一氧化氮对不同耐旱性杨树幼苗抗旱性的影响

以乡土树种小青杨(Populus pseudo-simonii Kitag)和速生品种欧美杨107杨(Populus × euramericana cv."74/76")幼苗为试验材料,在水分胁迫条件下研究不同浓度的外源NO供体硝普纳(sodium nitroprusside, SNP)对2种杨树抗旱性的影响.结果表明,经不同浓度SNP处理后,2种杨树叶片水势对干旱胁迫的敏感程度下降,气孔导度降低,蒸腾作用减弱,叶片含水量升高,保水能力增强.同时,SNP处理能提高杨树叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低杨树叶片相对电导率,使杨树在干旱条件下的抗脱水能力提高,减轻了干旱胁迫对细胞膜的伤害.从品种间作用效果看,SNP对107杨的抗旱性提高的幅度高于小青杨,表明SNP更有利于提高速生杨的抗旱能力.     

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。     

水分胁迫下白杨派双交无性系主要生理过程研究

以白杨双杂交杂种新无性系为主要试验材料,在４种水分胁迫条件下对各无性系生理和生长指标进行分析,结果表明,土壤干旱胁迫对无性系净光合速率,蒸腾速度,气孔导度,叶温与气温差,细胞间ＣＯ２浓度等生理指标均产生显著影响。不同指标对水分胁迫的敏感性不同,无性系间在各项生理指标值及随水分胁迫发展而下降幅度均存在着显著差异。     

辣椒开花结果期对干旱胁迫的形态与生理响应

在遮雨网室选用抗旱性较强的农城椒二号和抗旱性较弱的陕蔬2001,研究辣椒在轻度、中度和重度干旱胁迫下不同时间的生长、产量、渗透调节物质、保护酶活性的变化规律及其生理调节机制。结果表明:随干旱胁迫时间的延长,辣椒的株高、分枝数、叶面积、单位面积产量、叶绿素含量和叶片相对含水量的抗旱系数呈下降趋势,下降速率与干旱胁迫程度呈正相关,与品种的抗旱性呈负相关;脯氨酸、丙二醛含量和细胞膜透性相对值随干旱胁迫时间的延长呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性和可溶性蛋白相对值随着干旱胁迫时间的延长先升高后下降,抗旱性强的材料增加幅度低于抗旱性弱的材料;可溶性糖含量的相对值在轻度和中度干旱胁迫下呈上升趋势,在重度干旱胁迫下呈上升—下降趋势,且抗旱性强的材料上升速度大于抗旱性弱的材料。相关分析表明,干旱胁迫下,产量与株高、分枝数、叶片叶绿素含量、叶面积、叶片相对含水量抗旱系数呈显著正相关;与细胞膜透性、CAT活性和可溶性蛋白含量抗旱系数呈显著负相关。主成分分析表明,用作辣椒抗旱性鉴定的主要指标是单株产量、株高、叶面积、分枝数、可溶性蛋白、可溶性糖、MDA、叶绿素含量和细胞膜透性及叶片相对含水量,叶片POD、SOD、CAT活性、脯氨酸含量可做为辣椒抗旱性鉴定的次要鉴选指标。     

干旱胁迫对降香黄檀幼苗光合生理特性的影响

采用温室盆栽方法,设置对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)和重度(HS)干旱胁迫4个水分条件,研究不同水分条件对降香黄檀幼苗光合和生理特性的影响。结果表明:(1)随着干旱胁迫程度增加,降香黄檀幼苗叶片叶绿素总含量总体呈现出下降趋势。(2)降香黄檀幼苗叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率随着干旱胁迫强度增加均呈现出先增加后降低趋势,且MS和HS处理下的气孔导度和胞间CO2浓度同时降低,此时幼苗光合能力的下降主要受气孔因素限制。(3)随着干旱胁迫强度的增加,降香黄檀幼苗叶片细胞膜相对透性、丙二醛含量、游离脯氨酸含量和POD活性均呈现出增加趋势,而同期SOD和CAT活性呈现出先升高后降低趋势。可见,降香黄檀幼苗在轻度干旱胁迫下可通过增加叶片保护酶活性来清除活性氧对其组织造成的伤害,但胁迫超过一定程度后保护酶活性下降,表明降香黄檀幼苗的耐旱能力有限。     

