盐旱胁迫对3种新疆造林树木种子萌发的影响

以3种新疆常见造林树木白榆、大叶白蜡、梭梭种子为材料,通过测定不同土壤含盐量(0.1%～0.5%)和含水量(9%～23%)复合胁迫作用下种子的发芽率、发芽指数,以探讨3种种子萌发对盐分和干旱胁迫的响应特征.结果显示:(1)梭梭种子对盐和干旱胁迫的适应范围最广,大叶白蜡次之,然后是白榆.(2)在土壤含盐量不超过0.2%情况下,土壤含水量达到17%以后,3种树木种子发芽率都在50%以上;而当土壤含盐量为0.3%时,3树种种子仅在23%含水量下有较高发芽率;0.4%土壤含盐量条件下,只在含水量为23%时,梭梭、大叶白蜡萌发率能达到50%以上;0.5%土壤含盐量时,仅梭梭种子萌发率达到50%.(3)白榆、大叶白蜡、梭梭的耐旱临界值分别为15.1%、10.7%、9.6%,耐盐临界值分别为0.34%、0.41%、1.03%.研究表明,盐旱胁迫存在明显互作效应,盐旱复合胁迫对种子萌发的危害性明显强于单一的盐胁迫或旱胁迫.     

桔梗种子萌发对低温、干旱及互作胁迫的响应

以药用植物桔梗种子为材料,研究了低温、干旱及其互作对种子萌发和幼苗生长的影响,旨在探索在春寒干旱条件下其种子萌发对策及生态适应性,为桔梗野生种群恢复及人工栽培群体构建提供依据.结果表明,温度、干旱及其互作对桔梗种子萌发和幼苗生长均有显著影响.0-10％ PEG水分条件下,在变温10/20℃及恒温15-25℃下桔梗种子能够良好萌发(10％ PEG、20℃除外),而15％ PEG可显著抑制萌发.低温(10℃)下种子萌发始时间延迟,发芽率降低.随干旱胁迫程度的增加,10℃发芽率呈先升后降趋势,而其它温度下,发芽率和发芽指数均呈下降趋势.随温度的降低,幼苗根长、茎长及鲜重均呈下降趋势,且幼根生长对温度变化更为敏感.     

几种旱生灌木种子萌发对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG(6 0 0 0 )溶液 (- 0 .3～ - 2 .7MPa)为模拟干旱胁迫条件 ,研究了柠条 (Caraganakorshinskii)、花棒 (Hedysarumscoparium)和白沙蒿 (Artemisiasphaerocephala)种子发芽、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应 ,讨论了参试种子发芽特性、初生根长度与幼苗建植成活率的关系 .结果表明 ,干旱胁迫下柠条发芽率最高 ,其次为花棒 ,白沙蒿最低 . - 0 .3～ - 0 .6MPa渗透势下白沙蒿发芽 10d的初生根长度显著大于花棒和柠条 (P <0 .0 5 ) ,三者的测量值依次为 7.9、4 .5和 3.1cm .干旱胁迫条件下参试种子发芽率与种子 72h累积吸水率均呈极显著的正相关 (P <0 .0 1) .     

温度对干旱、盐胁迫下两种黄芪属种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨温度对干旱、盐胁迫下黄芪属种子萌发和幼苗生长特性的影响,以黄芪属蒙古黄芪和扁茎黄芪2种种子为研究对象,纯净水处理为对照组,NaCl、PEG处理为实验组,设置4个渗透势水平(0、-0.1、-0.3、-0.5 MPa),置于5种不同的温度(10、15、20、25、30℃)下,每日观察并记录两种种子萌发和幼苗生长情况。结果表明:旱盐胁迫下蒙古黄芪和扁茎黄芪种子萌发最适宜的温度分别为25和20℃左右;蒙古黄芪耐高温不耐低温,而扁茎黄芪恰恰相反;但25和20℃均适宜两种幼苗生长,包括胚根、胚轴和子叶的生长。蒙古黄芪各处理组(除未发芽的种子)的平均发芽时间都比扁茎黄芪长; NaCl胁迫程度的增加使得两种种子的最终发芽率降低,但蒙古黄芪的耐盐性高于扁茎黄芪;随着PEG胁迫程度的增加,二者的发芽均受到抑制,甚至会出现完全不萌发,但扁茎黄芪的耐旱性高于蒙古黄芪;在相同的渗透势时,尤其是-0.5 MPa,PEG比NaCl对两种种子的影响大;交互胁迫作用下,随着渗透势的增加两种幼苗的鲜重、干重以及胚根、胚轴、子叶的长和宽变化较大;利用Design Expert软件预测发现:温度25℃、NaCl渗透势为...     

