干旱胁迫对2种光合类型C4荒漠植物叶片光合特征酶和抗氧化酶活性的影响

以荒漠C₄草本植物蔷薇猪毛菜(NADP苹果酸酶型,NADP-ME）和粗枝猪毛菜（NAD苹果酸酶型,NAD-ME）为研究对象,采用盆栽控水试验设置正常供水和轻度、中度、重度干旱处理（土壤含水量分别为田间持水量80%、60%、45%和35%）,通过测定不同程度干旱胁迫下叶片含水量、C₄光合特征酶和抗氧化酶活性等指标,探讨不同类型C₄荒漠植物光合特征酶和抗氧化系统对干旱逆境的适应机制。结果显示：（1）2种植物叶片含水量均随干旱胁迫的加剧不同程度降低。（2）叶片磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性在中度干旱胁迫下显著增加而在重度干旱胁迫下急剧下降;蔷薇猪毛菜NAD-ME活性和粗枝猪毛菜NADP-ME活性都很低,且它们基本不受干旱胁迫的影响;随干旱胁迫的加剧,蔷薇猪毛菜NADP-ME活性呈下降趋势,而粗枝猪毛菜NAD-ME活性先显著增加而在重度干旱胁迫下显著降低。（3）随着干旱胁迫的加剧,叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性呈下降趋势,过氧化物酶（POD）活性在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;过氧化氢酶（CAT）活性在中度干旱胁迫下均有不同程度的增加,但在重度干旱胁迫下蔷薇猪毛菜CAT活性降低,而粗枝猪毛菜CAT活性显著增加;丙二醛（MDA）含量随干旱胁迫的加剧均有不同程度的增加。研究认为,一定程度干旱胁迫下,2种荒漠植物的PEPC活性均有增加;不同光合类型C₄植物叶片脱羧酶（NADP-ME和NAD-ME）对干旱胁迫的响应有明显的差异。POD和CAT是这两种C₄植物适应干旱胁迫的主要抗氧化酶,但蔷薇猪毛菜CAT在重度干旱胁迫下没有起到积极保护作用。     

干旱胁迫下蒭雷草的生理响应

为探讨蒭雷草(Thuarea involuta)在热带珊瑚岛干旱环境下的适应能力,对干旱胁迫下蒭雷草叶片抗逆生理指标的变化进行了研究。结果表明,干旱胁迫初期,叶片的丙二醛(MDA)含量随胁迫程度增加的差异不显著;随胁迫时间的延长,除重度胁迫下先迅速增加后急速下降外,其余处理的变化较小。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱胁迫程度增加而升高;随时间延长,SOD活性不断上升,POD活性基本稳定,CAT活性则先下降后上升。除轻度胁迫下可溶性蛋白(SP)含量低于对照外,其余处理均随干旱胁迫程度增加而增加;干旱胁迫下的脯氨酸(Pro)含量随时间延长呈先上升后下降的变化趋势,但在处理第18天时不同胁迫程度间均差异不显著。因此,蒭雷草具有较强的抗旱能力,可用于南海诸岛的人工植物群落构建和植被恢复以营造良好生态环境。     

水分胁迫对黄檗幼苗保护酶活性及脂质过氧化作用的影响

以轻度干旱、重度干旱和水涝处理黄檗幼苗,测定丙二醛(MDA)和游离脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的动态变化.结果表明,处理40 d以后,轻度干旱、重度干旱和水涝处理的叶片MDA含量始终显著高于对照,最高分别达对照的2.9、2.37和4.12倍,三者之间在处理80 d以后MDA含量差异不显著.水涝处理和对照的游离脯氨酸含量在处理期间没有明显变化,干旱处理的游离脯氨酸含量从处理后40 d开始增加、80 d后回落,重度干旱处理的增加幅度显著大于轻度干旱处理.SOD、POD和CAT活性的变化趋势缺乏一致性,但重度干旱处理的黄檗幼苗,叶片的SOD、POD和CAT活性在处理期间始终显著高于轻度干旱、水涝处理和对照.     

