不同生态型芦苇种群对盐胁迫的生长和光合特性

土壤盐渍化是影响我国土壤利用效率的主要因素之一,芦苇是改良土壤盐渍化的良好实验材料,但芦苇有着多种的生态型,比较各生态型芦苇的耐盐差异成为亟待解决的问题。通过设置淡水(0.00%)与加盐(质量浓度2.00%)处理控制实验,测量芦苇的生长指标和光合指标,比较河口型芦苇与内陆型芦苇耐盐性,寻找合适生态型的芦苇作为改良土壤盐渍化的生物材料。在实验中,与淡水条件相比,加盐(2.00%)处理条件下,河口型芦苇和内陆型芦苇的株高(height)、蒸腾速率(E)均显著性下降,但是两种生态型的芦苇的水分利用效率(WUE)明显提高;河口型的芦苇相对生长速率(RGR)和气孔导度(Gs)都明显高于内陆型芦苇。在淡水环境中,河口型芦苇的相对生长速率(RGR)和净光合速率(A)都显著性地高于内陆型芦苇。结果表明两种生态型的芦苇在进化过程中存在一定程度上的分化,盐胁迫会抑制两种芦苇的生长,两种生态型芦苇的相对生长速率和气孔导度在盐胁迫下出现明显地差异,表明两种生态型的芦苇对盐度的响应机制有所差异。相比于内陆型芦苇,河口型芦苇有着更强的耐盐性,内陆型及河口型芦苇的表型性状差异主要是由于其原生境的差异所决定的。     

水分胁迫对黄河三角洲河口湿地芦苇光合参数的影响

通过盆栽试验,分析了多梯度土壤水分条件对黄河三角洲河口湿地淡水沼泽芦苇快速生长期叶片净光合速率(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)和光能利用效率(LUE)等光合参数的影响,探讨淡水沼泽芦苇正常生长发育适宜的土壤水分条件.结果表明：淡水沼泽芦苇的P_n、T_r、WUE及LUE对土壤水分的变化有明显的响应阈值.渍水状态不是淡水沼泽芦苇生理状态最好的水分条件.维持淡水沼泽芦苇快速生长期正常生长,适宜的土壤体积含水率(W_v)应大于25.7%(即相对含水率W_r>66.6%),最佳W_v为36.9%(W_r为95.6%),正常生长所允许的最低土壤含水率W_v为21.5%(W_r为55.7%).气孔限制是淡水沼泽芦苇对水分胁迫的主要响应机制.干旱胁迫下,淡水沼泽芦苇的最大净光合速率(P_{n max})和表观量子效率(AQY)均显著下降,其暗呼吸速率(R_d)降低,减少呼吸作用对光合产物的消耗,提高WUE,以维持较高的光合速率.     

The importance of ecotype diversity on duckweed growth with and without salt stress

生态型多样性对存在盐分胁迫和不存在盐分胁迫下浮萍生长的重要性 淡水生态系统受到的污染正在威胁着全世界淡水植物物种的多样性。浮萍(Lemna minor)等淡水植物对新出现的逆境条件具有潜在的敏感性。为了测试生态型的多样性是否可以增强这类植物对逆境的抗性，本研究使用了7个浮萍种群，并沿着一个生态型多样性梯度对存在和不存在中度盐分胁迫时的种群生长速率进行了测量。这些浮萍种群在92个实验围隔中生长了5个月，其中有生态型单一栽培，也有在5或3个同种生态型(23种独特组合)中混合栽培。在无扰条件下生长一段时间(阶段1)后，这些浮萍栽培物将被置于中等盐分胁迫(50 mmol/L NaCl)条件下数周时间(阶段2)。实验进行时存在着与不同生态型伴生的天然表观微生物群落(epimicrobial community)。在阶段2中，这些藻类的一部分受到了随机二次胁迫。这些生态型表现出了不同的生长速率，其中最快的生长速率是其它生态型的两倍。多样性的环境进一步影响了生态型的生长速率，生态型混合栽培的植株在实验结束时具有更高的丰度，因此，随着时间的推移，环境逐渐恶化，生态型的多样性也将变得更为重要。上述研究结果表明，种内生长速率的差异体现了生态型多样性对种群丰度的正向影响。在中等盐度水平下的暴露并未显著影响浮萍的生长速率，尽管这种效应可能被盐性环境中更小的藻类压力所掩盖。     

