等渗盐分、干旱胁迫下冬小麦叶片部分渗透调节物质的动态变化

分别以PEG-6000、NaCl模拟干旱胁迫及盐胁迫,采用水培方法研究了抗旱耐盐冬小麦沧-6001在干旱胁迫、盐胁迫条件下叶片可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量的动态变化以及Na⁺、K⁺在地上部和根系的分布。结果表明可溶性糖和可溶性蛋白变化趋势相似,其含量随干旱胁迫或盐胁迫时间延长而增加,但在胁迫处理后期下降,并且随胁迫强度增加,二者出现下降时间提前;脯氨酸在干旱胁迫条件下快速积累达到峰值后下降但在胁迫处理后期再次增加,在盐胁迫条件下,随胁迫强度的增加和胁迫时间的延长而增加;Na⁺在干旱胁迫下随胁迫程度增加而下降,盐胁迫条件下随胁迫程度的增加而增加,K⁺在干旱胁迫或盐胁迫下均随胁迫程度的增加而下降,且在根系中下降的速度大于地上部。     

PEG-6000模拟干旱胁迫对黄秋葵种子萌发和幼苗生理特性的影响

为了解黄秋葵(Abelmoschusesculentus)对干旱胁迫的应答机制,采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,对‘纤指’和‘红秋葵’品种的种子萌发和幼苗的生理特性进行研究。结果表明,两品种的种子吸水率、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、简易活力指数,幼苗下胚轴长、根长、苗鲜重和苗干重均随PEG-6000浓度的增加呈下降的趋势,旱害率则不断增加。PEG-6000浓度为20%时,两品种的种子均未能发芽。幼苗的SOD、POD和CAT活性和可溶性蛋白、可溶性糖、游离脯氨酸、丙二醛含量随PEG-6000浓度的增加而增加,且均PEG-6000浓度为15%时最高。因此,干旱胁迫会抑制黄秋葵种子的萌发,提高细胞内含物的含量,同时引发其抗氧化系统的响应。     

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。     

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。     

彩叶草对模拟干旱胁迫的生理响应

采用盆栽试验,对彩叶草进行PEG-6000浓度为0(对照)、5%、10%、15%、20%(W/V)模拟干旱胁迫,研究在干旱胁迫下彩叶草的生长、渗透调节能力及抗氧化酶活性的变化。结果表明:与对照相比,随着PEG-6000浓度的增加,鲜质量、干质量、含水量、水势、根系脱氢酶活性、无机离子含量包括K+、Na+、Ca2+、Mg2+等均呈下降趋势;NO-3含量呈先下降后上升趋势;硝酸还原酶活性、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、超氧化物歧化酶活性均呈先上升后下降趋势;脯氨酸含量、游离氨基酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、超氧阴离子(O-2·)产生速率、质膜透性则呈上升趋势。因此,模拟干旱胁迫对彩叶草生长有抑制作用,且随着PEG-6000浓度增加,其生长受抑制和水分胁迫程度加重;模拟干旱胁迫下,彩叶草不积累K+、Na+、Ca2+、Mg2+和NO-3等无机离子进行渗透调节,而积累脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸等有机小分子物质进行渗透调节,但这4种小分子物质增加幅度不尽相同;轻度模拟干旱胁迫虽增强彩叶草抗氧化酶活性,但仍表现轻度的氧化伤害;重度模拟干旱胁迫加重彩叶草氧化伤害。研究结果可为彩叶草耐旱生理机制的研究积累资料,也为其节水型栽植和养护提供依据。     

