高温胁迫对菊花电阻抗图谱参数的影响

以菊花(Chrysanthemum morifolium)‘神马’扦插苗茎段和叶片为材料,测定其高温胁迫(25~50℃)下电阻抗图谱参数的变化,通过膜透性(相对电导率)与电阻抗图谱参数间的相关性,来证明电阻抗图谱法研究菊花耐热性的有效性。结果表明:随着温度升高,茎叶的胞外电阻、胞内电阻、弛豫时间呈现先增加,后急剧下降的趋势,而弛豫时间分布系数变化趋势为不规则下降。茎叶相对电导率是随着温度的升高先增加后降低再急剧增加。经过菊花茎叶电阻抗图谱参数拟合菊花的耐热性与相对电导率表示的耐热性温度极为接近。相关分析表明,高温胁迫下菊花茎叶相对电导率与胞外电阻(茎p<0.01,叶p<0.05)、弛豫时间(p<0.05)之间有显著的相关。由此可见,胞外电阻和弛豫时间是测定菊花耐热性的适合参数。     

干旱胁迫下小麦叶片的电阻抗图谱参数与生理参数的关系

通过盆栽实验,在适宜水分、中度干旱和严重干旱水分条件下,分别测定了3个不同抗旱类型的7个小麦品种叶片的电阻和电抗以及保护酶活性、MDA含量、细胞膜相对透性、脯氨酸和含水量等生理参数,并拟合了胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数等电阻抗图谱参数,分析了叶片的电阻抗图谱参数与生理参数之间的相关性。结果表明,在受到水分胁迫后,小麦叶片的CAT、POD活性较适宜水分条件下降低,MDA含量、细胞膜相对透性和脯氨酸含量增加,含水量减小;胞外电阻、胞内电阻、驰豫时间以及驰豫时间的分布系数在品种间差异均极显著(P<0.01),而仅胞内电阻在水分处理间差异显著(P<0.05);在适宜水分条件下,胞外电阻与细胞膜透性有显著负相关,驰豫时间与丙二醛、含水量之间有显著正相关,而在严重干旱条件下,驰豫时间分布系数与丙二醛含量之间有显著正相关,胞内电阻与含水量之间有显著负相关。可见,胞内电阻和驰豫时间分布系数在一定程度上反映了小麦叶片受水分胁迫的程度。     

不同高温胁迫对白桦幼苗几个生理生化指标和电阻抗图谱参数的影响

以白桦1年生实生苗为试材,分别用37℃与42℃高温处理2、4、8、12、24 h,以常温处理(白天25℃、12 h/夜间15℃、12 h)苗木为对照,对其叶片叶绿素含量、根系活力、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、超氧阴离子(O·-2)含量、丙二醛(MDA)含量、蛋白质含量和电阻抗进行测定,研究其抗热性.结果表明:37℃处理的叶片中叶绿素含量低于对照,SOD活性和MDA含量高于对照;42℃处理的叶片中叶绿素含量、根系活力、可溶性蛋白含量、MDA含量和弛豫时间τ低于对照,SOD含量和胞外电阻(re)高于对照;并且42℃处理的叶片中叶绿素、可溶性糖、SOD活性高于37℃处理,而可溶性蛋白、(O·-2)、MDA含量和根系活力较37℃处理低.37℃下,胞内电阻(ri)与MDA含量呈显著正相关(r=0.68),β系数与可溶性糖含量呈显著负相关(r=-0.75),胞内电阻(ri)与可溶性蛋白含量呈显著正相关(r=0.75);42℃下,胞外电阻(re)与可溶性糖含量成显著正相关(r=0.91),胞内电阻(ri)与SOD活性成显著负相关(r=-0.51).37℃与42℃处理下的电阻抗图谱参数差异显著,胞外电阻(re)、胞内电阻(ri)、弛豫时间τ和β系数变化规律不一致.研究发现,42℃是高温胁迫下诱导白桦幼苗抗热性的更理想条件;用电阻抗图谱法研究白桦幼苗的抗热性是可行的.     

