四翅滨藜生理生化特征对盐胁迫的响应

采用温室盆栽试验研究四翅滨藜(Atriplex canescens)幼苗株高、地径、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量、抗氧化酶活性及丙二醛含量对不同浓度NaCl和Na_2SO_4(0、100、200、300和400mmol·L~(-1))胁迫的响应,以探讨四翅滨藜对不同种类及不同浓度盐渍环境的适应机制及其耐盐机理。结果显示:(1)随着盐分浓度的升高,四翅滨藜幼苗的株高、地径及生物量增量呈现出先升高后降低的趋势,低盐浓度下2种盐均促进幼苗生长,盐浓度超过400mmol·L~(-1)时,NaCl对幼苗生长具有明显抑制作用。(2)2种盐处理下,四翅滨藜幼苗净光合速率(Pn)和叶绿素含量(Chl)随盐浓度增大而升高,即2种盐均对幼苗Pn和Chl含量具有促进作用,且Na_2SO_4的促进效果大于NaCl;而幼苗蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随盐浓度升高呈先增大后减小的趋势,且Na_2SO_4的促进作用强于NaCl。(3)与对照相比,四翅滨藜幼苗的丙二醛、SOD、POD酶活性在NaCl和Na_2SO_42种盐处理下,随着盐浓度的升高均呈现出不同程度的增大,且增大幅度总体表现为NaClNa_2SO_4。研究表明,四翅滨藜在NaCl和Na_2SO_4胁迫下,叶绿素的分解速率以及发挥作用的渗透调节物质均有差异,使得幼苗叶片健康程度不同,导致叶片光合能力大小的差异,最终表现为植株的生长差异;四翅滨藜具有较强的耐盐能力,而且对Na_2SO_4的适应能力强于NaCl。     

平茬高度对四合木生长及生理特性的影响

为改善珍稀濒危植物四合木种群衰退现状,促进其更新复壮及可持续发展,对四合木老龄化植株进行了0 cm、5 cm、10 cm、15 cm（文中定义为A、B、C、D）四种平茬高度处理,以未平茬老龄植株为对照（CK）,跟踪测定各处理的生长指标和生理指标变化规律,结果表明：（1）平茬能够促进四合木老龄化植株更新复壮,平茬后第一生长季各处理组株高生长量极显著大于CK（p<0.01）,处理B、C、D冠幅年生长量极显著大于CK（p<0.01）,各处理组新生萌条数量大于CK、萌条基径和萌条枝长极显著大于CK（p<0.01）,其中处理B株高和冠幅生长量分别较对照组增加241.43 %和417.21 %,平均萌条数量为324枝分别大于处理A、C、D和CK的293枝、229枝、221枝159枝;（2）对照植株净光合速率及蒸腾速率日变化均为双峰曲线,四种平茬处理植株平茬后第一个生长季7月份净光合速率和蒸腾速率为单峰曲线,而平茬后第二个生长季7月份变为双峰曲线;（3）平茬后前两个生长季7月份净光合速率日均值排序均为：处理B>D>C>A>CK,其中,处理B日均值分别为CK的2.07倍和1.94倍;（4）平茬处理改善了四合木植株水分状况,提高了四合木抵御干旱胁迫的能力,处理组蒸腾速率和水势均高于对照组;（5）平茬处理提高了四合木水分利用效率,其中,处理B提高程度最为明显,前两个生长季的水分利用效率分别是CK的1.38倍和1.42倍;（6）在平茬后前两个生长季内,5 cm平茬较其他高度平茬在生长和生理特性均有明显优势,但随平茬年限的增加其状况如何尚需进一步研究。     

四翅滨藜AcDHN基因的克隆及其抗逆功能分析

脱水素（dehydrin,DHN）是一类胚胎发育后期丰富蛋白（LEA）,在植物脱水条件下能保护细胞内蛋白质和膜结构免受破坏。本研究中,从四翅滨藜（Atriplex canescens）cDNA文库克隆得到逆境胁迫相关蛋白基因AcDHN的全长cDNA（登录号：JN974246）,并进行序列分析。将4cD鼢别插入到原核表达载体pET28a和双元表达载体pYES-DEST52中,通过转化大肠杆菌和酿酒酵母进行原核表达分析和真核表达分析。结果表明：AcDHN序列全长为1408bp,完整的开放阅读框长为1017bp,由338个氨基酸残基组成,预测蛋白质分子量为38.3kDa,理论等电点为6．47,AcDHN与仙人掌中DHN蛋白同源性为55％。AcDHN基因在大肠杆菌BL21（DE3）中诱导表达出分子质量约45．2kDa的融合蛋白。重组酵母菌株能表现出艮好抗逆性,特别是对NaCl、低温、Na2CO3和NaHCO3胁迫的抗逆性,其中抗碱胁迫能力表现最强。     