紫穗槐幼苗根系生理特性和解剖结构对PEG-6000模拟干旱的响应

采用PEG-6000模拟干旱胁迫处理,测定了紫穗槐幼苗根系的可溶性糖、可溶性蛋白质、丙二醛、游离脯氨酸含量及SOD、POD酶活性变化以及解剖结构特征,旨在比较不同干旱程度对紫穗槐幼苗根系生理指标、内部解剖结构的影响,探索紫穗槐幼苗对水分胁迫的适应能力,揭示紫穗槐幼苗根系对土壤水分胁迫的响应和调控机制。结果表明:丙二醛含量变化显示当PEG-6000溶液浓度超过50g/L以后,紫穗槐幼苗根的膜系统开始受到损伤,并在PEG-6000溶液浓度达到250g/L受损程度显著增强,达到了对照的1.6倍,同时启动渗透调节作用(游离脯氨酸含量显著增加),达到了对照的3.8倍,在PEG-6000溶液浓度低于200g/L时,紫穗槐幼苗根系中至少没有启动以游离脯氨酸为主的渗透调节过程。可溶性糖和可溶性蛋白质含量及SOD、POD酶活性的变化印证了胞内发生的生理代谢变化,在PEG-6000溶液浓度为200g/L时,可溶性糖含量仅为0.121mg/g,达到最低点,随后上升,当PEG-6000溶液浓度进一步增加到250g/L时,紫穗槐幼苗根系中的可溶性糖含量则迅速回升到0.64mg/g,为对照组的63.37%。可溶性蛋白质含量在低浓度PEG-6000溶液(50g/L)处理下即有明显反应,下降到对照的61.5%,随后呈波动性变化。SOD和POD活性对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应规律类似,均对PEG-6000模拟干旱胁迫处理迅速响应且活性增加。当PEG-6000溶液浓度达到50g/L至100g/L时,抗氧化酶的合成量最高,而后活性下降。60d的PEG-6000模拟干旱胁迫处理影响了紫穗槐幼苗根系的生长发育,随着PEG-6000溶液浓度增加,维管柱的直径变大,木质部厚度增大,导管直径变小、但导管密度增加,当PEG-6000溶液浓度达到250g/L时,导管密度比对照组增加了41.3%,木质部厚度比对照组增加了91.5%。以上结果表明,PEG-6000模拟干旱胁迫处理下,不同胁迫程度紫穗槐内部生理和根系解剖结构变化不同,通过改变自身生理代谢和根系内部解剖结构,以适应土壤水分胁迫的逆境条件,来满足自身生长和发育的需求平衡。     

NaCl胁迫对菊花花序形态及生理指标的影响

对3个小花型菊花品种'金陵白凤'、'金陵宝辉'和'金陵春色'在生长期分别进行不同浓度 NaCl溶液浇灌处理,通过调查花序的形态变化和测定幼花序的脯氨酸、可溶性糖含量及SOD活性以揭示NaCl胁迫对菊花开花的影响.结果发现:(1)300 mmol·L-1的NaCl胁迫减少了'金陵白凤'、'金陵春色'舌状花和管状花的数量;(2)NaCl胁迫均降低了3个品种的花(序)径,增加了3个品种畸形花序数量,NaCl浓度越高效果越明显;(3)3个品种相比,NaCl胁迫下'金陵白凤'的花(序)径下降最小,畸形花序增加量最少,是花序外观受盐胁迫影响最小的品种;(4)3个品种花序中的脯氨酸、可溶性糖含量及SOD活性随着NaCl胁迫程度的增大呈升高趋势,'金陵白凤'在盐胁迫下可溶性糖的含量增加最多,SOD活性最高,且脯氨酸含量最低,这与其花序受损害程度最轻相一致,从而表现出最强的耐盐生理适应能力.     

干旱胁迫及复水对香樟幼树生理特性及生长的影响

通过盆栽和持续干旱处理研究了轻度干旱(持续干旱2~4d)、中度干旱(持续干旱6~8d)和重度干旱胁迫(持续干旱10~16d)及复水对香樟(Cinnamomum camphora)幼树生理特性和生长的影响,为香樟育苗、造林及合理的水分管理提供理论依据。结果显示:(1)干旱胁迫下香樟幼树地径生长量(Zd)和树高生长量(Zh)受到了抑制;轻度、中度干旱处理(土壤体积含水量从正常状态下降到7%)下叶片相对含水量(LRWC)与对照差异不显著,重度干旱处理(土壤体积含水量下降到3%)下显著低于对照。(2)轻度、中度干旱处理的超氧阴离子和过氧化氢含量与对照无显著差异,重度干旱处理较对照显著上升。(3)在活性氧酶促清除系统中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性在轻度干旱时显著上升,而过氧化氢酶(CAT)活性在重度干旱时才显著上升,在复水48h后3种酶活性均恢复到对照水平。(4)在轻度、中度干旱处理中叶片丙二醛(MDA)含量无显著变化,而在重度干旱下显著升高,且复水48h后未见显著降低。(5)在渗透调节物质中,轻度干旱时可溶性蛋白(SP)含量开始显著升高,中度干旱时可溶性糖(SS)含量显著升高,重度干旱时脯氨酸(Pro)含量显著上升;复水48h后Pro含量显著降低,而可溶性蛋白和可溶性糖含量无显著变化。研究发现,香樟幼树在轻度干旱胁迫下能通过自身抗氧化酶系统和渗透调节物质维持正常生长,而在中度和重度干旱胁迫条件下,其水分生理状况变差,膜系统遭受伤害,酶活性受到抑制,最终导致其形态生长和地上部分生物量积累受限。     

