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。     

干旱胁迫对甘草幼苗生长和渗透调节物质含量的影响

采用人工控制水分模拟干旱的处理方法,研究了干旱胁迫对甘草幼苗生长状况、水分状况和主要渗透调节物质含量的影响.结果显示:轻度干旱胁迫有利于甘草幼苗根系生长,植株根冠比加大.干旱胁迫下甘草根叶组织中相对含水量下降,束缚水/自由水升高.甘草幼苗组织中渗透调节物质可溶性蛋白、游离脯氨酸、可溶性糖含量在干旱胁迫下也均显著增加;且...     

干旱胁迫与复水对块根紫金牛生理特性的影响

以岩溶特有药用植物块根紫金牛为试材,研究土壤水分胁迫及复水条件下其叶片光合参数、相对含水量、质膜透性、渗透调节物质含量的变化特性。结果表明:水分胁迫下,块根紫金牛的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均几乎接近零点,但胞间CO2浓度上升,即非气孔因素限制是光合速率下降的主要原因。水分胁迫不影响块根紫金牛单位面积的总叶绿素和类胡萝卜素含量,但干旱处理的Chl a/b和Car/Chl分别显著低于和高于对照。水分胁迫下,块根紫金牛的叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量显著增大,即膜系统受到一定的伤害;块根紫金牛叶片脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量无显著变化,可溶性糖含量显著增大,但增大幅度不大,说明其在干旱胁迫下的渗透调节能力较弱。复水处理后,块根紫金牛全部指标均能恢复到对照水平,说明其对干旱胁迫较为敏感,主要采取避旱策略。     

土壤干旱对黄土高原乡土树种水分代谢与渗透调节物质的影响

以黄土高原4个乡土树种的幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟土壤干旱环境,研究土壤干旱对不同树种水分代谢与渗透调节物质的影响。结果表明,大叶细裂槭、虎榛子叶水势、叶片含水量下降迅速,叶片离体保水能力降幅明显;白刺花、辽东栎则表现为叶水势、叶片含水量缓慢下降,组织相对含水量在中度胁迫下略有上升。白刺花在不同水分处理条件下离体叶片保水力明显高于其它树种。1个树种可溶性糖含量随土壤干旱程度加剧明显增加,可溶性蛋白质含量在树种之间变化较为复杂,无明显规律性。K^ 离子含量和游离脯氨酸含量在中度水分胁迫下均有不同程度升高。白刺花在土壤干旱进程中,可溶性蛋白质含量、K^ 离子含量和游离脯氨酸含量均明显高于其它树种。综合水分代谢和渗透调节物质来看,水分胁迫条件下,白刺花以保持高水势、减少组织水分散失和增加渗透调节物质来提高细胞原生质浓度,增强其抗旱性。     

干旱胁迫对不同玉米自交系苗期渗透调节的影响

以5个抗旱性不同的玉米骨干自交系黄早四、掖478、郑58、旱21、齐319为试验材料,对持续水分胁迫下玉米幼苗的叶片相对含水量、渗透调节能力(OA)、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片相对含水量呈现下降的趋势,渗透调节能力和可溶性糖含量呈现先上升后又下降的趋势,脯氨酸含量呈现持续上升的趋势;在持续干旱条件下,不同自交系各个指标的变化幅度不同,说明不同种质资源对干旱胁迫的响应方式不同,渗透调节能力也有差异。在水分胁迫的前7d中,渗透调节能力逐渐增加,第7天时达到最大值,OA从大到小的排列顺序为齐319郑58掖478旱21黄早四;但此后,除旱21外,其余4个自交系的OA都随之下降。旱21和齐319以可溶性糖和脯氨酸为主要的渗透调节因子,黄早四则以脯氨酸为主要的渗透调节物质。     

土壤水分胁迫对燕麦叶片渗透调节物质含量的影响

以旱棚内盆栽的'内农大莜一号'燕麦品种为材料,测定了其不同水分胁迫下各生育期叶片的脯氨酸、可溶性糖含量和细胞膜相对透性,分析土壤含水量对燕麦叶片渗透调节物质的影响,以明确燕麦不同生育时期的抗旱特性.结果表明:(1)随着土壤相对含水率的下降,燕麦各生育期叶片脯氨酸含量、可溶性糖含量、细胞膜相对透性均呈上升趋势.(2)随着生育期的推进,燕麦叶片脯氨酸含量在30%和45%土壤含水量下呈持续上升趋势,而在含水量 60%、75%、90%处理下则于生育前期上升,灌浆期略有下降;随着生育期的延续,可溶性糖的含量呈先升后降的抛物线型变化,且其最大值随水分胁迫强度增加而提前,含水量 30%和45%处理的最大值均出现在拔节期,含水量60%和75%处理则分别出现在孕穗期和开花期;随着生育期的延续,各处理燕麦叶片的细胞膜相对透性均呈持续上升趋势.可见,水分胁迫能诱导燕麦叶片渗透调节物质的积累,且增幅随着胁迫强度的增加而上升,从而使燕麦表现出较强的抗旱性.     

