玉米叶片生长部位渗透调节和生长的生物物理参数变化

玉米叶片生长部位随着水分胁迫加剧ψ_w降低、LER减慢。LER从最大到零,快速干旱处理的ψw从-0.55降至-0.85 MPa;缓慢干旱处理ψ_w从-0.88降至-1.13 MPa。在任何一种LER下,缓慢干旱处理的ψ_s比快速干旱处理更低,生长停止时,前者为-1.57 MPa,而后者为-1.30MPa。缓慢干旱叶片尽管在更低ψ_w下,仍能维持一定膨压,保持一定的生长速率。经历长时间水分胁迫会改变细胞延伸生长的生物物理参数,增大临界膨压(0.08～0.09 MPa)。这是水分胁迫植株,在一定ψ_p下生长速率减慢的原因。     

干旱-复水对两种石斛属植物叶水势的影响

石斛属植物多附着在其他植物体或岩石上,水分获取困难,其特殊的水分利用策略是其生存和发展的重要保证。为弄清石斛属植物对干旱胁迫的适应能力和机制,该文选用3年生金钗石斛和铁皮石斛,通过盆栽控水进行干旱胁迫和复水处理,探讨在不同干旱历时和干旱后复水条件下两种石斛的叶水势变化情况。结果表明:随着干旱时间的延长,两种石斛叶水势均呈升高趋势;金钗石斛叶水势由充分供水时的(-1.04±0.02)MPa增加到干旱60 d时的(-0.86±0.03)MPa,铁皮石斛叶水势由(-1.04±0.02)MPa增加到(-0.87±0.03)MPa;两种石斛均表现出高水势延迟脱水的抗旱适应机制;干旱结束后复水,两种石斛的叶水势随着复水时间的增加均呈下降趋势;复水20 d时,金钗石斛和铁皮石斛叶水势分别为(-0.96±0.05)MPa和(-0.96±0.02)MPa,其叶水势均未恢复到干旱前充分供水时的水平;相关分析结果显示,两种石斛的土壤含水率和叶水势间相关关系显著(P<0.05)。由此认为,两种石斛属植物均表现出较强的干旱胁迫耐受能力和相对较差的胁迫后恢复能力。     

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。     

干旱-复水对桂西北喀斯特地区青冈栎叶片光合能力、叶绿素荧光和显微结构的影响

为了探讨喀斯特地区适生种青冈栎幼苗对“干旱－复水”环境的适应机制,以当年生青冈栎实生苗为材料,通过盆栽控水试验,研究了4 种土壤干旱胁迫强度[对照（–0.1 MPa）、轻度干旱（–0.5 MPa））、中度干旱（–0.9 MPa）和重度干旱（–1.5 MPa）]及复水处理对叶片的水分状况、光合、叶绿素荧光和解剖结构参数的影响。结果表明：（1）随干旱胁迫加剧,叶片相对含水率、水势、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）均显著降低,而气孔限制值（Ls）显著增加;轻度胁迫下各光合参数以及轻中度胁迫下瞬时水分利用效率（WUE）均不受显著影响。复水后,各干旱处理叶片水分参数、Pn、Tr、Gs、Ci、WUE均比复水前提高,Ls比复水前降低;轻度胁迫复水后叶片水分和光合参数均优于对照,中度胁迫仅Ls未恢复到对照,重度胁迫复水后叶片水分和光合参数均未恢复。（2）随干旱胁迫加剧,叶片初始荧光（Fo）显著增加,而最大荧光（Fm）、最大光化学量子产量（Fv/Fm）和潜在光化学效率（Fv/Fo）均显著下降,且在轻度胁迫下均与对照显著差异。复水后,各干旱胁迫Fm、Fv/Fm和Fv/Fo比复水前提高,而Fo均略低于复水前,轻度胁迫复水后各叶绿素荧光参数均恢复到或优于对照,中度和重度胁迫复水后Fo未恢复到对照,且重度胁迫复水后Fv /Fm仅为0.75。（3）随干旱胁迫加剧,叶片厚度、上下表皮厚度、气孔密度、主脉导管直径均显著增加,叶片气孔器长度、宽度、开口面积、海绵组织厚度均显著降低,而栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度均表现为中度＞轻度＞对照＞重度。复水后,仅各干旱胁迫处理的气孔开口面积和主脉厚度比复水前显著提高;轻度胁迫复水后叶片结构参数也均恢复到或优于对照,中度胁迫复水后气孔开口面积仍显著低于对照,重度胁迫复水后气孔开口未能恢复打开,主脉厚度也低于对照。因此,青冈栎幼苗有耐旱性和旱后恢复能力,适合作为喀斯特地区的生态恢复树种,但在青冈栎幼苗抚育阶段应免受中度以上干旱胁迫（–0.9 MPa）,以利于其旱后恢复生长。     

