3个油茶品种幼苗对干旱胁迫的生理响应

在温室内模拟不同干旱胁迫,通过盆栽试验研究了3个油茶品种‘长林4号’(C4)、‘长林23号’(C23)和‘长林53号’(C53)2年生幼苗主要生理指标的变化,并利用相关分析、主成分分析和隶属函数法对各油茶品种抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)随着干旱程度加重和胁迫时间延长,油茶叶片相对电导率和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量均有不同程度上升。(2)超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均呈现先上升后下降趋势,且在干旱15d时,抗氧化酶活性达到最大。(3)叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导数(Gs)和蒸腾速率(Tr)随着胁迫程度加重和胁迫时间延长均有不同程度下降。(4)抗旱性综合评价表明,供试的3个油茶品种抗旱能力依次为C53>C4>C23。     

丹红杨×通辽1号杨杂交子代苗期抗旱性初步评价

杨树是重要的用材林和防护林树种,土壤干旱不仅影响杨树正常生长发育,甚至降低木材产量与品质。评价杨树全同胞家系抗旱性,筛选抗旱指标,对培育抗旱新品种、干旱土地的利用及生态环境建设具有重要意义。本研究以123个丹红杨×通辽1号杨杂交子代无性系为材料,采用盆栽控水试验,在中度干旱胁迫下,测定植株的生长、光合、叶形和水分生理等12个指标;建立田间试验林,测定一年生田间生长量。结果表明,干旱胁迫对杂交子代各指标均有极显著影响(P0.01),其中气孔导度(Ga)变异系数最大。相关性分析发现,各抗旱性状之间呈现不同程度的相关性。利用主成分分析法和隶属函数法进行苗期抗旱性综合评价,将杂交群体划分为干旱敏感型、中等抗旱型和高抗旱型3种类型,分别包含30个、73个和22个无性系,DX-27、DX-4、DX-3等10个无性系抗旱性强于父本通辽1号杨,其中无性系DX-55和DX-81抗旱性D值(均为0.60)最大,抗旱能力最强。逐步线性回归分析和相关性分析表明基径(D)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Ga)和蒸腾速率(Tr)对抗旱性影响显著,可作为苗期抗旱性评价指标,其中Ga对抗旱性直接效应最大。采用布雷金多性状综合评价法对杂交子代田间生长性状综合评价,将杂交群体划分为4级,亲本丹红杨和通辽1号杨分别隶属优级和差级,6个抗旱性强于父本通辽1号杨的无性系(DX-76、DX-78、DX-53、DX-55、DX-3、DX-20)隶属优级和良级,初步筛选为抗旱速生材料。本研究为杨树抗旱遗传改良及苗期抗旱性鉴定提供理论依据。     

干旱胁迫对大豆生长的影响及抗旱性评价方法与指标筛选

2014-2015年在年降雨量不足40 mm的敦煌市,设干旱和正常灌水两个处理,通过测定12份大豆品种的8个形态指标(株高、主茎节数、有效分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、单株生物量和百粒重)及小区产量,采用改进抗旱指数法及权重隶属函数值D对其进行抗旱性评价,并筛选出3份不同抗旱类型的大豆品种进行生理指标测定,验证该方法和指标。结果显示,与灌水处理(CK)相比较,干旱胁迫下的8个形态指标及产量,2014年除有效分枝数及百粒重差异不显著外,其余考察性状均达到了极显著差异,2015年所有考察表型性状均达到极显著差异;两年权重隶属函数法评价结果显著相关,小区产量与两年两种评价方法极显著相关;两种处理下,中度抗旱(中黄24)、弱抗旱品种(WDD00172)的SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量、可溶性糖含量差异极显著,且与权重隶属函数值D显著相关,而强抗旱品种(晋豆21号)中SOD活性、POD活性、脯氨酸含量差异不显著,且6个生理指标与权重隶属函数值D均不相关。因此,权重隶属函数法和小区产量可作为大豆抗旱性评价单一可靠的方法与指标。     