盐旱交叉胁迫对柽柳幼苗渗透调节物质含量的影响

以2年生柽柳幼苗为试验材料,采用盆栽模拟试验研究不同盐分和干旱胁迫对其叶片中渗透调节物质的影响,以探讨柽柳幼苗对盐旱交叉胁迫的适应性.结果表明:(1)随盐旱胁迫的不断加剧,幼苗叶片中可溶性糖含量呈先升高后降低的趋势,且中度和重度盐旱胁迫下均显著高于对照(CK).(2)幼苗叶片中脯氨酸含量在不同盐旱胁迫下均呈逐渐上升趋势,但在重度盐分和中度、重度干旱交叉胁迫下显著高于CK.(3)幼苗叶片中Na+、Cl含量在不同干旱胁迫下,随盐胁迫的加剧呈不同的变化规律,盐旱胁迫的各个处理水平下均显著高于CK,而K+、Ca2+、SO42-含量在轻度和重度干旱胁迫下随盐胁迫增强不断降低.(4)在中度盐旱胁迫下,K+、Ca2+含量与CK无明显差异.研究表明,柽柳幼苗中渗透调节物质在其抗旱耐盐性方面具有积极的调节作用;柽柳幼苗在盐旱胁迫下表现出一定的交叉适应性,适度的干旱胁迫能增强柽柳幼苗对盐分胁迫的耐受能力.     

NaCl与干旱胁迫对银沙槐幼苗渗透调节物质含量的影响

以银沙槐幼苗为材料,采用盆栽试验研究不同程度NaCl与干旱胁迫对其叶片渗透调节物质含量的影响,以探讨银沙槐幼苗对NaCl与干旱胁迫的适应性.结果显示,随着单一干旱、盐分及其交叉胁迫程度的增加,幼苗的MDA含量呈上升趋势;幼苗的脯氨酸和可溶性糖含量基本上随NaCl与干旱胁迫程度的加剧呈逐渐上升趋势,在各胁迫水平下均显著高于对照(P<0.05),且在各种重度胁迫处理下均维持在较高水平;幼苗的可溶性蛋白含量在重度干旱与不同盐分交叉胁迫下呈下降趋势.研究表明,银沙槐幼苗中渗透调节物质在其抗旱耐盐性上起到了积极的调节作用;幼苗在盐旱交叉胁迫下表现出交叉适应性.     

干旱胁迫下转基因甘薯块根膨大期水分利用效率和生理代谢特征

以转Cu/Zn-SOD和APX基因及其非转基因甘薯进行盆栽试验,在甘薯块根膨大期进行正常供水(田间最大持水量的80%)、中度缺水(田间最大持水量的60%)和重度缺水(田间最大持水量的40%)3种水分处理,分别测定转基因植株和对照植株在薯块膨大期的第20天和第70天的抗氧化酶系统、可溶性糖含量、光合系统之间的差异,以及在不同水分胁迫处理下产量和水分利用效率之间的差异。以此研究外源基因的超表达是否可以提高甘薯的产量及水分利用效率。结果显示:(1)转基因甘薯(TS)的SOD、APX活性以及可溶性糖含量均高于非转基因对照株(NT),但POD活性低于NT;TS和NT植株的APX活性、可溶性糖含量、净光合速率以及蒸腾速率均随干旱胁迫加重呈递减趋势。(2)干旱胁迫70d时,TS和NT植株光合参数均较胁迫20d时降低,且TS和NT间的净光合速率没有明显差异。(3)TS和NT两株系的块根产量在中度胁迫下最高而在重度胁迫下最低,而TS具有较高的块根产量且在重度胁迫下产量降低幅度较小。(4)TS的气孔导度和蒸腾速率显著低于NT,且TS的水分利用效率较NT更高。研究表明,Cu/Zn-SOD和APX基因可以显著增加干旱胁迫下甘薯块根膨大期的SOD、APX活性和可溶性糖含量,提高其水分利用效率,从而减轻干旱胁迫对产量的影响。     

