紫花苜蓿(Medicago sativa)对干旱胁迫的光合生理响应

紫花苜蓿是重要的豆科牧草,具有较强的抗旱性,然而干旱仍是制约紫花苜蓿生产的主要逆境因子。通过盆栽试验,以抗旱性强弱不同的两种紫花苜蓿为试验材料,对干旱胁迫下紫花苜蓿的光合生理进行较为系统的研究,结果表明：（1）干旱胁迫下两种紫花苜蓿叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、气孔导度（Gs）、叶绿素含量（Chl）都有不同幅度的下降;叶绿体超微结构遭到破坏。相对于抗旱性弱的苜蓿,抗旱性强的苜蓿随干旱胁迫程度的加深,净光合速率下降较慢,叶绿体的外形及基粒结构受到的影响较小。（2）轻度干旱胁迫下气孔限制是两种紫花苜蓿P。降低的主要因素,中度和重度干旱胁迫下非气孔限制是Pn降低的主要因素。（3）对叶绿素荧光参数的研究表明：干旱胁迫下两种紫花苜蓿PSⅡ反应中心光化学效率（F／F=）、PSⅡ潜在活性（Fv／Fo）降低。总体上抗旱性强的紫花苜蓿Fv／Fm和Fv／Fo下降幅度小,PSⅡ利用光能的能力及PSⅡ的潜在活性均较强。PsⅡ光化学淬灭系数（qP）、非光化学淬灭系数（qN）的变化表现为干旱胁迫下两种紫花苜蓿qP值降低、qN值升高,总体上抗旱性强的紫花苜蓿qP降低的幅度低且qN升高幅度大,表明抗旱性强的紫花苜蓿PSⅡ反应中心电子传递活性受到的影响小,光合机构的损伤程度低。     

黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

换锦花和中国石蒜对干旱胁迫的生理响应

以2种春出叶石蒜属植物中国石蒜和换锦花为材料,通过盆栽控水试验,以适宜水分(最大持水量的75%~80%)为对照,设置干旱胁迫(最大持水量的35%~40%)处理,研究干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确2种植物的耐旱特性。结果显示:(1)换锦花和中国石蒜幼苗叶片相对含水量(RWC)和叶绿素a、b含量均随着干旱胁迫时间的延长而降低。(2)换锦花可溶性糖含量和脯氨酸含量均随着干旱时间的延长表现出持续增加的趋势,而中国石蒜则表现出先升高后降低的趋势。(3)换锦花和中国石蒜幼苗叶片TBARS含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现出先上升后下降趋势。(4)换锦花和中国石蒜幼苗叶片净光合速率(Pn)、胞内二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)随着干旱胁迫时间延长均有不同程度下降。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,换锦花和中国石蒜幼苗叶片在水分生理、光合特性、渗透调节物质和抗氧化酶活性等方面表现出一定的差异,其中换锦花较中国石蒜表现出较强的耐旱性,且具有明显的优势。     

沙地云杉生态型对干旱胁迫的生理生态响应

采用干旱胁迫处理不同生态型沙地云杉幼苗,对其主干高生长、丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素含量进行了测定．结果表明,沙地云杉幼苗高生长明显受到干旱胁迫的抑制,绿果型沙地云杉在水分条件良好的情况下,高生长迅速,明显高于紫果型沙地云杉．随着干旱胁迫强度的增强,其高生长受抑制的程度高于紫果型沙地云杉．红果型沙地云杉处于二者之间．同时干旱胁迫也影响沙地云杉生长进程,使得其封顶时间提前一个多月．MDA含量无论在叶还是根中呈上升趋势,只是在土壤含水量在10％左右出现轻度胁迫时略有下降;叶片中MDA含量明显高于根中;从不同生态型来看,紫果型沙地云杉体内MDA含量高,绿果型低且具有较大的变化幅度．脯氨酸含量随干旱胁迫强度增加而增加;绿果型沙地云杉根部脯氨酸含量在处理4之前高于另外两种生态型．叶绿素的变化规律,紫果型和红果型沙地云杉基本相同,只是红果型含量略微低于紫果型．其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量都是开始逐渐升高;随着胁迫强度增加,叶绿素含量下降;绿果型沙地云杉叶绿素含量总体上都呈下降趋势,只有叶绿素b含量在胁迫初期有所增加．从叶绿素a／b值出现下降趋势,但不同生态型表现不一样．绿果型沙地云杉由最高下降到最低,紫果型沙地云杉下降幅度较小,红果型介于二者之间．表明不同生态型沙地云杉抗旱能力不同,紫果型>红果型>绿果型．     