水盐梯度下克里雅河流域芦苇光合响应特征

选择新疆克里雅河流域地下水埋深不同的样点芦苇为材料,采用Li-6400便携式光合系统仪对各样点芦苇的光合响应特征进行实地测定,探讨其适应干旱胁迫和盐胁迫环境的光合机理。结果显示:(1)在干旱区,当地下水位大于2m时,芦苇的光饱和点、表观量子效率、光呼吸速率随地下水位的下降显著降低,而水分利用效率却随着地下水位的下降呈上升趋势;随着地下水位的下降,芦苇的羧化效率、最大净光合速率、CO2饱和点显著下降,水分利用效率随之增大;1.6m地下水位的芦苇相对于2.7m地下水位下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率分别下降19.98%、40.61%、37%、74.56%。(2)在盐胁迫下芦苇的光合参数整体低于受干旱胁迫的参数;盐胁迫下的芦苇水分利用效率大于受干旱胁迫环境。(3)与陆生环境下的芦苇相比,渍水条件下芦苇的最大净光合速率、光饱和点、光补偿点分别下降41.32%、14.56%、55.55%。研究表明,提高空气CO2供应量可降低水分利用效率从而缓解芦苇盐胁迫伤害,并且可通过调节气孔开闭程度显著增加水生芦苇最大净光合速率,这种变化是植物自身对环境因素变化的生理性反馈和适应性选择对策的结果。     

叶片淋洗对盐胁迫下玉米生长和矿质营养的影响研究

研究了叶片淋洗对NaCl胁迫下两个不同耐盐性玉米品种生长和体内矿质营养含量的影响,结果表明：无盐胁迫时,两品种PH3．5淋洗处理的生物量明显下降,加盐（100mmol/L NaCl)时,各淋洗处理间无明显差异,PH7．0和3．5淋洗降低农大3138（耐盐中等品种）盐胁迫时茎叶钠含量,茎叶钾含量在不加盐时升高,加盐时降低,而高油115（盐敏感品种）两元素变化小,高油115pH3.5淋洗处理在不加盐时增加茎叶钙的含量,加盐时无影响,农大3138不加盐时淋洗对钙无影响,加盐时含量降低,根系3元素含量变化小,盐胁迫降低玉米生物量,提高茎叶和根系钠,钙含量,降低钾含量。     

黄河三角洲不同生态型芦苇对盐度适应生理的研究 Ⅱ.不同生态型芦苇的光合气体交换特点

黄河三角洲不同生态型芦苇光合速率和气孔导度有明显差异 ,随生境盐度的增加而降低 ,气孔限制因素是盐胁迫下芦苇光合降低的原因之一。低盐度生境中生长的芦苇的 Rn BPCase活性均大于高盐度下的 ,而 PEPCase活性均小于高盐度下的 ,表明在盐渍条件下 ,叶肉光合器官光合活性的降低也限制芦苇的光合速率。随盐度升高 ,Ru BPCase与PEPCasc活性之比降低。高 PFD下 ,盐胁迫加剧 Fv/Fm降低程度。此外 ,在高盐度下由于叶片蒸腾下降而导致的叶温较高也可能与光合活性降低有关。     

