干旱胁迫下沙枣和孩儿拳头叶绿素荧光特性研究

以沙枣和孩儿拳头2年生盆栽苗为材料,采用称重控水的方法设置对照（土壤含水量为25.6%~27.2%）,轻度胁迫（19.2%~20.8%）,中度胁迫（12.8%~14.4%）,重度胁迫（6.4%~8.0%）4个梯度,研究了干旱胁迫对沙枣和孩儿拳头色素含量和叶绿素荧光特性的影响。结果表明：（1）随着干旱胁迫的加剧,两物种叶绿素a含量,叶绿素a/b比值,总叶绿素含量呈下降趋势,且叶绿素a对干旱胁迫的反应较叶绿素b敏感,但两物种叶绿素b含量和胡萝卜素含量变化规律不一致。（2）随着干旱胁迫的加剧,孩儿拳头F_m、F_v呈下降趋势,沙枣相反,但两物种F₀呈增加趋势,F_v/F₀、F′_v/F′_m呈下降趋势,F_v/F_m差异不显著;PhiPS2、ETR、qP先升高后降低,NPQ则先降低后升高。（3）虽然两物种表现出较强的抗旱性,但在重度干旱胁迫下（6.4%~8.0%）,光合色素含量、叶绿素荧光参数受到较大影响,推测此时的土壤水分含量为两物种光合色素、光系统Ⅱ的耐受极限;物种间相比,孩儿拳头更为敏感,在今后的园林管护中,要根据土壤水分状况和物种间的差异做好园林灌溉。     

亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液对2种云杉某些生理指标影响的比较

八年生嫩江云杉和红皮云杉苗木,经喷施20、50、100mmol·L-1Na2SO3和NaHSO3(摩尔浓度为3:1)的混合液后第3、11、20天测定多个生理指标的结果显示,喷后第3天,2种云杉的净光合速率(Pn),光系统II(PSII)的最大光能转换效率(Fv/Fm),光化学量子效率(ΦPSII),叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)和类胡萝卜素含量均下降;相对电导率上升;苗木受到胁迫的程度随着Na2SO3和NaHSO3混合液浓度的提高而增大。喷后第8~20天各种生理指标开始恢复。气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)变化不显著。红皮云杉对胁迫的敏感度高于嫩江云杉,但其在重度胁迫后的修复能力强于嫩江云杉。     

干旱胁迫下藜的光合特性研究

通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据。以盆栽的藜为材料,用称重控制浇水的方法,研究了干旱胁迫对藜叶片的光合特性。结果表明：干旱胁迫下藜的光合日变化呈双峰型,有“午休”现象（13:00）且受气孔限制;最大净光合速率出现在上午8:00。与正常条件下生长的藜相比,干旱胁迫下藜的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)、二氧化碳饱和点(CSP)和羧化效率(CE)均降低,分别为1 200 μmolphoton·m^-2·s^-1、8.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1、0.016 1 μmol CO₂·mol^-1 photons、1 200 μmol CO₂·mol^-1、0.017 6 μmol CO₂·m^-2·s^-1;光补偿点(LCP)、二氧化碳补偿点(CCP)升高,分别达到44.88 μmol photon·m^-2·s^-1、和46 μmol CO₂·mol^-1,干旱使藜的光合能力下降。干旱胁迫下藜的光合能力虽有所下降,但与其它C3植物相比仍具有较强的CO₂同化能力。藜是一种耐旱力较强的植物。     