荒漠植物红砂抗旱性与其电学参数关系的研究

为了研究电学参数与红砂(Reaumuria soongorica)抗旱性的关系,以4个地理种源的荒漠植物红砂2年生苗木为材料,测定其茎在不同干旱胁迫处理下的高频电阻(r)、低频电阻(rl)、胞外电阻率(re)、胞内电阻率(ri)、电导(G)和电纳(B)等电学参数以及膜透性(RPP)和渗透调节物质脯氨酸(Pro)含量的变化,分析电学参数与膜透性和脯氨酸含量间的相关性。结果显示,随着干旱胁迫的加剧,4个地理种源红砂茎的膜透性和脯氨酸含量均呈逐渐升高或先升高后降低趋势,不同种源间存在显著差异(P0.05)。红砂茎膜透性的大小在4个种源间表现为:兰州张掖酒泉武威,脯氨酸含量由高到低依次为武威酒泉张掖兰州。4个地理种源红砂茎的高频电阻呈逐渐下降趋势,胞外电阻率、胞内电阻率、电导呈先升高后降低的趋势,而低频电阻则与它们相反,电纳的变化则较为复杂。6个电阻参数在不同种源材料间和不同处理间差异均显著(P0.05)。相关性和通径分析结果表明,胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电纳与膜透性的相关性较为明显;胞外电阻率、胞内电阻率、高频电阻和电导与脯氨酸含量的相关性较为显著,其中胞内电阻率对膜透性和脯氨酸含量的影响最大,通径系数绝对值分别高达0.938和0.897。说明电学参数ri可以作为表征红砂抗旱特性的参数,也表明电学方法将是荒漠植物逆境胁迫研究的一种有效方法。     

盐碱胁迫对平欧杂种榛枝条电阻抗图谱参数及离子含量的影响

为探讨平欧杂种榛枝条对盐碱胁迫的适应性,测定‘辽榛3号’当年生枝条在中性盐(NaCl)、碱性盐(Na₂CO₃)及混合盐3种盐碱胁迫下各项电阻抗图谱(EIS)参数的变化及主要矿质元素含量,分析各电阻抗参数及矿质离子含量的相关性.结果表明： 随着NaCl浓度的增加,电阻抗参数高频电阻率(r)、低频电阻率(r₁)、胞内电阻率(r_i)和胞外电阻率(r_e)均表现出先降低后增加再降低的变化趋势;Na₂CO₃胁迫下,各参数则呈现持续上升的变化规律;混合盐碱胁迫下,r₁、r_e随盐浓度增加持续降低,Na⁺含量在3种类型盐碱胁迫下均随浓度的增加而上升,且NaCl胁迫>混合盐碱胁迫> Na₂CO₃胁迫;Na₂CO₃胁迫导致了Zn、B、Ca 3种元素含量的降低.5种阳离子总量与r₁、r_e、弛豫时间(τ)、弛豫时间分布系数(Ψ)呈显著负相关.平欧杂种榛枝条能耐200 mmol·L^-1碱性盐胁迫,而对中性盐的忍耐能力介于100～150 mmol·L^-1.     

NaCl胁迫对西瓜幼苗生长和光合气体交换参数的影响

以早春红玉品种为材料,采用营养液水培法,研究了不同浓度NaCl胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合气体交换参数、质膜透性和脯氨酸含量的影响.结果表明:25 mmol·L-1NaCl处理9 d后对西瓜幼苗生长有促进作用,>75 mmol·L-1NaCl处理则显著抑制幼苗生长;NaCl处理显著提高了叶片光合色素含量,并在100 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随NaCl浓度提高而显著降低;胞间CO2浓度随NaCl浓度提高呈先降低后升高的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下降到最小;气孔限制值随NaCl浓度提高而增加,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大值后趋于稳定;水分利用率随NaCl浓度提高呈先增加后降低的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片质膜透性和脯氨酸含量均随NaCl浓度提高而显著增加.结果说明:NaCl胁迫显著抑制了西瓜叶片光合作用,且低浓度处理下光合速率降低的主要原因是气孔因素限制,高浓度胁迫下则转变为非气孔因素限制.     

