海滨滨麦叶片和根对不同厚度沙埋的生理响应差异分析

以烟台海岸抗风沙植物滨麦为研究材料,通过对不同厚度沙埋下其叶片和根部抗氧化酶活力(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))、丙二醛(MDA)含量和渗透调节物含量变化的分析,探讨了叶片和根部对沙埋生理响应的差异。试验按滨麦成株株高(约40 cm)对其进行了轻度沙埋(在株高1/4处)、中度沙埋(2/4处)和重度沙埋(3/4处)。在沙埋第6天,分别测定了不同厚度沙埋处理下,植株各段叶片和根抗氧化酶活力、MDA和渗透调节物含量。结果表明,轻度和中度沙埋均加速植株生长。与对照相比,经轻度、中度沙埋处理6 d,叶片平均MDA含量增加,在重度沙埋下降低。不同厚度沙埋6 d,叶片平均SOD活力和脯氨酸含量增加,而CAT活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降。但不同厚度沙埋均使沙上叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力增加,尤其是叶片顶部增加最为明显,使沙下叶片MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和CAT活力下降,导致同株沙上和沙下叶片MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力差异显著(P0.05)。与叶片相比,根中MDA、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力较低,而POD活力和可溶性糖含量较高并与叶片差异显著(P0.05)。不同厚度沙埋6 d,滨麦根中MDA和可溶性蛋白质含量变化较小,可溶性糖含量和CAT、POD、SOD活力略有降低。研究表明,滨麦根和叶片对不同厚度沙埋的生理响应不同。沙埋直接作用于叶片并诱发叶内氧自由基积累,但叶片通过快速激活的抗氧化酶保护系统(CAT、SOD)维持氧自由基代谢平衡,以及渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖)的积累维护细胞水分代谢平衡,并满足能量的需求和快速生长。但在不同厚度沙埋下,由于根系不受沙埋直接影响而生理变化较小,并且还维持较低的膜脂过氧化水平,这可能是根能维持正常的吸水输水功能并在沙埋处理过程中和沙埋后地上叶片快速生长摆脱沙埋的重要物质基础。     

白三叶和红三叶对人工融冻胁迫的生理响应差异

采用人工模拟融冻胁迫方法,通过测定白三叶(Trifolium repens)和红三叶(T.prat-ense)在融冻胁迫中叶片细胞膜透性、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活力、渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖和蛋白质)含量变化,以揭示未来气候变化对三叶草的影响。结果表明,经历融冻胁迫循环后抗冻力强的白三叶植株能恢复生长,而抗冻力弱的红三叶枯萎死亡。在融冻阶段,两三叶草叶片细胞膜透性增大、抗氧化酶活力增高、MDA和渗透调节物含量大幅增加;在冻融阶段,两三叶草叶片细胞膜透性降低、MDA含量下降、抗氧化酶活力降低。但在融冻胁迫循环中,白三叶叶片POD和CAT活力高于红三叶,脯氨酸含量较红三叶高5倍,但细胞膜透性低于红三叶。白三叶在-5℃抗逆生理指标达到最大值,而红三叶在-10℃。白三叶对环境温度变化反应敏感,在-5℃通过快速激活抗氧化酶系统和积累渗透调节物以抑制膜脂过氧化和维护细胞水分平衡在融冻适应上起重要作用。白三叶具有较强的抗融冻能力,是未来值得应用推广的优良园林绿化植物。     