栓皮栎幼苗对土壤干旱胁迫的生理响应

以栓皮栎一年生盆栽苗为实验材料,采用称重控水的方法,设置不同土壤水分胁迫梯度,系统分析其幼苗在不同干旱胁迫条件下的生理生化响应特征,以探索栓皮栎耐旱特性.结果显示:(1)栓皮栎幼苗叶片中3种保护酶(SOD、POD、CAT)活性在对照(CK,土壤相对含水量19.5％～21.5％)条件下保持稳定,而中度干旱(T2,9.5％～11.5％)和重度干旱(T3,5.5％～7.5％)条件下,随着胁迫时间的延长呈先增高后降低的趋势,且变化的幅度在不同胁迫强度下存在差异.(2)在整个干旱胁迫过程中,各胁迫处理叶片丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势,不同胁迫强度的变化幅度不同;叶片中的可溶性蛋白含量和根系活力随着干旱胁迫程度的增强呈先增高后降低的趋势.(3)栓皮栎幼苗叶片的脯氨酸含量随着干旱胁迫时间的延长表现出先增加后降低的趋势;叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量以及叶绿素a/b值均呈逐渐降低的趋势.研究表明,栓皮栎幼苗在短期和轻度干旱胁迫下通过提高自身的保护酶活性、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高根系活力等来抵御干旱环境的伤害,从而表现出较强的耐旱特性;而在重度干旱胁迫条件下,栓皮栎幼苗自我调节能力丧失,体内代谢紊乱,导致保护酶活性、可溶性蛋白、脯氨酸含量和根系活力等下降,从而受到干旱伤害.     

不同红小豆品种幼苗对干旱胁迫的生理响应

为筛选红小豆（Phaseolus angularis Linn.）幼苗抗旱性鉴定指标,采用盆栽控水方法,对红小豆3个品种‘保红947’、‘东北大红袍’、‘晋小豆5号’进行了苗期形态特征及根系生理生化特性的研究。结果表明：干旱胁迫抑制了红小豆3个品种植株的生长;重度干旱胁迫下,3个品种光系统Ⅱ（PSⅡ）的潜在活性（可变荧光/初始荧光,Fv/Fo）、最大光化学效率（可变荧光/最大荧光产量,Fv/Fm）、株高、叶面积、茎粗、根鲜重、根系活力、可溶性蛋白质含量等指标均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降趋势,根冠比、根系脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、MDA含量等指标随着干旱胁迫强度的增加呈明显上升趋势。综合各项生理指标,‘东北大红袍’在干旱胁迫下能保持相对较优的生理状态,抗旱性最强。通过主成分分析表明,株高、叶面积、茎粗、主根长、根鲜重、最大光化学效率、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、MDA含量等生理生化特性可作为鉴定红小豆苗期抗旱性的指标。     

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。     

丛枝菌根真菌对盐胁迫下黄瓜幼苗渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究了丛枝菌根真菌(AMF)对盐胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片、根系中渗透调节物质含量和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)在盐胁迫条件下,黄瓜幼苗生长受到明显抑制,其株高、地上部、地下部干鲜重均明显减小,同时体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和MDA含量,以及O2(÷)产生速率和SOD、POD、CAT活性均比对照显著升高.(2)盐胁迫下接种AMF可显著促进黄瓜植株的生长,进一步提高黄瓜幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量及SOD、POD、CAT活性,而显著降低MDA含量和O2(÷)产生速率.研究表明,AMF可通过显著促进盐胁迫下黄瓜幼苗体内渗透调节物质积累和抗氧化酶活性提高,有效降低体内膜脂过氧化水平,从而缓解盐胁迫对植株的伤害,增强黄瓜幼苗对盐胁迫的耐性.     

高温和干旱胁迫对鳞叶藓游离脯氨酸和可溶性糖含量的影响

研究了高温和干旱胁迫对鳞叶藓 (Taxiphyllumtaxirameum)游离脯氨酸和可溶性糖含量的影响。结果显示 ,高温和干旱均能诱导植物体内可溶性糖的积累。在 60℃高温胁迫下处理 ,可溶性糖含量随处理时间的延长而增加 ,最高值比对照增加了 2倍。PEG 60 0 0胁迫下处理可使可溶性糖含量分别增加 2 .4倍。经统计学检验 ,逆境条件与游离脯氨酸含量变化无关     

补血草愈伤组织中渗透调节物对NaCl胁迫的响应

用不同浓度的NaCl处理盐生植物黄花补血草和大叶补血草愈伤组织,研究其中H2O2、MDA及渗透性调节物质等生理指标含量的变化,从细胞水平分析比较2种补血草愈伤组织对盐环境的适应机制.结果表明:随NaCl胁迫浓度的升高,2种补血草愈伤组织的H2O2和MDA含量逐渐显著增加;愈伤组织中脯氨酸含量增加幅度在75和150mmol/LNaCl下明显表现为黄花补血草大于大叶补血草,而其中的可溶性糖含量增加程度于相同NaCl浓度下明显呈现出黄花补血草小于大叶补血草的趋势;可溶性蛋白含量在黄花补血草中随NaCl浓度升高而逐渐增加,但在大叶补血草中却表现为低浓度(75mmol/L)比对照升高,而高浓度(150和300mmol/L)比对照明显减少的趋势.研究发现,2种补血草愈伤组织中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白这些有机渗透性调节物质对盐胁迫的反应特性存在差异,并与其耐盐性有关.