NaCl胁迫及外源自由基对离体小麦叶片O_2~和膜脂质过氧化的影响(简报)

在NaCl胁迫初期,离体小麦叶片内O2含量较低,随着胁迫时间的延长,自由基产生速率逐渐增加,第4天达最高峰,以后又迅速下降。随着NaCl胁迫强度增加,叶片内O2浓度升高,膜脂过氧化作用增强,膜透性增加、SOD活性下降。外源自由基处理的叶片中自由基含量增加,O2产生高峰提前,膜脂过氧化作用和膜透性增加。     

大穗结缕草幼苗耐盐生理机制及耐盐能力研究

以大穗结缕草为实验材料,采用不同质量分数的NaCl处理后,观察盐胁迫对其生长及生理生化指标的影响.结果表明:随着盐胁迫浓度增大,大穗结缕草幼苗株高、鲜重、干重都逐渐下降,而根容量和根冠比却逐渐上升;随盐胁迫浓度的增大,大穗结缕草幼苗叶片细胞质膜透性和MDA含量逐渐增加,脯氨酸含量持续升高;其多数生长和生理指标在≥2.0% NaCl盐胁迫浓度下与对照差异显著,且此时的脯氨酸含量是对照的10倍以上.研究发现,大穗结缕草幼苗地上部分对盐胁迫更敏感、受害更严重;通过体内脯氨酸积累来减轻渗透胁迫是其可能的耐盐生理机制;2.0%盐胁迫可能是大穗结缕草的最高耐盐浓度.     

热激诱导对高温胁迫下百合相对电导率及电阻抗参数的影响

为了研究电阻抗图谱法对百合耐热性测定的有效性，采用45 ℃温水热激百合鳞茎0、15、30、45、60 min后，测定植株叶片的相对电导率和电阻抗参数对38 ℃ 高温胁迫的反应。结果表明，随胁迫时间延长各处理的相对电导率均呈先降低后升高的趋势；4和5 d时各处理的相对电导率均低于对照，其中热激30 min的值最低。表明热激诱导可提高百合的耐热性。随高温胁迫时间延长，高频电阻率(r)、低频电阻率(r₁)、胞外电阻率(r_e)、胞内电阻率(r_i)和弛豫时间（τ）的变化趋势相似，整体均呈先上升后下降的趋势。相关分析表明，植株受不同时间热胁迫时，r_e 与相对电导率呈负相关，r_i 与相对电导率呈正相关，其中r_e 是测定百合耐热性最适宜的参数。     

CaCl2对金叶女贞茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响

为探明CaC l2处理对金叶女贞（Ligustrum vicaryi）茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响,找出抗寒性和电阻抗图谱参数的关系,2006年9月15日开始对金叶女贞当年生扦插苗进行CaC l2处理,对照为清水;分别用电阻抗图谱法和电导法估测其抗寒性,并进行比较分析。结果表明：CaC l2处理能在抗寒锻炼初期使金叶女贞茎的抗寒性提高3.5℃,金叶女贞茎的抗寒性与未冷冻处理茎的弛豫时间τ、冷冻处理后茎的胞外电阻率re、含水量之间均存在较高的相关性。     