刈割后黑麦草生理保护作用对其补偿性生长的影响

通过对黑麦草(Lolium perenne L)在轻度、中度、重度、全割刈割处理6 d和12 d后,残留叶片和叶片再生部分生长速率,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活力,丙二醛、可溶性糖、脯氨酸含量的分析以揭示在刈割胁迫后叶片抗氧护酶活力和渗透调节物含量与其补偿性生长的关系,以及牧草耐刈性的生理调控机理。结果表明,轻度和中度及全割后叶片生长速率均高于对照,重度刈割低于对照。全割后叶片补偿性生长最明显、轻度和中度次之,重度刈割无补偿性生长。对照黑麦草叶片各部位抗氧化酶和渗透调节物含量不同,叶片顶部MDA含量较高,伴随着较高的SOD、CAT活力和较高的脯氨酸含量;叶片基部MDA含量最低,SOD、CAT活力及脯氨酸含量也较低。与对照相比,不同强度刈割6 d黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量、SOD和CAT活力、可溶性糖和脯氨酸含量均较低。而不同强度刈割12 d,黑麦草再生叶和叶片平均MDA含量仍较低,但SOD和CAT活力增高,脯氨酸含量增加,POD活力和可溶性糖含量低于对照。这表明刈割在减少了叶面积,降低光合能力的同时,刈割伤害胁迫启动了牧草补偿性生长使残留叶片快速生长,而且残留叶片面积与其补偿生长速率成正相关。另外,虽然不同强度刈割下叶片补偿性生长速率不同,但不同强度刈割(12 d)均激活残留叶片抗氧化保护酶系统和促进脯氨酸积累。在补偿生长过程中,CAT和SOD能及时清除残留叶片中积累的氧自由基,维持较低的膜脂过氧化和细胞膜完整性,积累的脯氨酸能维护细胞水分平衡。因此,抗氧化酶(SOD和CAT)和渗透调节物(脯氨酸)在黑麦草刈割后受伤部位快速自愈及残留叶片快速补偿生长中起重要生理保护作用。     

不同沙地共有种沙生植物对环境的生理适应机理

选择3个温带沙地(松嫩沙地、呼伦贝尔沙地、科尔沁沙地)4个共有种沙生植物(黄柳(Salix gordejevii)、差巴嘎蒿(Artimisia halodendron)、扁蓿豆(Melissitus ruthenica),猪毛菜(Salsola collina),通过自然状况下其叶片抗氧化酶活力和渗透调节物及丙二醛(MDA)含量日变化分析,探讨抗氧化酶活力和渗透调节物在沙生植物适应沙漠环境强光辐射和温度日变化中的作用,以及不同科属沙生植物抗逆生理调控机理的差异。结果表明:(1)不同沙地的4个共有沙生植物种可通过自身快速生理代谢调解,积累渗透调节物、提高抗氧化酶活力应对沙漠环境强光辐射和温度日变化,但生理调控幅度较小。(2)3个沙地不同科属的4个共有种在渗透调节物含量和抗氧化酶活力及种类上存在差异。扁蓿豆叶片日均MDA含量、POD(peroxidase)活力、CAT(catalase)活力、脯氨酸含量均最高,分别较其它3个种平均高2、10、2和2.5倍。黄柳叶片日均MDA含量较高,SOD(superoxide dismutase)活力和可溶性糖含量最高,分别较其它3个种高1.2和3倍。差巴嘎蒿和猪毛菜叶内MDA含量较低,POD、CAT、SOD活力和脯氨酸、可溶性糖含量均最低。沙生植物细胞中膜脂过氧化程度和抗氧化酶活力及渗透调节物含量呈正相关。自然状况下3个沙地的扁蓿豆和黄柳通过生理代谢调节维持细胞水分和氧自由基代谢平衡适应沙漠环境,差巴嘎蒿和猪毛菜依靠特殊的叶片形态结构变异减少光辐射吸收、降低水分蒸腾、维持叶片水分平衡、降低细胞膜脂过氧化。因此不同科属沙生植物维持叶片水分和氧自由基代谢平衡可能是其适应沙漠环境生存的重要生理调控机理。由于不同科属沙生植物种对沙漠环境适应的生理调节机理的不同,在未来农作物、林木抗逆育种中,根据具体科属植物选择合适的沙生植物作为亲本对提高抗逆育种效率是十分重要的。     