ADAPTIVE PHYSIOLOGY OF DIFFERENT ECOTYPES OF Phragmites Communis TO SALINITY IN THE YELLOW RIVER DELTA

山东省黄河三角洲分布4种不同生态型芦苇——淡水沼泽芦苇、咸水沼泽芦苇、低盐草甸芦苇和高盐草甸芦苇。1994年与1995年的8～9月份对不同生境生态型芦苇的生长情况、群落组成及优势度进行观测,并测定4种不同生态型芦苇的有机和无机渗透剂以及渗透势和渗透调节能力。结果表明不同生态型芦苇的多度、盖度、植株高度、叶片含水量和渗透势均随生境盐度的增大而降低;低盐度下的芦苇其渗透剂以K     

不同生境两种生态型芦苇的抗氧化系统

以分布于甘肃临泽平川乡的两种芦苇生态型——水生芦苇(水芦)和重度盐化草甸芦苇(盐芦)叶片为材料,研究了其抗氧化系统的特征。结果表明,与水芦相比,盐芦中未出现活性氧和MDA(丙二醛)的积累,抗氧化酶SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)和APX(抗坏血酸过氧化物酶)的活性显著升高。总抗坏血酸和类胡萝卜素含量在两种生态型芦苇中没有差异,但还原型抗坏血酸和总谷胱甘肽含量在盐芦中显著升高。而且,盐芦的LOX(脂氧合酶)活性比水芦低。这些结果表明,盐芦中有效的抗氧化防御系统对抵抗盐渍胁迫起着重要的作用。此外,盐芦中高活性的Ca^2 -和Mg^2 -ATPase对细胞中过多离子的转运以及避免离子毒害起着重要的作用。     

芦苇、互花米草的生长和繁殖对盐分胁迫的响应

对2种海滨植物——土著种芦苇(Phragmites australis)和外来种互花米草(Sparti-na alterniflora)在淡水、中盐度(15‰)和高盐度(30‰)环境下生长和有性繁殖特征及其年际动态进行了研究,以期探索海滨植物对盐分胁迫的适应机制。结果表明:2年中各盐度处理下互花米草地上部分生物量均高于芦苇,芦苇和互花米草地上部分生物量、株高和分蘖数均随着盐度的升高而显著下降。芦苇第1年没有开花;第2年,只有淡水和中盐度处理下的芦苇开花。各盐分梯度下,第1年互花米草的开花株数没有显著差异,但花序重量在高盐度条件下显著下降;第2年高盐胁迫仍然抑制了互花米草的繁殖。第1年各处理下的芦苇株高均低于互花米草,但第2年淡水和中盐环境中的芦苇株高高于互花米草。除了高盐处理下的芦苇,第2年这2种植物地上部分生物量、株高、开花株数、花序重量显著高于第1年。与芦苇相比,互花米草表现出较高的生长能力和耐盐能力;2种植物的生长和繁殖的能力随着定居时间的增加而提高,但高盐胁迫抑制了芦苇第2年的增长;芦苇第2年在淡水和中盐度条件下表现出株高上的优势。     

两种生态型芦苇叶绿体的光合电子传递和抗氧保护体系

分布于甘肃省河西走廊的两种不同生态型芦苇-水生芦苇(水芦,生长在深约1m的水滩里)和沙丘芦苇(沙芦,生长在高约5m的沙丘上)在其离体叶绿体的光化学活性上表现为前者高于后者。其中,沙芦全链电子传递速率及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递速率明显低于水芦,而光系统Ⅰ(PSⅠ)电子传递速率却与水芦接近。沙芦叶片和叶绿体中抗氧化酶活性及叶片抗坏血酸含量均高于水芦。综合结果表明,喜水植物芦苇登陆后,在自然选择压力下,为适应长期的自然干旱胁迫环境,其抗氧保护系统在保护PSⅠ免受水分胁迫诱导的氧化伤害中可能发挥着重要作用。     