穿透雨减少和氮添加对毛竹叶片和细根化学计量学的影响

全球气候变化导致的干旱和人类活动引起的大气氮沉降升高,将会直接影响森林生态系统的结构与功能。叶片和细根作为植物最重要的资源获取功能器官,其化学计量学特征可指示其资源利用、生存适应策略。在当前气候变化背景下,了解植物的化学计量特征和适应特征将有助于预测未来森林生态系统功能的变化。通过为期1年的双因素交互实验,探讨了穿透雨减少和氮添加影响下,我国亚热带重要森林类型毛竹林的叶片及细根碳（C）、氮（N）、磷（P）元素化学计量比的响应特征,对于认识毛竹林生态系统对全球变化的适应和养分利用策略具有重要意义。研究表明：（1）穿透雨减少处理显著降低叶片N、P含量,显著增加细根N含量,对叶片C含量和细根C、P含量无显著影响;氮添加处理显著增加土壤N含量和叶片N含量,对叶片C、P含量及细根C、N、P含量无显著影响。（2）穿透雨减少、氮添加处理及两者交互作用对土壤C：N：P均无显著影响。（3）穿透雨减少处理显著增加叶片C：N、C：P和N：P;氮添加处理显著降低叶片C：N,对叶片C：P、N：P无显著影响;穿透雨减少、氮添加交互作用显著降低叶片C：N和C：P,对叶片N：P无显著影响。（4）穿透雨减少处理显著降低细根C：N,对细根C：P及N：P无显著影响;氮添加处理及穿透雨减少、氮添加交互作用对细根C：N：P无影响。综上短期处理的研究结果,穿透雨减少处理产生的水分胁迫对毛竹产生了关键限制作用,毛竹采取了降低叶片N和P含量、增加细根N含量,提高叶片的N和P利用效率、保持细根稳定的P利用效率的策略。氮添加未能缓解穿透雨减少对毛竹产生的干旱胁迫,毛竹通过改变地上部分叶片和地下部分细根之间的N素分配格局和N、P利用效率以应对水分胁迫。氮添加处理下叶片N含量显著增加,C：N显著降低,而细根C、N、P含量及化学计量比没有显著变化。由此可知毛竹地上部分叶片和地下部分细根对穿透雨减少、氮添加及两者交互作用表现出不同的响应策略。本研究可为全球变化背景下毛竹人工林可持续经营提供理论依据。     

涝胁迫下白桦叶和茎含水量的电阻抗图谱估测

通过人工模拟涝胁迫, 在不同时期测定涝胁迫下白桦(Betula platyphylla)叶和茎的电阻抗图谱(electrical impedance spectroscopy, EIS)和相应叶和茎的含水量及细胞膜透性。对叶和茎EIS参数与其含水量以及细胞膜透性数据分别进行相关分析, 采用单变量线性和非线性回归技术, 选取部分样本数据建立涝胁迫下白桦叶和茎的含水量估测模型, 并利用其余的样本对模型进行检验。用EIS法和电导法估测其耐涝时间。取得如下结果。(1) 随着涝胁迫时间的延长, 涝处理中白桦叶和茎的含水量均呈下降趋势。(2) 涝胁迫下叶的EIS中弧顶电抗值呈降低的趋势, 而茎的EIS中弧顶电抗值呈先升高, 后降低的趋势。(3) 涝胁迫下白桦叶和茎的含水量及细胞膜透性与部分EIS参数显著相关, 并通过选取相关性最佳的EIS参数, 构建了涝胁迫下叶和茎含水量的估算模型。其中, 高频电阻率(r)对叶和茎含水量的估算效果最好, 最佳估算模型分别为y_叶=1.066 8e^−0.11x和y_茎=0.000 7x²+0.003 7x+0.525 4。对以上模型进行测试和检验, 均取得了较为理想的预测精度, 分别为84.30%和94.34%。表明可以用EIS信息估测涝胁迫下白桦叶和茎的含水量, 其估算模型有较高的可靠性与普适性。(4) 白桦实生苗可忍受30天以上涝害胁迫。该研究结果对利用EIS技术监测逆境下林木生理状况及生长趋势具有实用价值。     

毛竹林植硅体碳封存速率估算的最佳鲜叶采样时间

本研究测定了毛竹林1年中不同月份现存鲜叶和凋落物的植硅体碳含量,通过比较不同月份鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率,估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳鲜叶采样时间.结果表明: 毛竹鲜叶中植硅体和植硅体碳含量分别为23.45～101.07 g·kg^-1和0.73～1.98 g·kg^-1,且不同月份间差异显著;不同月份毛竹鲜叶植硅体碳封存速率为0.75～7.68 kg·hm^-2·a^-1,最大值和最小值分别出现在12月和4月,且差异显著;2月和12月毛竹鲜叶植硅体碳封存速率与全年凋落物植硅体碳封存速率之间无显著差异,可将2月和12月作为估算毛竹林植硅体碳封存速率的最佳采样月份.     

