牛角花齿蓟马为害后苜蓿叶酚类物质和木质素含量的变化

为明确苜蓿中被蓟马为害后诱导的次生代谢物质含量的变化,以抗蓟马苜蓿R-1和感蓟马苜蓿I-1为材料,以每枝条0 头为对照,研究牛角花齿蓟马不同虫口密度(每枝条1、3、5、7 头)下苜蓿叶片中酚类物质和木质素含量的变化.结果表明: 蓟马为害7 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和缩合单宁含量随虫口密度增大均升高,简单酚含量无显著差异;木质素含量显著高于对照.为害14 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和缩合单宁含量随虫口密度增大均升高,简单酚含量无显著差异;木质素含量升高,且每枝条7 头密度下显著高于对照.为害21 d时,R-1和I-1叶中总酚、单宁和木质素含量随虫口密度增大均升高,在每枝条7 头密度下达到最高;R-1简单酚含量变化不显著,I-1简单酚含量显著升高.R-1和I-1叶中缩合单宁含量与对照无显著差异.抗感苜蓿中酚类物质与木质素含量在蓟马为害后均升高,R-1总酚、单宁和木质素含量的增加率均高于I-1.表明蓟马为害对苜蓿植株的总酚、单宁及木质素含量具有诱导效应,可以作为苜蓿抗蓟马的评价指标.     

紫花苜蓿对牛角花齿蓟马为害的光合生理响应

为了探索紫花(Medicago sativa L.)苜蓿对优势种害虫——牛角花齿蓟马(Odontothrips loti Haliday)为害的光合生理响应机制,揭示苜蓿对牛角花齿蓟马为害的补偿机制,以抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料,测定不同虫口密度牛角花齿蓟马为害后R-1、I-1无性系气体交换参数、叶绿素荧光诱导动力学参数的变化。结果表明:随着牛角花齿蓟马虫口密度的增加,R-1无性系叶绿素含量先升高后降低,I-1无性系叶绿素含量降低,R-1、I-1无性系的净光合速率(Pn)和水分利用效率(WUE)降低,胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)升高;在相同虫口密度下,R-1无性系的叶绿素含量、Pn、WUE均高于I-1无性系。随着虫口密度的增加,R-1、I-1无性系的初始荧光(F0)升高,PSⅡ实际光合效率(ФPSⅡ)、非光化学淬灭系数(NPQ)、光化学淬灭系数(q P)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)和PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)均降低;在相同虫口密度下,R-1无性系的F0低于I-1无性系,R-1无性系的ФPSⅡ、q P、Fv/F0和Fv/Fm均高于I-1无性系。从各个指标的变化幅度来看,随着虫口密度的增加,R-1无性系气体交换参数和绿素荧光动力学参数的增幅、降幅均小于I-1无性系。说明牛角花齿蓟马为害造成了紫花苜蓿PSⅡ反应中心受损,使得紫花苜蓿对光能的利用能力下降,光合效率降低。但在低虫口密度(1、3头/枝条)下,R-1无性系具有较高的光合效率,光合补偿效应显著大于I-1无性系,说明R-1无性系对牛角花齿蓟马为害具有较强的抗性。     

牛角花齿蓟马为害对紫花苜蓿AsA、GSH含量及相关代谢酶活性的影响

为了明确非酶抗氧化物质抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)及相关代谢酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)在紫花苜蓿(Medicago sativa L.)对牛角花齿蓟马Odontothrips loti Haliday为害的抗性中的作用,测定了不同牛角花齿蓟马虫口密度下抗、感蓟马苜蓿无性系R-1、I-1的AsA、GSH含量及APX、GR活性的变化。结果表明:受牛角花齿蓟马为害后,R-1无性系在低虫口密度(1、3头/枝条)下,AsA、GSH含量和GR活性均上升,在高虫口密度(5、7头/枝条)下,AsA含量和GR活性先升高后下降,GSH含量上升后保持稳定;I-1无性系的AsA、GSH含量先升高后下降,GR活性在为害后期呈上升趋势;R-1、I-1无性系的APX活性均先上升后下降,但R-1无性系APX活性的上升速率及下降速率小于I-1无性系。说明AsA、GSH含量及APX、GR活性的升高可能是紫花苜蓿对牛角花齿蓟马诱导抗性的一种表现,但I-1无性系对蓟马为害的应激反应滞后于R-1无性系。在牛角花齿蓟马为害后期,R-1无性系体内的AsA、GSH含量及APX、GR活性仍处于较高水平,也说明了R-1无性系对牛角花齿蓟马为害的抗性较I-1无性系强。     

