土壤缓慢脱水对开花期小麦根系及叶片渗透调节及渗透调节物质的影响

以抗旱性不同的小麦品种为材料,在小麦的水分临界期开花期进行缓慢脱水处理,分别在脱水的不同阶段取样测定叶片及根系的渗透调节能力及渗透调节物质。结果表明：随着土壤含水量的降低,叶片与根系的饱和渗透势同步下降,表现出叶片与根系对水分胁迫反应的一致性,但根系的渗透调节能力低于叶片。根系与叶片的渗透调节物质,一方面在物质总含量方面,表现出与渗透调节能力的一致性,另一方面各种物质的相对含量又有一定差异,叶片中可溶性糖与K+的含量及增加量都高于根系,而根系中的游离氨基酸与Ca2+的相对增加量则大于叶片。     

长期水分胁迫对小麦生育中后期根叶渗透调节能力、渗透调节物质的影响

以 2个抗旱性强的和 2个抗旱性弱的小麦品种为材料 ,研究了中度及严重水分胁迫对根系及叶片渗透调节能力的影响。结果表明 :随着水分胁迫的加剧 ,叶片的渗透调节能力增强 ,但在籽粒迅速扩大的灌浆期 ,叶片的渗透调节能力下降。去穗处理明显地提高叶片的渗透调节能力。说明叶片渗透调节能力的高低与同化物的供应及分配有关。不同品种根系渗透调节能力与叶片基本一致 ,但根系的渗透调节能力低于叶片。开花、灌浆期根系的渗透调节能力大大降低 ,严重水分胁迫下根系的渗透调节能力低于中度水分胁迫。这一方面与同化物的供应有关 ,另一方面严重水分胁迫还会对根细胞造成损伤 ,对根系的渗透调节能力产生影响。渗透调节物质的变化趋势与渗透调节能力基本一致。叶片中 K+对渗透调节的贡献最大 ;其次是可溶性糖 ,6种渗透调节物质排列顺序为 K+>可溶性糖 >游离氨基酸 >Ca2 +>Mg2 +>Pro。根系中仍以 K+占绝大部分 ,但根系中 Ca2 +也是不可忽视的成分之一。     

抽穗期不同程度水分胁迫对水稻产量和根叶渗透调节物质的影响

抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,而渗透调节是作物适应逆境的重要生理机制之一。以水稻品种丰华占为实验材料,在人为控制水分的盆栽条件下,对水稻生长的抽穗期分别进行不同时间长短的控水处理,研究干旱胁迫对水稻干物质积累、产量、根系及叶片渗透调节物质的变化规律及其生理调节机制。结果表明,不同程度干旱胁迫后叶片水势均显著下降,除长期控水处理（12d）的可溶性糖含量下降外,其余控水处理（3～9d）的根系和叶片的有机渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸均大幅度上升,而且水分胁迫程度越高,上升幅度越大,根系与叶片表现一致,但叶片的渗透调节能力大于根系,而根系的反应比叶片更迅速和敏感。短期干旱胁迫（3d和6d）再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量可恢复到对照水平,而长期干旱胁迫（9d和12d）则不能。除长期干旱（控水12d）造成无机离子显著下降外,其他不同程度的干旱胁迫后根系和叶片的无机离子K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等含量则变化不大或轻微下降。水分胁迫后水稻根系、茎叶和穗干物质积累显著下降,抽穗期短期控水（3d）对产量没有明显影响,而控水6,9,12d分别使产量下降12．09％,48．55％,58．30％。不同控水处理均显著增加叶片的水分利用效率,控水时间越长,水分利用效率越高。研究结果表明了水稻在抽穗期经受短期干旱胁迫能有效地进行渗透调节,产量影响较小,而有机渗透调节物质比无机离子对干旱胁迫的反应更为敏感。     

