外源SOD和APX基因在转基因烟草中的表达与遗传

分析转超氧化物歧化酶基因（SOD）或抗坏血酸过氧化物酶基因（APX）烟草及其自交和杂交后代的叶片中超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性的结果表明：转基因烟草的SOD和POD活性在终花期最强,不同叶位叶中SOD活性差异不明显,POD活性以下部叶为最高;转基因烟草的SOD或POD活性显著高于近等基因的非转基因品系。杂交后代（F1、F2）的SOD活性能保持稳定,略高于亲本;自交后代（S1～S3）与自交亲本的SOD和POD活性相当。     

植物-土壤系统中水分再分配作用研究进展

在过去100多年里,植物与土壤之间水分关系的研究多侧重于植物本身的水分利用方式、水分利用效率及其植物根系对水分的吸收等.然而进入20世纪80年代后期,植物生理生态学研究人员开始将注意力转移到植物根系对土壤水分的调节作用,即水分再分配（hydraulic redistribution）作用,具体地讲是在水势差的驱动下水分由根系向土壤中释出的一种双向和被动的水分运转过程,其中既包含水分由深层土壤向表层土壤的释出,也包括由表层土壤向深层土壤的流动,同时还涵盖了水分在水平方向上的侧向运输过程.伴随着研究手段的不断提高和对生态系统水平衡问题的关注,水分再分配逐渐成为近代植物生态学和水文学的交叉学科生态水文学（ecohydrology）的核心研究内容之一.目前该领域的研究已经阐明水分再分配作用在不同程度上对植物个体蒸腾、碳同化速率有很大贡献,有利于提高根系生活力和土壤养分;另外,在不断扩展的生态系统生态学研究中,也加强了对制约水分再分配作用发生的外部因子的认识.回顾和分析了水分再分配的研究历史、生态学意义、影响因素、测定方法等,特别提出阐述浅根系植物对水分再分配作用的依赖性与依赖程度,从植物进化学角度解释水分再分配作用发生的生理学基础和意义及水分再分配作用对土壤微生物活性的影响等方面将是未来研究的几个重点方向.     

保护性耕作条件下旱地农田麦-豆双序列轮作体系的水分动态及产量效应

保护性耕作(conservationtillage)能够减少水土流失、提高耕地产量,是一类具有生态保护意义的持续性农业耕作形式。2002年至2004年在定西旱地农业地区进行了保护性耕作条件下旱地农田春小麦豌豆双序列轮作土壤水分动态及产量效应的试验研究,结果表明:保护性耕作能够显著改善0～200cm土层土壤贮水量及含水量,随着降水量的增多土壤对降水的保蓄能力增强。在降水较少年份免耕秸秆覆盖的这种作用表现突出,而在降水充沛的年份免耕地膜覆盖则更具优势。耕层土壤水分因受降水等因素的影响而变化剧烈,耕层以下土壤水分变幅相对较小。播种期、五叶期及收获期土壤具有较高含水量,而开花期土壤含水量则较低。在两种轮作体系中,播种期春小麦和豌豆免耕秸秆覆盖处理0～50cm土层含水量分别较常规耕作增加28%、26%和11%、23%,降水生产效率较常规耕作提高了17.79%～26.81%。在春小麦豌豆轮作体系中免耕秸秆覆盖处理的作物产量(春小麦 豌豆)及水分利用效率分别为3420kghm2和8.11kg(hm2·mm),较常规耕作分别提高26.81%和25.39%。     

水分胁迫对玉米苗期生理和形态特性的影响

水分胁迫下3个玉米品种苗期形态和生理特征变化的研究结果表明,在中度水分胁迫下,鲁单981、赤单202和郑单958三个品种在株高、茎粗、叶片数和叶面积等形态指标方面变化不大,与正常供水下生长的玉米几个参数基本一致,而重度水分胁迫下,鲁单981的株高、茎粗和总叶面积均小于赤单202和郑单958.测定结果还表明鲁单981的光合速率和蒸腾速率受水分胁迫的影响最大,而郑单958和赤单202受到的影响相对较小;水分胁迫在一定程度上能够提高玉米的水分利用效率,增幅与品种关系较大,抗旱型品种增幅明显,耗水型品种增幅相对较少.     

