结果表明:水分胁迫下,小麦叶片的质膜相对透性、M DA含量增加、SOD、CAT和POD活性上升,外源精胺处理可延缓水分胁迫下小麦叶片质膜相对透性和M DA含量上升,提高了SOD、CAT、POD酶活性的上升幅度;并且对抗旱性弱的品种保护酶活性增幅高于抗旱性强的品种.因此,外源精胺处理对抗旱性弱的品种缓解水分胁迫作用大于抗旱性强的品种.     

NaCl胁迫下大麦根系液泡膜H+-ATP酶活性受ATP和焦磷酸含量的调节

选用两个耐盐性强弱不同的大麦(Hordeumvulgare L.)品种,研究了NaCl胁迫下其幼苗根中ATP和焦磷酸(PPi)含量的变化以及PPi对液泡膜H -ATP酶活性的影响.结果表明:在含NaCl 200mmol/L的1/2 Hoagland溶液中处理2 d,耐盐品种(滩引2号)根中液泡膜H -ATP酶活性增加,然后逐渐下降,而H -PPi酶活性在NaCl处理9 d中'直下降.盐敏感品种(科品7号)在NaCl胁迫下根中H -ATP酶和H -PPi酶活性都下降(图1).与对照相比较,NaCl胁迫下耐盐品种根中ATP含量2 d时增加,4 d后下降;盐敏感品种根中ATP积累受NaCl胁迫的抑制(图2).NaCl胁迫下,两品种的PPi含量皆略有增加(图3).PPi对液泡膜H -ATP酶活性有竞争性抑制作用(图4).结果表明:ATP积累是NaCl胁迫下液泡膜H -ATP酶活性增加的原因之一,NaCl胁迫下大麦品种根中ATP含量下降和PPi对液泡膜H -ATP酶的抑制使该酶活性下降.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜(Cucumis sativus L.)叶绿体活性氧清除系统和结合态多胺含量的影响

采用营养液水培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下抗盐能力不同的两个黄瓜品种幼苗生长、叶绿体中活性氧清除系统、转谷酰胺酶(TGase)活性、结合态多胺含量及植株光合速率的影响.结果表明,外源Spd能提高NaCl胁迫下叶绿体中TGase活性、叶绿体结合态腐胺(Put)、Spd、精胺(Spm)及总多胺含量;提高超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,提高抗坏血酸(AsA)、类胡萝卜素(Car)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽(GSH/ GSSG)比值,降低脱氢抗坏血酸/抗坏血酸(DAsA/AsA)比值;同时显著降低叶绿体过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,提高植株净光合速率,缓解NaCl胁迫对幼苗生长的抑制.表明Spd对黄瓜盐害的缓解作用之一可能是通过提高叶绿体结合态多胺含量和叶绿体活性氧清除能力,从而缓解盐胁迫对叶绿体膜的伤害.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗体内抗氧化酶活性的影响

以不同耐盐性黄瓜品种“长春密刺”和“津春2号”为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片与根系中超氧阴离子(O2-.)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源Spd对未经盐胁迫处理(对照)黄瓜幼苗体内O2-.产生速率、SOD、CAT和POD活性均无显著性影响;盐胁迫处理提高了O2-.产生速率,SOD、POD和CAT活性都有不同程度的升高;外源Spd处理进一步提高了盐胁迫下SOD、POD和CAT活性,减缓了O2-.产生速率。与耐盐型“长春密刺”品种相比,盐胁迫对盐敏感型“津春2号”影响较大,外源Spd对盐敏感型黄瓜品种盐胁迫伤害的缓解作用较大。表明盐胁迫下外源Spd可缓解盐胁迫对膜的伤害,从而提高黄瓜幼苗的耐盐性。     

水分胁迫及复水过程中小麦抗氧化酶的变化

对两个抗旱性不同的小麦品种进行水分胁迫和复水处理,研究其抗氧化酶活性的响应。在水分胁迫下,陇春-20的相对含水量高于优鉴-24,复水24h后,优鉴-24的相对含水量恢复较快且高于陇春-20。水分胁迫下,优鉴-24中H2O2含量增加迅速,而且各阶段含量均高于陇春-20,复水后两个品种的H2O2含量都下降,这表明优鉴-24在水分胁迫时受到更严重的氧化胁迫。采用温和胶电泳结合抑制剂实验发现小麦有3条Mn—SOD,一条Fe—SOD和Cu／Zn-SOD同工酶带,CAT同工酶有3条谱带。在水分胁迫和复水期间,优鉴-24的SOD和CAT活性高于陇春-20,随着水分胁迫程度的增加,两个品种的SOD和CAT活性都增强,复水后,优鉴-24的SOD活性继续增强,而陇春-20的Mn—SOD—3活性略微降低,Fe—SOD和Cu／Zn—SOD活性略微升高,陇春-20的CAT活性降低。水分胁迫诱导了Mn—SOD—1在优鉴-24及Mn—SOD-2和Fe—SOD在陇春-20中的表达。     

DROUGHT STRESS AND INBREEDING DEPRESSION IN LYCHNIS FLOS-CUCULI (CARYOPHYLLACEAE)

Interactions between drought stress and inbreeding depression were studied in Lychnis flos-cuculi. Four inbreeding levels (F = 0, 0.25, 0.50 and 0.75), and three watering treatments were used. Performance was scored for germination rate and proportion, survival, plant size, proportion of plants flowering, flowering date, stem height, number of flowers, flower size, anther weight, fruiting proportion and number of capsules. Multiplicative fitness values were estimated from these traits. Inbreeding affected most of the traits studied, and a severe inbreeding depression was found for the combined fitness estimates. The higher inbreeding depression found here relative to the same family groups in a former experiment may reflect greater dominance and suppression in the present experiment at higher density.     