白三叶不同叶龄叶片对不同季节温度适应的生理调控机理

对不同季节白三叶(Trifolium repens)不同叶龄叶片(幼叶、中叶和老叶)抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活力、渗透调节物(可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸)含量、MDA含量和叶绿素含量进行分析,揭示白三叶不同叶龄叶片对不同季节温度适应的生理调控机理和白三叶叶片短寿在维护匍匐茎生长中的生态作用。结果表明:(1)冬季低温生出的幼叶MDA含量较低,而叶绿素a、POD和SOD活力、可溶性糖和脯氨酸含量均最高;夏季高温生出的幼叶MDA和叶绿素b含量较高,而POD和SOD活力、可溶性糖和脯氨酸含量较低。白三叶幼叶具有较强的生理调控可塑性以适应冬夏季温度。(2)不同季节幼叶成长过程中,其生理调控模式相近,随叶片长大成熟,叶绿素含量和SOD、POD、CAT活力及脯氨酸和可溶性糖含量均增高,而MDA含量降低。(3)不同季节老化叶片生理特征相同,叶片中可溶性糖和脯氨酸含量趋于增高,CAT活力及MDA含量均下降。研究表明,抗氧化酶和渗透调节物通过维护氧自由基代谢和水分代谢平衡而在幼叶适应不同季节温度、叶片快速生长中起重要保护作用。不同季节叶片抗氧化能力下降和持续积累的脯氨酸、可溶性糖抑制光合作用可能是叶片衰老和短寿的诱因。不同季节匍匐茎上叶片的短寿、快速衰老可使匍匐茎将能量物质分配给其顶部,促进匍匐茎顶部幼叶萌生和匍匐茎的延伸生长及种群的扩散,其在维护白三叶植株持续生存中具有重要的调控作用。     

香蒲对不同浓度Pb~(2+)胁迫的生理应答及其细胞超微结构变化

通过室内水培试验,研究了不同浓度Pb2+(0、0.25、0.50、1.00和2.00mmol·L-1)胁迫对东方香蒲根和叶中Pb含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性以及亚细胞结构的影响。结果显示:(1)随着外源Pb2+浓度的增加,Pb在香蒲根和叶中的积累量均显著高于对照,且Pb在根中的含量明显高于叶中,并与外源Pb2+浓度呈显著正相关关系。(2)香蒲叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量随着外源Pb2+浓度的增加呈先升后降趋势,均在处理浓度为0.50mmol·L-1时达到峰值。(3)胁迫处理叶片的MDA含量与对照相比变化不显著,但根中MDA含量呈显著下降趋势。(4)叶片中SOD活性在1.00mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后下降,但始终高于对照,CAT和POD活性则均低于对照组;根中SOD活性除1.00mmol·L-1 Pb2+处理组外均显著低于对照组,CAT和POD活性分别在0.25和0.50mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后随处理Pb2+浓度升高而下降。(5)电镜观察发现,Pb2+胁迫使香蒲叶细胞中叶绿体被膜破裂,类囊体膨胀、破损;根和叶细胞中的线粒体被膜均破裂、内腔空泡化,细胞核核膜破损、核仁消失、染色质凝集。研究表明,Pb2+胁迫致使东方香蒲根、叶生理代谢失衡,亚细胞结构出现不可逆的损伤,这为从分子水平研究Pb2+作用的具体机理以及香蒲在重金属污染修复中的应用提供了依据。     

运城盐湖十种耐盐植物体内无机及有机溶质含量的比较研究

运城盐湖的 1 0种耐盐植物体内的有机及无机溶质含量差异较大。总无机溶质含量在各种植物间的变化幅度小于总有机溶质 ,其中双子叶植物 (除二色补血草外 )地上部 K+ 含量及 K/Na比均低于单子叶植物 ,而双子叶植物地上部的Na+ 含量明显高于单子叶植物。双子叶植物 (除二色补血草外 )的 Na/Cl>1 ,而单子叶植物的 Na/Cl≈ 1。二色补血草的二价离子 Ca2 +和 Mg2 +含量较高。单子叶植物的可溶性糖及游离氨基酸含量高于双子叶植物 (除枸杞外 ) ,碱莞、盐角草、盐地碱蓬、碱地肤、二色补血草的脯氨酸含量均较低 ( <7μmol/g FW) ,且脯氨酸占游离氨基酸的比例高于其它植物。另外还计算了各种溶质占 COP的百分比 ,并讨论了它们在植物渗透调节过程中的作用。     