基于树冠果实分布及性状差异的油茶采摘效率评价

以油茶(Camellia oleifera) 10个无性系为供试材料,分析比较无性系树冠内外果实产量、性状色泽和果实采摘特性差异,运用主成分分析法和聚类分析法进行综合评价。结果表明,长林4号和长林53号树冠内部单位面积产量和单株鲜果产量显著大于外部,长林3号、长林4号、鄂油81号、鄂油102号和鄂油151号树冠外部果实采摘效率显著大于内部;单株鲜果质量、单位面积产量和采摘效率以鄂油81号较高较快,分别达到9.88 kg、3.94 kg·m–2、7.96 g·s–1,其次为长林53号、长林4号、长林40号、鄂油102号和鄂油63号。运用主成分分析将17个指标归纳为4个主成分,各无性系综合排名为：鄂油81号>长林53号>长林4号>长林40号>鄂油102号>鄂油63号>长林23号>长林18号>长林3号>鄂油151号;聚类分析将10个无性系分为高产高效采收良种、低产低效采收良种和中优型良种3类。研究结果为油茶轻简化良种筛选提供依据。     

不同大豆品种抗旱性综合评价

选用10个不同生态类型的大豆品种,在盆栽和大田条件下进行抗旱性研究.在正常供水与水分胁迫条件下,分别测定并分析了开花结荚期与品种抗旱性有关的多项生理生态指标.把大豆各性状的抗旱系数作为衡量各单项抗旱能力大小的指标,用主成分分析将各单项抗旱系数综合成几个新的、相互独立的综合指标,再利用隶属函数求出综合指标的隶属值,可以较准确地评价各大豆品种（系）的抗旱性.通过该方法评选出两个高抗旱大豆品种晋大74号和晋大53号,评定结果符合生产实际.     

苜蓿种质资源萌发期抗旱指标筛选及抗旱性综合评价

为筛选苜蓿萌发期抗旱性鉴定指标以及抗旱苜蓿种质材料,为苜蓿抗旱新品种选育提供理论和基础材料。以59份抗旱性不同的国内外苜蓿种质为材料,设置加蒸馏水和加-0.6 Mpa PEG-6000水溶液2个处理,研究了与抗旱性相关的根长、芽长、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和根芽比等7个指标的变化,采用相关性分析、隶属函数、综合抗旱系数、灰色关联、逐步回归和聚类分析相结合的方法,对59份苜蓿种质萌发期抗旱性进行综合评价及抗旱指标筛选。结果表明:干旱胁迫对苜蓿萌发期各指标均有显著影响。筛选出萌发期抗旱性较强的苜蓿种质材料有草原3号、赛迪7、WL903,可作为抗旱育种和抗旱机理研究材料。根长、发芽率和活力指数对干旱胁迫的反应较其他指标敏感,可作为苜蓿品种抗旱性鉴定及抗旱品种选育时优先考虑的指标。试验结果也说明采用以抗旱性度量值(D值)为主要参数,以加权抗旱系数(WDC值)作为辅助参数的综合评价方法进行苜蓿抗旱性综合评价、评价指标筛选是合理准确的。     

花生抗旱性鉴定指标的筛选与评价

为确定鉴定花生(Arachis hypogaea)品种(系)抗旱性指标体系, 综合评价花生品种(系)的抗旱性, 在人工控水条件下, 通过盆栽试验, 测定了29个花生品种(系)苗期和花针期的株高、分枝数、生物累积量、叶片含水量和光合色素含量等与抗旱性有关的13个表观形态性状和生理性状的指标, 采用抗旱系数法和隶属函数值法, 对各指标性状进行了水分胁迫下的抗性评价和鉴定。结果表明, 29个花生品种(系)可划分为抗旱性较强、中等、较弱和不抗旱4类, 其中‘唐科8号’、‘冀花2号’、‘大唐油’、‘花育25号’、‘花育17号’、‘鲁花14号’、‘丰花1号’ 7个品种(系)具有较强的抗旱能力; 苗期同一品种(系)的主茎高、分枝数和生物累积量等形态指标和光合色素等生理指标的隶属函数值均有较大差别, 苗期各指标隶属函数值与品种(系)抗旱性无显著相关关系, 苗期单一形态指标不能作为鉴定品种(系)抗旱性的指标; 但苗期抗旱性综合评价值(D)与抗旱系数间存在显著相关关系, D的大小可作为抗旱性的鉴定指标。花针期形态指标和生理指标D值间, 以及各类指标D值与抗旱系数间均存在显著或极显著的相关关系, 此期植株形态指标、生理指标隶属函数值以及综合D值均可作为鉴定品种(系)抗旱性的指标。     