辣椒开花结果期对干旱胁迫的形态与生理响应

在遮雨网室选用抗旱性较强的农城椒二号和抗旱性较弱的陕蔬2001,研究辣椒在轻度、中度和重度干旱胁迫下不同时间的生长、产量、渗透调节物质、保护酶活性的变化规律及其生理调节机制。结果表明:随干旱胁迫时间的延长,辣椒的株高、分枝数、叶面积、单位面积产量、叶绿素含量和叶片相对含水量的抗旱系数呈下降趋势,下降速率与干旱胁迫程度呈正相关,与品种的抗旱性呈负相关;脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性和可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度低于抗旱性弱的材料;可溶性糖含量的相对值在轻度和中度干旱胁迫下呈上升趋势,在重度干旱胁迫下呈上升—下降趋势,且抗旱性强的材料上升速度大于抗旱性弱的材料。相关分析表明,干旱胁迫下,产量与株高、分枝数、叶片叶绿素含量、叶面积、叶片相对含水量抗旱系数呈显著正相关;与细胞膜透性、CAT活性和可溶性蛋白含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析表明,用作辣椒抗旱性鉴定的主要指标是单株产量、株高、叶面积、分枝数、可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、叶绿素含量和细胞膜透性及叶片相对含水量,叶片POD、SOD、CAT活性、脯氨酸含量可做为辣椒抗旱性鉴定的次要鉴选指标。     

混合碱(NaHCO_3和Na_2CO_3)胁迫对高粱幼苗渗透调节和离子平衡的影响

以高粱耐碱品种(四杂25号)和碱敏感品种(龙杂9号)为研究材料,采用人工气候箱内营养液培养,研究不同浓度混合碱(Na HCO3和Na2CO3摩尔比为9∶1)胁迫对高粱幼苗叶片和根系渗透调节物质和离子平衡的影响。结果表明:随着混合碱浓度和p H值的增加,脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖以及游离氨基酸等渗透调节物质含量在叶片和根系中均有显著增加;四杂25号叶片和根系中渗透调节物质含量的增幅大于龙杂9号,叶片中的渗透调节物质含量高于根系;随碱胁迫浓度的增加,两个高粱品种叶片和根系中Na+的浓度显著增加,而K+和Ca2+浓度显著减少,四杂25号K+和Ca2+浓度减小程度小于龙杂9号;叶片离子中以K+的含量最大,而根系中以Na+的含量最大,说明高粱幼苗叶片和根系所需平衡渗透势的阳离子种类和数量有所差异;根系受碱胁迫的破坏程度较叶大,其渗透调节和离子平衡能力弱于叶片,说明高粱根系对碱胁迫更加敏感。     

干旱胁迫对欧洲鹅耳枥幼苗生理生化特征的影响

以一年生欧洲鹅耳枥幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设置5个土壤含水量梯度,研究不同梯度干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确欧洲鹅耳枥的耐旱特性。结果显示:（1）随着干旱胁迫的加剧,欧洲鹅耳枥幼苗受到损害程度逐渐加重,形态表现出明显的缺水特征,叶片相对含水量和叶绿素总量随着干旱胁迫程度的增加而下降,且胁迫强度越强、时间越久其变化幅度越大。（2）幼苗叶片SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均随着干旱程度的增加表现出先升高后降低的趋势。（3）随着干旱胁迫程度的增加和干旱时间持续,幼苗叶片MDA含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值。研究表明,欧洲鹅耳枥幼苗在短期和轻度（田间最大持水量的60%）、中度（田间最大持水量的45%）干旱胁迫下能通过调节自身保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱造成的危害;而在重度（田间最大持水量的30%）干旱胁迫下,幼苗自我调节能力受影响,极度（田间最大持水量的15%）干旱胁迫对其造成一定的损害。研究认为,欧洲鹅耳枥具有一定的抗干旱特性,可在园林中推广运用。     