干旱胁迫对枇杷生理特性及生长的影响

以3年生‘大五星’枇杷嫁接苗为试验材料,通过盆栽控水试验设置4个水分处理梯度:对照(CK)、轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS),研究不同程度土壤干旱对枇杷幼树的生长和生理特性的影响。结果显示:(1)枇杷的株高、地上和地下生物量随干旱胁迫的增强呈下降趋势。(2)在轻度和中度胁迫下叶片叶绿素含量增加,随着土壤水分的减少,叶绿素含量和叶片相对含水量(LRWC)均显著下降。(3)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧均显著下降,其中Gs下降幅度最大,而胞间CO2浓度(Ci)则表现为先下降后上升,重度胁迫时叶片的水分利用率(WUE)最低。(4)干旱的加重使叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性呈现先增加后降低的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性在轻度胁迫下最为活跃但在重度胁迫时显著降低,丙二醛(MDA)含量在中度胁迫第10天开始显著升高。(5)随干旱胁迫的加剧游离脯氨酸(Pro)含量增加且在重度胁迫第10天达到最大值,而可溶性蛋白(SP)含量在胁迫后期与对照无显著差异,可溶性糖(SS)含量在重度胁迫后期达到峰值且与对照差异显著。研究表明,在轻度和中度干旱胁迫下,枇杷叶片光合作用受到抑制,但能够积极调控抗氧化酶的活性和渗透调节物质的含量等来增强耐受性,而重度胁迫下,叶片膜系统和光合系统受到损伤,枇杷生长受到严重抑制。     

干旱胁迫对杠柳光合特性及抗氧化酶活性的影响

以盆栽杠柳幼苗为材料,用称重控水的方法设置4个含水量梯度,研究不同程度干旱胁迫对杠柳光合特性和抗氧化系统的影响,为黄河三角洲贝壳堤岛植被恢复过程中的物种培育和种植管理提供依据.结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,杠柳幼苗叶片净光合速率(Pn)先增后降,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)逐渐下降,胞间CO2浓度(Ci)先降后升,说明杠柳幼苗Pn下降在轻度干旱胁迫下主要是由气孔导度下降引起,而在重度胁迫下主要由非气孔因素引起.(2)随着干旱胁迫程度的加剧,杠柳幼苗瞬时水分利用效率(WUE)、表观光能利用效率(LUE)、羧化效率(CE)均呈现先增加后下降趋势;WUE在重度胁迫下才开始下降,比对照显著下降了39%,LUE(CE)则在中度胁迫下就开始下降,中度和重度胁迫分别比对照下降了48%(33%)、71%(69%).(3)随着干旱胁迫的加剧,杠柳叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高后降低,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和MDA含量均逐渐增高,表明POD、CAT抑制杠柳叶片脂质过氧化效应不显著,SOD则抑制作用显著,且12.8%的贝壳沙含水量是SOD的耐受阈值,此时MDA含量比对照显著增加153%.     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

干旱胁迫下沙生灌木花棒的抗氧化保护响应研究

采用盆栽试验,测定了在不同土壤水分胁迫程度和胁迫时间下花棒苗抗氧化保护酶(SOD、CAT、POD、APX)活性和抗氧化物(AsA、GSH、Car)含量,并用隶属函数值法综合评价了试验条件下花棒苗的抗氧化能力。结果显示:(1)与同期适宜水分处理相比,花棒苗的抗氧化保护酶活性在中度和重度干旱胁迫30d时均显著增加;胁迫60d时,POD活性均显著降低,而其余酶活性仍增加(重度胁迫)或显著增加(中度胁迫);胁迫90d时,中度胁迫处理除APX活性持平外,其余酶活性仍显著升高,而重度胁迫处理的SOD活性持平、POD活性显著增加、CAT和APX活性均显著降低。(2)相对于同期适宜水分处理,干旱胁迫30d时,中度胁迫处理的花棒苗AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有增加和显著降低,而重度胁迫的AsA显著增加,Car和GSH含量均显著降低;胁迫60d时,中度胁迫处理的AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有降低和稍有提高,而重度胁迫的AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有增加和显著降低;胁迫90d时,中度胁迫处理的AsA含量显著增加,Car和GSH含量均稍有提高,而重度胁迫的AsA含量稍有下降,Car和GSH含量则持平。(3)花棒苗的MDA含量在干旱胁迫过程中均比适宜水分处理增加,且中后期达到显著水平。(4)花棒苗抗氧化能力在干旱胁迫30d表现为重度干旱>中度干旱>适宜水分,胁迫60d为中度干旱>重度干旱>适宜水分,胁迫90d时为中度干旱>适宜水分>重度干旱。研究表明,花棒苗在中度干旱胁迫下能调动自身抗氧化保护酶类与抗氧化物质并提高其抗氧化能力,消除或减轻干旱诱导的活性氧毒害;重度干旱胁迫下的花棒苗在胁迫前中期亦能增强自身的抗氧化能力,但在胁迫后期因部分活性氧清除机制受到破坏而使抗氧化能力降低。     