干旱胁迫下杨树无性系苗期光合与气孔形态变异研究

为了解不同干旱胁迫处理下,杨树叶片光合特性和气孔形态的变化规律,本研究以4个杨树无性系为材料,对其干旱胁迫下光合指标与气孔形态指标进行测定分析,方差分析结果表明：除气孔器长在处理间差异不显著外,其他性状在无性系间、处理间和无性系与处理交互作用间均达极显著差异水平。随着土壤相对含水量的逐渐降低,无性系净光合速率、蒸腾速率和气孔导度都呈现出不同程度的下降;而胞间二氧化碳浓度呈现为先降后升趋势,表明当土壤相对含水量大于40%时,光合作用的主要限制因子是气孔因素,当土壤相对含水量低于40%时,光合作用的主要限制因子转换为非气孔因素。气孔形态研究结果表明,各指标均随土壤相对含水量的持续降低呈现出持续下降趋势。利用隶属函数法对不同干旱胁迫下4个杨树无性系的抗旱性进行综合评价,结果表明：白城小青黑杨的抗旱性优于其他三个无性系。     

小豆种质资源苗期抗旱性评价及抗旱资源筛选

为了探讨小豆苗期抗旱性特点,建立抗旱性鉴定指标评价体系,筛选抗旱基因型材料,本研究以苗期盆栽控水方式,对不同来源的235份小豆种质资源进行了干旱胁迫试验。在测定其根系形态、株高、生物量和冠层萎蔫等15项指标的基础上,利用隶属函数值法、主成分分析和聚类分析对抗旱性进行了综合评价。结果表明,干旱胁迫条件下主根长、侧根长、总根长和根冠比值均比对照组高;主根表面积、侧根表面积、总根表面积、主根体积、侧根体积、总根体积、地上部干重、地下部干重、整株干重和株高值均低于对照组。各性状隶属函数值相关性分析表明隶属函数值平均值与总根表面积相关性最大。主成分分析将15个性状归纳成3个主成分(累积贡献率为82.8%),其中第Ⅰ主成分的载荷主要是根表面积,第Ⅱ主成分的载荷主要是干重,第Ⅲ主成分的载荷主要是主根长。聚类分析将235份小豆种质资源聚成抗旱型、中间型和敏感型3类,分别占供试材料的8%、63%、29%。根据隶属函数值法和主成分分析法结合不同类型根系形态,可将总根表面积作为小豆苗期抗旱性评价的主要指标。初步筛选出15份小豆耐旱资源材料,为进一步开展小豆抗旱育种和挖掘抗旱基因提供了基础材料。     

山西省主推小麦品种芽期及苗期的抗旱性评价

水分对小麦生长发育具有重要的作用。山西省水资源严重匮乏,鉴定山西省主推小麦品种的抗旱性,对于培育优异抗旱品种具有重要意义。本研究以40份山西省各麦区主推小麦品种为试材,分别在芽期和苗期对其进行模拟干旱(20%PEG-6000)处理,分析干旱胁迫对小麦芽期和苗期形态指标的影响,并利用隶属函数和抗旱综合评价值,对参试小麦品种的抗旱性进行评价。结果表明：小麦芽期和苗期的各项指标均不同程度受干旱胁迫的影响,芽期的芽长、根长、芽鲜重、根鲜重和苗期的叶鲜重、根鲜重受干旱胁迫的影响较大;芽期共筛选出抗旱型品种21个(52.5%),其中山农17综合评价值最高,达0.783;苗期共筛选出抗旱型品种5个(12.5%),分别为山农24、晋麦66、长麦6135、晋麦62、长麦3897;芽期和苗期皆为抗旱型的小麦品种是长麦3897;拟合芽期和苗期抗旱性综合评价值之间的关系表明,参试品种2个时期的抗旱性之间无显著相关性。本研究结果可为山西省选取旱地小麦生产用品种以及抗旱性的改良提供参考。     

3个山茶品种对干旱胁迫的生理响应

以山茶(Camellia japonica)品种‘红露珍’、‘六角大红’和‘烈香’两年生扦插盆栽苗为试材,进行干旱胁迫试验,测定3个山茶品种在干旱胁迫下叶片相对含水量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量等7种生理生化指标,分析不同山茶品种的生理响应,通过隶属函数法综合评定不同山茶品种的抗旱性。结果表明,3个山茶品种抗旱能力由强到弱依次为‘六角大红’>‘红露珍’>‘烈香’。     