施钾对苜蓿上牛角花齿蓟马产卵选择、生长发育、 成虫寿命和繁殖力的影响

【目的】为了探讨施钾对苜蓿上牛角花齿蓟马Odontothrips loti的产卵选择、生长发育、成虫寿命和繁殖力的影响,明确施钾苜蓿叶片营养物含量与牛角花齿蓟马生命参数的关系。【方法】在不同钾量(40, 60, 80和100 mg/kg)处理下(以不施钾作为对照),观察记录牛角花齿蓟马在紫花苜蓿品种甘农3号Medicago sativa cv. Gannong No. 3叶片上的产卵量,幼期各龄期发育历期和存活率以及二代成虫的寿命和繁殖力,同时测定不同施钾量下苜蓿叶片的可溶性糖、游离氨基酸及钾含量。【结果】随着施钾量的增加,牛角花齿蓟马在苜蓿叶片上的产卵量(粒/复叶)先降低后升高,在60 mg/kg钾处理降幅最大,较对照降低了45.58%;卵孵化率和1-2龄若虫的存活率变化不显著,但3-4龄若虫的存活率和幼期总存活率显著下降,分别在100 mg/kg 和80 mg/kg钾处理下降幅最大,较对照分别下降了54.36%和48.48%。不同施钾量下苜蓿叶片上牛角花齿蓟马卵和1-2龄若虫发育历期无显著变化,3-4龄若虫及幼期总发育历期均延长;牛角花齿蓟马二代成虫的繁殖力均显著下降,成虫寿命显著缩短(40 mg/kg钾处理除外)。施钾后,苜蓿叶片可溶性糖含量、钾含量和糖氮比增大,游离氨基酸含量减少。相关关系分析表明,苜蓿叶片钾含量与牛角花齿蓟马幼期总存活率和成虫繁殖力无显著相关性,而苜蓿叶片可溶性糖含量和糖氮比均与3-4龄若虫存活率和繁殖力极显著负相关,与幼期总存活率呈显著负相关。【结论】施钾苜蓿对牛角花齿蓟马成虫产卵产生显著的排趋性;施钾提高了苜蓿叶片的可溶性糖含量及糖氮比,不利于若虫的生长发育,并使成虫寿命缩短、繁殖力下降,对牛角花齿蓟马产生了显著的抗生作用。     

苜蓿叶片水杨酸含量与其蓟马抗性的关系

采用不同抗蓟马特性的苜蓿品系,于不同蓟马虫口密度下测定苜蓿水杨酸含量和虫害程度,以明确苜蓿叶片水杨酸含量与其抗蓟马特性的关系.结果表明,苜蓿叶片游离态、结合态水杨酸含量均与苜蓿抗蓟马特性密切相关;高抗品系(抗蓟马品系)的水杨酸初始含量(0.539 mg·g-1)高于低抗品系(0.403 mg·g-1);与较低抗品系相比,高抗品系受害器官(叶)水杨酸含量随虫口密度和危害点面积的增大而增加相对缓慢,而随危害指数的增大而增加较快(3.84倍).可见,水杨酸主要是间接增强苜蓿对蓟马的抗性;高抗蓟马苜蓿品系能通过快速获得较高水杨酸含量来阻碍被危害伤口的扩大,降低其受危害程度,促使自身产量和品质提高.     

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.     

不同施钾水平对苜蓿营养物质及抗蓟马性的影响

【目的】明确施钾是否能有效提高苜蓿对蓟马的抗性以及钾-营养物质-抗虫性之间的关系。【方法】以感蓟马紫花苜蓿Medicago sativa品种甘农3号(Gannong No.3)和抗蓟马紫花苜蓿品种甘农9号(Gannong No.9)为材料,设0,6,9,12和15 g/m2(K2O)5个钾水平,在大田蓟马为害高峰期,评价和测定了不同钾水平处理下苜蓿的受害指数、虫口数量、叶片钾含量、碳氮比和游离氨基酸变化。【结果】在第2茬中,随着钾水平的升高,甘农3号和甘农9号老叶和心叶的钾含量上升,可溶性糖和碳氮比升高,游离氨基酸含量下降,虫口数量无显著性差异,受害指数显著降低(P0.05),且在9 g/m2(K2O)水平下最低。在第3茬中,甘农3号和甘农9号的受害指数、叶片钾含量、碳氮比及游离氨基酸的变化规律和第2茬相同,但虫口数量上升。第2茬和第3茬中,不同施钾水平下,苜蓿叶片钾含量与受害指数负相关但不显著(P0.05)。施钾后甘农3号的受害指数均低于未施钾甘农9号的受害指数。【结论】钾元素可通过提高苜蓿碳氮比,降低游离氨基酸的含量来提高苜蓿对蓟马的耐害性。在大田条件下,通过施钾管理来提高苜蓿品种对蓟马的耐害性是一种有效的措施。     