梯度水分对鱼腥草生长及生理特征的影响

以不同的施水量,模拟自然生境中林下鱼腥草不同水分条件,设置了8个水分梯度,研究梯度水分对鱼腥草生长和生理特征的影响,以建立鱼腥草生态栽培模式。结果表明:水分的减少或增加均显著减少生物量,中度、重度干旱和水淹明显降低株高和叶面积指数。重度干旱显著提高根冠比。除轻度湿润组外,水分的减少或增加,均显著提高MDA含量;与对照组相比,各干旱处理组SOD和CAT活性和MDA含量明显增强;除脯氨酸含量以外,湿润各处理组CAT、POD、SOD活性和MDA含量均明显低于干旱各处理组;水淹时,CAT、POD、SOD活性、MDA和脯氨酸含量均较低。说明中度干旱或中度湿润已对鱼腥草形成逆境胁迫。栽培鱼腥草的水分条件可以控制在轻度干旱和轻度湿润之间。     

四翅滨藜形态特征及生理生态适应性

中国引种优良的荒漠化和盐碱地治理树种四翅滨藜已有20多年时间.本文从形态特征及生理生态学的角度对国内外相关研究成果进行了综述,主要包括四翅滨藜的地域分布,适宜引种区划分,形态分类、外部形态特征、叶片解剖结构,种子耐盐性试验,以及在不同程度的盐碱、干旱、低温非生物胁迫下生理生化指标的变化,抗逆性机理,生物干扰、自然演替及生物多样性等研究,并分析了进一步研究的问题,以期对退化生态系统的恢复及其开发利用提供科学依据.     

养分对旱地小麦水分腔迫的生理补偿效应

利用不同深度渗漏池供水差异所造成的水分胁迫,分期测定冬小麦叶片的净光合速率、气孔阻力、叶肉胞间ＣＯ２浓度、蒸腾强度、叶绿素含量和叶片吸光强度。研究养分对小麦水分胁迫的生理补偿效应。结果表明,水分腔迫后,气孔阻力增加,叶绿素含量和净光合速率显著下降。但在水分胁迫时施用氮肥,蒸腾速率减弱,叶绿素含量,叶片吸光强度和净光合速率增加,因而,短时水分利用效率显著提高。这表明,因水分胁迫导致净光合速率和短时水     

四翅滨藜盐胁迫应答基因AcPsbQ1的克隆及其在酵母中的功能分析

光系统II亚基蛋白Q(Photosystem II subunit Q, PsbQ)是组成光系统II(PSII)复合体的重要外周蛋白之一,对维持PSII放氧活力起重要作用。在盐胁迫下,高浓度的Na⁺和Cl^-在叶绿体中积累会严重破坏叶绿体的结构,抑制光合作用,使植物生长缓慢。文章通过筛选盐生植物四翅滨藜(Atriplex canescens) cDNA文库,获得一个在PSII中与放氧关系密切的放氧复合体蛋白基因PsbQ,命名为AcPsbQ1(GenBank登录号：KJ027025)。AcPsbQ1基因开放阅读框为699 bp,编码由233个氨基酸组成的前体蛋白。为了研究该基因的功能,文章克隆了AcPsbQ1基因并转化至酵母中,高盐和干旱胁迫处理实验表明转AcPsbQ1基因酵母相比于野生型酵母对高盐和干旱有更强的耐受力。为了进一步研究AcPsbQ1是否参与植物抗逆应答反应,利用实时荧光定量PCR法测定AcPsbQ1在胁迫处理条件下的表达变化。结果表明,用0.4 mol/L NaCl处理四翅滨藜12 h后,AcPsbQ1基因的表达量明显高于未处理的对照,表明AcPsbQ1基因的表达受盐胁迫诱导,同时,干旱胁迫也会提高AcPsbQ1基因的表达水平。上述结果表明该基因可能参与盐生植物四翅滨藜的抗逆胁迫应答反应。     