8种阔叶树种叶片气体交换特征和叶绿素荧光特性比较

在自然条件下,测定了8种阔叶树种叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数并对其进行比较.结果表明,8种阔叶树种紫玉兰、广玉兰、玉兰、美人梅、铁杆梅、腊梅、红碧桃和紫薇的叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（gs）、瞬时水分利用效率（WUE）和潜在水分利用效率（WUEi）的种间差异达极显著水平（p〈0.01）,指示了不同树种间的光合能力及水分利用能力差别较大.8种阔叶树种叶片的初始荧光（Fo）、可变荧光（Fv）、最大荧光（Fm）和PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）的种间差异极为显著（p〈0.01）,PSⅡ最大光能转换效率（Fv/Fm）、可变荧光与初始荧光之比（Fv/Fo）和非光化学猝灭系数（NPQ）的种间差异也达显著水平（p〈0.05）,说明各树种叶片的PSⅡ原初光能转换效率和潜在活性、PSⅡ电子传递量子效率以及PSⅡ的潜在热耗散能力差别较大,而实际光下最大荧光（F′m）和PSⅡ光能捕获效率（F′v/F′m）的种间差异不显著.3种木兰科植物的Pn、Tr、WUE和WUEi平均值均高于3种蔷薇科植物,说明木兰科植物的光合能力较强,对吸收的光能和水分的利用较高.蔷薇科植物的Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、F′v/F′m和光化学猝灭系数（qp）平均值均高于木兰科植物,而木兰科植物NPQ较高,表明其PSⅡ的潜在热耗散能力较强,可有效地避免过剩光能对光合机构的损伤.研究还表明3种木兰科植物和3种蔷薇科植物之间的叶绿素荧光参数差异不大,说明同一科属植物叶片的光合能力较为相近.相关分析表明,8种阔叶树种叶片的Pn与Tr、Tr与gs、Fv/Fm与Fv/Fo、ФPSⅡ与F′v/F′m、qp与NPQ均呈极显著正相关（p〈0.01）,Pn与gs呈显著正相关（p〈0.05）,而Tr、gs与WUE、WUEi,Pn与ФPSⅡ,ФPSⅡ与NPQ,F′v/F′m 与 qp、NPQ均呈极显著负相关（p〈0.01）.     

温室茄子茎直径微变化与作物水分状况的关系

在温室条件下,采用盆栽土培和小区试验相结合的方法,以茄子(Solanummelongena,品种新乡糙青茄)为材料进行了植株茎直径微变化(膨胀或收缩)与作物体内水分状况的关系试验研究,旨在为利用茎直径微变化无损快速诊断作物水分状况提供理论依据。盆栽和小区试验均采用两因素(土壤水分梯度和作物不同生育阶段)随机区组设计,土壤水分控制下限分别取田间持水量的80%FC(Fieldwatercapacity),70%FC,60%FC和50%FC;生育阶段分别为苗期、花果期和采收期;共有4×3=12个处理组合,重复3次。结果表明:无论是在较高土壤含水量或在较低土壤含水量条件下,在晴好的天气里,茄子茎直径都是在白天收缩,傍晚、夜间复原或膨胀,而且这种微变化动态与植株体内的水分状况密切相关,不同土壤含水量条件下植株茎胀缩的幅度存在明显差异。高水分条件下,植株茎收缩幅度小,复原能力强;低水分条件下,植株茎收缩幅度大,恢复能力差。茎直径变化对环境因子水汽压差(VPD)的响应比较敏感,二者呈正相关关系,相关系数R2为0·8938。茎直径变化量(ΔSd)与叶水势(ψL)、叶片相对含水量(LRWC)呈极显著正相关关系,相关系数R2分别为0·867和0·965。这些结果显示,茎直径变化量能灵敏、实时、准确地反映植株体内的水分状况;与其它作物水分诊断方法(叶水势法,叶片相对含水量法,细胞液浓度法等)相比,茎直径微变化法可能具有简便、稳定、无损、连续监测和自动记录的优势。     

外源DNA导入糯玉米自交系D_0代变异植株过氧化物酶同工酶分析

采用改良浸种法分别将甘蔗总DNA与孟加拉超甜玉米自交系总DNA导入糯玉米自交系12-9-10,在D0代分别获得变异植株,采用聚丙烯酰胺垂直电泳法对该植株及供受体进行了过氧化物酶同工酶分析,其结果表明植株D0(糯×甘300)的过氧化物酶同工酶在迁移率Rf5=0.33和Rf6=0.40分别出现一条供体特有而受体没有的酶带,其酶带强弱与供体相同;在迁移率Rf8=0.61出现一条供受体都没有的弱带。植株D0(糯×孟甜300)-2在迁移率Rf6=0.59增加了一条供受体都没有的弱带。说明了外源DNA(或DNA片段)已转移到糯玉米自交系12-9-10中,并得到了表达。     