干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响

以不同耐旱型鸭茅品种(系)“01998”(敏感型)和“宝兴”(耐旱型)为试材,采用盆栽控水试验方法,研究土壤干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长、生理特性及叶片光合作用的影响,探讨不同品种耐旱机制的差异.结果表明：干旱胁迫下,不同耐旱型鸭茅幼苗的根系活力和根系数量均呈先上升后下降的趋势,当土壤相对含水量降到30%时,根系活力和根数显著增加并达到最大值;干旱胁迫降低了两个品种鸭茅叶片的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、叶片蒸腾速率、气孔导度,提高了电导率和胞间CO₂浓度.干旱胁迫降低了两个品种鸭茅的单株叶面积,品种“01998”的地下及地上生物量下降,而“宝兴”无显著变化.     

不同甘蔗品种叶片气孔对水分胁迫的响应

干旱是甘蔗面临最主要的环境胁迫之一,为了解不同甘蔗品种在干旱胁迫时的气孔响应,该研究以F172、GT21、YT93/159和 YL6四个抗旱性有显著差异的甘蔗品种为材料,采用桶栽,在伸长期进行四种不同程度的干旱胁迫(不浇水)处理：土壤持水量在①65％~70％为轻度干旱;②45％~50％为中度干旱;③25％~30％为重度干旱;④以土壤含水量为75％为对照(CK).检测不同品种不同处理甘蔗的叶片相对持水量变化,并利用扫描电镜技术观察甘蔗叶片下表皮气孔特性.结果表明：在干旱胁迫下,四个甘蔗品种叶片气孔导度急剧下降,重度干旱时耐旱性强的 F172和 GT21的气孔导度低于耐旱性弱的 YT93/159和 YL6的;复水后3 d,F172和 GT21的气孔导度上升至82．07和88．85 mmol·m-2·s-1,而 YT93/159和 YL6的仅有18．88和33．08 mmol·m-2·s-1.干旱还导致气孔下陷、闭合,气孔器的长、宽明显减小,且品种间气孔器长度变化差异显著;干旱胁迫下气孔密度增大,尤以耐旱性最强的 F172在重度干旱时达到显著差异.重度干旱时 F172与GT21的气孔闭合百分比是 YT93/159和 YL6近3~4倍.在水分胁迫下,叶片相对含水量降低,但 F172和GT21在重度干旱时仍可以保持相对较高的含水量,其它两个品种相对较低,尤以 YT93/159的最低.在复水后叶片含水量都有所恢复.这些研究结果表明不同甘蔗品种抗旱能力与叶片气孔特性和含水量密切相关.     

干旱胁迫下黄条金刚竹的光合和叶绿素荧光特性

通过盆栽试验,研究了自然干旱胁迫处理下,黄条金刚竹植株形态、土壤含水量(SWC)、叶片含水量(LWC)、叶片水势(LWP)、光合作用参数和叶绿素荧光参数的变化,及与环境因素的关系.结果表明:自然干旱胁迫后第17天,黄条金刚竹出现干旱伤害症状,叶片失水下垂、内卷,第43天地上部分失水死亡;复水后10 d,叶片叶绿素荧光参数与第43天无显著差异.在干旱胁迫0～21 d,SWC显著下降,而在17 d以后,LWP急剧下降,29 d以后LWC显著降低.随着干旱胁迫程度的加剧,叶片蒸腾速率(T_r)、气孔导度(g_s)持续下降,而光合速率(P_n)波动较大,瞬时水分利用效率（PWUE）则先升高后降低;17 d后,P_n由气孔限制为主转为非气孔限制为主,实际光合效率(Φ_PSⅡ)开始下降;25 d后,黄条金刚竹的光合机构被破坏,最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在热耗散能力(q_N)分别由0.64、0.79下降到-0.11、0.33.T_r、g_s、PWUE与LWP密切相关,大气湿度对P_n、T_r、g_s的影响显著,气孔是光合参数变化的主导因素.本试验条件下,黄条金刚竹适宜在土壤相对含水率≥12%的土壤中生长,且干旱胁迫持续时间不超过25 d.     