两种生态型芦苇胚性悬浮培养物对渗透胁迫的响应Ⅰ、生长及渗透调节物质的变化

在浓度为20％的PEG-8000介导的渗透胁迫下,沙丘芦苇的胚性悬浮培养物的生长受抑程度小于沼泽芦苇,相对细胞活力也较高,表现出比沼泽芦苇较高的耐渗透胁迫能力。对渗调物质含量的分析显示：两种生态型芦苇细胞中脯氨酸含量均随处理时间逐渐增高。沙丘芦苇的可溶性蛋白含量、蔗糖含量等表现出比沼泽芦苇更为显著的积累。两种生态型芦苇的渗透适应性细胞中均大量积累脯氨酸和糖类。说明有机渗透调节物质的积累对提高芦苇细胞抗渗透胁迫能力有显著贡献。     

氮过量吸收对地肤暗呼吸速率及相对生长速率的影响

为研究N过量吸收对植物生长的作用,以耐盐植物地肤(Kochia scoparia)作为研究对象,设置3个不同的施N处理,测量了不同生长时期的N含量、暗呼吸速率、生物量和相对生长速率(RGR)。结果表明:在N过量吸收的情况下,多余的N对暗呼吸速率并没有显著的影响,导致了暗呼吸中N的利用效率变低;单位质量暗呼吸速率与相对生长速率(RGR)有很好的线性相关,并且直线的斜率和截距并不受氮素过量吸收的影响,表明单位质量暗呼吸速率与RGR的关系不受施氮水平的影响;暗呼吸速率与总N的异速关系中,幂指数的大小与施N量相关,施N量越大对应的幂指数越小。     

植物盐胁迫应答蛋白质组学研究的技术策略

土壤盐渍化是限制植物生长和分布的关键因素之一.揭示植物响应盐胁迫的分子机理是借助分子生物学手段提高植物耐盐性的基础,也是当前植物生理与分子生态学研究的热点问题.高通量的蛋白质组学技术体系包括双向电泳技术、蓝色自然胶电泳技术、双向荧光差异凝胶电泳技术、液相色谱技术,以及各种生物质谱技术,已经被广泛应用于植物应答盐胁迫研究,为解析植物耐盐分子机制提供了重要信息.本文综述了应用于植物盐胁迫响应蛋白质组学研究的技术策略.     

玉米耐盐分子机制研究进展

玉米是我国总产量最大的农作物,它对盐胁迫耐受性较差.玉米主产区日益加剧的土壤盐渍化已成为导致玉米产量和品质下降的主要环境胁迫之一.因此,研究玉米的耐盐机制,改良玉米的耐盐性对保障我国乃至世界玉米生产的可持续发展有重要意义.土壤中盐浓度过高会导致玉米根系外围土壤溶液的水势降低,引起渗透胁迫,而盐离子(Na+、Cl-等)的...     

黄河三角洲不同生态型芦苇对盐度适应生理的研究：Ⅰ.渗透调节物质 …

山东省黄河三角洲分布４种不同生态型芦伟－淡水沼泽芦苇、咸水沼泽芦苇、低盐草甸芦苇和高盐草甸芦苇。１９９４年的８￣９月份对不同生境生态型芦苇的生长情况、群落组成及优势度进行观测,并测定４种不同生态型芦苇 有机和无机渗透剂以及渗透势和渗透调节能力。结果表明：不同生态型芦苇和多度、盖度、植株高度、叶片含水量和渗透势均随生境盐度的性大而降低;低盐度下的芦苇其渗透剂以Ｋ＾＋和可溶性糖为主,高盐度下以Ｎａ＾＋     