岩溶石漠化治理优良先锋植物种类光合、蒸腾及水分利用效率的初步研究

针对西南岩溶石漠化地区干旱缺水的特点,采用Li-6400对其先锋树种任豆、金银花、狗骨木的光合、蒸腾及水分利用效率等特征进行分析,以揭示先锋树种利用水分生理生态学特征,从而提出植被恢复的对策。光响应模拟结果表明金银花和狗骨木符合Walker的非直线双曲线模型。蒸腾临界值狗骨木(幼树期)最小,金银花次之,任豆树较大,说明阳性树种任豆具有较大的蒸腾拉力,能够从土壤提取更多的水分,以减少岩溶石漠化地区强光引起的高温灼伤。任豆树、金银花、狗骨木具有同地带干性或沙漠优势植物的光合速率特征。任豆树有较耐受强光的能力,这与其在石漠化地区总是能够成为优势层片优势种的地位相符。三种植物光有效辐射与叶片蒸腾的呈极显著的线性关系;任豆树的蒸腾作用受气孔调节明显;狗骨木有较高的水分利用效率。上午9点左右和下午5∶00~6∶00是这些石漠化地区植物水分利用最高时间段。可以说这三种植物具有适应石漠化地区干旱和高温的生理生态学适应特征和避旱避高温策略,并保持旺盛的生物生产力。从植物固定碳水化合物效率并提高水分利用效率而言,三种植物套种,任豆树能够对藤灌植物适当遮荫,对加速狗骨木生长,提高金银花的产量将具有较好的效益。     

干旱与条锈病复合胁迫对小麦的生理影响

以抗旱性和抗病性不同的小麦为材料,以正常生长为对照,观察了病原菌和水分复合胁迫对小麦叶片相对含水量、活性氧代谢以及对抗氰呼吸的发生、运行的影响。讨论了在干旱与病原菌侵染复合胁迫下,抗氰呼吸在植物抗逆机制中所扮演的角色。复合胁迫下,抗病小麦显然具备更强的水分调控能力,而感病品种不能有效控制病叶水分散失。水分胁迫能引起抗氰呼吸的下降,但不能抵消因病原菌侵染引起的抗氰呼吸的增强,条锈菌侵染对小麦抗氰呼吸的影响远远大于水分胁迫。病原菌侵染和水分复合胁迫下,活性氧产生的速率表现出累加效应,而抗氰呼吸表现出和基质抗氧化酶的活性互补。植物交替氧化酶在干旱与病原菌侵染复合胁迫中具有重要的抗氧化功能,并可能调节着逆境下物质与能量需求间的矛盾。     

豚草叶片和果实气体交换特性与11种土壤重金属相关性

对10个样地中Cu、Pb、Zn、Mn、Cr、Co、Ni、Cd、As、Sb和Hg11种土壤重金属含量及样地内豚草叶片和果实气体交换特性进行测定.结果表明,样地内豚草叶片的净光合速率在1·88~9·41μmol·m-2·s-1,而果实的净光合速率最高可达2·81μmol·m-2·s-1.叶片的呼吸速率、气孔导度、光合速率和水分利用效率的平均值分别为1·81μmol·m-2·s-1、75·7mmol·m-2·s-1、6·05μmol·m-2·s-1和4·72μmol·mmol-1,分别是果实的5·26、0·64、1·31和1·69倍,说明非同化器官幼嫩果实具有与叶片相当,甚至更强的呼吸、光合能力和水分利用效率;研究地点重金属Ni达到轻微污染水平,其它重金属含量都接近或者显著低于重金属污染的阈值.相关分析和多元回归分析显示,大部分土壤重金属(如Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb和Hg)含量的高低对豚草气体交换特性没有显著影响,仅部分重金属含量与豚草的叶片、果实气体交换特性密切相关,如Ni和Cr对豚草叶片、果实的气孔导度及水分利用效率显著相关;Cr与豚草叶片饱和光合速率显著相关;而As与豚草果实的气孔导度显著相关.表明大部分土壤重金属对叶片和球果的气体交换没有直接影响,而Ni、Cr和As可以在轻微污染甚至没有达到污染水平时影响豚草的气体交换特性.