酸枣生理生化特性对干旱胁迫的响应

以3年生酸枣为试材,通过盆栽控水试验法研究干旱胁迫条件下酸枣生理生化特性的响应规律.结果表明:随着干旱胁迫梯度的加大、干旱时间的延长,酸枣叶中可溶性糖、游离脯氨酸(PRO)、超氧阴离子自由基及抗坏血酸(AsA)含量累积,呈现持续上升的变化趋势;重度干旱下可溶性糖积累量高于CK 171.74％,且差异显著(P＜0.05);超氧阴离子自由基含量增加了5.77倍(P＜0.05),对细胞膜的氧化损伤加剧;PRO含量在重度干旱时最高,达到1 733.23 μg/g,是CK组的12.68倍(P＜0.01);抗坏血酸含量最高为813.10mg/100g.FW,增加了158.07％(P＜0.01).可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的变化趋势,在中度干旱时含量最高9.99 mg/g,增加了2.11倍(P＜0.05);叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量呈下降的变化趋势,Chl a降低了31.08％ (P ＜0.05),Chl b降低了37.99％ (P ＜0.01),叶绿素总量降低了33.68％(P＜0.05);干旱对Chl a、Chl b的影响程度不同,导致Chl a/Chl b变化异常;类胡萝卜素含量在干旱胁迫前期上升,增加了37.72％,后期下降,降低了18.94％ (P ＜0.05).     

不同苜蓿(Medicago sativa L.)品种光合速率对光和CO2浓度的响应特征

以6个紫花苜蓿（Medicago sativa L.）品种为对象,用Licor-6400型便携式光合作用测定系统测定了紫花苜蓿光合作用对光、CO2的响应曲线,阐述了光合作用对光和CO2浓度的响应特征。结果表明,各品种光合速率随光强或CO2浓度的提高而增大均可用指数方程来模拟,并得出一些光合响应特征参数：表观量子效率、羧化效率、光补偿点、近光饱和点、暗呼吸速率、光呼吸速率、CO2补偿点、CO2饱和点等,品种间差异显著;巨人201＋Z、路宝具较高的近光饱和点、表观量子效率及羧化效率,较低的CO2补偿点,是具有较高的光能生产潜力的苜蓿品种;秋眠级数与表观量子效率、羧化效率、光补偿点、近光饱和点、暗呼吸速率、光呼吸速率均成不同程度的负相关,与CO2补偿点、CO2饱和点成微弱正相关,均未达到显著水平。     

梓属5个种对干旱胁迫的生理响应

为分析梓属5个种干旱胁迫响应程度,为梓属耐旱树种的筛选、抗旱育种及栽培工作提供理论依据。本研究选取梓属的黄金树、滇楸、灰楸、梓树和楸树为试材,将其在浇水量为700 mL和400 mL的水分条件下培养50 d,测量其苗高、地径、叶水势、叶绿素相对含量、叶绿素荧光参数和比叶重等指标,并运用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:在2种水分条件下,生长状态最好的为楸树,梓树相对较差。在干旱胁迫条件下,除黄金树外,其他各树种的叶片水势(ΨL)都降低,最大气孔导度(Gs)均增加。不同种的叶绿素相对含量(SPAD)值均在干旱胁迫条件下升高。除滇楸和楸树外,各树种的光系统Ⅱ最大光能转换效率(Fv/Fm)随干旱胁迫而增加。除灰楸外,干旱胁迫增加了其他树种的比叶重(LMA)。利用隶属函数法综合评价抗旱性的结果为:灰楸>梓树>滇楸>楸树>黄金树。说明梓属不同树种间有着不同的抗旱能力。综合分析,楸树和灰楸的抗旱能力较强,滇楸和梓树的抗旱能力次之,黄金树的抗旱能力最差。     

