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.     

低温胁迫下菠萝幼苗生长与生理特性变化

以国内外10个菠萝品种幼苗为材料,研究了它们在低温胁迫下的生长及其渗透调节物质、细胞膜透性的变化特征,并综合评价它们的耐寒性.结果表明:(1) 随低温处理时间的延续,各品种幼苗单株干重虽然均呈逐渐增加趋势,但不同品种生物量增加幅度存在显著差异.(2) 随着低温处理时间的延长,各品种叶片脯氨酸含量和细胞膜相对透性逐渐升高;可溶性蛋白含量总体上初期升高后期降低,而‘巴厘'、‘珍珠'、‘台农17号'、‘台农19号'和‘MD-2'的可溶性蛋白在处理末期又有所上升;可溶性糖含量变化趋势复杂.(3) 低温胁迫处理9 d后,各菠萝品种叶片中的脯氨酸和可溶性蛋白含量及细胞膜相对透性均增加;可溶性糖含量除‘珍珠'略有减少外,其余均增加.(4)经过各指标赋分分级综合评价后认为,‘MD-2'和‘巴厘'品种耐寒性最强;‘台农17号'、‘台农16号'、‘巴厘突变体'、‘台农13号'、‘台农19号'和‘无刺卡因'耐寒性中等;‘珍珠'和‘台农6号'耐寒性最弱.研究发现,菠萝耐寒性强弱可根据干物质积累结合其它生理指标来综合评判.     

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。     

PEG模拟干旱胁迫对糜子幼苗生理特性的影响

以'榆糜1号'和'榆糜3号'为试验材料,采用PEG模拟水分胁迫方法,研究了干旱胁迫对糜子幼苗生理生化特性的影响.结果显示,(1)2品种幼苗叶片的细胞电解质外渗率、叶片的MDA含量、游离脯氨酸含量和可溶性糖含量均在胁迫2 d后逐渐上升,但保护酶SOD和POD的活性均呈先升高后降低的变化趋势,2品种幼苗在不同强度PEG胁迫下总体变化趋势基本一致,且各胁迫处理间差异显著(P<0.05).(2)2品种在相同处理下差异显著(P<0.05),其中,10%～30 0A PEG胁迫8 d时,'榆糜3号'比'榆糜1号'的细胞电解质外渗率、叶片的MDA含量增加幅度小,而游离脯氨酸含量和可溶性糖含量增加幅度较大,但保护酶SOD和POD的活性下降幅度较小,说明相同渗透胁迫下'榆糜1号'比'榆糜3号'叶片的细胞膜透性增加幅度大,但渗透调节物质增加较少,细胞膜系统受干旱伤害会更大,其抗旱性相对较弱.综合各项生理指标的分析认为,'榆糜3号'具有较强的抗旱能力.     

外源芦丁预处理对水分胁迫下玉米幼苗的生理效应

以玉米(Zeamays L.)品种'郏单958'为材料.采用营养液水培法,研究了外源芦丁(Rutin)对聚乙二醇(PEG)胁迫下幼苗叶片质膜相对透性、脯氨酸、可溶性糖含量及保护酶活性的影响.结果显示:(1)在15%PEG-6000胁迫下,玉米叶片的MDA含量、质膜相对透性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均显著增加,保护酶SOD、CAT、POD活性显著升高.(2)一定浓度芦丁(>0.40 g/L)预处理可显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性提高.降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量.说明外源芦丁能够提高玉米幼苗的抗氧化作用,缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤·达到提高植物抗旱性的目的.     