盐生植物海马齿耐盐的生理特性

以盐生植物海马齿为研究材料,分别用淡水、1/4海水、1/2海水、全海水浇灌15 d和30 d,研究盐生植物耐盐的生理特性和机理。海马齿植物在低于1/2的海水浇灌时,植物生长旺盛,主要表现为叶片增大和变厚,地上部分生物量增加;而全海水抑制了植物的生长。在盐胁迫下,海马齿植物中Na+的含量叶中最高,茎中含量次之,根中含量最低。长时间盐胁迫时,海马齿植物根、茎、叶中的相对含水量与淡水浇灌相比,变化不大,叶中略有增加;而脯氨酸含量显著增加,且可溶性糖的含量也比淡水浇灌的高。由此推测:海马齿植物主要以有机小分子作为渗透调节物质来维持细胞渗透压,在其耐盐中起着重要的作用。土壤中Na+的毒害,并没有减少土壤中可被植物利用的可交换K+,反而使其增加,说明海马齿植物根部对Na+的吸收能力和Na+/K+交换能力非常强。海马齿植物耐盐性强,还表现为能阻止盐胁迫对植物细胞原生质膜的氧化损伤,不破坏植物叶片内叶绿素的合成,能基本维持植物茎、叶中K+和根、茎中Mg2+的相对稳定。     

高寒山区植物根抗氧化酶系统的季节变化与抗冷冻关系

在高寒山区（海拔2900m）和选取4种多年生草本植物,即无芒雀麦（Bromus inermis）、草地早熟禾（Poa sphyondylodes）、花誉麦（Bromus sinensis）和垂重申披碱草（Elymus nutans）,测定了秋末、冬初、冬季、春季气温变化过程中其根中丙二醛（MDA）含量和抗氧酶活力（过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧物歧化酶（SOD））和抗坏血酸氧化酶（APX）变化,分析了抗氧酶系统在根抗冷适应中的作用,结果表明,随秋末降温植物根中MDA含量增加,尔后下降,在冬季和翌年春季保持相对稳定。从9月初到10月下旬,4种植物根中SOD、CAT、POD活力平均增加170％、130％和56％。在冬季下降,但仍远高于9月,在春季气温上升过程中酶活力上升。根能在组织结冰状况下生存与其具备完善的保护酶系统,能及时清除氧自由基抑制膜脂过氧化维持膜完整性有关,据降温过程中MDA含量和抗氧酶活力变化,可将根冷适应分为两个阶段,即第1阶段平均气温在0℃以上,抗氧酶活力增强,MDA增加阶段,第2阶段平均气温降至0℃以下,最低气温降到－15℃以下,抗氧酶活力下降,MDA无明显变化阶段。     

海岸黑松和紫穗槐对间歇强净风和风沙流吹袭的生理响应机制

以海岸防风固沙优势树种紫穗槐(Amorpha fruticosa Linn)和黑松(Pinus thunbergii Parl)为研究对象,利用野外便携式沙风洞用间歇风吹模拟自然阵风,通过分析间歇强净风(18m/s)和强风沙流(172.93g cm^-1 min^-1)吹袭过程中和风后恢复中,两树种叶片膜脂过氧化产物含量、抗氧化酶活力、渗透调节物含量的变化,以探讨其对自然阵风吹袭响应机制及自愈修复生理机制。结果表明,自然状况下,紫穗槐和黑松叶片相对含水量(RWC)相近,但抗氧化酶活力及种类和渗透调节物含量及种类上存在差异。紫穗槐叶片丙二醛含量(MDA)、脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活力分别较黑松高93.3%、78.6%、118.8%、6.5倍。而黑松可溶糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力较紫穗槐高111.5%和28.2%。在间歇净风和风沙流处理中,随着风吹袭次数增多,黑松叶片RWC趋于小幅降低,可溶性糖含量及POD、SOD、CAT活力呈小幅波动式变化;紫穗槐叶片RWC大幅下降,伴随着脯氨酸含量,POD、CAT、SOD活...     