抗、 感蓟马苜蓿无性系对蓟马危害的补偿光合生理反应比较

为了揭示苜蓿的补偿生长相关的光合生理补偿机制, 以大田单株筛选、 扦插扩繁的抗蓟马苜蓿无性系R-1和感蓟马苜蓿无性系I-1为材料, 以相邻老苜蓿田自然发生的蓟马作为虫源, 任其持续危害, 于现蕾期和初花期通过模拟有效光辐射和固定CO₂浓度, 测定R-1和I-1的光合特性和水分利用特性。结果表明： (1) 在现蕾期, R-1受害后叶片叶绿素含量显著增加, 净光合速率 (net photosynthetic rate, Pn) 显著增大, 光补偿点 (light compensation point, Lcp) 和暗呼吸速率 (dark respiration rate, Rd) 均显著降低 (P<0.05) ; 而I-1叶片叶绿素含量显著降低 (P<0.05) , 植株净光合速率 (Pn) 与对照差异不显著 (P＞0.05) , 且在低于正常光照强度时, 受害I-1植株Pn相对健株下降, 同时, 其光补偿点 (Lcp) 和暗呼吸速率 (Rd) 均显著升高 (P<0.05) ; R 1和I 1受害后植株胞间CO2浓度 (intercellular CO2 concentration, Ci) 、 蒸腾速率 (transpiration rate, Tr) 和气孔导度 (stomatal conductance, Gs) 均显著升高 (P<0.05) , 水分利用效率 (water use efficiency, WUE) 均显著降低。 (2) 在初花期, 在较强的光照条件下, 受害I-1植株Pn显著增大 (P<0.05) ; 在弱光下受害R-1植株Pn增大, 而受害I-1植株Pn显著降低 (P<0.05) , 其他指标变化同现蕾期。结果说明, 抗蓟马无性系R-1对蓟马的危害具有显著的补偿光合作用; 而感蓟马无性系的补偿光合作用滞后于初花期发生, 且需要较高的光强条件, 这种滞后发生的补偿光合作用对于苜蓿产量的补偿贡献意义不大。     

UV-B辐射增强对反枝苋形态、生理及化学成分的影响

通过大田盆栽实验,研究了2种增强的UV-B辐射对双子叶C4植物反枝苋(Amaranthus retroflexus)形态、生理、生物量分配及化学成分的影响.结果表明:增强UV-B辐射处理下分枝数、叶片数、高度和基径均没有显著变化.高、低剂量的UV-B处理均导致过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P＜0.05),但对超氧化物歧化酶(SOD)活性无影响,低剂量辐射下过氧化物酶(POD)活性显著高于对照而高剂量辐射下无显著变化,同时丙二醛(MDA)含量随辐射剂量的增加而显著增加(P＜0.05).收获期低剂量辐射处理下的资源分配模式发生变化,分配到叶片的生物量比例显著增加,而分配到根的比例显著减小,但高剂量辐射对生物量分配无影响.UV-B辐射处理下根、茎、叶部所检测的大多数化学成分与对照相比均有显著变化:叶片中可溶性蛋白、木质素和脂肪,根中木质素,茎中纤维素、木质素含量在辐射处理下显著高于对照;叶片中淀粉,茎中可溶性糖、淀粉和脂肪含量在辐射处理下显著低于对照(P＜0.05).     

弱光下不同水深对长喙毛茛泽泻生长及生理特性的影响

在人工气候箱内,通过设置不同水深梯度(0 cm;3 cm;6 cm)和光照强度(标准光照:400μmol m~(-2) s~(-1);低光照:240μmol m~(-2) s~(-1)),对长喙毛茛泽泻生物量、叶型特征和生理特征的影响,探讨长喙毛茛泽泻对不同水深和光照强度的适应性以及其濒危原因。结果表明:在同一光照强度下长喙毛茛泽泻叶生物量、茎生物量、根生物量、总生物量、叶宽、叶面积、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和可溶性糖都随水深的增加呈先升高后降低的趋势;丙二醛(MDA)随水深的增加呈先降低后升高的趋势;叶柄长度与水深呈正相关;脯氨酸含量与水深呈负相关。在同一水深条件下,光照强度的降低显著降低了叶生物量、茎生物量、总生物量、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量。由此可知,水深的变化和光照不足都将导致长喙毛茛泽泻生长减弱,且长喙毛茛泽泻对这些不利条件的适应能力较弱。剧烈的水深变化和上层植物的荫蔽可能是导致其濒危的重要原因。     