土壤水分胁迫对5个种源油松光合特性的影响

在盆栽条件下,对5个种源油松（山西中条山ZT,山西吕梁山LL,山西太行山TH,陕西洛南LN和陕西黄陵HL）幼苗进行了水分胁迫处理实验,对其净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）、胞间CO₂浓度（C_i）、水分利用效率（WUE）及P_n与土壤含水量（SWC）的关系进行了研究。结果表明：油松幼苗的P_n、T_r和G_s均随水分胁迫程度的增加呈先上升后下降的趋势,C_i呈先下降后上升的趋势。其中TH种源的P_n、T_r和G_s最高,LN和HL种源的较低。干旱处理的第4天（SWC为15%~25%）,5个种源的P_n、T_r和G_s均达到处理期的最大值;第7天（SWC为7%~9%）,它们的P_n、T_r、G_s和WUE差异均极显著（p<0.01）,且大小顺序均为：ZT>TH>LL>HL>LN;处理的10天后（SWC小于5%）,LL、TH、LN、HL均只表现为呼吸作用。根据P_n与SWC的二次拟合方程（R²=0.980~0.997）中P_n为0时的SWC进行了抗旱性排序,依次为：TH>ZT>LL>HL>LN。     

山黧豆幼苗对干旱胁迫的生理响应

用PEG6000模拟干旱对山黧豆进行胁迫。结果发现,胁迫初期（0~48 h）,突然的水分亏缺使气孔导度（Sc）和蒸腾速率（Tr）迅速下降,而净光合速率（Pn）和水分有效利用率（WUE）基本维持稳定。胁迫后期（48~108 h）,上述四个光合指标均不同程度地向对照水平恢复;脯氨酸和相对电导率（REC）受胁迫强度影响较小,但与胁迫时间呈明显正相关,分别在48和60 h增幅最大,而且当REC上升至对照的50%左右时,脯氨酸含量已达对照的14倍之多。由此认为,山黧豆可能主要通过迅速减小Sc和Tr以及大量而急剧的积累脯氨酸来减轻干旱所造成的伤害。     

红皮云杉与嫩江云杉RAPD和ISSR分子标记反应体系优化和特异性检测

以红皮云杉和嫩江云杉为材料,采用现代分子标记技术-RAPD和ISSR标记研究红皮云杉与嫩江云杉间在基因组水平上的遗传差异。通过正交试验设计筛选RAPD和ISSR反应程序和反应体系。从近100个引物中筛选出3个RAPD引物和一个ISSR引物用来区分红皮云杉和嫩江云杉,它们分别是OPN07、OPA17、S25和ISSR67。用这4个引物扩增两种云杉基因组DNA,分别在1 000,950,1 500,2 000 bp处嫩江云杉有特异性谱带而红皮云杉没有。研究表明,采用RAPD和ISSR分子标记可以将红皮云杉和嫩江云杉在分子水平上加以区分,为今后进一步阐明云杉的系统进化,物种鉴定和种间杂交育种提供了理论依据。     

5个油松种源光合特性的比较研究

为了揭示自然条件下不同种源油松光合特性的差异,为优良种源选择提供依据,在黄土高原种源实验地,对5个油松种源（陕西洛南LN,陕西黄陵HL,山西吕梁山LL,山西灵空山LK,辽宁千山QM）幼苗的光合生理特征及其与环境因子的关系进行了研究。结果表明：5个油松种源的净光合速率（P_n）呈双峰型,蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）亦基本呈双峰型,第1峰值均出现在上午8:00,有明显的光合午休现象。种源QM的水分利用效率（WUE）日变化呈单峰性,峰值出现在10:00,而种源LN、LL、LK和HL呈双峰型,第一峰值出现在8:00,第二峰值出现在12:00~16:00。种源LN、LL、LK和QM午间净光合速率的下降主要由气孔因素引起的,而种源HL则主要由叶肉细胞同化能力的降低引起的。种源LK的日均P_n、T_r和WUE均高于其他种源,是高光合、高蒸腾和高水分利用效率的种源,而种源HL属于低光合、低蒸腾和低水分利用效率的种源。T_a是影响各种源的P_n的首要因子,其次是VPD;RH是影响种源LN、LL和LK的T_r的首要因子;而T_a和VPD是影响种源HL和QM的T_r的主要因子。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