Exogenous proline effects on water relations and ions contents in leaves and roots of young olive

The ability of exogenous compatible solutes, such as proline, to counteract salt inhibitory effects was investigated in 2-year-old olive trees (Olea europaea L. cv. Chemlali) subjected to different saline water irrigation levels supplied or not with exogenous proline. Leaf water relations [relative water content (RWC), water potential], photosynthetic activity, leaf chlorophyll content, and starch contents were measured in young and old leaves. Salt ions (Na⁺, K⁺, and Ca²⁺), proline and soluble sugars contents were determined in leaf and root tissues. Supplementary proline significantly mitigated the adverse effects of salinity via the improvement of photosynthetic activity (Pn), RWC, chlorophyll and carotenoid, and starch contents. Pn of young leaves in the presence of 25 mM proline was at 1.18 and 1.38 times higher than the values recorded under moderate (SS1) and high salinity (SS2) treatments, respectively. Further, the proline supply seems to have a more important relaxing effect on the photosynthetic chain in young than in old leaves of salt-stressed olive plants. The differential pattern of proline content between young and old leaves suggests that there would be a difference between these tissues in distinguishing between the proline taken from the growing media and that produced as a result of salinity stress. Besides, the large reduction in Na⁺ accumulation in leaves and roots in the presence of proline could be due to its interference in osmotic adjustment process and/or its dilution by proline supply. Moreover, the lower accumulation of Na⁺ in proline-treated plants, compared to their corresponding salinity treatment, displayed the improved effect of proline on the ability of roots to exclude the salt ions from the xylem sap flowing to the shoot, and thus better growth rates.     

盐生植物盐爪爪的耐盐生理特性探讨

当前土壤盐渍化日益严重,是限制植物生长的一个主要环境因子,然而在盐碱自然环境中生长着许多耐盐植物,为更好地了解盐生植物的耐盐机理,该文从无机离子Na+,K+,Ca2+含量、脯氨酸水平、水势变化、丙二醛含量和盐胁迫的表型等生理参数以及半定量RT-PCR检测脯氨酸合成关键酶基因(P5CS)的表达规律等方面探讨盐胁迫下盐爪爪的耐盐特性。结果表明:(1)随着盐浓度的升高,Na+在根和肉质化的叶中显著地富集,且叶中积累的Na+比根中更多;(2)在盐胁迫条件下,随着盐浓度的增加,脯氨酸的含量和脯氨酸合成关键酶基因的表达显著地增强;(3)Na+和脯氨酸是植物有效的渗透调节剂,可使处于低水势的植物细胞仍能从细胞外高浓度的盐溶液中吸收水分;(4)在0和700 mmol·L-1Na Cl处理下,盐爪爪肉质化叶中丙二醛的含量较其它处理高,这表明植物在这两个处理下可能受到了氧化胁迫;(5)从盐胁迫3个月的生长表型来看,低盐环境中生长的盐爪爪植株的生物量更多,肉质化的叶嫩且绿。综上所述,结合对野外生境的调查和实验室长期的盐胁迫表型结果表明盐爪爪的生长是需盐的,相对低的盐浓度环境对盐爪爪的生长是顺境,而无盐或高浓度盐环境对于盐爪爪的生长来说都是逆境。该研究结果为全面深入研究盐爪爪的耐盐特性,以及更好地利用盐爪爪的生物和基因资源改良土壤和提高作物和林木的耐盐性奠定基础。     

Organ-dependent responses of Periploca sepium to repeated dehydration and rehydration

Plant responses to water deficit occur in a complex framework of organ interactions, but few studies focus on the effect of drought stress on all organs in a whole-plant. The effects of repeated dehydration and rehydration (DH) on physiological and biochemical responses in various organs of Periploca sepium Bunge (P. sepium) were investigated. The leaf relative water content decreased significantly during drought, but recovered and showed an increase when compared to well-watered control plants. The malondialdehyde (MDA) content increased in mature and old leaves, but decreased in young leaves, new stems and fine roots during drought, indicating that the young and vigorous tissues of a whole-plant are protected preferentially from the oxidative stress. Among all organs, the fine roots showed the highest levels of proline, total free amino acids (TFAA) and Na⁺, while the leaves showed the highest levels of total soluble sugars (TSS), soluble proteins (SP), Ca²⁺ and Mg²⁺. The response to DH differed in different organs, both in magnitude and in the type of solutes involved. Drought stress increased the contents of proline, TFAA, TSS, SP and K⁺ in all organs of P. sepium plants, while the accumulation amounts were obviously different among the organs. The storage starch in stems and roots plays an important role in providing carbohydrates for growth. Changes in Na⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺ under DH presented a high degree of organ specificity. Our data indicates that response strategies are different between different organs; therefore, evidence the needs to integrate all the information in order to better understand plant tolerance mechanisms.     