管氏肿腿蜂雌性抚育中幼虫转移行为的启动和节律

为深入理解肿腿蜂雌性抚育的行为学特征, 在室内连续观察了雌性管氏肿腿蜂Sclerodermus guani对子代幼虫的转移行为, 旨在明确雌蜂在子代蜂幼虫发育到哪一阶段时启动转移行为, 以及幼虫转移行为是否有节律。以黄粉虫Tenebrio militor蛹期在24 h内的蛹体为寄主, 根据子代蜂幼虫发育进程将其划分为低龄幼虫（1-2龄）、 高龄幼虫（3-4龄）、 老熟幼虫(自然脱落)和吐丝幼虫（开始吐丝结茧）等4个时期, 采取人工剥离（早期幼虫）或自然脱离（晚期幼虫）的方法处理子代蜂幼虫, 观察雌蜂对所表现出的行为反应; 然后以子代蜂高龄幼虫为对象, 连续观察雌蜂的30次幼虫转移行为过程。结果表明： 雌蜂对所有发育时期子代蜂幼虫均用触角拍打进行探测; 但不转移低龄幼虫, 只转移其他阶段幼虫, 转移老熟幼虫和吐丝幼虫的瞬间概率分别是转移高龄幼虫的4.09倍和7.69倍。雌蜂转移高龄、 老熟和吐丝幼虫的比例分别为96%, 100%和100%, 没有显著差异（P≥0.05）; 对高龄幼虫、 老熟幼虫和吐丝幼虫转移耗时平均分别为27.96, 34.04和32.49 s, 没有显著差异（P≥0.05）; 平均转移距离依次为4.19, 7.18和 9.43 mm, 对吐丝幼虫的转移距离显著大于高龄幼虫（P<0.05）, 但在高龄和老熟幼虫之间没有显著差异（P≥0.05）。对雌蜂连续30次幼虫转移行为的趋势和节律分析表明： 幼虫转移前探测的幼虫数总体上随幼虫转移次序增加而减少, 在间隔1次和2次之间存在显著自相关, 幼虫转移耗时在间隔1次之间存在显著自相关, 但幼虫转移距离未表现出明显的节律。本研究结果说明, 管氏肿腿蜂雌性抚育中的幼虫转移行为只在子代蜂幼虫发育到较高龄期时启动, 且幼虫转移中的某些行为特征具有节律性。     

NaCl胁迫对两种南瓜幼苗离子含量的影响

NaCl胁迫7d明显抑制了两种南瓜——黑籽南瓜（Cucurbita ficifolia Bouche．）和白籽南瓜（Cucurbita moschata Duch．）幼苗地上部和根系的生长,使地上部相对含水量明显下降。随NaCl胁迫浓度（150、300和500mmol／L）的提高,两种南瓜幼苗根、茎和叶片中Na^＋含量明显增加,K^＋含量明显下降。Na^＋和K^＋含量在两个南瓜品种各器官中的分布规律分别是：根〉茎〉叶片和茎〉叶片〉根。NaCl胁迫后黑籽南瓜根、茎和叶片Na^＋含量远低于白籽南瓜,而叶片游离脯氨酸含量、可溶性糖含量和地上部相对含水量明显高于白籽南瓜。表明两者在渗透调节方式、离子的吸收和运输能力上有差异,黑籽南瓜耐盐性较强。     

渗透调节参与循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成

对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水一半萎焉．复水一恢复的循环干旱锻炼。结果表明,这种干旱锻炼能显著提高烟草幼苗根、茎、叶中的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量,降低细胞渗透势。当干旱锻炼过的烟草植株遭受后续的干旱胁迫时,与未锻炼的对照相比,其根、茎、叶能积累更多的可溶性糖和脯氨酸,从而降低了细胞渗透势,使叶片能维持较高的膨压。这些结果表明渗透调节参与了循环干旱锻炼提高的烟草植株抗旱性的形成过程。此外,干旱锻炼提高了烟草幼苗的根／冠比。循环干旱锻炼过程中烟草植株一方面使其各部位通过渗透调节来对干旱环境进行生理适应,另一方面通过调节光合产物在地上部和地下部的分配以影响根／冠比来对干旱环境进行形态适应,以最终提高其抗旱性。     