模拟干旱胁迫对枣树幼苗的抗氧化系统和渗透调节的影响

用不同浓度的PEG-6000对抗旱性不同的1年生枣树(Zizyphus jujuba)幼苗进行渗透胁迫处理后,研究了不同抗旱性品种枣树幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化.结果显示,干旱胁迫下3种枣苗叶片的相对含水量(RWC)均降低,丙二醛(MDA)含量和细胞质膜相对透性均增加.在30%PEG胁迫下除骏枣1号的SOD活性降低外,3个品种枣苗在干旱胁迫下SOD和POD活性都增加;狗头枣2号的过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫下明显增加,而木枣1号和骏枣1号的CAT活性均随着胁迫程度的增加而逐渐下降;木枣1号和骏枣1号的APX活性随着胁迫程度的增加先增加后降低,而狗头枣2号明显增加.干旱胁迫下,除骏枣1号的脯氨酸(Pro)含量和木枣1号的可溶性糖含量在30%的胁迫水平下降低(P>0.05)外,3种干旱胁迫水平下3个品种枣苗的Pro和可溶性糖含量均增加.总之,干旱胁迫下,枣苗叶片相对含水量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质Pro和可溶性糖含量均为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,而MDA含量和膜透性均为骏枣1号>木枣1号>狗头枣2号,表明3个品种的抗旱性为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,研究结果与其品种的实际抗旱性一致.     

成年侧柏和刺槐对春季干旱的适应策略

本研究以成年侧柏和刺槐为对象,分析春季干旱胁迫对叶片、根系形态和生理特性的影响,比较2树种在干旱胁迫下的适应策略。结果表明:春季干旱胁迫下,侧柏叶片脯氨酸和可溶性蛋白含量及SOD和POD活性显著低于刺槐叶片(P0.05),可溶性糖含量和CAT活性显著高于刺槐叶片(P0.05),两树种叶片丙二醛含量无显著差异(P0.05);侧柏根系脯氨酸和可溶性蛋白含量及POD和CAT活性显著低于刺槐根系(P0.05),可溶性糖和丙二醛含量显著高于刺槐根系(P0.05)。侧柏比叶重和根系活力显著高于刺槐(P0.05),刺槐根长密度和根面积指数显著高于侧柏(P0.05)。这说明春季干旱胁迫下成年侧柏和刺槐的渗透调节物质含量及抗氧化酶活性不同,春季干旱对两树种叶片伤害程度相似,而对侧柏根系伤害更大;成年侧柏主要采取耐旱策略,刺槐主要采用避旱策略。     

腐植酸浸种对盐碱胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响

对龙麦26和克旱16两种不同基因型春小麦品种进行腐植酸浸种处理,研究了腐植酸对盐(NaCl)、碱(Na CO3)两种胁迫下小麦幼苗抗氧化系统的影响.结果表明:盐碱胁迫下小麦幼苗叶片脯氨酸含量增加,膜透性增强,地上部鲜质量降低;盐胁迫下,过氧化氢酶(CAT)活性升高,过氧化物酶(POD)活性降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性先升后降,而碱胁迫下CAT和POD活性均升高,SOD活性降低;碱胁迫处理的小麦幼苗叶片抗氧化酶系统活性高于同浓度的盐胁迫处理;腐植酸浸种提高了小麦叶片谷胱甘肽含量,提高了SOD和CAT活性,有效缓解了盐碱胁迫对幼苗生长的影响.不同基因型小麦品种在抵御盐碱胁迫的能力和机制上存在一定差异,且与盐离子组成、浓度间存在一定互作,并受浸种方式调控.