胡杨谷胱甘肽过氧化物酶PeGPX基因的克隆及转化植株耐盐性分析

胡杨(Populus euphratica Oliv.)具有极强抗盐碱能力。本实验室前期胡杨微阵列芯片数据结果显示:盐胁迫下,胡杨谷胱甘肽过氧化物酶基因(PeGPX)的转录上调,暗示该基因可能对胡杨耐盐性具有一定的作用。为分析 GPX 对植物耐盐性的贡献,本研究以胡杨为材料,利用 RT-PCR 方法克隆了胡杨谷胱甘肽过氧化物酶PeGPX基因,并在烟草中过量表达该基因,以分析谷胱甘肽过氧化物酶活性与植物耐盐性的关系。研究结果显示,实验中克隆的 cDNA (PeGPX)编码谷胱甘肽过氧化物酶,其 ORF 为 693 bp,其蛋白由 231 个氨基酸编码。过量表达 PeGPX 基因的烟草与野生型烟草的耐盐性实验结果显示,野生型烟草植株在加 NaCl(200 mmol/L)的 MS 培养基中生长 15 d 后,无明显的长高,且不长根;而转基因烟草在同样的加盐培养基上,生长基本没有受到抑制,植株生长状态良好,并且能够长根。光合数据显示,在盐胁迫下过量表达 PeGPX 基因烟草的净光合速率受到影响明显小于野生型烟草的净光合速率。酶活数据显示,转基因株系 GPX 酶活与野生型的相比在盐胁迫下活性有非常显著的提高。我们的研究结果说明:过表达 PeGPX 基因使得烟草的耐盐性得到显著提高,这对深入研究PeGPX基因在胡杨耐盐机制中的作用具有重要的意义。高,这对深入研究PeGPX基因在胡杨耐盐机制中的作用具有重要的意义。     

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。     

盐渍化胁迫下油葵对土壤原油污染的适应性及其改良措施

为了探究植物在盐渍化胁迫下对原油污染的适应性及改良措施,本研究以油葵作为研究对象,进行了原油-氯化钠-脱硫石膏盆栽正交试验和煤渣-沸石-脱硫石膏-锯沫盆栽正交试验.结果表明: 在盐渍化条件下,随着原油浓度的增大,油葵幼苗株高相对生长率(RGR)、地上生物量RGR、根氮磷比均显著减小,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈先增加后显著降低的趋势;随着锯沫体积分数的加大,油葵株高RGR和地上生物量RGR均显著增加,SOD活性逐渐降低,说明锯沫在改良盐渍化原油污染土壤方面比煤渣、沸石和脱硫石膏效果显著.在盐渍化条件下,原油污染能够降低油葵幼苗的生长率,锯沫对改良原油污染有较好的效果.     

小麦芽期和苗期耐盐性综合评价

土壤盐渍化严重影响小麦生产,提高小麦耐盐性是应对土壤盐渍化的主要途径之一,耐盐种质资源是耐盐性遗传改良的材料基础。本研究以小麦为材料,筛选芽期和苗期耐盐性鉴定评价的适宜Na Cl浓度,明确了小麦芽期耐盐性鉴定的最适Na Cl溶液浓度为1.2%,苗期耐盐性鉴定的最适土壤Na Cl浓度为0.8%。用该盐浓度胁迫处理321份小麦材料,获得芽期高耐盐材料21份,占供试材料的6.5%;苗期高耐盐材料18份,占供试材料的5.6%;芽期和苗期均为高耐盐的材料2份,分别是中作60115和冀麦一号。     

不同品种燕麦种子萌发和幼苗生长的耐盐性

利用NaCl和Na2SO4复盐溶液胁迫处理36个燕麦品种,采用培养皿纸上发芽法,进行种子萌发和幼苗的耐盐能力鉴定,通过分析盐胁迫对不同燕麦种子萌发及幼苗的影响,为燕麦品种耐盐性筛选、盐碱地燕麦栽培和耐盐育种提供理论参考.结果表明:盐分抑制种子的萌发和幼苗生长,低盐浓度(0.4%)适宜各类燕麦生长,对较耐盐的品种有促进萌发、生长的作用,盐浓度1.2%是鉴定燕麦耐盐性的适宜盐浓度;36个品种耐盐性差异较大,可划分为耐盐型、中度耐盐型、不耐盐型3类;燕麦不同品种及不同类型种子萌发的盐浓度范围达极显著差异,各耐盐指标对于燕麦耐盐性的体现存在一定的差异,发芽率、发芽指数、简易活力指数和单株干质量是主要的耐盐指标.