干旱对番茄幼苗光合和某些生理指标的影响

干旱缺水已成为植物光合作用和生长发育主要的限制因素,在干旱胁迫下,作物的生长发育受到影响,依据作物的形态变化进行浇灌属于延后性灌溉,未必能完全补偿对作物生长造成的影响。确定灌溉时间点,既确保植物正常生长不受影响,也可以提高水分利用效率,减少水资源浪费,从而达到节水灌溉的目的。该研究以温室土槽栽培番茄幼苗为材料,设定土壤含水量为30.00%(对照)、21.00%、18.00%、15.00%、12.00%、9.00%,研究了干旱胁迫对番茄叶片光合特性、抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)、碳酸酐酶活性变化的影响,并以此表征番茄幼苗需水信息。结果表明:随着干旱胁迫程度的增加,叶片水势逐渐降低。超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶等抗氧化酶在番茄幼苗耐受水分胁迫中起到重要的作用;超氧化物歧化酶、过氧化物酶在干旱胁迫条件下反应更迅速,但过氧化氢酶相对于超氧化物歧化酶、过氧化物酶对干旱胁迫的耐受能力更强;干旱胁迫条件下抗氧化酶活性的转折点在15.00%土壤含水量左右;水分胁迫条件下碳酸酐酶参与了对光合作用的调节,并在15.00%土壤含水量时活性升至最高,使得番茄仍能维持较高的光合速率,以维持正常的生理机能;随着干旱胁迫程度的加剧(12.00%土壤含水量),碳酸酐酶活性与净光合速率都迅速下降。综上分析,当土壤含水量低于15.00%并高于12.00%时,对作物进行灌溉最为合适。抗氧化酶及碳酸酐酶活性可为作物最佳灌溉时间点的预测提供科学依据。     

不同品种油茶细根时空分布动态

以赣无1、赣永5、长林4、长林40和赣447 等5个品种的油茶林为研究对象,采用微根管技术对0～40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期一年的观测,并分析了总根尖数(TRT)、平均根长密度(ARLD)、平均直径(ARD)的时空分布动态规律.结果表明: 2016年下半年,各品种的TRT和ARLD变化相对稳定,2017年上半年,各品种的TRT和ARLD变化幅度较大,尤其体现在赣无1与长林40中.赣无1的TRT和ARLD在2017年5月出现峰值,长林4的ARD在2017年3月出现峰值.赣无1的TRT和ARLD 以及长林4的ARD在整个观测期都显著大于其他品种.不同品种油茶细根在土层中的空间分布规律及动态变化存在明显差异,赣无1和赣447的细根主要分布在0～20 cm土层中,长林4和长林40的细根以20～40 cm土层居多,空间分布动态变化较其他3个品种稳定;赣永5的空间分布动态变化幅度较大,根量分布各土层无显著差异;长林4的ARD表现为20～40 cm土层>0～20 cm土层,其他品种的ARD在不同土层中无显著差异.赣无1的细根生物量最多,主要分布在上层;长林4的细根直径最粗,主要分布在下层.     

辽西北风沙地区不同无性系桑树抗旱性

为选育适合辽西北风沙地区生长的优良桑树品种,以沈阳农业大学选育的"沈桑1号"(SS)、辽宁省阜新市彰武县优株(ZW)、吉林省通化市集安县桑树优株(JS)3种优质桑树无性系以及东北主栽品种"龙桑1号"(LS)为试验材料,通过测定不同无性系桑树在干旱胁迫下的叶片光合色素含量、光响应曲线、不同光强对气体交换参数的影响以及光系...     

四种灌木幼苗对水分胁迫的生理响应

柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、白皮锦鸡儿(C.leucophloea)、刺叶锦鸡儿(C.acanthophylla)和长枝木蓼(Atraphaxis virgata)是乌鲁木齐周边植被组成中的重要植物种,在植被恢复中具有潜在价值。研究通过人工控制水分比较这4种灌木对干旱胁迫的生理响应,结果表明:叶片的组织含水量和叶绿素含量随着干旱胁迫的加剧而降低;脯氨酸在干旱胁迫下的积累程度较可溶性糖大;除刺叶锦鸡儿外其它植物幼苗的丙二醛在干旱胁迫下均无明显的积累(P>0.05)。4种灌木在干旱胁迫下通过渗透调节、保持膜系统稳定等途径维持正常的生理活动,对干旱具有一定的适应能力。4种灌木抗旱能力的排序为白皮锦鸡儿>柠条锦鸡儿>长枝木蓼>刺叶锦鸡儿。     