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料,研究了干旱（－０．６ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（０．１５ｍｌ／Ｌ ＮａＣｌ）和低温（６℃）胁迫下,不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明,干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸,且随着胁迫时间的处长而加剧。在同一胁迫条件下,耐性强的品种脯氨酸积累较少,而敏感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。     

水分胁迫下小麦地上和地下部的反应及其抗旱性研究

本试验较系统地研究了四个小麦品种水分胁迫下地上、地下部的形态、生理和信息传递物质的变化及其抗旱性,为高等植物的抗旱机理研究提供了一些有价值的资料。为抗旱育种和育农栽培提供理论上的依据。     

抗旱性不同的小麦叶片的渗透调节与水分状况的关系

两年的试验结果表明:在土壤水分胁迫下抗旱性强的小麦品种叶片的相对含水量和水势均高于抗旱性弱的品种;渗透势与水势为线性关系,水势每变动一个单位,渗透势变动0.71—0.93个单位;渗透势与相对含水量的对数化关系为两条直线组成的一条折线,第一条直线渗透势的下降完全由渗透调节引起;第二条直线渗透势下降主要是细胞失水浓缩的结果。渗透调节能力为:秦麦3号>昌乐5号>山农587>济南13>烟农15>鲁麦5号。     

Aims

 利用两种不同土壤研究了水分胁迫和接种AM真菌(摩西球囊霉(Glomus mosseae)和油蒿(Artemisia ordosica)根际土著AM真菌)对毛乌素沙地重要演替物种油蒿生长和抗旱性的影响。结果表明, 两种土壤中水分胁迫没有显著影响油蒿的植株形态和含水量, 但严重抑制了菌根侵染率。水分胁迫促使油蒿提高叶片保水能力, 抑制N、P在地上部的分配。在胁迫前期SOD活性较高, 而POD活性在后期较高。同一水分条件下接种AM真菌显著提高了AM真菌侵染率, 土壤中孢子数显著增多, 提高了植株分枝数并促进侧根发育, 显著提高根冠比和植株保水能力, 加强了根系对全磷、全氮的吸收。接种AM真菌的植株可溶性糖和丙二醛含量较低, 可溶性蛋白含量无显著变化, SOD和POD活性提高, 油蒿抗旱性加强。水分胁迫下在不同土壤中接种不同AM真菌对油蒿的促进效应差异较大, 接种土著AM真菌的效果优于摩西球囊霉单一接种。干旱导致菌根侵染率下降是宿主植物吸水能力下降的原因之一, 在植物生长前期接种AM真菌可以增强植物抵抗生长中后期环境干旱的能力。     

绿洲前沿地区多枝柽柳水分关系的特征及灌溉的影响

 对塔克拉玛干沙漠南缘策勒绿洲前沿地区多枝柽柳（Tamarix ramosissima）进行了研究,生长季节和灌溉前后水分关系的特征表明：多枝柽柳在生长季节保持了较高较稳定的清晨水势,植物能够平衡白天水分损失造成的水分亏缺,水分恢复状况良好。环境气候变化对渗透势等水分参数的影响不及植物水分恢复状况对它们的影响。除了个别数据,多枝柽柳水势和渗透势的降低幅度很小,更像是生长过程的结果,植物水分胁迫的特征并不明显。对比水分生理上对干旱胁迫的适应——渗透势的迅速降低和质外体水含量的增加,膨压消失点相对含水量(RWCp)和渗透势差值(ΔΠ)等参数显示的生理特征表明,植物更加依靠稳定充足的水分供应来适应生长环境中极端的高水压差和与此相应的高大气蒸发要求。与此适应,植物和地下水发生了联系,并且一次性灌溉对植物水分状况的恢复基本没有帮助,保持地下水位稳定在根系的可吸收范围内成为保护绿洲前沿多枝柽柳长期存在的关键。多枝柽柳的水分特征属于中生植物的范畴,对极端环境的适应属于躲避的类型。     

DROUGHT AND THE EVOLUTION OF FLOWERING TIME IN DESERT ANNUALS

Drought is often thought to stimulate flowering in desert, and sometimes in mesic, annuals. I review experimental studies of the effect of drought on flowering time in both desert and mesic annuals. No convincing experimental evidence presently exists that drought stimulates flowering in any annual plant; some experimental results suggest the opposite. The design and analysis of flowering time studies are also reviewed; most extant studies have serious flaws. Thus, a convincing demonstration of drought-stimulated flowering will require carefully designed and analyzed experiments. In light of these results, I examine several ways in which drought may affect the ecology and evolution of flowering time in desert annuals, and suggest directions for research. Several mechanisms probably contribute to phenotypic variation in flowering time and size, including water and nutrient limitation, competition, and variation in seed size and germination time. Phenotypic effects of seed traits suggest that seed and flowering time traits may not evolve independently of one another. Water stress during reproduction can influence seed traits; such maternal effects can influence the outcome of selection both on seed traits and on flowering time. The multivariate character of flowering time evolution suggests that genetic and phenotypic correlations among these traits may present important constraints on the evolution of flowering time.     

干旱胁迫下小麦叶片微粒体活性氧自由基的产生及其对膜的伤害

从不同干旱胁迫时间下的小麦(Triticum aestivum L.)叶片中提取微粒体膜,测定活性氧自由基变化和膜伤害程度。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长发生以下变化:(1)O_2~-和H_2O_2的产生速率在一定时间内逐渐加快然后下降;(2)膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)的含量逐渐增加;(3)微粒体膜上的SOD活性逐渐下降;(4)—SH基的含量在一定时间内逐渐增多以后下降;(5)与膜伤害程度有关的生理指标如根系电导率、叶片水势及其含水量等均有变化。