盐分和水分胁迫对芦荟幼苗渗透调节和渗调物质积累的影响

用不同浓度NaCl和等渗聚乙二醇(PEG 6000)处理芦荟(Aloe vera L.)幼苗,10 d后测定叶片相对生长速率和厚度、叶片中主要有机溶质、无机离子含量及渗透调节能力.结果表明,-0.44、-0.88 MPa NaCl和PEG处理使芦荟叶片的相对生长速率和叶片厚度明显下降,且盐胁迫对幼苗生长的抑制和叶片含水量降低的效应明显高于等渗的水分胁迫,其叶片渗透调节能力随处理渗透势的降低而增加, -0.88 MPa PEG胁迫的芦荟幼苗的渗透调节能力高于等渗盐分胁迫.在主要渗透调节物质可溶性糖、有机酸、K 、Ca2 和Cl-中,-0.88 MPa PEG处理下含量比相同渗透势的NaCl处理下显著增加的是有机溶质,因此推断有机溶质含量高是PEG胁迫下渗透调节能力较强的主要因素.     

珍稀濒危植物堇叶紫金牛对持续干旱的生理响应

采用盆栽控水法,研究了珍稀濒危植物堇叶紫金牛(Ardisia violacea)在持续干旱条件下的生理响应。随着持续干旱时间的延长,堇叶紫金牛应对持续干旱的阶段可分为适应期、轻度干旱期、中度干旱期和重度干旱期。在适应期和轻度干旱期,堇叶紫金牛叶片游离脯氨酸和可溶性糖含量稳定在一个较低水平,可溶性蛋白质含量先下降后快速上升,细胞膜系统和抗氧化酶系统能主动进行生理调节;中度干旱期,丙二醛(MDA)含量和质膜相对透性迅速升高,细胞膜系统受损加剧,游离脯氨酸、可溶性糖含量均急剧增加,对抵御干旱起到重要的渗透调节作用。在轻度干旱期和中度干旱期,光合色素中叶绿素a和叶绿素b含量显著提高,以抵抗干旱胁迫。重度干旱期,细胞膜系统、抗氧化酶SOD、游离脯氨酸和可溶性糖含量上升,但MDA略微下降,这时可能达到植物耐受干旱的极限,不再发生膜脂过氧化作用。综上表明,堇叶紫金牛具有较强的耐旱性,RWC为49.94%是细胞膜系统、抗氧化酶系统和渗透调节物质含量变化的拐点,渗透调节和抗氧化酶系统的主动适应是其耐旱的主要机制。     

Mapping QTLs associated with drought resistance in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench)

Drought is a major abiotic stress factor limiting crop production. Identification of genetic factors involved in plant responses to drought stress will provide a solid foundation to improve drought resistance. Sorghum is well adapted to hot dry environments and regarded as a model for studying drought resistance among the grasses. Significant progress in genome mapping of this crop has also been made. In sorghum, rapid premature leaf death generally occurs when water is limited during the grain filling period. Premature leaf senescence, in turn, leads to charcoal rot, stalk lodging, and significant yield loss. More than 80% of commercial sorghum hybrids in the United States are grown under non-irrigated conditions and although most of them have pre-flowering drought resistance, many do not have any significant post-flowering drought resistance. Stay-green is one form of drought resistance mechanism, which gives sorghum resistance to premature senescence under soil moisture stress during the post-flowering period. Quantitative trait locus (QTL) studies with recombinant inbred lines (RILs) and near-isogenic lines (NILs) identified several genomic regions associated with resistance to pre-flowering and post-flowering drought stress. We have identified four genomic regions associated with the stay-green trait using a RIL population developed from B35 × Tx7000. These four major stay-green QTLs were consistently identified in all field trials and accounted for 53.5% of the phenotypic variance. We review the progress in mapping stay-green QTLs as a component of drought resistance in sorghum. The molecular genetic dissection of the QTLs affecting stay-green will provide further opportunities to elucidate the underlying physiological mechanisms involved in drought resistance in sorghum and other grasses.     