干旱胁迫对喀斯特地区野生茶树幼苗生理特性及根系生长的影响

以贵州喀斯特地区4种野生茶树(Sect Thea(L.)Dyer)无性系幼苗为材料,采用盆栽控水方法研究其对干旱胁迫的生理生长响应,初步评价其抗旱性,并采用田间模拟持续干旱试验进行验证。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加强,4种野生茶树叶片的相对含水量逐渐降低;细胞质膜透性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量均呈上升趋势;游离脯氨酸含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降;过氧化物酶(POD)活性除秃房茶随胁迫程度加强呈上升趋势外,其他种均呈先升后降趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加强,4种茶树幼苗总生物量干重均逐渐下降,根冠比先升后降;根系总长除在秃房茶中呈先升后降趋势外,在其他3个种中均逐渐下降;根系总表面积、根系总体积在大理茶和茶中逐渐下降,而在大厂茶和秃房茶中先升后降;根系平均直径在秃房茶中逐渐降低,大厂茶中先升后降,茶中逐渐升高;根系活力在大理茶中逐渐下降,在其他3种中均先升后降;而比叶面积则在大厂茶中呈下降趋势,在其他3种中均先升后降。(3)基于生长生理指标的隶属函数抗旱性评价结果表明,MDA含量和细胞质膜透性与野生茶树抗旱性密切相关,4种野生茶树幼苗的抗旱顺序为秃房茶(Camellia gymnogyna Chang)大厂茶(Camellia tachangensis F.C.Zhang)茶(Camellia Sinensis(L.)-O.Kuntze)大理茶(Camellia taliensis(W.W.Smish)),田间持续干旱试验验证了基于隶属函数抗旱性评价方法的准确性和可靠性。     

Drought tolerance in three hybrid poplar clones submitted to different watering regimes

Aims Poplars grown in North China may experience water-deficient periods in their life cycle. The aim of the present paper was to quantify the response of three clones to different watering regimes and to determine which clone among the three is the best adapted to drought conditions.Methods Three hybrid poplar clones (clone DN-34, R-247 and OP-367) were used in the present experiment. The seedlings of the three clones were grown under four watering regimes: control (well watered, 100% field water capacity (FC)) and three drought treatments (drought stress I, 50% FC; drought stress II, 40% FC; drought stress III, 30% FC). Changes in morphological, physical and biochemical indicators of the three hybrid poplar clones were investigated.Important findings Drought treatment (50%, 40% and 30% FC) decreased net photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr), stomatal conductance (gs), shoot height, total biomass and chlorophyll (Chl) content in all the three clones and it increased activities of antioxidant enzymes and free proline content. The highest values of the above-mentioned morphological and physiological parameters were recorded in clone OP-367 under 30% FC, followed by clone DN-34 and R-247. Relative leaf water content (RWC) and stem diameter (sd) markedly declined in clone R-247 and DN-34 under drought stress I, II and III, whereas RWC and sd declined in clone OP-367 only under drought stress II and III. Clone OP-367 had more RWC and sd than DN-34 and R-247. Only the 30% FC induced an increase in the root-to-shoot ratio (rs) and water use efficiency (WUE) in all the three clones. OP-367 was the most efficient clone in water absorption and use, for plants of the clone had the highest values of rs and WUE. Our data demonstrate that among the three clones, OP-367 was better able to maintain photosynthesis and growth and lower the damage caused by drought.     

Separately and simultaneously induced dark chilling and drought stress effects on photosynthesis, proline accumulation and antioxidant metabolism in soybean

The effects of separately or simultaneously induced dark chilling and drought stress were evaluated in two Glycine max (L.) Merrill cultivars. For the separately induced dark chilling treatment (C), plants were incubated at 8 °C during 9 consecutive dark periods. During the days, plants were kept at normal growth temperatures. For the separately induced drought treatment (D), plants were maintained at normal growth temperatures without irrigation. For the simultaneously induced dark chilling and drought stress treatment (CD), plants were dark chilled without irrigation. All treatments caused similar decreases in pre-dawn leaf water potential, but resulted in distinct physiological and biochemical effects on photosynthesis. In Maple Arrow, where C had the smallest effect on photosynthesis, prolonged CD caused less inhibition of photosynthesis compared to D. Compared to Fiskeby V, the photosynthetic apparatus of Maple Arrow appears to possess superior dark chilling tolerance, a property which probably also conveyed enhanced protection against CD. Proline accumulation was prevented by CD at the ψ_PD where D already resulted in considerable accumulation. The superior capacity for proline accumulation in Maple Arrow would seem to be an important factor in its stress tolerance. Antioxidant activity evoked by CD and D was higher than for C alone. In Fiskeby V, the small increase in ascorbate peroxidase (EC 1.11.1.7) activity, which was in most cases not accompanied by increased gluthatione reductase (EC 1.6.4.2) activity, could impact negatively on its stress tolerance. These results demonstrate large genotypic differences in response to chilling and drought stress, even between soybean cultivars regarded as chilling tolerant.