不同瑞典能源柳无性系对干旱胁迫的生理响应

以瑞典能源柳无性系2、4、C、E的一年生盆栽扦插苗为材料,采用土壤持续强化干旱胁迫实验,系统测定不同胁迫阶段叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量和株高净生长量,并采用隶属函数模型综合评定了不同能源柳无性系的耐旱性。结果表明:(1)各能源柳无性系叶片的保护酶活性随干旱胁迫的加剧均呈现先增后降趋势:土壤水分含量>11.4%时,SOD、POD和CAT活性均呈增长趋势,三者协同作用;土壤水分含量<11.4%,能源柳无性系2、4的CAT和POD活性显著降低,细胞膜受损。(2)各无性系MDA含量随干旱胁迫的加剧呈增长趋势,土壤含水量降至11.4%时,MDA含量增长显著,其中能源柳无性系4变化最为剧烈。(3)各无性系可溶性蛋白含量随干旱胁迫的持续而增加,但当土壤含水量低于8.1%时有所下降。(4)各能源柳无性系胁迫阶段株高净生长量随干旱胁迫的加剧而降低。(5)隶属函数综合分析发现,4个无性系耐旱潜力表现为能源柳C>能源柳E>能源柳2>能源柳4。     

干旱胁迫对霸王水分生理特征及细胞膜透性的影响

以2年生霸王为试验材料,用盆栽人工控制土壤水分,研究不同梯度土壤水分条件对霸王水分生理特征、丙二醛含量和细胞膜相对透性的影响.结果表明,与充足供水对照(土壤重量含水量为23%)相比,在严重干旱胁迫(土壤含水量为3%)20 d和45 d时,霸王叶水势和叶片相对含水量分别显著降低70.87%和45.54%、26.81%和12.66%;相应的叶片MDA含量和细胞膜相对透性分别显著增加33.81%和21.78%、17.51%和14.98%;严重干旱胁迫30 d使得霸王叶片保水力显著下降;同时随着土壤干旱胁迫程度的增强,霸王日蒸腾耗水量持续下降,且严重干旱胁迫处理的蒸腾耗水量日变化为水平直线型,其余处理均为单峰型.研究发现,严重干旱胁迫下随着胁迫时间的延长,霸王叶水势和叶片相对含水量有增加趋势,而叶片MDA含量和细胞膜相对透性则有减小趋势,它能够通过自身的调节机制,逐渐改善叶片水分状况,降低细胞膜伤害程度,从而适应严重干旱环境.     

小麦叶片光合作用与其渗透调节能力的关系

在缓慢干旱条件下,小麦叶片渗透调节能力在一定范围内随胁迫程度的加剧而增加,而在快速干旱下,渗透调节能力丧失。小麦叶片通过渗透调节使光合速率和气孔导度对水分胁迫的敏感性降低,叶片维持较高的电子传递能力、RuBP羧化酶活性和叶绿体光合能量转换系统活性,并推迟了小麦叶片光合速率受气孔因素限制向叶肉细胞光合活性限制转变的时间。     

羊草叶片气体交换参数对温度和土壤水分的响应

 采用生长箱控制的方法研究了羊草(Leymus chinensis)幼苗叶片光合参数对5个温度和5个水分梯度的响应和适应。结果表明：轻度、中度土壤干旱并没有限制羊草叶片的生长,对气体交换参数亦无显著影响,反映了羊草幼苗对土壤水分胁迫的较高耐性。叶片生物量以26 ℃时最大,其它依次为23 ℃、20 ℃、29 ℃和32 ℃。温度升高使气孔导度和蒸腾速率增加, 却使光合速率和水分利用效率降低。水分和温度对叶片生物量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率存在显著的交互作用,表明高温加强了干旱对叶片生长和气体交换的影响, 降低了羊草对土壤干旱的适应能力。高温和干旱的交互作用将显著减少我国半干旱地区草原的羊草生产力。     

科尔沁沙地主要植物种的生理生态学特性

对科尔沁沙地主要植物种小叶锦鸡儿、差不嘎蒿、冷蒿和杂交杨进行了光合和水分生理生态学特性的研究,结果表明,小叶锦鸡儿,差不嘎蒿和杂交杨的光合速率在６：００最高,至８：００剧降,在８：００－１６：００内处于低水平,１６：００以后有回升现象;冷蒿由于６：００光合速率低,下降幅度较小,一日内光合速率降低冷蒿在６：００－８：００、小叶锦鸡儿在８：００－１０：００、杂交杨和差不嘎蒿在６：００－１０：００以气孔     

Morphological and physiological responses of <Emphasis Type="Italic">Vitex negundo</Emphasis> L. var. <Emphasis Type="Italic">heterophylla</Emphasis> (Franch.) Rehd. to drought stress