短期干旱对水稻叶水势、光合作用及干物质分配的影响

采用盆栽水分试验,研究了不同生育期短期干旱处理对水稻叶水势、光合作用和干物质分配的影响．结果表明,干旱胁迫后,水稻叶水势低于对照,午后叶水势回升缓慢。凌晨叶水势随土壤含水量的降低而降低,表现为阈值反应。叶片净光合速率与凌晨叶水势密切相关,低于凌晨叶水势临界值,水稻叶片净光合速率急剧下降在水稻抽穗期和灌浆期叶片净光合速率显著下降的凌晨叶水势临界值为-1.04和-1．13MPa,对应的土壤含水量阈值分别为饱和含水量的61.0％和50．9％,土壤水势分别为-0．133和-0．240MPa干旱胁迫下单叶净光合速率的日变化规律表现为：胁迫较轻时,单叶净光合速率在正午附近出现低谷;胁迫严重时,净光合速率全天低于对照,且不及对照的一半。短期干旱后,水稻叶、根、穗的分配指数均降低,茎鞘的分配指数升高。本研究可为水稻节水灌溉管理和水分限制下水稻的生长模拟提供生理基础和理论依据。     

花生幼苗对重复干旱胁迫的生理响应

防雨棚内设盆栽试验,设置对照(Control,75%田间持水量)、干旱胁迫(D,35%)、重复干旱胁迫(D_D,35%)3个处理,探讨花生幼苗对预干旱胁迫的适应和记忆响应,分析预干旱对缓解重复干旱胁迫危害的生理作用。结果表明,与干旱胁迫处理相比,重复干旱胁迫提高了叶片的相对含水量,减少脯氨酸的积累,降低MDA和O·_2~-含量;抗氧化酶SOD、CAT活性降低,其中POD活性降低最为明显,并在复水后恢复到与对照相同水平或低于对照。与正常水分的对照相比,干旱胁迫显著降低叶片光合速率(P_N)、最大光合势能(P_C)、最大光量子产量(Y_Q),但重复干旱处理在重复干旱胁迫时期和复水后P_N、P_C和Y_Q均高于干旱处理。预干旱胁迫导致光合和气孔导度滞后面积、滞后率(H_P和H_g)增加,经过预干旱胁迫后,重复干旱显著降低光合和气孔导度滞后面积和滞后率。预干旱胁迫提高植株在重复干旱胁迫下叶片含水量,减轻重复干旱对植株造成的生理伤害,在光合作用上提高对重复干旱的抵御能力,并在复水后快速恢复到正常水分条件下植株生长水平,减少干旱对植株的不利影响。因此,预干旱胁迫促使花生幼苗具备适应或可记忆初始胁迫的能力,重复干旱胁迫时表现更为迅速和强烈的生理防御和快速的生理恢复机制。     

岩溶干旱胁迫下青冈栎水分参数变化

根据岩溶生境特点设计表层岩溶水-岩石(灰岩)-土壤水分供应分层模拟柱,对青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)进行水分控制试验;运用压力容积(P-V)技术,研究了在水分胁迫下青冈栎的日水势(P)、饱和含水量时的最大渗透势(ψsats)、初始质壁分离时的渗透势(ψtlps)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC),以及饱和含水量时最大渗透势与初始质壁分离时的渗透势之差(△P)的变化.结果表明,在无表层岩溶水-岩石-土壤处理中,随着土壤干旱胁迫程度的增加,ROWCtlp、RWCtlp、ψsats、ψtlp呈明显下降,而AWC值上升;在有表层岩溶水-岩石-土壤处理下,青冈栎受土壤水分胁迫不明显,水分参数变化不显著.表层岩溶缺水时,土壤水分含量是影响青冈栎水分参数变化的主要因素,在一定的干旱胁迫范围内,随着干旱程度的提高,青冈栎耐旱性不断增加.     