盐胁迫对槲树(Quercus dentata)幼苗离子平衡及其生理生化特性的影响

检测NaCl胁迫对槲树（Quercus dentata）幼苗离子平衡和生理生化特性的影响,为揭示槲树的耐盐机理,其在园林中的推广应用提供参考。以一年生槲树实生苗作为实验材料,经100、200、300 mmol/L的NaCl溶液浇灌处理30 d,测定不同时间的离子含量和生理生化指标变化。结果表明,随NaCl浓度的增加和处理的时间延长,槲树各指标表现出以下规律：（1）根茎叶积累大量Na⁺,引起离子毒害,导致叶片受损,根系Na⁺含量显著高于地上部分,这种补偿作用有助于减轻地上部分受到的损害;（2）各部分K⁺含量降低,根部较茎叶更为显著,导致Na⁺/K⁺明显升高;（3）Ca²⁺由根部向地上部分转运,在叶片中浓度显著增加,有助于建立新的离子稳态;（4）Mg²⁺含量总体上呈降低趋势;（5）叶片含水量逐渐降低,丙二醛含量和相对电导率逐步升高,且在重度胁迫下的变化更显著;（6）轻度盐胁迫下,叶片过氧化物酶（POD）活性无显著变化,而过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性逐渐升高,在重度胁迫下3种酶活性出现降低;（7）脯氨酸和可溶性糖少量积累,辅助调节渗透平衡。总之,槲树幼苗能够通过调控离子平衡,提升抗氧化酶活性,积累渗透调节物,从而提高耐盐性,抵御200 mmol/L以下的NaCl胁迫。     

NaCl胁迫对流苏幼苗生长、钠钾离子分布及渗透调节物质的影响

以2年生的流苏播种苗为材料,采用不同浓度(50、100、200、300 mmol·L^-1)NaCl溶液进行胁迫处理,研究盐胁迫对流苏的生长、Na^+和K^+分布格局、渗透调节物质的影响,以明确其耐盐阈值。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,流苏幼苗生长量逐渐降低,盐害指数升高、存活率下降;幼苗耐盐阈值为98.693 mmol·L^-1(0.577%W/V)。(2)随着NaCl胁迫浓度的增加,流苏幼苗各器官中的Na^+含量持续增加,并在浓度为50 mmol·L^-1时表现为根>叶>茎,在其余各处理组表现为叶>根>茎;幼苗根、叶中的K^+含量表现为先增后减的变化趋势,茎中K^+含量总体表现为下降趋势,且器官中K^+含量表现为根>叶>茎;幼苗根部到茎部和茎部到叶部的离子选择性运输能力、各器官中的K^+/Na^+比值均呈下降趋势。(3)随着NaCl浓度的增加,流苏幼苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量总体呈上升趋势,其脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势。研究发现,流苏幼苗根系可通过对Na^+的吸收和累积来阻止其向地上部运输进而避免盐害发生;叶片和茎中通过提高对K^+的选择性吸收和累积,从而增大K^+/Na^+比值以减缓盐分对其生理代谢的伤害。     

Effect of increased alkalinity on Na+ and K+ contents, lipid peroxidation and antioxidative enzymes in two populations of Populus cathayana

We compared two populations of Populus cathayana Rehder, originating from altitudes 2 840 m and 1 450 m, to determine whether trees from different altitudes exhibit different tolerance to alkalinity. The tree cuttings were exposed to nutrient solutions with pH 7.9, 8.8, 9.8 and 10.4 and the salt concentration 200 mM. Na⁺ and K⁺ contents, and Na⁺/K⁺ ratios in leaves and roots were greatly affected by pH values. At pH 10.4, the Na⁺/K⁺ ratios in both leaves and roots sharply dropped in the higher altitude population but were maintained at higher levels in the lower altitude population. The patterns of pH-induced changes in contents of malondialdehyde and free proline, and antioxidative enzyme activities indicated that the higher altitude population exhibits greater tolerance to alkalinity stress than does the lower altitude population.     