水分胁迫对脂松幼苗叶绿素荧光特征的影响

以2年生盆栽脂松苗木为材料,研究了不同土壤含水量（干旱和水渍胁迫及解除胁迫后）对脂松幼苗的叶绿素荧光参数的影响,旨在为脂松的扩大栽培和管理提供理论依据。结果表明：（1）土壤水分胁迫对脂松苗木针叶初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光（F_v）、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子产率（Φ_PSⅡ）有显著影响（p<0.05）;（2）干旱和淹水胁迫中脂松针叶光化学效率（F_v/F_m）均表现为随胁迫强度增大和时间的延长而降低,总体表现为FC60>FC80>FC>FC40>FC20>FL,解除胁迫后有不同程度的升高,且干旱处理比水淹处理恢复快。（3）60%土壤含水量叶绿素荧光参数水平最佳,据此认为中等轻度干旱立地较适宜脂松苗木生长。     

濒危植物夏蜡梅及其伴生植物的光合日进程

用LCA4型便携式全自动光合测定仪,在自然条件下,于7月下旬的晴朗天气测定了群落冠层和林下两种不同光环境下夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)的净光合速率（Pn）、胞间CO₂浓度(Ci)、呼吸速率（Rd）、气孔阻力（rs）的日进程,并与其伴生植物悬铃叶苎麻(Boehmeria platanifolia)、盐肤木(Rhus chinensis)、水马桑(Weigela japonica var. sinica)的光合日进程相比较。结果表明：夏蜡梅冠层的光合速率日进程呈“双峰”曲线,有明显的“午休”现象,经分析其“午休”的原因主要是由非气孔因素引起的;林下夏蜡梅则表现为“单峰”曲线,净光合速率较低,最大净光合速率不及冠层的1/2,相关分析结果表明其最重要的影响因子是光合有效辐射（p=0.001）;与其它伴生植物相比,夏蜡梅的日均光合速率、最大光合速率、水分利用效率和光合速率/呼吸速率都明显偏低,在群落竞争中处于不利地位。     

Drought tolerance in faster- and slower-growing black spruce (Picea mariana) progenies: I. Stomatal and gas exchange responses to osmotic stress

Sixteen years growth in height and basal stem diameter of full-sib black spruce [ Picea mariana (Mill.) B. S. P.] progenies varied with soil moisture availability. The responses to water stress of two faster-growing progenies under drought were compared with two slower-growing progenies to determine the physiological basis of drought tolerance. Six-month-old seedlings were stressed using an osmoticum, polyethylene glycol-3350 (PEG). Seedlings were passed through a series of increasing concentration: 10, 18 and 25% PEG (w/v) each for 3 days to provide solution water potentials of -0.4, -1.0, and -2.0 MPa, respectively. The stress was then relieved by returning the seedlings to nutrient solution without PEG for 24 hours. Gas exchange and water relation parameters were similar in the 4 progenies prior to the imposition of the stress but varied during the stress and after stress relief. The two progenies which grew more vigorously on the driest site maintained significantly higher stomatal conductance, leaf transpiration rate, and net photosynthesis rate during mild (10% PEG) and moderate (18% PEG), but not severe (25% PEG) osmotic stress, and also recovered faster after release of the stress than the other two slower-growing progenies. Black spruce progenies did not differ in xylem water potential or water use efficiency. Progenies capable of faster growth under drought stress were thus characterized by a greater dehydration tolerance, rather than postponement, compared with slower-growing progenies.     