盐胁迫对荆条、白蜡、沙枣种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂CO₃混合盐胁迫梯度,对荆条、白蜡和沙枣种子进行了种子萌发实验,观察了3个物种在盐胁迫下的发芽率、发芽速度和胚根生长,比较了光照和黑暗条件下3种植物种子的萌发差异。结果表明：光照对3种植物种子的萌发有明显的促进作用,但对胚根生长的影响却各不相同。低浓度混合盐溶液对荆条、白蜡种子萌发有促进作用,对沙枣有轻度抑制。当盐胁迫浓度超过0.8%,3种植物种子的萌发均受到不良影响,尤其对荆条的影响较大。3种植物均能在盐渍化生境中生长,3者均可作为园林植物在天津试验栽培。沙枣在天津塘沽地区盐碱地上进行广泛种植完全具有可行性。     

盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

研究了不同浓度盐(NaCl)处理对蓝蓟种子发芽势、发芽率及幼苗生长的影响。结果表明:(1)不同盐胁迫处理对蓝蓟种子的萌发具有显著影响。随着盐处理浓度的增加,发芽率呈下降趋势,蓝蓟在无盐环境(蒸馏水)和低盐环境中(0.05 mol/L)长势最好、发芽率最高、发芽速度最快。(2)将不同盐溶液处理5 d的未萌发种子转移到蒸馏水后,蓝蓟种子的萌发能力均可恢复,原来较高盐浓度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的种子在恢复后,其萌发恢复率均在75%以上,发芽率基本上随着原浓度的升高呈上升的趋势。研究表明,NaCl处理对蓟种子没有造成伤害,其抑制萌发是通过渗透效应而不是离子毒害。     

胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理响应

为探讨胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理生化适应机制,以聚乙二醇(PEG)-6000模拟干旱胁迫,分析了胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)种子萌发过程中发芽率(GR)、丙二醛(MDA)及游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的动态变化规律。结果显示,水势为-0.1MPa时,GR达到100%,之后随着干旱胁迫增强而显著降低(P0.05);MDA、Pro含量及SOD、POD活性都表现出水势≥-0.2MPa时增加和-1.4MPa≤水势-0.2MPa时减少的明显趋势(P0.05),这4个指标两两之间的相关关系均达到显著水平(P0.05);而干旱胁迫增强使SS含量显著增加(P0.05)。     

云锦杜鹃种子萌发及对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件, 研究云锦杜鹃种子的萌发、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应。结果显示：种子于第14 d开始萌发,萌发期为8 d,总萌发率为45.5%±1.7%。在渗透势为-0.3～-0.6 MPa的溶液中, 种子的累计吸水率在第5 d就超过对照(蒸馏水中), 种子的萌发和幼苗的生长也优于对照, 说明云锦杜鹃种子不适合过于湿润的土壤环境中萌发。但溶液的渗透势≥-0.9 MPa时, 种子的吸水减缓、萌发率下降, 同时幼苗的生长也慢, 而当渗透势≥-1.8 MPa时, 种子不能充分吸涨、萌发, 说明云锦杜鹃种子对干旱胁迫比较敏感。另外, 经PEG溶液浸种2天后移入蒸馏水中,萌发率均有一定程度的提高, 其中经-0.3～-1.5 MPa的PEG溶液浸种后, 萌发率显著高于对照。提示用一定浓度范围的PEG溶液浸种可使休眠种子活化, 提高种子繁育的效率。     