不同生育期水分胁迫对水稻根叶渗透调节物质变化的影响

 干旱是限制水稻(Oryza sativa)作物产量的主要生态因子之一,渗透调节是作物适应干旱逆境的生理机制之一。在人为控制水分的盆栽条件下, 对水稻生长的分蘖期、幼穗分化期、抽穗期、结实期分别进行水分胁迫,研究水稻根系及叶片渗透调节物质的变化规律。结果表明, 不同生育期 干旱胁迫后叶片水势均显著下降,根系和叶片的有机渗透调节物质如可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸和无机渗透调节物质包括K⁺、Mg²⁺等含量 均大幅度上升,而且幼穗分化期和抽穗期这两个对水分胁迫最敏感的时期上升幅度最大,其中又以有机渗透调节物质变化最显著。不同生育期渗 透调节大小的顺序为：抽穗期>幼穗分化期>结实期>分蘖期,反映了不同生育时期渗透调节能力的差异。同时幼穗分化期和抽穗期水分胁迫结束 后再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量仍长期明显高于对照,而无机离子则变化规律比较复杂,有的升高有的则降低。叶片的渗透调 节能力大于根系,无论是叶片或根系都是K⁺对渗透调节的贡献最大;其次是Ca²⁺, 6 种渗透调节物质含量大小排列顺序为K⁺ > Ca²⁺ >可溶性糖 > Mg²⁺ > 游离氨基酸 > 脯氨酸。     

土壤干旱对黄土高原乡土树种水分代谢与渗透调节物质的影响

以黄土高原4个乡土树种的幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟土壤干旱环境,研究土壤干旱对不同树种水分代谢与渗透调节物质的影响。结果表明,大叶细裂槭、虎榛子叶水势、叶片含水量下降迅速,叶片离体保水能力降幅明显;白刺花、辽东栎则表现为叶水势、叶片含水量缓慢下降,组织相对含水量在中度胁迫下略有上升。白刺花在不同水分处理条件下离体叶片保水力明显高于其它树种。1个树种可溶性糖含量随土壤干旱程度加剧明显增加,可溶性蛋白质含量在树种之间变化较为复杂,无明显规律性。K^ 离子含量和游离脯氨酸含量在中度水分胁迫下均有不同程度升高。白刺花在土壤干旱进程中,可溶性蛋白质含量、K^ 离子含量和游离脯氨酸含量均明显高于其它树种。综合水分代谢和渗透调节物质来看,水分胁迫条件下,白刺花以保持高水势、减少组织水分散失和增加渗透调节物质来提高细胞原生质浓度,增强其抗旱性。     

渗透胁迫下小麦根系渗透调节与根冠淀粉水解的研究

用不同浓度的PEG—600对抗旱性不同的小麦幼苗进行渗透胁迫处理,研究了小麦幼苗根系的淀粉酶活性、可溶性糖含量、渗透势、渗透调节能力和根冠淀粉的水解状况。结果表明,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性强的小麦品种昌乐5号和北农2号根系渗透势和饱和渗透势的降低程度大于抗旱性弱的小麦品种鲁麦5号和921842,并且抗旱性强的小麦品种根系的渗透调节能力大于抗旱性弱的小麦品种。随着渗透胁迫程度的加重．各品种小麦根冠淀粉粒均有不同程度的减少。而抗旱性强的品种根冠淀粉粒的减少程度小于抗旱性弱的品种;抗旱性强的小麦品种根系淀粉酶活性显著高于抗旱性弱的小麦品种,但是,随着渗透胁迫程度的加重,抗旱性弱的品种淀粉酶活性增加的幅度远高于抗旱性强的品种。可溶性糖含量的变化趋势与淀粉酶活性的变化趋势一致．即渗透胁迫下根冠淀粉水解程度大的小麦品种,可溶性糖的含量高。但根冠淀粉水解在根系的渗透调节以及在小麦适应水分胁迫中的作用还有待于进一步探讨。     

不同品种油橄榄离体叶片对渗透胁迫的生理响应及其抗旱机制

以油橄榄3个主栽品种(‘戈达尔’、‘城固32’、‘弗奥’)离体叶片为研究对象,在实验室条件下考察了30%PEG溶液模拟渗透胁迫对叶片相关生理生化指标的影响,探讨不同品种间的响应差异及其生理机制。结果显示:(1)随着渗透胁迫时间的延长,各油橄榄品种离体叶片含水量和叶绿素含量呈下降趋势,相对电导率和MDA含量大幅度升高,即渗透胁迫造成了油橄榄离体叶片水分状况恶化、叶绿素分解、脂质过氧化和细胞膜损伤程度加重;同时,3个品种油橄榄叶片的束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量表现出升高的趋势。(2)品种间相比较,随着胁迫时间的延长,‘城固32’叶片脂质过氧化产物MDA含量相对较低、细胞膜损伤较小,‘戈达尔’的表现则相反,‘弗奥’介于二者之间;同期各品种间叶片束缚水与自由水相对含量、超氧阴离子产生速率、SOD活性及渗透调节物质含量的变化表现相似。研究表明,3个油橄榄主栽品种中‘城固32’对30%PEG溶液渗透胁迫的抗性最强,‘弗奥’次之,‘戈达尔’最差;在30%PEG溶液渗透胁迫下,‘城固32’叶片具有较高的束缚水与自由水含量比值、较低的超氧阴离子产生速率、较高的SOD活性及较高渗透调节物质含量,这在一定程度上保证其叶片具有较强的抗脱水能力、抗氧化能力和渗透调节能力,从而在整体上表现出对渗透胁迫的较强抗性。     