平茬措施对柠条生理特征及土壤水分的影响

通过对比试验,研究了平茬措施对柠条的净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、枝水势,以及土壤水分含量的影响。结果表明:(1)平茬措施对柠条生理特征的影响因其生长发育阶段而异。其中,在花期(6月份),平茬柠条日平均净光合速率较对照(未平茬柠条)降低14.72%,日平均蒸腾速率提高27.31%,水分利用效率较对照低33.33%;随着柠条的生长发育(7月、8月、9月),平茬柠条日平均净光合速率逐渐升高最终高于对照,日平均蒸腾速率的差距也不断缩小;相应的其水分利用效率增加较快(对照柠条、平茬柠条增幅分别达108.3%、222.5%),至自然生长末期(9月),平茬柠条较对照高出4.76%。(2)平茬柠条枝水势的日变化和月变化均高于对照。(3)在整个生长季,平茬柠条地的平均土壤含水量在50—240 cm范围内均明显高于对照,且平茬措施显著降低了0—300 cm剖面各层土壤水分变异情况。(4)相关分析显示,平茬措施对柠条生理特征及土壤水分有重要影响。可见,采取平茬措施的第1年,平茬措施对柠条同时产生消极的生理影响和积极的土壤水分效应。弄清平茬措施的更新复壮机理,需要开展更多的深入研究工作。     

平茬柠条的土壤水分动态及生理特征

平茬作为荒漠草原区柠条林优化管理的重要手段之一,深入探究平茬复壮阶段的土壤水分的恢复状况及其对生理特征的影响具有十分重要的意义。通过设置对比试验,研究了不同平茬年限柠条的土壤水分的时空分布及其周期性变化规律,并分析了其对净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率等光合作用生理特征的影响,结果表明:(1)生长季年内变化,PC1a—PC5a柠条在对土壤水分的保持能力均高于WPC柠条;对比不同平茬年限柠条土壤水分,PC3a增长迅速,PC4a水分条件最优,PC5a土壤水分消退逐渐向WPC柠条的土壤水分接近;土壤垂直剖面上,PC1a—PC4a柠条根系活跃区的土壤水分随着平茬年份的增加,深层的土壤水分得到有效改善,到PC5a时开始回落。(2)不同平茬年限土壤含水量变化剧烈程度分别为PC4aPC5aWPCPC2aPC3aPC1a,且平茬措施对非根系活跃区的深层土壤水分影响不大,平茬后,对0—180cm土层深度的影响显著,且以平茬PC4a和PC5a的土壤水分周期性变化最长,振动强度变化最明显。(3)平茬早期(PC1a—PC2a)的土壤水分并未迅速提高,此阶段柠条的光合作用受自身性状的影响大于对土壤水分的影响;平茬中期(PC3a—PC4a)的土壤水分对光合作用的影响大于柠条的补偿生长作用;平茬后期(PC5a),平茬柠条光合作用减弱及性状几乎不发生变化,土壤水分状况也开始接近WPC柠条。因此,对于荒漠草原平茬复壮阶段的柠条林的科学有效管理,PC5a柠条可作为饲草资源进行利用的最佳时段。     

平茬措施对天然沙冬青生理特性的影响

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus(Maxim.)Cheng f.)是我国二级珍稀濒危植物,由于自然条件的不断恶化使这一古老残遗物种种群受到威胁。本文以西鄂尔多斯国家级自然保护区内生长的天然沙冬青为材料,对平茬后经过3年恢复生长的萌蘖灌丛和未平茬的沙冬青灌丛的地上部生物量、叶片相对含水量(RWC)、叶水势(WPB)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用效率(WUE)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)等指标进行了测定,并对平茬处理的各项生理指标变化进行了研究。结果显示:平茬后的沙冬青萌蘖灌丛经过3年的生长能恢复到平茬前的生物量;平茬与未平茬(对照)沙冬青叶片相对含水量差异不显著(P0.05),但平茬后的沙冬青叶水势日间(7∶00-19∶00)均显著高于对照(P0.05);平茬与未平茬沙冬青日间净光合速率、蒸腾速率均出现两个高峰值,且均有"午休"现象,平茬后的沙冬青萌蘖丛Pn日均值比对照升高了15.73%、Tr日均值比对照升高了15.57%、WUE日均值比对照升高了13.92%(P0.05);Gs日均值比对照也有所上升,且与Pn、Tr的变化趋势基本一致,但Ci的变化趋势与Gs、Pn和Tr相反。说明平茬处理对增加地上部生物量、提高其生理指标均有明显作用,能提高沙冬青潜在的生产力。     