Water is a main factor limiting plant growth. Integrative responses of leaf traits and whole plant growth to drought will provide implications to vegetation restoration. This study investigated the drought responses of Vitex negundo L. var. heterophylla (Franch.) Rehd. with a focus on leaf morphology and physiology, seedling growth and biomass partitioning. Potted 1-year-old seedlings were subjected to four water supply regimes [75, 55, 35 and 15% field capacity (FC)], served as control, mild water stress, moderate water stress and severe water stress. Leaf morphological traits varied to reduce the distance of water transfer under water stress and leaflets were dispersed with drought. Net photosynthetic rate decreased significantly under water stress: stomatal closure was the dominant limitation at mild and moderate drought, while metabolic impairment was dominant at severe drought. The physiological impairment at severe drought could also be detected from the relative lower water use efficiency and non-photochemical quenching to moderate water stress. Total biomass of well-watered plants was more than twice that at moderate water deficit and nearly ten times that at severe water deficit. In summary, V. negundo var. heterophylla had adaptation mechanism to water deficit even in the most serious condition, but different strategies were adopted. Seedlings invested more photosynthate to roots at mild and moderate drought while more photosynthate to leaves at severe drought. A nearly stagnant seedling growth and a sharp decline of total biomass were the survival strategy at severe water stress, which was not favorable to vegetation restoration. Water supply above 15% FC is recommended for the seedlings to vegetation restoration.     

Combined effects of elevated CO<Subscript>2</Subscript> concentration and drought stress on photosynthetic performance and leaf structure of cucumber (<Emphasis Type="Italic">Cucumis sativus</Emphasis> L.) seedlings

Drought stress is one of the main environmental factors limiting plant growth and productivity of many crops. Elevated carbon dioxide concentration (eCO₂) can ameliorate, mitigate, or compensate for the negative impact of drought on plant growth and enable plants to remain turgid and functional for a longer period. In order to investigate the combined effects of eCO₂ and drought stress on photosynthetic performance and leaf structures, we analyzed photosynthetic characteristics and structure and ultrastructure of cucumber leaves. The decline in net photosynthetic rate under moderate drought stress occurred due to stomatal limitation alone, while under severe drought stress, it was the result of stomatal and nonstomatal limitations. Conversely, eCO₂ improved photosynthetic performance under moderate drought stress, increased the lengths of the palisade cells and the number of chloroplasts per palisade cell under severe drought stress, and significantly increased the grana thickness under moderate drought stress. Additionally, eCO₂ significantly decreased stomatal density, stomatal widths and stomatal aperture on the abaxial surface of leaves under moderate drought stress. In conclusion, eCO₂ can alleviate the negative effects of drought stress by improving the drought resistance of cucumber seedlings through stomatal modifications and leaf structure.     

干旱胁迫下红麻和大麻状罗布麻水分生理及光合作用特征研究

以中国红麻和美国大麻状罗布麻为材料,采用防雨棚内盆栽控水法研究了4种土壤水分条件下2种罗布麻的水分生理及光合作用日变化特性,探讨2种罗布麻对干旱胁迫的响应和适应能力,为美国大麻状罗布麻引种栽培提供理论依据。结果显示:(1)随干旱胁迫的加剧,2种罗布麻叶片的组织含水量、相对含水量均逐渐降低,但大麻状罗布麻的降幅较小;同一水分条件下,大麻状罗布麻的组织含水量、相对含水量均高于红麻,而水分饱和亏均低于红麻;不同水分条件下,大麻状罗布麻叶片相对含水量在离体2h后仍维持高位,降幅极显著低于红麻(P<0.01),离体8h后仍能维持较高水平。(2)在饱和供水(CK)、轻度胁迫(LS)和中度胁迫(MS)条件下,2种罗布麻叶片的Pn、Tr、Gs日变化均呈相似的"双峰"型曲线,而重度胁迫(SS)下却呈单峰曲线,各胁迫条件下Pn第二峰值比CK推迟2h左右;各处理Pn和WUE日均值在大麻状罗布麻中表现为LS>CK>MS>SS,而在红麻中则为CK>LS>MS>SS,且2种罗布麻除WUE指标在处理CK与T1间差异不显著外(P>0.05),其余处理间差异均达到显著水平以上(P<0.05);同一水分条件下,大麻状罗布麻的Pn和WUE值均显著高于红麻,如大麻状罗布麻在SS条件下的Pn和WUE日均值分别为2.28μmol·m-2.s-1和1.41μmol·mmol-1,而红麻的仅为0.29μmol·m-2.s-1和0.16μmol·mmol-1。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,大麻状罗布麻叶片在水分生理和光合生理方面均表现出明显优势,比当地红麻具有更强的保水及光合生产能力,耐旱性更强,可在宁夏地区引种栽培。     