山杜英和黧蒴幼苗对干旱胁迫(PEG)的生理响应

以山杜英(Elaeocarpus sylvestris)和黧蒴(Castanopsis fissa)幼苗为试验材料,利用聚乙二醇6000(PEG-6000)人工模拟水分胁迫环境,设置三个胁迫强度处理(轻度、中度、重度)、三个胁迫持续时间处理(12h、24h、36h),以不加PEG-6000的1/2Hoagland营养液中的苗木作为对照,对2个树种幼苗的叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含量、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和可溶性糖含量进行了测定,研究了水分胁迫对这2种幼苗的影响。结果表明:随着水分胁迫强度的加深及持续时间的延长,2种幼苗叶片相对含水量出现下降趋势,黧蒴的含水量下降更为显著;2种树种幼苗叶片内相对电导率呈波动性上升,黧蒴在轻度胁迫时相对电导率有大幅增加;2种幼苗的脯氨酸含量显著增加,叶绿素含量呈小幅波动,SOD活性先升后降,可溶性糖含量呈现波动性上升;山杜英叶片的MDA含量增加较缓慢,而黧蒴叶片的MDA含量大幅度增加。研究表明幼苗山杜英比黧蒴抗旱性强,叶片相对含水量、相对电导率和MDA含量可作为评价这2种苗木抗旱性的依据。     

万寿菊属不同品种初花期抗旱特性分析

以万寿菊属(Tagetes)9个品种为试验材料,研究了自然持续干旱胁迫对它们初花期的花最大直径、叶色、旱害指数等形态指标以及叶绿素含量(Chl a+b,Ch a/b)、叶片相对含水量(RWC)、叶片保水力(WHC)、叶片和花的脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量等生理指标的影响,以揭示其抗旱特性及其生理机制.结果显示:(1)持续6d干旱胁迫条件下,万寿菊9个品种花的最大直径显著降低,叶绿素含量和相对含水量均呈明显下降趋势.(2)万寿菊叶片的脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量均呈上升趋势;而花的脯氨酸含量持续上升,可溶性蛋白含量呈下降趋势,但可溶性糖含量变化趋势复杂.(3)万寿菊旱害指数与其叶片相对含水量、叶绿素总含量、叶片和花的脯氨酸含量、叶片可溶性蛋白含量呈极显著相关.研究表明,抗旱性强的品种可以通过调节自身的渗透调节物质含量减轻干旱伤害;9个品种初花期抗旱性强弱依次为:珍妮>金门>鸿运>拳王>巨人>发现>小英雄>大英雄>迪阿哥.     

水分和氯化钙胁迫对麦冬抗逆性生理指标的影响

为研究麦冬在水分胁迫和盐分胁迫条件下一些抗逆性生理指标的变化,本文以盆栽后以正常浇水处理为对照,设置了不同程度人工水分胁迫和钙离子胁迫处理研究可溶性糖含量、脯氨酸含量及丙二醛含量的变化情况.结果显示,轻度水分胁迫使可溶性总糖和游离脯氨酸含量减低.但随着时间的推移,胁迫程度加剧,可溶性总糖和游离脯氨酸含量开始回升,而MDA含量无显著变化.表明水分胁迫下.麦冬可积累可溶性糖和游离脯氨酸等渗透调节物质,从而改善自身水分状况,保护细胞膜及生理代谢过程,膜脂过氧化程度减轻.钙盐胁迫也可使可溶性总糖和游离脯氨酸含量升高.     

贵州喀斯特山区野生葡萄实生苗抗旱机理研究

以4份2生年喀斯特山区野生葡萄实生苗为试材,通过塑料大棚盆栽试验研究了自然干旱胁迫下野生葡萄幼苗的外观形态特性和生理指标变化规律,探讨其抗旱性及其抗旱机理.结果表明;(1)4份野生葡萄的抗旱性存在明显差异,以葛藟葡萄'小七孔-3'的抗旱性最强,毛葡萄'天河潭-2'的最差.(2)干旱胁迫期间,'小七孔-3'的1级旱害症状出现时间比'天河潭-2'晚12d,且旱害指数始终小于其他3份种质.(3)抗旱性强的野生葡萄叶片相对含水量、可溶性蛋白含量高于抗旱性差的株系,而其叶片水分饱和亏、细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量变化则相反,且材料间差异随着干旱程度的增强而增加;(4)野生葡萄叶片相对含水量与其旱害指数间呈极显著负相关,而其水分饱和亏、相对电导率、丙二醛含量与旱害指数间呈极显著正相关;细胞膜脂过氧化产物丙二醛含量增加是导致葡萄旱害的首要因素.研究发现,在干旱胁迫下,抗旱性强的野生葡萄叶片膜系统稳定,水分散失较少,细胞电解质外渗较低,渗透调节物质可溶性蛋白含量增加,从而维持了正常的生理代谢活动.     