不同生育期花生渗透调节物质含量和抗氧化酶活性对土壤水分的响应

通过防雨棚池栽试验,以不同花生品种为试材,研究了不同生育时期非充分灌溉对花生品种各生育期叶片膜脂过氧化、渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明,苗期和花针期灌水,叶片抗氧化酶活性、渗透调节物质和丙二醛(MDA)含量均有不同程度的降低.随生育期推进和土壤水分降低,其活性升高,但升幅因品种、抗氧化酶和渗透调节物质类型有异,两品种叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(Pr)、游离氨基酸(AA)和脯氨酸(Pro)含量均以对水分最为敏感的花针期升幅较大,且花育27号的SOD、CAT、Pr和AA的升幅大于花育20号;结荚期灌水后,各抗氧化酶和渗透调节物质未表现降低.两品种全生育期灌水处理与苗期灌水处理间的抗氧化酶活性、渗透调节物质和MDA含量差异均不显著.水分胁迫初期,抗氧化酶活性升高,但随胁迫时间延长其活性明显降低;而渗透调节物质和MDA含量显著高于各生育期灌水处理.POD活性变化对灌水处理响应较弱,SOD和CAT是花生适应土壤水逆境的主要保护酶.灌水处理对花生叶片抗氧化及渗透调节能力表现为花针期＞结荚期＞苗期,各渗透物质调节能力依次表现为脯氨酸、可溶性蛋白质＞可溶性糖＞游离氨基酸.     

干旱胁迫对不同玉米自交系苗期渗透调节的影响

以5个抗旱性不同的玉米骨干自交系黄早四、掖478、郑58、旱21、齐319为试验材料,对持续水分胁迫下玉米幼苗的叶片相对含水量、渗透调节能力(OA)、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片相对含水量呈现下降的趋势,渗透调节能力和可溶性糖含量呈现先上升后又下降的趋势,脯氨酸含量呈现持续上升的趋势;在持续干旱条件下,不同自交系各个指标的变化幅度不同,说明不同种质资源对干旱胁迫的响应方式不同,渗透调节能力也有差异。在水分胁迫的前7d中,渗透调节能力逐渐增加,第7天时达到最大值,OA从大到小的排列顺序为齐319郑58掖478旱21黄早四;但此后,除旱21外,其余4个自交系的OA都随之下降。旱21和齐319以可溶性糖和脯氨酸为主要的渗透调节因子,黄早四则以脯氨酸为主要的渗透调节物质。     

盐分和水分胁迫对芦荟幼苗渗透调节和渗调物质积累的影响

用不同浓度NaCl和等渗聚乙二醇(PEG 6000)处理芦荟(Aloe vera L.)幼苗,10 d后测定叶片相对生长速率和厚度、叶片中主要有机溶质、无机离子含量及渗透调节能力.结果表明,-0.44、-0.88 MPa NaCl和PEG处理使芦荟叶片的相对生长速率和叶片厚度明显下降,且盐胁迫对幼苗生长的抑制和叶片含水量降低的效应明显高于等渗的水分胁迫,其叶片渗透调节能力随处理渗透势的降低而增加, -0.88 MPa PEG胁迫的芦荟幼苗的渗透调节能力高于等渗盐分胁迫.在主要渗透调节物质可溶性糖、有机酸、K 、Ca2 和Cl-中,-0.88 MPa PEG处理下含量比相同渗透势的NaCl处理下显著增加的是有机溶质,因此推断有机溶质含量高是PEG胁迫下渗透调节能力较强的主要因素.     