Comparison of salt tolerance and osmotic adjustment of low-sodium and high-sodium subspecies of the C4 halophyte, Atriplex canescens

The relationship between Na⁺ accumulation and salt tolerance was tested by comparing subspecies of the halophyte, Atriplex canescens (fourwing saltbush), that differed markedly in Na⁺ content and Na:K ratios. Above ground tissues of one low-sodium and two high-sodium subspecies were compared with respect to cation accumulation, osmotic adjustment and growth along a salinity gradient in greenhouse trials. Plants of each subspecies were grown for 80 d on 2.2, 180, 540 and 720 mol m^?3 NaCl. At harvest, A. canescens ssp. canescens had significantly lower Na⁺ levels, higher K⁺ levels and lower Na:K ratios in leaf and stem tissues than A. canescens ssp. macropoda and linearis over the salinity range (P < 0.05 or 0.01). Na:K ratios in leaves of the latter two, high-sodium, subspecies were approximately 2 on the lowest salinity treatment and ranged from 5 to 10 on the more saline solutions. By contrast, Na:K ratios in leaves of the low-sodium subspecies canescens, were only 0.4 on the lowest salinity and ranged narrowly from 1.7 to 2.3 at higher salinities. However, despite different patterns of Na⁺ and K⁺ accumulation, all three subspecies exhibited equally high salt tolerance and had similar osmotic pressures in their leaves or stems over the salinity range. Contrary to expectations, high salt tolerance was not necessarily dependent on high levels of Na⁺ accumulation in this species.     

干旱胁迫对枇杷生理特性及生长的影响

以3年生‘大五星’枇杷嫁接苗为试验材料,通过盆栽控水试验设置4个水分处理梯度:对照(CK)、轻度胁迫(LS)、中度胁迫(MS)和重度胁迫(SS),研究不同程度土壤干旱对枇杷幼树的生长和生理特性的影响。结果显示:(1)枇杷的株高、地上和地下生物量随干旱胁迫的增强呈下降趋势。(2)在轻度和中度胁迫下叶片叶绿素含量增加,随着土壤水分的减少,叶绿素含量和叶片相对含水量(LRWC)均显著下降。(3)叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着干旱胁迫的加剧均显著下降,其中Gs下降幅度最大,而胞间CO2浓度(Ci)则表现为先下降后上升,重度胁迫时叶片的水分利用率(WUE)最低。(4)干旱的加重使叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性呈现先增加后降低的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性在轻度胁迫下最为活跃但在重度胁迫时显著降低,丙二醛(MDA)含量在中度胁迫第10天开始显著升高。(5)随干旱胁迫的加剧游离脯氨酸(Pro)含量增加且在重度胁迫第10天达到最大值,而可溶性蛋白(SP)含量在胁迫后期与对照无显著差异,可溶性糖(SS)含量在重度胁迫后期达到峰值且与对照差异显著。研究表明,在轻度和中度干旱胁迫下,枇杷叶片光合作用受到抑制,但能够积极调控抗氧化酶的活性和渗透调节物质的含量等来增强耐受性,而重度胁迫下,叶片膜系统和光合系统受到损伤,枇杷生长受到严重抑制。     

Na and k accumulation and salt tolerance of Atriplex canescens (Chenopodiaceae) genotypes

Sixteen accessions of the xerohalophyte, Atriplex canescens (Pursh.) Nutt., differing in tendency to accumulate Na or K in leaf tissues, were compared for salt tolerance in a greenhouse study. Plants were grown along a salinity gradient from 72 to 2017 mol/m³ NaCl measured in the root zone. Growth rates (RGR) were negatively affected by salinity for all accessions. Initial leaf levels of Na (measured before exposing plants to saline solutions) were positively correlated with subsequent RGR's of accessions on the salinity gradient (r = 0.60 - 0.88, P < 0.05 across salinity levels), whereas initial leaf K levels were negatively correlated (r = -0.68 to -0.85, P < 0.01 across salinity levels). Varieties linearis (S. Wats.) Munz and grandidentatum Stutz & Sanderson had greater tendency for Na accumulation, lower tendency for K, and higher growth rates on saline solutions than var. occidentalis (Torr. & Frem.) Welsh & Stutz accessions. Within var. occidentalis accessions, RGRs were negatively correlated with initial leaf levels of K but not Na. Postexposure leaf Na and K levels were not strongly correlated with RGR's. All accessions responded to salinity by increasing their uptake of Na, which is the primary mechanism of osmotic adjustment to salinity in this species. It is suggested that differences in tendency to accumulate Na or K among A. canescens genotypes are related to their specialization for saline or xeric habitats, respectively.     