车前对铝胁迫生理响应的研究

为探讨车前(Plantago asiatica)对铝胁迫的耐受特性及生理机理,在不同铝浓度及胁迫时间下,对其叶片的渗透调节物质、膜脂过氧化程度和体内保护酶系统进行了研究。结果表明,低浓度铝处理对车前的生理指标无明显影响。随着铝浓度的升高,叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量呈先升高后下降趋势,细胞质膜透性显著增大、MDA含量显著增加。500 mg L–1的Al3+处理,车前叶片的SOD、CAT、POD活性均明显提高。因此,在铝胁迫下,野生草本植物车前能通过体内的生理保护机制来减少Al胁迫,表现出较强的耐铝特性。     

水分和腐植酸对燕麦果聚糖代谢的影响

探讨水分和腐植酸(HA)对燕麦不同器官非结构性碳水化合物(NSC)积累与分配的影响,进一步明确水分和HA对燕麦糖代谢和粒重形成的作用机制,可为旱作地区燕麦的推广种植提供理论指导和技术支撑。试验以‘蒙农大燕1号'和‘内燕5号'两个燕麦品种为材料,分别在旱作(无灌溉)和有限灌溉(拔节期和抽穗期每次灌水60 mm)两个水分条件下喷施HA与清水(CK),研究燕麦开花后不同时期NSC组分在茎、叶、穗中的动态变化以及叶片中碳代谢相关酶活性的变化。结果表明: 两个燕麦品种茎、叶、穗中的NSC组分含量均随开花后时间的延长先升高后降低,且两品种各器官中的NSC组分含量大致相同;与CK相比,在灌水条件下喷施HA后蒙农大燕1号穗部的果聚糖含量提升幅度明显大于旱作条件;喷施HA后蒙农大燕1号叶片中果聚糖外水解酶和转化酶活性分别显著提高了27.1%和30.6%,单穗粒重显著提高了55.9%,且与旱作条件下相比提高幅度更大;蒙农大燕1号籽粒千粒重和单穗粒重与叶片果聚糖含量呈显著正相关关系。综上,水分和腐植酸协同作用可以有效调节燕麦果聚糖的积累及主要代谢酶活性,从而提高千粒重和单穗粒重,促进产量形成。     

Influence of arbuscular mycorrhiza on lipid peroxidation and antioxidant enzyme activity of maize plants under temperature stress

The influence of the arbuscular mycorrhizal (AM) fungus, Glomus etunicatum, on characteristics of growth, membrane lipid peroxidation, osmotic adjustment, and activity of antioxidant enzymes in leaves and roots of maize (Zea mays L.) plants was studied in pot culture under temperature stress. The maize plants were placed in a sand and soil mixture under normal temperature for 6 weeks and then exposed to five different temperature treatments (5oC, 15oC, 25oC, 35oC, and 40oC) for 1 week. AM symbiosis decreased membrane relative permeability and malondialdehyde content in leaves and roots. The contents of soluble sugar content and proline in roots were higher, but leaf proline content was lower in mycorrhizal than nonmycorrhizal plants. AM colonization increased the activities of superoxide dismutase, catalase, and peroxidase in leaves and roots. The results indicate that the AM fungus is capable of alleviating the damage caused by temperature stress on maize plants by reducing membrane lipid peroxidation and membrane permeability and increasing the accumulation of osmotic adjustment compounds and antioxidant enzyme activity. Consequently, arbuscular mycorrhiza formation highly enhanced the extreme temperature tolerance of maize plant, which increased host biomass and promoted plant growth.     