水分胁迫下的大豆叶取向

通过大田及盆栽实验,初步探讨了植株水分状况对大豆叶取向运动的影响。大豆末端小叶在木质部水势约为-9.1×10~5Pa时,开始呈直立状态,且大水势下降到-14.4×10~5Pa时开始发生倒位现象。随着水分胁迫加剧(超过两个临界值),大比例的末端小叶发生上述两种现象。中午木质部水势与叶片角有显著相关性。实质上,水分胁迫有诱导并加剧避日性叶取向的作用。干旱植株在复水后不到2个小时,其叶取向便可逆转。大豆叶片避日性取向通过降低接收辐射可防止叶温升高和木质部水势的下降.高度避日态并不影响叶片净光合率。     

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。     

干旱和复水对大豆光合生理生态特性的影响

选用大豆作为实验材料,研究干旱和复水对大豆光合生理的影响,以期为大豆抗旱栽培和高效利用水分提供理论依据.通过研究发现,在土壤相对含水量高于47%时,处理组大豆凌晨叶片水势和对照组相比基本没有下降,但当土壤相对含水量低于47%时,处理组叶片水势急剧下降,表现为一定的阈值反应,存在明显的凌晨叶水势临界值.大豆开花前期叶片的凌晨叶水势阈值约为-1.02MPa,低于此临界值,叶片水势急剧下降,叶片净光合速率也明显降低.研究发现,在实验的第3天,处理组土壤相对含水量为47%,叶片水势与对照组相比下降了7%,蒸腾速率为对照组的67%,净光合速率为对照组的90%,水分利用效率比对照组高35%,这说明大豆的蒸腾比光合对干旱更敏感.因此,可利用这一结果采取适度干旱等措施达到节水增产的目的.复水后大豆叶片水分状况得到改善,大豆叶片的净光合速率和蒸腾速率都表现为接近于直线的上升,气孔导度的恢复也很快,这表明大豆存在着胁迫解除后快速生长的特征.但是,干旱对大豆的生长等生理过程是否存在滞后效应,滞后效应的大小等问题还需要进一步的研究.     

两种相思叶片光合作用对干旱的反应

比较了绢毛相思和大叶相思的叶特性,旱季的田间光合速率和供水短缺对光合速率、气孔传导率和蒸腾速率的影响。绢毛相思的比叶重、单位叶面积的叶绿素含量和叶绿素a/b均较大叶相思高,但叶片含水量略低。绢毛相思的中午时叶片水势为-0.6±0.05MPa,而大叶相思则为-1.18±0.07MPa。绢毛相思叶片水势降低时,叶片鲜重的变化较大叶相思大。旱季10月,两种相思的日平均光合速率相近似,但绢毛相思有较高的气孔传导率和蒸腾速率。干旱处理引起大叶相思叶片水势降低较绢毛相思大。当绢毛相思叶片水势从-0.76MPa降至-1.35MPa,日平均光合速率降低49.4％;而大叶相思,叶片水势从-1.22MPa降低至-2.2MPa,日平均光合速率降低55.0%。大叶相思叶片水势降低的幅度比较大,光合速率降低亦大。     

水分胁迫条件下高粱种子的吸水机制及其可溶性糖代谢的变化

以高梁杂交种晋杂８６－１为材料研究了种子吸水萌动过程中胚与胚乳两部分的水分状况及可溶性糖变化的过程。结果表明：在吸水萌动过程中种胚和胚乳在水分及糖代谢方面具有不同的特点。     

干旱胁迫对红松幼苗针叶超微结构的影响

在土壤逐渐失水和PEG溶液模拟的两种不同形式的干旱胁迫下,红松幼苗针叶细胞中叶绿体和线粒体超微结构的变化呈现出显著的差异。在土壤干旱胁迫下,叶绿体的片层结构发生严重的扭曲并在中央部分形成电子密度较高的黑色团块物质。PEG模拟的干旱胁迫下,叶绿体肿胀,空泡化明显,但在叶绿体的中央没有黑色团块物质的形成。在土壤干旱胁迫后,线粒体的膜结构仍然完整清晰,基质比胁迫前更为浓厚,而PEG溶液的干旱胁迫下,线粒体的数量增多,嵴明显减少,基质变得十分稀薄。可见两种不同方式的干旱胁迫处理下,细胞结构的损伤机制及损伤后产生的生理意义并不完全相同。     

植物对水分胁迫响应的分子机制与抗逆基因工程的研究进展（综述）

对近年来植物对水分胁迫（包括干旱、盐害和低温）响应的分子机制的研究进展以及水分胁迫中诱导的植物基因产物的种类、功能及其相关的基因工程作一简要的综述,同时对今后的研究方向提出了一些看法。