Stomatal factors and vulnerability of stem xylem to cavitation in poplars

The relationships between the vulnerability of stem xylem to cavitation, stomatal conductance, stomatal density, and leaf and stem water potential were examined in six hybrid poplar (P38P38, Walker, Okanese, Northwest, Assiniboine and Berlin) and balsam poplar (Populus balsamifera) clones. Stem xylem cavitation resistance was examined with the Cavitron technique in well-watered plants grown in the greenhouse. To investigate stomatal responses to drought, plants were subjected to drought stress by withholding watering for 5 (mild drought) and 7 (severe drought) days and to stress recovery by rewatering severely stressed plants for 30 min and 2 days. The clones varied in stomatal sensitivity to drought and vulnerability to stem xylem cavitation. P38P38 reduced stomatal conductance in response to mild stress while the balsam poplar clone maintained high leaf stomatal conductance under more severe drought stress conditions. Differences between the severely stressed clones were also observed in leaf water potentials with no or relatively small decreases in Assiniboine, P38P38, Okanese and Walker. Vulnerability to drought-induced stem xylem embolism revealed that balsam poplar and Northwest clones reached loss of conductivity at lower stem water potentials compared with the remaining clones. There was a strong link between stem xylem resistance to cavitation and stomatal responsiveness to drought stress in balsam poplar and P38P38. However, the differences in stomatal responsiveness to mild drought suggest that other drought-resistant strategies may also play a key role in some clones of poplars exposed to drought stress.     

干旱胁迫对不同施氮水平麻疯树幼苗光合特性及生长的影响

采用盆栽控水的方法,研究了干旱胁迫（连续干旱0 d,5 d,10 d,…,45 d）对不同施氮水平(对照 0 kg N·hm^-2、低氮 96 kg N·hm^-2、中氮 288 kg N·hm^-2、高氮 480 kg N·hm^-2)麻疯树幼苗光合特性及其生长的影响.结果表明: 随干旱胁迫强度的增加,各施氮水平麻疯树幼苗叶片相对含水量、苗高生长量、地径生长量、叶面积、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均降低,且各水分处理间差异极显著(P<0.01);随干旱时间的延长,叶绿素含量和水分利用效率表现出先升高后降低的趋势,而胞间CO₂浓度呈先降低后升高的趋势.正常供水时,施氮处理均不同程度提高了麻疯树幼苗的光合能力,促进了麻疯树幼苗的生长,且施氮量越高效果越好;干旱条件下,氮素营养对植株光合能力和生长的影响与干旱程度和施氮水平有关.轻度干旱时,提高施氮水平对植株光合能力和生长具有明显的促进作用;中度干旱时,中氮的促进作用明显高于其他施氮水平;严重干旱时,低氮的促进效果最好,高氮的促进作用减弱并逐渐转向抑制.     

土壤干旱条件下保水剂对多年生黑麦草光合特性的影响

以多年生黑麦草（Lolium perenne Linn．）为研究对象,对土壤干旱条件下（土壤含水量12．6％、10．5％、8．4％和6．3％）使用保水剂后叶片光合特性的动态变化进行了分析。结果显示：随土壤含水量的降低和胁迫时间（12d）的延长,多年生黑麦草叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和光能利用效率（LUE）呈逐渐下降的趋势;随土壤含水量的降低,胞间CO2浓度（Ci）逐渐升高、瞬时水分利用效率（WUE）逐渐降低,但随胁迫时间的延长Ci和WUE则呈现不同的变化趋势;总体上,在土壤含水量不同的条件下及不同的胁迫时间各指标均有显著差异（P〈0．05）。与未添加保水剂的各处理组相比,添加质量分数2％保水剂后多年生黑麦草叶片的Pn、Gs、WUE和LUE值均增大,而Ci和Tr值则降低,差异达显著水平（P〈0．05）。研究结果表明：合理使用保水剂能提高多年生黑麦草叶片的光合能力以及土壤的保水能力,增强多年生黑麦草对干旱环境的适应性。