甘薯愈伤组织对干旱胁迫和盐胁迫的生理反应对比

研究干旱胁迫和盐胁迫对“芦选一号”。日‘薯愈伤组织可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量、SOD活性等的影响,从而在细胞水平上探讨甘薯抵御渗透胁迫的生理机制。并分析甘薯细胞对干旱处理（PEG-6000）和盐处理（NaCl）的反应差异。结果表明,可溶性蛋白质含量在干旱胁迫下缓慢升高,在轻度和中度盐胁迫的生长前期和中期有较大幅度的上升。但后期下降,表明短时间盐胁迫下,Na^＋可能促进可溶性蛋白的合成;MDA在重度干旱胁迫下的含量显著低于重度盐胁迫,而SOD活性显著高于盐胁迫。表明在盐胁迫下细胞膜透性增加的主要原网是膜脂过氧化作用。干旱处理则是PEG-6000脱水的直接结果;重度干旱胁迫下,可溶性糖含量在短期内迅速升高,然后下降,而脯氨酸含量则在胁迫中后期迅速上升。脯氨酸可能有补偿可溶性糖含量降低的作用。     

土壤含水量对极小种群毛枝五针松幼苗抗氧化活性的影响

为探究水分对毛枝五针松(Pinus wangii)幼苗生理特性的影响,对不同土壤含水量下幼苗松针的抗氧化活性进行了研究。结果表明,土壤含水量为田间持水量的40%~80%时,其POD、SOD和CAT活性较强;随着处理时间的延长,细胞质膜渗透性减弱,抗逆性变弱;脯氨酸、可溶性糖和蛋白质含量均以20%~40%的田间持水量较高;处理30 d后丙二醛含量随着土壤含水量的增加而提高,在土壤含水量为田间持水量的40%时,丙二醛含量最低,抗逆性最强。因此,人工培育幼苗时,土壤水分过多的时间尽量不要超过30 d,控制土壤水分为田间最大持水量的30%~50%,这样能提高幼苗存活率。     

低温胁迫对麻竹叶片和根系抗性生理指标的影响

采用室内人工低温处理,研究了麻竹(Dendrocalamus latiflorus)叶片及根部质膜透性、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性和膜脂脂肪酸组成的变化,寻找与竹类植物耐寒性关系最密切的抗性生理指标。结果表明:低温预处理(8℃)15d后,麻竹叶片中可溶性糖、可溶性蛋白含量、POD活性显著提高,根部可溶性糖含量、POD活性显著升高;低温胁迫处理(-2℃)72h后,经低温预处理的麻竹叶片可溶性糖、可溶性蛋白质含量、SOD、POD活性显著高于未经低温预处理,而质膜透性显著低于未经低温预处理,但膜脂过氧化程度显著高于-2℃处理前;经低温预处理的麻竹根部SOD、POD活性及膜脂不饱和脂肪酸相对含量显著高于未经低温预处理,而质膜透性、膜脂过氧化程度较-2℃处理前无显著差异。说明剧烈降温对麻竹生理特征造成严重影响,叶片通过提高可溶性蛋白、可溶性糖含量,维持较高的POD活性以减轻低温伤害;根系则通过维持较高的SOD、POD活性以减轻低温下膜脂过氧化水平,并通过提高膜脂不饱和脂肪酸比例降低质膜透性来抵御低温对膜的伤害。     

Seed Priming with Polyethylene Glycol Induces Physiological Changes in Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) Seedlings under Suboptimal Soil Moisture Environments

Osmopriming with PEG has potential to improve seed germination, seedling emergence, and establishment, especially under stress conditions. This research investigated germination performance, seedling establishment, and effects of osmopriming with PEG on physiology in sorghum seedlings and their association with post-priming stress tolerance under various soil moisture stress conditions. Results showed that seed priming increased the environmental range suitable for sorghum germination and has potential to provide more uniform and synchronous emergence. Physiologically, seed priming strengthened the antioxidant activities of APX, CAT, POD, and SOD, as well as compatible solutes including free amino acid, reducing sugar, proline, soluble sugar, and soluble protein contents. As a result, seed priming reduced lipid peroxidation and stabilized the cell membrane, resulting in increased stress tolerance under drought or excessive soil moisture environments. Overall, results suggested that seed priming with PEG was effective in improving seed germination and seedling establishment of sorghum under adverse soil moisture conditions. Osmopriming effectively strengthened the antioxidant system and increased osmotic adjustment, likely resulting in increased stress tolerance.     