辽东栎(Quercus liaotungensis)幼苗对土壤干旱的生理生态适应性研究

用盆栽方法人工模拟土壤干旱条件,研究辽东栎天然萌生幼苗对土壤干旱的生理生态反应。结果表明:随土壤含水量的减少,辽东栎幼苗的耗水量明显下降,耗水高峰期提前,在重度干旱下耗水峰形由单峰变为双峰。在干旱胁迫前期辽东栎叶水势变化较平缓,后期则急剧下降,尤其在严重干旱下,水势变化趋势呈"M"形,叶片含水量较稳定,对土壤水分含量变化不敏感。在中度干旱下辽东栎叶片的持水力有所增加。辽东栎属低蒸腾速率树种,平均仅为2.98μg cm^-2·s^-1。不同生长季节蒸腾速率日进程不同, 8月份的蒸腾速率日进程在适宜水分下是双峰曲线,在中度干旱下是单峰曲线,重度干旱下蒸腾速率一直维持在较低水平,呈波状起伏;9月份的蒸腾速率下降近50%,仍有明显的单峰(适宜水分下)和双峰(中度干旱下)。对蒸腾速率与环境因子的简单相关分析表明:在适宜水分和中度干旱下,光照强度对辽东栎幼苗蒸腾速率影响最大,在重度干旱下,大气温度对辽东栎的蒸腾速率影响较大。随土壤含水量减少,辽东栎幼苗的蒸腾速率在中度干旱时上升,重度干旱时急剧下降,光合速率、瞬时水分利用效率、羧化效率均下降;地上部生长受抑,根冠比加大, WUE₁下降,而WUE₂在中度干旱下升高,在重度干旱下下降。其幼苗不耐高温强光,高温强光对其光合和蒸腾有抑制作用,特别是在土壤严重干旱下表现更明显。     

Drought tolerance, abscisic acid and electrolyte leakage in fast-and slow-growing black spruce (Picea mariana) progenies

To investigate the role that drought tolerance plays in growth, abscisic acid (ABA) accumulation and electrolyte leakage during water stress were compared in fast- and slow-growing black spruce ( Picea mariana [Mill.] B. S. P.) progenies. Changes in the ABA content of the needles were quantified using an indirect enzyme-linked immuno-sorbent assay validated by gas chromatography electron capture detection. Needle electrolyte leakage was estimated using a conductivity bridge. Seedlings were stressed using (1) osmotic stress, induced by a stepwise increase in concentrations of polyethylene glycol 3 350 (PEG) for ABA study and (2) air drying for electrolyte leakage study. Progenies did not differ in ABA levels under unstressed conditions, but progeny differences were observed under osmotic stress. Needle ABA content increased up to 500% under osmotic stress. Slow-growing black spruce progenies (25 and 46) accumulated more ABA under moderate (18% PEG), but not severe (25% PEG), osmotic stress. The slow-growing progenies also leaked more electrolytes under moderate to severe water stress and lost 50% electrolytes at a higher xylem tension, suggesting they suffered more injury and were less dehydration tolerant. Our previously-published results showed that slow-growing progenies lost their photosynthesis and stomatal conductance more quickly during osmotic stress and recovered more slowly after rehydration. Therefore, tolerance of dehydration leading to a maintenance of physiological integrity during drought stress could explain the fast growth rates of more vigorous black spruce progenies.     

干旱胁迫对蒙古柞表观资源利用率的影响

比较研究了模拟干旱及自然水分梯度条件下蒙古柞树种光合生理指标,模拟干旱处理试验土壤含水量分别控制在田间持水量的85％－100％（CK）、65％－85％（MEW）和45％－65％（LW）。结果表明,干旱胁迫对蒙古柞幼树净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用率、表观CO2利用率和表观光能利用率等生理指标均产生明显影响。野外自然条件下水分梯度对蒙古柞大树气孔导度、水分利用率和净光合速率有显著影响,但对蒸腾速率、表观CO2利用率和表观光能利用率的影响不显著,中等水分条件可明显提高蒙古柞大树叶片的气体交换和水分利用率,说明蒙古柞树种叶片气体交换和表观资源利用率对干旱胁迫的响应程度不同。蒙古柞树种是干旱可变植物,长期水分胁迫可提高树种的耐旱能力,特别是中等水分胁迫能保持蒙古柞固有的强劲耐旱能力。     