盐旱交叉胁迫对灰胡杨(Populus pruinosa)幼苗生长和生理生化特性的影响

以一年生灰胡杨幼苗为试验材料,利用田间控盐控水的方法,进行干旱和盐胁迫试验,通过测定生长和生理生化指标探讨幼苗在盐旱交叉胁迫下的生长发育及适应规律,旨在阐明干旱及盐交叉胁迫下植物抗旱抗盐机理。研究结果表明:在盐、旱及交叉胁迫下,灰胡杨幼苗抗氧化酶活性、MDA和脯氨酸含量与对照存在显著差异(P0.05)。(1)在8、11 g/L和15 g/L盐处理下,灰胡杨幼苗相对高生长、相对枝长和冠幅增量均受到抑制,且差异显著(P0.05),而干旱胁迫和盐旱交互胁迫下差异不显著。(2)在盐胁迫、盐旱交叉胁迫下,随着胁迫程度的加重,抗氧化酶SOD、POD、CAT活性表现出先增加后降低的趋势,三者协调一致;仅干旱胁迫时,抗氧化酶SOD、POD、CAT活性显著增加;(3)在盐、旱及其盐旱交叉胁迫下,脯氨酸含量呈上升趋势,MDA含量则表现出先降低后升高趋势,这与抗氧化酶活性先升高后降低的趋势相对应。因此,抗氧化酶活性对缓解脂膜过氧化的伤害具有一定限度,MDA含量与抗氧化酶活性呈负相关,灰叶胡杨幼苗在盐旱交叉胁迫下表现出一定的耐性。     

拟南芥AtR8 lncRNA对盐胁迫响应及其对种子萌发的调节作用

长链非编码RNA (lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸且不编码蛋白质的非编码RNA, 主要由RNA聚合酶II转录生成, 大量存在于生物体内并具有多种生物学功能。AtR8 lncRNA是拟南芥(Arabidopsis thaliana)中RNA聚合酶III转录的长链非编码RNA。前期研究发现, 水杨酸(SA)处理诱导萌发种子中AtR8 lncRNA的表达, AtR8 lncRNA缺失抑制SA胁迫下的种子萌发。进一步研究发现, AtR8 lncRNA转录区域内存在保守的盐胁迫响应元件(TCTTCTTCTTTA); NaCl处理抑制萌发种子中AtR8 lncRNA的表达; 与野生型相比, 高浓度NaCl处理明显抑制了atr8 (AtR8 lncRNA部分缺失型拟南芥)种子萌发。研究结果表明, AtR8 lncRNA在拟南芥种子萌发期的盐胁迫中起重要作用。     

干旱胁迫下胡杨光合光响应过程模拟与模型比较

以塔里木干旱荒漠区2年生胡杨幼苗为试材,盆栽模拟荒漠生境5种水分梯度,利用Li-6400便携式光合作用系统测定胡杨在干旱胁迫下光合作用的光响应过程,并采用4种光响应模型对其进行拟合与比较,以期优选出适用于干旱荒漠环境的光响应模型,阐明胡杨光合作用对干旱胁迫的响应规律与适应机制。结果表明:胡杨净光合速率(P_n)随干旱胁迫加剧呈下降趋势,同一光强(PAR)下P_n降幅增大。中度干旱胁迫以下(土壤相对含水量,RSWC45%)胡杨在高PAR下仍能维持相对较高P_n,光抑制程度轻;直角双曲线、非直角双曲线和指数模型均可较好地模拟P_n-PAR响应过程,但最大净光合速率(P_(nmax))、光饱和点(LSP)拟合值与实测值差异极显著(P0.01)。中度干旱胁迫以上(RSWC45%)胡杨P_n随PAR升高而显著下降,LSP与P_(nmax)极显著降低,光抑制现象明显;仅直角双曲线修正模型拟合的胡杨光响应过程、光响应参数与实际情况较吻合。4种模型模拟效果顺序:直角双曲线修正模型指数模型非直角双曲线模型直角双曲线模型。4种光响应模型对干旱胁迫具有不同的适应性,直角双曲线修正模型适用于各种水分条件,尤其适用于干旱荒漠生境,其它3种模型适用于水分条件较好的生境。光响应特征参数对干旱胁迫的响应阈值不同。随干旱胁迫加剧,胡杨表观量子效率(AQY)、P_n、LSP与P_(nmax)持续降低,严重干旱胁迫下暗呼吸速率(R_d)、LCP反而明显增大。RSWC45%胡杨仍能保持较高的AQY、P_(nmax)、LSP,RSWC45%其P_(nmax)、LSP显著降低,干旱胁迫显著抑制了胡杨光合进程和光强耐受范围,降低了光合效率,严重干旱胁迫严重影响胡杨苗木的正常生长和光合作用。干旱荒漠环境下,胡杨采取缩窄光照生态幅、降低光能利用率和减少呼吸消耗来积极抵御荒漠干旱逆境伤害的生态对策。因此,从极端干旱荒漠区种群保护与植被恢复角度来看,胡杨林土壤水分应维持在RSWC 50%左右,符合干旱缺水地区植物生长和高效用水的管理原则。     