高盐生境中乌拉尔甘草盐离子分泌与积存格局的研究

采用植物水培方法,以乌拉尔甘草为研究材料,用不同浓度(0、80、160、320mmol·L~(-1))NaCl溶液胁迫处理乌拉尔甘草幼苗3周后,分析其叶片表面盐离子(K~+、Ca~(2+)、Na+)分泌速率的差异,并采集盐化低地草甸重盐土生境中2年生乌拉尔甘草植株,应用ICP-AES测定其不同部位(根、根状茎、茎、老叶和幼叶)中的盐离子(K~+、Na~+、Ga~(2+)、Mg~(2+))含量,探究盐离子在乌拉尔甘草叶片上的分泌格局以及盐离子在植株体内的积存格局,为完善甘草耐盐机理的研究提供依据。结果显示:(1)随着盐胁迫浓度的升高,乌拉尔甘草叶片上K~+、Ca~(2+)、Na+的分泌速率均呈增加趋势,且Na~+的分泌速率远远大于Ca~(2+)和K+的分泌速率。(2)在乌拉尔甘草各部位中,K+的积存量从大到小依次为:幼叶根根状茎茎老叶;Na~+在各个部位的积存量都十分有限,且无论地下部分还是地上部分,差异均不大;Ca~(2+)积存量由大到小依次为:老叶幼叶茎根状茎根,且老叶中Ca~(2+)的积存量显著高于其它部位。研究认为,在重盐碱地生境中,K+主要积存在幼叶中,Ga~(2+)主要积存在老叶中,植株体内各个部位Na~+的积存量很低,乌拉尔甘草表现出明显的拒Na现象;叶片分泌的主要盐离子为Na~+;乌拉尔甘草通过泌盐的方式将Na+排出体外,从而有效降低Na~+在体内的积存,这是其能够在重盐碱地生存生长的重要原因。     

Agronomical and physiological characterization of salinity tolerance in a commercial tomato hybrid

The salt tolerance of the commercial F1 tomato hybrid (Lycopersicon esculentum Mill) Radja (GC-793) has been agronomically and physiologically evaluated under greenhouse conditions, using a control (nutrient solution), a moderate (70 mM NaCl added to the nutrient solution) and a high salt level (140 mM NaCl), applied for 130 days. The results show that Radja is a Na⁺-excluder genotype, tolerant to moderate salinity. Fruit yield was reduced by 16% and 60% and the shoot biomass by 30% and more than 75% under moderate and high salinities, respectively. At 90 days of salt treatment (DST), the mature leaves feeding the 4th truss at fruiting accumulated little Na⁺ (178 mmol kg^-1 DW). At this time, the sucrose concentration in these leaves even increased with moderate salinity and the amino acid proline was not accumulated under salt conditions as compared to control. At 130 DST, Na⁺ was accumulated mainly by the roots in proportion to the salt level applied, while in leaves appreciable amounts were found only at high salinity (452 mmol kg^-1 DW). In the leaves, Cl^- was always accumulated in proportion to the salt level and in a very much greater amounts than Na⁺ (until 1640 mmol kg^-1 DW). The sucrose content was reduced in all plants by salinity, and was distributed preferentially toward the distal stem and peduncle of a truss at fruiting under moderate salinity, and toward the basal stem and root at high salinity. Moreover, proline was accumulated in different organs of the plant only at high salinity, coinciding with Na⁺ accumulation in leaves. Attempts are made to find a clear relationship between physiological behaviour triggered by stress and the agronomical behaviour, in order to assess the validity of physiological traits used for salt-tolerance selection and breeding in tomato.