Tolerance of Mycorrhiza infected pistachio (Pistacia vera L.) seedling to drought stress under glasshouse conditions

The influence of Glomus etunicatum colonization on plant growth and drought tolerance of 3-month-old Pistacia vera seedlings in potted culture was studied in two different water treatments. The arbuscular mycorrhiza (AM) inoculation and plant growth (including plant shoot and root weight, leaf area, and total chlorophyll) were higher for well-watered than for water-stressed plants. The growth of AM-treated seedlings was higher than non-AM-treatment regardless of water status. P, K, Zn and Cu contents in AM-treated shoots were greater than those in non-AM shoots under well-watered conditions and drought stress. N and Ca content were higher under drought stress, while AM symbiosis did not affect the Mg content. The contents of soluble sugars, proteins, flavonoid and proline were higher in mycorrhizal than non-mycorrhizal-treated plants under the whole water regime. AM colonization increased the activities of peroxidase enzyme in treatments, but did not affect the catalase activity in shoots and roots under well-watered conditions and drought stress. We conclude that AM colonization improved the drought tolerance of P. vera seedlings by increasing the accumulation of osmotic adjustment compounds, nutritional and antioxidant enzyme activity. It appears that AM formation enhanced the drought tolerance of pistachio plants, which increased host biomass and plant growth.     

盐胁迫下盐地碱蓬体内无机离子含量分布特点的研究

用不同浓度NaCl溶液处理盐地碱蓬（Suaeda salsa)植株后,测定并比较老叶、幼叶及根部的无机离子含量和对K的选择性,叶片及根部的Na^ 、Cl^-含量随盐度的增加而升高,且累积趋势相似,盐胁迫下根部Na^ 、Cl^-及总离子含量（K^ 、Na^ 、Ca^2 ,NO3^-,Cl^-)明显低于叶片,说明盐地碱蓬地盐胁迫下,以叶片优先积累大量离子（如Na^ ,Cl^-) 为其适应特征。NaCl处理下,叶片的K^ ,Ca^2 含量低于对照,但随盐度的增加保持相对稳定,而根部K^ 含量,K/Na比、对K的选择性则高于叶片,这对盐胁迫下地上部的K^ 亏缺有一定补偿作用。低盐度处理（100mmol/LNaCl)促进NO3^-的吸收,另外随盐度的增加,叶片渗透势下降,渗透调节能力增强,幼叶渗透势低于老叶,但渗透调节能力相同。     

Improvement in drought tolerance in bread wheat is related to an improvement in osmolyte production,antioxidant enzyme activities,and gaseous exchange

Water deficit stress negatively affects wheat growth, physiology, and yield. In lab and hydroponic experiments, osmotic stress levels (control, −2, −4, −6 and −8 Bars) created by PEG-6000, caused a significant decline in germination, mean germination time, root, shoot, and coleoptile length in both wheat genotypes examined. Germination was inhibited more in Wafaq-2001 than in Chakwal-50. Wafaq-2001 showed a higher susceptibility index based on root and shoot dry weight than did Chakwal-50. Wheat plants exhibited osmotic adjustment through the accumulation of proline, soluble sugars, soluble proteins, and free amino acids, and increased antioxidation activities of superoxide dismutase, peroxidase, catalase, and malondialdehyde. Increasing water deficit stress caused a linear decline in chlorophyll contents, leaf membrane stability, and relative water content in all wheat plants, with Wafaq-2001 showing a more severe negative impact on these parameters with increasing stress levels. The results suggest the possibility of utilizing some of these parameters as quantitative indicators of water stress tolerance in plants. Gas exchange measurements (photosynthesis, transpiration, stomatal conductance), leaf osmotic potential, water potential, and yield attributes decreased more abruptly with increasing water deficit, whereas leaf cuticular wax content increased in both genotypes, with more severe impacts on Wagaq-2001. More reduction in biochemical, physiological, and yield attributes was observed in Wafaq-2001 than was observed in Chakwal-50. Based on these results, we can conclude that Chakwal-50 is a more drought-tolerant genotype, and has excellent potential for future use in breeding programs to improve wheat drought tolerance.     

Changes in the water status and osmotic solute contents in response to drought and salicylic acid treatments in four different cultivars of wheat (<Emphasis Type="Italic">Triticum aestivum</Emphasis>)

Salicylic acid (SA) controls growth and stress responses in plants. It also induces drought tolerance in plants. In this paper, four wheat (Triticum aestivum L.) cultivars with different drought responses were treated with SA in three levels of drain (90, 60, 30% of maximum field capacity) to examine its interactive effects on drought responses and contents of osmotic solutes that may be involved in growth and osmotic adjustment. Under drought condition, the cultivars Geza 164 and Sakha 69 had the plant biomass and leaf relative water content (LRWC) greater than the cultivars Gemaza 1 and Gemaza 3. In all cultivars, drought stress decreased the biomass, LRWC, and the contents of inorganic solutes (Ca, K, Mg) and largely increased the contents of organic solutes (soluble sugars and proline). By contrast, SA increased the biomass, LRWC and the inorganic and organic solute contents, except proline. Correlation analysis revealed that the LRWC correlated positively with the inorganic solute contents but negatively with proline in all cultivars. SA caused maximum accumulations of soluble sugars in roots under drought. These results indicated that SA-enhanced tolerance might involve solute accumulations but independently of proline biosynthesis. Drought-sensitive cultivars had a trait lowering Ca and K levels especially in shoots. Possible functions of the ions and different traits of cultivars were discussed.     