干旱胁迫下白刺花种子大小与萌发对策

种子大小与种子萌发及其与环境因子的关系是植物种子萌发对策研究中的重要科学问题之一。采用PEG模拟干旱法研究不同干旱胁迫强度(0,5%,10%,15%,20%)下,白刺花(Sophora davidii)种子萌发进程、种子大小与种子萌发及种子命运的关系。结果表明:不同干旱胁迫下,白刺花种子具有相似的萌发进程,但中度干旱处理(10%PEG)萌发率显著高于零干旱(0%PEG)和重度干旱处理(P0.05),重度干旱处理(20%PEG)种子萌发开始时间晚于零干旱和中度干旱处理;种子大小与种子萌发开始时间的关系表现为零干旱处理下呈极显著负线性关系,中度干旱处理(5%PEG,10%PEG)下无相关关系,重度干旱处理(15%PEG,20%PEG)下呈负二次曲线关系;种子大小对种子命运的影响表现为零干旱处理有利于大、小种子萌发和小种子休眠,中度干旱处理(10%PEG)增加中等种子萌发、大种子休眠和小种子死亡风险,重度干旱处理(15%PEG,20%PEG)增加大种子死亡风险、中等种子和小种子休眠。综合分析表明,白刺花种子大小与萌发行为及种子命运的关系具有较强的环境依赖性,即种子萌发行为表现为顺境下种子越大萌发越快,逆境下小种子和大种子较中等种子萌发更快;种子命运表现为顺境增加种子死亡的风险,中度干扰有利于种子萌发,逆境则有利于种子休眠。     

模拟水分胁迫对不同种源麻楝种子萌发能力的影响

以麻楝6个种源种子为试验材料,用不同浓度的聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱胁迫,探讨干旱胁迫对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗苗高和胚根长及根苗比的影响,为麻楝的引种和推广种植提供依据。结果显示:(1)不同水势胁迫处理均降低了麻楝种子的发芽率和发芽势,当水势为-0.40MPa时延缓了种子萌发进程;种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降的趋势;当胁迫水势为-0.86MPa时,干旱胁迫处理的种子在试验结束时仍未能萌发,即-0.86MPa是麻楝种子萌发的临界水势。(2)当胁迫水势高于-0.40MPa时,麻楝幼苗的胚根长度与对照组差异不显著且长于对照组,说明高于-0.40MPa的水势有利于麻楝种子胚根的生长;麻楝幼苗苗高生长则是随着PEG浓度的升高而逐渐减缓。(3)适当的干旱胁迫可以增大各种源麻楝幼苗根苗比,且在胁迫水势高于-0.20MPa时都达到最大值。研究表明,麻楝种子具有一定的抗干旱胁迫的萌发能力,并以来自缅甸的Khin Aye Pale和泰国的Phu Wiang材料较强,来源于中国三亚和马来西亚Ulu Tranan的较弱。     

基于遥感图像处理技术胡杨叶气孔密度的估算及其生态意义

拟利用遥感图像处理技术--面向对象分类,计算胡杨叶片气孔密度,采用面向对象分类的专业软件eCognition对气孔图像进行多尺度分割,将生成的分类图像导入ArcGIS中计算气孔密度,最后用R语言编写代码进行批处理。研究结果显示:该方法用于计算叶片气孔的密度精度高;18个样点胡杨气孔密度存在着较大的差异,从76.7 个/mm²到139.4 个/mm²不等,其平均密度为105 个/mm²;随着干旱胁迫加强,气孔密度表现下降上升再下降的趋势。     

