干旱胁迫与复水过程中遮光对细叶小羽藓的生理生化影响

以细叶小羽藓为试材,分别设置全光照、遮光30％、遮光50％和遮光70％条件,采用人工控水方法研究了干旱胁迫与复水过程中细叶小羽藓的质膜透性、渗透调节能力及抗氧化酶系统的变化.结果表明:于旱胁迫过程中,细叶小羽藓的相对含水量呈下降趋势,而相对电导率在干旱21 d时达到最大值,且全光照下的相对电导率最高(58.0％);可溶性糖和游离脯氨酸含量均先上升后下降;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先持续上升而后下降.在复水过程中,细叶小羽藓的相对含水量与干旱胁迫时相反;相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、SOD和POD活性先小幅回升后逐渐下降,但SOD和POD活性仍较高;复水后大部分指标都恢复到干旱胁迫前水平.细叶小羽藓具备复苏植物的典型特征,在变水过程中有较强的抗旱能力.     

Effects of arbuscular mycorrhizal fungi on calorific value and contents of carbon and ash in Robinia pseudoacacia

该试验以根内球囊霉(Glomus intraradices)和地表球囊霉(G. versiforme)为接种剂, 研究了丛枝菌根真菌对刺槐(Robinia pseudoacacia)生物量、热值、含碳量、灰分、能量积累和碳素积累的影响。结果表明, 接种根内球囊霉和地表球囊霉对提高刺槐生物量、热值、能量积累和碳素积累都起到了重要作用。接种根内球囊霉和地表球囊霉后刺槐的总生物量比对照分别增加了89.61%和91.34%, 能量积累分别比对照增加102.20%和94.19%, 碳素积累分别比对照增加93.30%和77.21%; 同时发现刺槐的能量和碳主要分布在根系和叶, 而茎中能量和碳所占的比例较小。接种根内球囊霉提高了刺槐的干重热值, 其根、茎、叶的干重热值分别比对照增加7.72%、8.94%和8.41%; 接种地表球囊霉也显著(p < 0.05)提高了刺槐的干重热值, 但其效果低于根内球囊霉。接种根内球囊霉显著(p < 0.05)提高了刺槐根的含碳量, 对茎和叶的含碳量影响不明显。接种根内球囊霉和地表球囊霉都显著(p < 0.05)提高了刺槐茎和叶的去灰分热值。     

水稻Rop基因OsRac5表达特性

Rop在植物生长、发育、免疫及环境信号应答等多种生物学过程中具有重要作用。已有研究显示水稻Rop基因OsRac5可能与育性控制有关,但是该基因的表达特性,以及非生物胁迫和植物生长物质对其表达的影响尚不清楚。本文采用qRT-PCR技术检测了OsRac5在水稻生长发育过程中、非生物胁迫以及植物生长物质处理条件下的表达特性,结果显示OsRac5在水稻生长发育过程中在多种组织广泛表达,尤其在根和雌雄蕊形成期的幼穗中高表达;干旱、高盐和低温等非生物胁迫均能诱导OsRac5表达;ABA、GAs、6-BA等植物生长物质能上调OsRac5基因表达,提示该基因与水稻幼穗发育、抗逆性及细胞生长等过程相关。     

西花蓟马取食与机械损伤对菜豆叶片抗氧化系统的影响

本文研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)取食和机械损伤诱导对菜豆抗氧化系统的影响,比较了不同损伤形式诱导的抗氧化酶活力和抗氧化物质含量的变化差异。结果表明,西花蓟马取食和机械损伤均可诱导菜豆叶片内过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)3种抗氧化酶活性有不同程度的升高,但两种处理诱导的抗氧化酶活性变化规律不完全相同,各种酶活性达到最高点时间不同,西花蓟马取食对抗氧化酶活力的诱导作用大于机械损伤的。两种处理诱导下的类胡萝卜素的含量变化不大,但不论西花蓟马取食还是机械损伤均导致菜豆叶片内类黄酮和总酚含量整体呈下降趋势,西花蓟马的取食诱导的下降幅度大于机械损伤的。因此,西花蓟马取食诱导明显高于机械损伤对菜豆抗氧化系统的影响。     

碱蓬属植物耐盐机理研究进展

碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布.人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制.叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径.但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少.为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径.     