万寿菊属不同品种初花期抗旱特性分析

以万寿菊属(Tagetes)9个品种为试验材料,研究了自然持续干旱胁迫对它们初花期的花最大直径、叶色、旱害指数等形态指标以及叶绿素含量(Chl a+b,Ch a/b)、叶片相对含水量(RWC)、叶片保水力(WHC)、叶片和花的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量等生理指标的影响,以揭示其抗旱特性及其生理机制.结果显示:(1)持续6d干旱胁迫条件下,万寿菊9个品种花的最大直径显著降低,叶绿素含量和相对含水量均呈明显下降趋势.(2)万寿菊叶片的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈上升趋势;而花的脯氨酸含量持续上升,可溶性蛋白含量呈下降趋势,但可溶性糖含量变化趋势复杂.(3)万寿菊旱害指数与其叶片相对含水量、叶绿素总含量、叶片和花的脯氨酸含量、叶片可溶性蛋白含量呈极显著相关.研究表明,抗旱性强的品种可以通过调节自身的渗透调节物质含量减轻干旱伤害;9个品种初花期抗旱性强弱依次为:珍妮>金门>鸿运>拳王>巨人>发现>小英雄>大英雄>迪阿哥.     

Water stress induced changes in concentrations of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativd) plants

Susceptibility of alfalfa ( Medicago saliva L. cv. Aragón) nodules and leaves to water stress has been investigated. Nodule acetylene reduction activity (ARA), leaf CO₂ exchange rate (CER) as well as soluble protein, proline and total soluble sugar (TSS) contents were determined during drought. Water status was estimated as water potential (Ψ_w) and Relative water content (RWC) of the respective tissues. Maximum rates of ARA required higher Ψ_w than CER. Nodules had lower RWC for a given Ψ_w than leaves. Water stress reduced soluble protein content in both tissues; however, the decline in soluble protein content was detected at greater Ψ_w in nodules than in leaves. Proline and TSS increased in leaves and nodules, and again the threshold Ψ_w triggering such accumulation was higher in nodule tissues. Oior results suggest that alfalfa nodules are more susceptible to water shortage than leaves. Effects of accumulated TSS and proline upon leaf and nodule physiology are discussed in relation to protein stability (proline), pH control (proline) and osmotic adjustment (proiine and TSS). The TSS accumulation induced by water stress suggests that substrate shortage would not be the primary effect of drought on nodule activity.     

渗透调节参与循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成

对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水一半萎焉．复水一恢复的循环干旱锻炼。结果表明,这种干旱锻炼能显著提高烟草幼苗根、茎、叶中的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量,降低细胞渗透势。当干旱锻炼过的烟草植株遭受后续的干旱胁迫时,与未锻炼的对照相比,其根、茎、叶能积累更多的可溶性糖和脯氨酸,从而降低了细胞渗透势,使叶片能维持较高的膨压。这些结果表明渗透调节参与了循环干旱锻炼提高的烟草植株抗旱性的形成过程。此外,干旱锻炼提高了烟草幼苗的根／冠比。循环干旱锻炼过程中烟草植株一方面使其各部位通过渗透调节来对干旱环境进行生理适应,另一方面通过调节光合产物在地上部和地下部的分配以影响根／冠比来对干旱环境进行形态适应,以最终提高其抗旱性。     

不同水分胁迫对绵毛水苏幼苗形态和生理特性的影响

以绵毛水苏幼苗为试材,以正常供水为对照,研究不同水分胁迫(淹水、渍水、中度干旱、重度干旱)对绵毛水苏形态和生理指标的影响。结果表明:(1)绵毛水苏植株在淹水处理3d后外围叶片坏死,根系死亡,但茎基部有不定根萌生;渍水处理植株地上部始终无明显变化,但部分根系根尖变褐色;干旱处理7d时叶片萎蔫,且重度干旱处理叶片萎蔫程度大于中度干旱。胁迫解除后,除淹水处理在第13天恢复生长外,其余处理均在第2天恢复正常生长。(2)绵毛水苏叶片含水量和根系活力在淹水处理下显著降低,在渍水处理下无明显变化;在干旱胁迫下,叶片含水量迅速下降,而根系活力升高。(3)在各水分胁迫条件下,绵毛水苏植株叶、根的相对电导率和MDA含量均较对照显著升高,且根部受损程度均重于叶片,其中淹水胁迫受损最严重。(4)淹水处理叶片可溶性蛋白含量下降,可溶性糖、游离脯氨酸持续积累;渍水和干旱处理叶和根的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸均升高。研究认为,绵毛水苏具有较强的渗透调节能力,在渍水和干旱胁迫解除后迅速缓解膜质过氧化伤害,恢复正常生长;绵毛水苏虽不能在长时间淹水条件下生长,但可在渍水条件下正常生长,且能忍受干旱胁迫,可应用于滨水消落带等水分变化较大的区域。