Effects of freeze-thaw injury on parameters of distributed electrical circuits of stems and needles of Scots pine seedlings at different stages of acclimation

Frost hardening and frost injury of both the stems and needlesof Scots pine (Pinus sylvestris L.) seedlings were studied byelectrical impedance analysis. This impedance analysis was basedon equivalent circuits with distributed circuit elements (DCE).A double-DCE model for stems and two single-DCE models for needlesprovided excellent fit to the experimental impedance data. However,the single-DCE model for needles which takes into account theasymmetry of the impedance arc proved more appropriate thanthe symmetric model. Several parameters changed in proportionto frost injury. In stems, extracellular resistance and onerelaxation time decreased with increasing damage, whereas intracellularresistance remained relatively unchanged. In needles, the overallpattern for extracellular resistance and relaxation time wassimilar to that in the stem. Intracellular resistance remainedapproximately constant in the case of the symmetric DCE model.During frost hardening, both extracellular and intracellularresistance increased in stems. In needles, extracellular resistanceincreased but relaxation time decreased with hardening. Theskewness of the impedance spectra in the Cole-Cole plot forneedles increased with hardening. The coefficient for distributionof the relaxation time(s) did not change in either stems orneedles with frost hardening but some changes were found withfrost damage. Key words: Pinus sylvestris L, electrical impedance, equivalent circuit, frost hardening, frost injury     

四季竹对不同浓度NaCl胁迫的生理响应

以夏秋季优良笋用竹种四季竹盆栽苗为材料,研究了土壤中1‰~6‰浓度NaCl(干重)处理对四季竹叶片脱落率、离子渗漏率、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的变化特征,以探讨四季竹的抗盐机理。结果表明:(1)随NaCl浓度的增大和处理时间的延长,四季竹叶片脱落率逐渐增加;四季竹在1‰~2‰NaCl浓度下的土壤中生长良好,在3‰~5‰浓度下随处理浓度的增大伤害逐渐加重,但这种伤害是可逆的,6‰是四季竹的半致死盐浓度。(2)叶片离子渗漏率随NaCl浓度的增大而显著增大,在6‰浓度处理下随处理时间的延长近直线升高,在3‰~5‰浓度下先升高后降低,而在1‰~2‰浓度处理下变化平缓且与同期对照无显著差异;叶片MDA含量随NaCl浓度的增大而增加,随处理时间的延长先增加后降低。(3)四季竹叶片SOD和POD活性在胁迫3~15 d均出现先下降后上升的过程,其有一定的锻炼适应性;叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度的增大而增加,其随处理时间的延长在1‰~2‰浓度处理下变化平缓,在3‰~6‰浓度处理下显著增加后减小;各浓度处理的可溶性蛋白含量随处理时间的延长先增加后减小,但均高于对照。研究发现,四季竹是较耐盐竹种,其可以通过调控自身保护酶活性和渗透调节物质含量来有效缓解盐胁迫伤害,从而表现出一定的耐盐能力。     

母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体碳含量的影响

在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明: 母岩、竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体含量均有显著影响,不同母岩土壤毛竹竹叶中硅含量表现为花岗岩(33.19 g·kg^-1)>砂页岩(32.64 g·kg^-1)>凝灰岩(24.51 g·kg^-1),植硅体含量表现为花岗岩(105.81 g·kg^-1)>砂页岩(93.50 g·kg^-1)>凝灰岩(59.40 g·kg^-1);3年生毛竹竹叶中硅与植硅体含量均显著高于1年生.母岩与竹龄对竹叶植硅体碳含量均无显著影响,而对竹叶干物质植硅体碳含量存在显著影响.3种母岩发育土壤上毛竹叶中硅与植硅体含量间呈显著正相关;但1年生竹叶中两者之间无显著相关性.要准确估算全国不同地域、不同土壤类型毛竹竹叶的植硅体含量时,需要考虑母岩、植物株龄的影响.