干旱胁迫对小紫珠光合生理的影响

以小紫珠(Callicarpa dichotoma)幼苗为试验材料,采用盆栽控水法设置4个水分梯度,分别为田间最大持水量的95%(对照)、75%(轻度干旱)、55%(中度干旱)和35%(重度干旱),研究土壤水分对小紫珠光合参数的影响。结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,小紫珠的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和水分利用效率(WUE)逐渐下降,其胞间CO_2浓度(C_i)在轻度和中度干旱胁迫下逐渐下降,在重度干旱胁迫下显著升高。(2)随着干旱胁迫的加剧小紫珠的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pnmax)、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率(AQY)显著减少,光补偿点(LCP)极显著增加(P0.01)。(3)随着胁迫程度的增加,小紫珠的最大荧光(F_m)、最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ的量子效率(Fv/Fo)逐渐减少,初始荧光(Fo)显著升高(P0.01);随着干旱胁迫的加剧小紫珠能量分配比率参数φPo、Ψo、φEo逐渐下降,φDo逐渐增加;代表单位反应中心活性的参数ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC和DIo/RC逐渐升高。(4)随着胁迫程度的增加,小紫珠叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和叶绿素a/b逐渐减少。研究表明,干旱胁迫下小紫珠光合速率的降低既有气孔因素也有非气孔因素,但轻度和中度干旱胁迫下以气孔限制为主,而在重度干旱胁迫下以非气孔限制为主。     

德国景天扦插苗对干旱胁迫的生理响应

以耐旱性较强的德国景天(Sedum hybridum)扦插苗为材料进行干旱胁迫处理(60d),并测定其叶片相对含水量、丙二醛含量、细胞伤害率、光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)、荧光参数(F_v/F_m、q~P、PHiPS2),以及苹果酸含量、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPCase)活性等生理指标。结果显示,干旱胁迫导致德国景天叶片相对含水量、光合参数、荧光参数降低,细胞伤害率、丙二醛含量升高;干旱胁迫30d时,各项生理指标变化幅度较小,但40d后变化幅度显著增加,并且德国景天叶片的苹果酸含量和PEPCase活性显著升高,表明C_3光合途径不断减弱,景天酸代谢(CAM)途径被激活,参与了德国景天对干旱胁迫的响应,提高了其耐旱性;当干旱胁迫达60d时,因超过其耐受范围,德国景天受损严重,逐渐死亡。这说明德国景天在生理上表现出极强的耐旱性,并且具有兼性CAM植物的特征,通过CAM途径活化提高植株耐旱性是德国景天重要的耐旱机理。     

松嫩平原两种趋异类型羊草对干旱胁迫的生理响应

采用盆栽实验,对灰绿和黄绿两种趋异类型羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）幼苗期用聚乙二醇（PEG）胁迫进行干旱生理指标测定,结果表明,在干旱胁迫下,灰绿型羊草和黄绿型羊草的电解质外渗率、脯氨酸、植株含水率、植株鲜重、SO4^2-、NO3^-之间均有显著或极显著差异,灰绿型羊草叶片电解质外渗率和叶绿素含量的b值均大于黄绿型羊草,而植株含水率的b值则小于黄绿型羊草,灰绿型羊草脯氨酸含量均大于黄绿型羊草,因子分析表明,脯氨酸是两种趋异类型羊草干旱胁迫生理反应的主要因子,两种趋异类型羊草在生理响应中均体现出耐旱能力,但灰绿型羊草的耐旱能力比黄绿型更强,两种趋异类型羊草在耐旱生理上有明显分化。     

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。     

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。     

根深决定不同个体大小梭梭对夏季干旱生理响应的差异

理解干旱与树木个体发育阶段或大小之间的相互作用关系是一个重要的优先研究方向,因为依赖于个体大小的特定死亡率分布格局对生态系统的结构和功能将产生重要的影响。以广泛分布于古尔班通古特沙漠南缘的主要建群种梭梭（Haloxylon ammodendron）为研究对象,通过测定越夏生长期间不同个体大小梭梭黎明前同化枝水势（Ψ_pd）、压力-容积（P-V）曲线、最大气孔导度（G_s）、叶绿素荧光（F_v/F_m）,调查不同个体大小梭梭根系分布特征和根深,将越夏生长期间土壤水分状况、植物生理性状与根深相结合,分析不同大小梭梭对干旱胁迫的响应差异。结果表明：（1）夏季干旱胁迫显著降低了梭梭幼苗生理性状的特征值：同成年植株相比,梭梭幼苗黎明前同化枝水势（Ψ_pd）、PSⅡ反应中心最大光化学效率（F_v/F_m）、饱和膨压渗透势（π₁₀₀）、膨压消失点渗透势（Ψ_TLP）显著降低;（2）梭梭生理性状与根深之间存在线性关系,根深决定不同大小梭梭的水分状况（Ψ_pd）进而主导了越夏生长期间的其他生理性状表达（F_v/F_m、π₁₀₀、Ψ_TLP）;（3）不同大小的梭梭对干旱胁迫的响应差异是植物根系分布特征和生境相互作用的结果,根深在梭梭应对夏季干旱胁迫中起重要作用。总之,梭梭幼苗根系发育不完全（浅根系）,只能利用降水带来的有限的浅层土壤水,对干旱胁迫响应敏感;而成年梭梭植株能最大限度的利用深层土壤水分,减少表层土壤干旱对其产生的不利影响。     