Development of Frost Tolerance in Winter Wheat as Modulated by Differential Root and Shoot Temperature

Abstract: Winter wheat plants ( Triticum aestivum L. cv. Urban), grown in nutrient solution, were exposed to differential shoot/root temperatures (i.e., 4/4, 4/20, 20/4 and 20/20 C) for six weeks. Leaves grown at 4C showed an increase in frost tolerance from - 4C down to - 11 C, irrespective of root temperature. In 4/20 C plants, high root temperature decreased the rate of hardening of the leaves, but did not influence the final level of frost tolerance. In roots grown at 4C frost tolerance increased from - 3 C down to - 4 C, independently of shoot temperature. An accumulation of soluble sugars in the leaves was only observed when both shoot and root were grown at 4C and was not correlated with final frost tolerance achieved. However, the rate of hardening was correlated with the soluble sugar concentration. An increase in root soluble sugar concentration was exclusively observed in roots exposed to a temperature of 4C, irrespective of shoot temperature. Proline concentration only increased in plant parts exposed to a temperature of 4C. The present results indicate that the importance of root temperature in low-temperature hardening of winter wheat is limited, even though exposure to differential root and shoot temperatures brought about pronounced changes in growth, soluble sugar concentration, insoluble sugar concentration and proline concentration in roots and leaves.     

干旱胁迫下接种丛枝菌根真菌对七子花非结构性碳水化合物积累及C、N、P化学计量特征的影响

以濒危植物七子花二年生幼苗为研究材料,采用盆栽试验方法,研究干旱胁迫和接种丛枝菌根真菌(AMF)处理对幼苗不同器官C、N、P化学计量关系和非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响。试验共设计4个处理:对照(CK)、干旱胁迫(D)、接种AMF(AMF)、干旱胁迫和接种AMF(D+AMF)。结果表明: 在干旱胁迫下七子花根系AMF的侵染率显著下降,但接种AMF处理植株的株高、叶片数显著高于未接种处理。接种AMF显著提高了干旱胁迫下植株根、叶可溶性糖和NSC含量及茎、叶淀粉含量,且茎和叶可溶性糖与淀粉比显著下降。干旱胁迫导致植株C含量在根和叶中显著增加,P含量在茎中显著减少;与干旱胁迫相比,胁迫下接种AMF植株根、茎、叶P含量及叶C含量显著提高,而根C、N含量及茎C含量显著降低。胁迫下接种AMF植株根、茎C∶N、C∶P、N∶P和叶N∶P均显著低于单一胁迫处理。NSC与C∶N∶P计量比的相关性分析表明,根、叶P含量与可溶性糖和NSC含量呈显著正相关,茎P含量与淀粉和NSC含量呈显著正相关,各器官N∶P与NSC含量呈显著负相关。综上,干旱胁迫显著抑制了七子花幼苗的生长,接种AMF通过提高植株根和叶的可溶性糖含量、根的可溶性糖/淀粉,增加地上部分淀粉含量,促进P元素吸收和降低各器官N∶P来增强植株耐旱性,从而提高七子花幼苗在干旱环境中的存活率。     

Physiological responses to Nilaparvata lugens in susceptible and resistant rice varieties: allocation of assimilates between shoots and roots

Nilaparvata lugens (St?l) is a typical vascular feeder, primarily sucking the phloem sap of host plants. Its feeding on rice, Oryza sativa L., plants changes the pattern of allocation of assimilates between roots and shoots, and the root:shoot (R/S) ratio of assimilates is often measured as an index of physiological responses to N. lugens. The current study investigated changes in the R/S ratio of biomass, sucrose, and soluble sugar contents of rice plants in a susceptible variety (TN1) and a resistant variety (Xieyou 963). The results demonstrated that root and shoot biomasses in the two varieties linearly decreased with the increase of N. lugens infestation density. However, the relationship between changes in the R/ S ratio ofbiomass and N. lugens density differed between rice varieties, with the R/S increasing with infestation density in TN1 and decreasing in Xieyou 963. Sucrose and soluble sugar contents and their R/S values were also significantly different between the two varieties. Compared with the control that was not infested by N. lugens, the R/S values of sucrose and soluble sugar at 3 days after infestation (DAI) increased but decreased at 6 DAI in TN1. The R/S values of sucrose and soluble sugar were higher at 6 DAI than those at 3 DAI in TN1, whereas these values were lower at 6 DAI than at 3 DAI in Xieyou 963. These contrasting results suggest that physiological responses to N. lugens infestation differ between the susceptible and tolerant rice varieties.