中国林蛙继饥饿后的补偿生长研究

本研究在室内环境条件下进行,研究了不同饥饿程度和再投喂后中国林蛙的生长变化,并对中国林蛙饥饿后的补偿生长及其机制进行了分析。结果表明：中国林蛙经饥饿后再投喂,各处理组的体重已经赶上对照组的体重,其体重逐渐增加,经单因素方差分析,对比变化不显著,呈现出完全补偿生长。体重恢复过程中,各饥饿处理组的特殊生长率（SGR）、摄食率（FR）及饵料转化率（CE）均存在不同程度的差异。     

cDNAs induced by ozone from Atriplex canescens (saltbush) and their response to sulfur dioxide and water-deficit

Ozone effects on plant water relations have been reported to be similar to those of water-deficit. The objective was to identify ozone-inducible (OI) clones from Atriplex canescens (saltbush) and determine if they were also responsive to water-deficit as well as SO₂. cDNA clones derived from four different polyA RNAs which accumulate in 8-month-old shrub leaves exposed to ozone (0.2 μl I⁻¹, 6 h day⁻¹, 7 days) were isolated by differential screening, analyzed by northern blots, sequenced, and gene product homologies with other plant genes were determined. Clone OI12A-3 has homology with wound-inducible proteinase inhibitors, whereas clone OI8–3 protein is homologous to thiol proteases. Clones OI2–2 and OI14–3 putatively code for glycine-rich proteins with repeated motifs (Gly-Gly-Gly-Tyr-Gly-His)_n and putative cell-wall-targeting signal peptides. Clone OI2–2 and particularly clone OI14–3 were also induced by both SO₂ and water-deficit. These data indicate that woody plant genes associated with cell wall protein production and whose expression is induced by several stress factors may be responding to common oxidative stress pathways.     

平茬高度对香椿生长及其光合特性和非结构性碳水化合物含量的影响

该研究以4年生香椿为试验材料,设置平茬20 cm(T₁)、50 cm(T₂)、80 cm(T₃)和不平茬(CK)4种处理,观测其萌枝和叶片生长情况,以及叶片的气体交换参数、光合色素含量、非结构性碳水化合物(NSC)含量的变化,分析不同平茬高度的生长生理响应差异,以明确平茬措施下香椿植株更新复壮再生的生理机制。结果表明：(1)平茬能够显著提高香椿的萌枝能力,促进侧枝和叶片生长,其萌枝数、侧枝长度在T₃处理下最高,成枝数、叶长、叶宽、叶面积及侧枝粗度在T₂处理下达到最大值。(2)随着平茬高度的增加,香椿叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均先升后降,并在T₂处理达到最大,较CK分别显著提高了17.33%、10.00%、13.51%和6.98%;平茬也提高了叶片光合色素含量,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量在T₂处理下分别比CK显著提高了18.34%、27.07%、21.11%和23.05%。(3)不同平茬高度处...     

三角叶滨藜根吸水特点与其抗盐性的关系

采用压力室和冰点渗透压计测定了三角叶滨藜在不同浓度NaCl的根系环境溶液中根木质部的压力势和伤流液的渗透势,并利用原子吸收分光光度计测定了植株和伤流液以及环境溶液中Na 含量。结果表明:随着根环境溶液NaCl浓度的增加,三角叶滨藜植株和木质部伤流液中Na 含量虽呈上升趋势,但根系的过滤系数和体内Na 相对累积量逐渐降低,说明三角叶滨藜根细胞对盐分有很强的过滤作用;木质部伤流液的渗透势随着环境溶液渗透势的降低而降低,但根木质部溶液的水势则逐渐高出根外环境溶液的渗透势;表明三角叶滨藜能够利用较低的木质部负压来抵抗根外溶液的低渗透势而反渗透吸水,并利用根细胞对盐分的过滤作用来避免从环境摄取过量的盐分。