酸、碱、盐胁迫下4种紫花苜蓿几项〖HJ*3〗〖HJ*2〗生理指标变化的比较研究

为了解4种进口紫花苜蓿在逆境条件下幼苗生理响应特点,并比较其对逆境因子的敏感程度以推测其抗逆性,便于指导在我国的因地制宜种植,发挥最大生产性能,特进行比较试验研究。用H2SO4、NaOH、土壤浸出液分别配制pH为3、4、5、6、7、8、9、10、11、12的试剂;当pH为7时,用土壤浸出液配制NaCl浓度分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的试剂;再配制pH分别为8、9、10、11、12,NaCl浓度分别相应为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的试剂。分别种植4种苜蓿,检测生理指标,分析敏感性。结果:耐酸能力表现为:金皇后>飞马>阿尔冈金>维多利亚;耐碱能力表现为:飞马>阿尔冈金>金皇后>维多利亚;耐盐能力表现为:飞马>金皇后>阿尔冈金>维多利亚;耐盐碱能力表现为:飞马=阿尔冈金>金皇后>维多利亚。结论:根据4种紫花苜蓿的抗逆特点,分别选择合适的土壤种植。     

4种茶菊对干旱胁迫的形态和生理响应

以4种茶菊幼苗为材料,采用盆栽控水法,研究了不同强度干旱胁迫下茶菊形态、生理生化及光合生长的响应特性,并对其进行耐旱性评价。结果显示,随着干旱胁迫程度的增强,各茶菊幼苗叶片数增量、叶面积、生物量、叶片相对含水量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)降低;根冠比、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、可溶性蛋白(SPC)含量和叶绿素(Chl)含量增加;胞间CO2(Ci)浓度先降后升;乳荷、黄滁龙株高增量持续降低,而玉人面、繁白露株高增量先升后降;玉人面叶超氧化物歧化酶活性(SOD)呈先升后降趋势,其它3个品种则持续升高。运用隶属函数法对抗旱能力进行综合评定,不同茶菊品种耐旱性由高到低为乳荷黄滁龙繁白露玉人面。     

干旱胁迫下紫花苜蓿根系形态变化及与水分利用的关系

采用盆栽实验方法研究了紫花苜蓿(品种:陇东和阿尔冈金)根系形态、生物量、蒸腾耗水量等对持续干旱的反应及与水分利用效率(WUE)间的关系,以期揭示紫花苜蓿对干旱胁迫的适应机制。结果表明:干旱胁迫使得紫花苜蓿根系形态特征在年季间、茬次间和品种间发生了显著变化,主要表现为主根伸长生长受到抑制、主根直径变细、侧根和根系总长度伸长生长则被促进、根系表面积和直径≥1mm的侧根数目显著增加、根系生物量下降,这是紫花苜蓿对干旱逆境的适应策略,但这种适应性存在限度。另一方面,干旱胁迫条件下紫花苜蓿草产量和蒸腾耗水量也因生长年限、茬次和品种的不同而呈现不同程度的降低。紫花苜蓿根系形态性状(总根长、根系生物量与根冠比)与植株水分利用效率间具有显著的相关性,其中根重对水分效率的影响是第一位的。WUE在根系形态与冠层水分消耗的协同变化下得到有限提高。对干旱的耐性最终表现为第2年第1年、第1茬和第2茬第3茬、陇东阿尔冈金。     

干旱胁迫对大丽花生理生化指标的影响

以大丽花品种'粉西施'扦插苗为试材,研究不同程度干旱胁迫及复水处理对大丽花品种'粉西施'叶片生理生化指标的影响.结果表明:随着干旱胁迫程度的增加和时间的延长,大丽花叶片的相对含水量、水势和叶绿素含量显著下降;叶片相对电导率、丙二醛含量显著增加,质膜遭到损害,大量离子外渗,严重胁迫下质膜的损害最严重,复水后无法恢复到对照水平;可溶性糖、脯氨酸含量显著增加,脯氨酸含量在中度和重度胁迫后期增加显著,说明其对干旱亏缺的敏感性较低;可溶性蛋白呈降-升-降的变化趋势;抗氧化酶SOD、POD和CAT活性先上升后下降,3种酶对干旱胁迫和活性氧的响应存在一定差异,表现为相互协调的作用.