水分胁迫下小麦幼苗呼吸代谢的改变

水分胁迫下小麦幼苗叶和根的呼吸速率变化模式不同:叶片呼吸在胁迫初期升高,然后随相对含水量进一步递减而急剧下降;根的呼吸速率随相对含水量降低成指数下降。自然干旱和PEG渗透胁迫下得到的结果基本一致。小麦叶片在轻度水分胁迫下呼吸上升与磷酸化解偶联有关。水分胁迫也引起呼吸代谢途径的改变。轻度水分胁迫使叶片呼吸速率升高时,EMP途径运行程度稍有上升;增加的呼吸主要通过TCAC;线粒体呼吸中通过细胞色素主链的电子流量增加,抗氰交替途径的相对运行程度下降。当水分胁迫降低根呼吸速率时,EMP和TCAC的运行程度明显降低;细胞色素途径的运行程度也下降,但仍传递大约一半的呼吸电子流。     

海水胁迫对苦荬菜幼苗生长及生理特性的影响

抗盐耐海水植物的种植是有效利用和开发滩涂资源的措施之一。采用温室砂培方式, 研究了不同稀释配比的海水处理8天对苦荬菜(Lactuca indica)幼苗生物量、根冠比、叶绿素含量、离子含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响。结果表明: 苦荬菜幼苗地上部受海水胁迫较为显著, 而根在海水浓度小于30%时与对照相比没有显著差异; 根冠比随着海水浓度的增加而不断提高; 在10%和20%海水浓度处理下, 叶绿素含量与对照相比差异不显著, 但随着海水浓度的进一步增加,叶绿素含量显著下降; 在10%海水浓度处理下, 苦荬菜地上部分及根部的K⁺含量与对照相比差异不显著, 而海水浓度高于10%时, 随着海水浓度的增加地上部和根部的K⁺含量均逐渐降低; 海水处理下, 苦荬菜体内Na⁺和Cl^–含量逐渐增加; 地上部可溶性糖含量逐渐增加, 而可溶性蛋白含量先升后降。海水胁迫下, 苦荬菜幼苗维持一定的K⁺选择性吸收是其一定程度上盐适应的重要原因。同时, 积累的可溶性糖和可溶性蛋白是苦荬菜幼苗在盐胁迫下的重要渗透调节物质, 可作为其抗盐性的生理参数。     

蒙古莸幼苗干旱致死过程中非结构性碳水化合物的变化

以一年生蒙古莸幼苗为对象,设置适宜水分、慢速干旱致死和快速干旱致死3个处理,研究不同干旱强度致死下蒙古莸幼苗各器官中非结构性碳水化合物(NSC,包括可溶性糖和淀粉)的含量变化及其分配规律.结果表明:慢速干旱致死胁迫下各器官可溶性糖含量与适宜水分组无显著差异.随时间的推移,茎可溶性糖含量先增加后减少,淀粉和NSC含量增加;粗根可溶性糖含量减少,淀粉和NSC含量增加;叶可溶性糖含量增加,淀粉和NSC含量减少.致死时(80 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为6.2%、7.8%、8.3%和7.4%.快速干旱致死胁迫下,各器官可溶性糖含量均高于适宜水分处理组,而淀粉和NSC含量均低于适宜水分组.随时间的推移,根可溶性糖含量下降,淀粉和NSC含量上升;茎可溶性糖、淀粉和NSC含量均上升;叶可溶性糖含量上升,淀粉和NSC含量下降.致死时(30 d),叶、茎、粗根和细根的NSC含量分别为5.9%、6.6%、8.9%和7.7%.应对不同的干旱致死情况,蒙古莸幼苗各器官间非结构性碳水化合物呈现出不同的动态变化.在慢速干旱致死胁迫下,NSC优先为维持各器官生理代谢活动提供能量;而在快速干旱致死下,NSC主要以可溶性糖形式维持植物代谢,调节渗透势,促进吸水,应对急剧的干旱胁迫.