新疆艾比湖胡杨凋落物与裸斑土壤代谢物差异比较

在干旱区荒漠胡杨疏林中,胡杨冠下存在草本植物极其稀疏的裸露斑块(简称裸斑)。为研究胡杨冠下裸斑形成化感机理,以裸斑内、外土壤以及冠下凋落物为研究对象,利用液相色谱-质谱联用技术对不同样本进行代谢组分析,使用PLS-DA鉴定并筛选各组代谢物差异,筛选出裸斑内、外土壤样本中差异显著的代谢物质及其代谢相关通路。研究结果显示,土壤样品中共鉴定出总代谢物质908种(615正,293负);凋落物样品中共鉴定出总代谢物质1291种(760正,531负)。通过筛选、注释并分类各组间差异显著的代谢物发现曲酸、微囊藻毒素、茶碱、辛二酸、花生四烯酸以及反式肉桂酸等化感物质相对定量值均为裸斑内显著大于裸斑外土壤;儿茶素、咖啡酸、吲哚、棕榈油酸、孜然醛、阿魏酸、反式肉桂酸、花生四烯酸、水杨醇以及香豆素等化感物质相对定量值均为凋落物样中显著大于土壤样品。以上胡杨潜在化感物质的积累可能增强植物的化感效应,导致胡杨冠下草本植物种子萌发及生长受到限制。     

不同温度下PEG模拟干旱对濒危植物狭叶坡垒种子萌发的影响

狭叶坡垒(Hopea chinensis)种子为典型的顽拗性种子。为探究种子萌发对温度和水分的适应性,该研究在人工气候培养箱内设置3种温度(15、20、25℃),采用6个聚乙二醇(PEG-6000)浓度(0%、5%、10%、15%、25%和35%)模拟干旱胁迫处理,研究狭叶坡垒种子的萌发特性。结果表明：(1)温度对种子萌发具有显著影响。同一干旱胁迫浓度下,种子的萌发率、萌发势、萌发指数、胚根长、芽长和活力指数随着温度升高呈上升趋势,萌发时滞随温度升高而降低,萌发历期随温度升高而波动性上升。(2)干旱胁迫对种子萌发具有显著影响。同一温度下,种子的萌发率、萌发势、萌发指数、萌发历期、胚根长、胚芽长和活力指数随着干旱胁迫程度加重呈降低的趋势,萌发时滞随干旱胁迫程度加重而升高。(3)温度和干旱胁迫的交互作用对种子萌发具有显著影响。干旱胁迫下,不同温度条件下种子萌发的表现不同。在35%PEG-6000胁迫下,20℃和25℃时,种子萌发率分别为8.89%和15.55%,显著高于15℃(0%)。综上所述,适宜种子萌发的温度为20℃和25℃,适宜幼苗早期生长最佳温度为25℃;干旱程度越大,种子萌发受到的抑制作用越强,干旱胁迫对种子萌发的影响高于温度因素,适当增温可缓解干旱胁迫对种子萌发的抑制作用。     

不同土壤水盐条件下多枝柽柳(Tamarix ramosissima)对胡杨(Populus euphratica)幼苗的影响

目前胡杨更新困难,种群处于退化阶段,而与其生态位高度重叠的多枝柽柳却在扩张。为探讨多枝柽柳对胡杨生长的影响,本研究设置了3个水平的水分、盐分梯度,对胡杨进行了单种和混种的盆栽控制实验,通过测定胡杨幼苗的生长和存活状况,分析不同水、盐梯度下多枝柽柳如何影响胡杨生长。结果表明:(1)多枝柽柳伴生降低当年生胡杨幼苗的存活率,随着水分条件改善,胡杨存活率提高,而盐分对存活率没有显著的影响。(2)水分、盐分和伴生模式几个因子对胡杨的生长特征的影响存在显著的交互作用(P<0.05)。各水盐条件下,多枝柽柳会不同程度降低胡杨幼苗的株高、主根长和地上地下生物量,而根冠比增大。混种条件下,胡杨幼苗对水盐的响应更为敏感。(3)相对竞争强度对水盐环境有明显的响应(P<0.05),随水分条件改善,地上、地下相对竞争强度降低。多枝柽柳对胡杨的生长产生不良影响的机制是通过快速消耗土壤的水分,从而导致胡杨幼苗水分亏缺。土壤水分条件是胡杨和多枝柽柳幼苗共存的关键因素,在水分供给不足的情况下,对水分偏好的差异导致胡杨无法通过实生苗进行有效的更新从而加剧胡杨种群的衰退,而多枝柽柳更为耐旱的特性使其逐步占据河岸的生境。我们的研究结果强调了两个树种对环境因子的适应性差异决定了河岸带植被发育过程中植物-土壤的相互作用导致胡杨在演替过程中表现出的衰退现象。