樟子松幼树株高及其逆境生理指标对沙埋的响应特征

以3龄樟子松幼树为材料,2013年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下其株高、叶片膜透性、渗透调节物质含量及保护酶活性变化,以揭示沙埋条件下樟子松幼树生长及其对逆境的生理响应特征。结果显示:(1)在沙埋深度低于株高以上2cm时被埋樟子松幼树能够正常生长,其株高和芽长均明显高于非沙埋对照,并以沙埋深度为株高的50%时增长幅度最大;当沙埋深度超过株高2cm以上时,虽然植株高度和芽长也较埋前有一定增长,但均低于对照,且所有处理植株均未破土,后来全部死亡。(2)所有沙埋处理的叶片可溶性糖含量均显著低于对照,而POD活性显著高于对照,可溶性蛋白质和脯氨酸含量也高于对照。(3)随沙埋深度增加,叶片相对含水量总体呈增加趋势,但大多数处理与对照差异不显著;丙二醛含量基本呈显著下降趋势,可溶性蛋白和脯氨酸含量先增加后下降,而大多数处理的膜透性与对照差异不显著;随着沙埋深度增加,叶片可溶性糖含量显著下降,SOD和POD活性均先增加后下降。(4)相关分析显示,樟子松幼树叶片膜透性变化与MDA含量变化相关性几乎为零,可溶性蛋白与脯氨酸含量呈显著正相关关系,可溶性糖含量与脯氨酸含量呈显著负相关关系。研究表明,沙埋深度低于樟子松株高以上2cm能够促进其幼树生长;沙埋并没有导致樟子松幼树体内的膜脂过氧化,也没有引起细胞膜的损伤,在受到沙埋胁迫时,樟子松幼树体内SOD、POD以及可溶性蛋白和脯氨酸分别在防止其膜脂过氧化和维持细胞膨压中起到重要作用,而可溶性糖含量在沙埋过程中没有起到渗透调节作用。     

NaCl胁迫对小黄花菜生长及相关生理指标的影响

为探讨小黄花菜的耐盐机理,选育良好的耐盐植物以缓解土壤盐渍化问题,该文选取小黄花菜(Hemerocallis minor)为试材,采用砂培法,研究不同浓度Na Cl(50、100、150、200、250 mmol·L~(-1))胁迫对小黄花菜的生长性状、细胞质膜透性和有机渗透调节物质含量等的影响。结果表明:(1)小黄花菜在100～150mmol·L~(-1)Na Cl胁迫时,损害初步显现,但不影响其存活;在Nacl浓度为200 mmol·L~(-1)以上时,小黄花菜生长被显著抑制,造成根系不发育、叶片受害、植株干物质积累显著不足,严重影响其生存状态。(2)在50～150mmol·L~(-1)盐渍环境下,叶片膜透性、MDA含量增幅较小,该浓度范围的Na Cl胁迫造成的膜脂损伤有限; 200mmol·L~(-1)以上浓度的Na Cl胁迫使得小黄花菜叶片的离子平衡无法继续维持,膜的选择透性丧失。(3)随着Na Cl浓度的增加,叶片中脯氨酸含量显著增加;在50～100 mmol·L~(-1)Nacl胁迫下,叶片可溶性糖含量在胁迫初期有所增加,在15 d时达到最大,胁迫后期开始下降;叶片中可溶性蛋白含量的变幅较为平缓,说明小黄花菜的主要渗透调节物质不是可溶性蛋白。该研究发现通过提高叶片膜透性,促进自身有机渗透调节物质的合成,能够在一定程度上缓解盐渍对植株的侵害,使得小黄花菜能够在50～100 mmol·L~(-1)的盐碱环境下正常生长。