邻苯二甲酸对萝卜种子萌发、幼苗叶片膜脂过氧化及渗透调节物质的影响

华北地区是我国玉米的主产区,玉米秸秆还田不仅可有效改善土壤理化性状、提高土壤生物有效性,还会在腐解过程中释放出目前公认的化感物质——酚酸类物质,邻苯二甲酸是玉米秸秆腐解液中的主要酚酸类物质。从玉米秸秆还田过程中主要腐解产物(邻苯二甲酸)对蔬菜作物的化感效应角度进行了研究,为量化秸秆还田量及构建粮-菜轮作制度探寻化感效应依据。试验以萝卜为蔬菜材料,通过配置4个浓度(0.05、0.5、1.0、2.0 mmol/L)的邻苯二甲酸溶液,模拟玉米秸秆还田条件,以清水为对照,研究主要腐解产物邻苯二甲酸对萝卜种子萌发、幼苗生长、膜脂过氧化作用及渗透调节物质的影响。结果表明:(1)萝卜不同生育期对邻苯二甲酸化感效应的响应程度不同。在0.05-1 mmol/L浓度范围内,邻苯二甲酸处理促进了萝卜种子萌发,但随着处理浓度的增大,促进作用减弱;浓度达到2 mmol/L时对萝卜种子萌发具有抑制效果。(2)邻苯二甲酸0.05mmol/L处理,促进了萝卜幼苗干鲜物质积累,幼苗根系生长,其中根系长度和根系表面积分别比对照提高42.03%、38.36%,显著高于清水对照;植株体内超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性增大,过氧化物酶(Peroxidase, POD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性降低,膜脂过氧化产物丙二醛(Malonaldehyde, MDA)含量与对照无显著差异。(3)当邻苯二甲酸浓度超过0.5 mmol/L时,萝卜幼苗脂质过氧化伤害加剧,体内MDA含量急剧增加,代谢与生理功能出现紊乱,正常生长及干鲜物质积累受到显著抑制。邻苯二甲酸浓度达到2 mmol/L时,叶片数较对照降低了36.51%;根系长度、根系表面积及根尖数降幅分别为64.46%、40.20%、41.28%。(4)对于渗透调节物质的影响,邻苯二甲酸处理促进了萝卜幼苗叶片可溶性糖含量的增加,但随着处理浓度的升高其促进作用逐渐减弱;可溶性蛋白含量随着邻苯二甲酸处理浓度的升高表现出逐渐减少的趋势,分别较对照降低了12.82%、14.88%、21.58%、24.73%。因此,华北地区实施玉米-萝卜轮作模式,从化感效应角度研究玉米秸秆量化还田,应将土壤中邻苯二甲酸浓度控制在0.5 mmol/L范围以内,以防止邻苯二甲酸浓度过高对萝卜幼苗生长的抑制作用。     

茉莉酸对棉花单宁含量和抗虫相关酶活性的诱导效应

以植物生长调节物茉莉酸(Jasmonic acid,JA)为诱导子,以常规棉为研究对象,探讨了外源茉莉酸对棉花幼苗单宁和蛋白酶抑制素以及其它抗虫相关酶活性诱导的浓度依赖性和持久性,讨论了棉花抗虫相关物质的抗虫效果.结果表明,0.01、0.1和1.0 mmol/L茉莉酸都能在2周内诱导棉花单宁和胰蛋白酶抑制素(Proteinase inhibitors,PIs)含量增加,诱导多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性升高.对3种浓度茉莉酸的诱导效应进行分析表明,0.1 mmol/L茉莉酸对于诱导PIs、PPO、POD和CAT最有效,0.1和1.0 mmol/L茉莉酸对于诱导棉花单宁和苯丙氨酸解氨酶等效,二者的诱导效应均高于0.01 mmol/L.对茉莉酸诱导抗性的持久性进行分析表明,最佳诱导效应发生的时间各不相同:POD活性在JA处理后第1天最高,随后呈下降趋势,PIs和单宁含量分别在JA处理后第7天和第14天达最大值;JA处理后第1天和第7天的PPO活性无明显差异,但明显高于第14天;JA处理后第7天和第14天的PAL活性无明显差异,但明显高于第1天;JA处理后第1、7和14天棉花叶片的CAT活性均无明显差异.以上结果表明,茉莉酸可通过增加棉叶单宁和PIs含量、提高棉叶PAL、PPO、POD和CAT活性等增强棉花幼苗的抗虫性.     

土壤有机质转化及CO2释放的温度效应研究进展

土壤有机质转化对温度变化的响应,是气候变暖与全球碳循环关系中的核心问题.掌握土壤有机质对温度变化的响应规律,对准确评价气候变暖背景下,全球土壤有机质的转化至关重要.综述了国内外大量研究成果,对基质成分、基质损耗、测试方法、微生物、水分含量等因素,对土壤有机质转化与温度关系的影响机理与影响规律以及Q10的变化规律进行了探讨.提出稳定有机质与不稳定有机质温度敏感性异同问题,应作为土壤有机质转化与温度关系中的核心问题进行深入研究.同时通过分析,提出室内短期培养是首选测试方法.分析认为微生物生长温度曲线与微生物呼吸之间不存在必然联系,而在过低和过高之间,水分含量是否会影响土壤呼吸,有待进一步试验验证.提出随着城市热岛效应这一环境问题的加剧,研究及评价更大温度区间内的城市土壤有机质对温度变化的响应规律十分重要.     

棉花幼苗对不同程度低温逆境的生理响应

以‘新陆早33号'(冷敏感)和‘中棉所50号’(高耐寒)棉花品种为材料,采用人工模拟低温方法,研究不同温度和时间处理下棉花幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的响应特征,探讨不同温度胁迫下棉花的抗逆机制.结果显示:(1)随胁迫温度降低、胁迫时间延长,两参试棉花品种幼苗遭受低温伤害的程度逐渐加剧,尤以5℃和0℃处理表现最为明显.(2)经15℃及10℃处理后,植株叶片REC、POD活性、SP和Pro含量总体上随胁迫时间延长而提高,MDA含量、APX活性和SS含量则先升后降,并均于处理24 h时达峰值;而在5℃及0℃处理下,REC和SOD、POD活性以及MDA、SS、SP含量迅速上升,APX活性、Pro含量则呈先升后降的变化趋势.(3)与‘新陆早33号,相比,‘中棉所50号’在各处理水平下均可保持更大的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量上升幅度.研究表明,在不同程度低温逆境中,棉花幼苗可通过调节抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,启动相应抗逆调节方式来维持代谢平衡,增强抗逆性;高耐寒性品种在低温逆境中具有更灵敏、高效的活性氧清除能力和渗透调节响应机制,从而有效抵御低温逆境伤害.