栓皮栎幼苗对土壤干旱胁迫的生理响应

以栓皮栎一年生盆栽苗为实验材料,采用称重控水的方法,设置不同土壤水分胁迫梯度,系统分析其幼苗在不同干旱胁迫条件下的生理生化响应特征,以探索栓皮栎耐旱特性.结果显示:(1)栓皮栎幼苗叶片中3种保护酶(SOD、POD、CAT)活性在对照(CK,土壤相对含水量19.5％～21.5％)条件下保持稳定,而中度干旱(T2,9.5％～11.5％)和重度干旱(T3,5.5％～7.5％)条件下,随着胁迫时间的延长呈先增高后降低的趋势,且变化的幅度在不同胁迫强度下存在差异.(2)在整个干旱胁迫过程中,各胁迫处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,不同胁迫强度的变化幅度不同;叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力随着干旱胁迫程度的增强呈先增高后降低的趋势.(3)栓皮栎幼苗叶片的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长表现出先增加后降低的趋势;叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素a/b值均呈逐渐降低的趋势.研究表明,栓皮栎幼苗在短期和轻度干旱胁迫下通过提高自身的保护酶活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高根系活力等来抵御干旱环境的伤害,从而表现出较强的耐旱特性;而在重度干旱胁迫条件下,栓皮栎幼苗自我调节能力丧失,体内代谢紊乱,导致保护酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量和根系活力等下降,从而受到干旱伤害.     

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。     

干旱胁迫对红松幼苗针叶超微结构的影响

在土壤逐渐失水和PEG溶液模拟的两种不同形式的干旱胁迫下,红松幼苗针叶细胞中叶绿体和线粒体超微结构的变化呈现出显著的差异。在土壤干旱胁迫下,叶绿体的片层结构发生严重的扭曲并在中央部分形成电子密度较高的黑色团块物质。PEG模拟的干旱胁迫下,叶绿体肿胀,空泡化明显,但在叶绿体的中央没有黑色团块物质的形成。在土壤干旱胁迫后,线粒体的膜结构仍然完整清晰,基质比胁迫前更为浓厚,而PEG溶液的干旱胁迫下,线粒体的数量增多,嵴明显减少,基质变得十分稀薄。可见两种不同方式的干旱胁迫处理下,细胞结构的损伤机制及损伤后产生的生理意义并不完全相同。     

Drought intensity and frequency have contrasting effects on development time and survival of the green spruce aphid

相似文献   

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

Comparison of polyethylene glycol 3350 induced osmotic stress and soil drying for drought simulation in three woody species

 Drought simulation usually involves either soil drying or the use of an osmoticum, such as high molecular weight (>3000) polyethylene glycol (PEG). Although easy to apply, PEG absorption and toxicity remain a concern. This study compared the effects of soil drying and use of an osmoticum (PEG 3350). Osmotic stress and soil drought were applied to 5-month-old seedlings of jack pine (Pinus banksiana Lamb.) and black spruce [Picea mariana (Mill) B.S.P.] , which are both coniferous species from cold, boreal regions of North America, and flooded gum (Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden), a hardwood species growing in warmer, sub-tropical regions of Australia. Results showed that PEG 3350 was absorbed by roots, transported to shoots, and deposited on the leaves of both flooded gum and jack pine (but not black spruce). PEG lowered relative water content and damaged leaf tissues in both species, and also damaged stomata of flooded gum. Although 12 days of PEG-induced osmotic stress produced a decline in water potentials that was similiar to soil drying, it also caused significantly higher membrane injury and reduced net photosynthesis and stomatal conductance in leaves of all three species. Recovery of net photosynthesis and stomatal conductance in PEG-treated jack pine and black spruce was also slower after stress alleviation. Even a short exposure to PEG 3350 adversely affected seedlings compared to soil drought. These results confirmed that drought effects may vary, depending on the species and the method of stress induction. Received: 6 March 1996 / Accepted: 17 September 1996