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。     

不同水陆生境下入侵种喜旱莲子草与土著种莲子草表型变异和细胞渗透势调节能力的比较研究

喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)能成功入侵不同水陆生境,而其同属近缘种莲子草(A.sessilis(Linn.)DC.)适于生长在潮湿的陆地环境中。为揭示两物种生态幅差异的机理及与其入侵潜力的关系,我们在模拟不同水陆生境的同质园环境下,比较了喜旱莲子草和莲子草的形态特征、细胞渗透势变异状况和细胞内溶质物质合成相关基因(蛋氨酸合成酶基因)的表达水平。结果表明:喜旱莲子草对环境变异更敏感,表型变异幅度更大,具有更有效的渗透势调节能力;蛋氨酸合成酶基因在喜旱莲子草进入水生环境的早期阶段表现出短暂上调的特殊表达趋势。这说明有效的细胞渗透势调节机制与喜旱莲子草对不同水陆生境的广泛适应性和较强的表型可塑性能力可能有关,从而帮助其在不同生境中成功入侵。     

对《关于渗透势与渗透压,压力势与压力问题的一些看法》的意见

“渗透压(π)在数值上等于渗透系统中(两种不同有效浓度的)溶液的渗透势(ψ_x)的差值。……由π=⊿ψx=ψx-ψxB可见,渗透压表示了溶液B的渗透势比溶液A的渗透势要低π这样大的值。……(一个溶液的渗透势)ψx≤0……渗透压等于两溶液的水势之差值。”引文中的“两溶液”,不妥。一溶液的渗透压是该溶液与纯水达成渗透平衡时,溶液一方所承受的外压(差),不是两溶液的渗透平衡时的外压(差)。     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现:4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿<荒漠锦鸡儿<柠条锦鸡儿<狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15%以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现:荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现:POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些结果表明:(1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2)保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

关于“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”问题的一些看法

读了前几期有关“水势”的讨论文章之后,觉得在“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”的关系问题上还有些可商讨之处。现仅就自己的一些不成熟的看法,提请诸位指教。我们知道,渗透势(ψx)就是体系中由溶质所决定的那部分水势(ψw),是体系中由于加入溶质后而引起水势降低的一种数量指标,其热力学含义为:     

渗透调节参与循环干旱锻炼提高烟草植株抗旱性的形成

对漂浮育苗的烟草幼苗进行控水一半萎焉．复水一恢复的循环干旱锻炼。结果表明,这种干旱锻炼能显著提高烟草幼苗根、茎、叶中的渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸的含量,降低细胞渗透势。当干旱锻炼过的烟草植株遭受后续的干旱胁迫时,与未锻炼的对照相比,其根、茎、叶能积累更多的可溶性糖和脯氨酸,从而降低了细胞渗透势,使叶片能维持较高的膨压。这些结果表明渗透调节参与了循环干旱锻炼提高的烟草植株抗旱性的形成过程。此外,干旱锻炼提高了烟草幼苗的根／冠比。循环干旱锻炼过程中烟草植株一方面使其各部位通过渗透调节来对干旱环境进行生理适应,另一方面通过调节光合产物在地上部和地下部的分配以影响根／冠比来对干旱环境进行形态适应,以最终提高其抗旱性。     

名词解释

[38]细胞质渗压剂(Cytoplasmic osmoticum) 决定细胞质渗透势的溶质,如甜菜碱和脯氨酸。它们在细胞质内的浓度为液泡中浓度的几十倍,起着平衡细胞质与液泡以及外界环境介质的渗透势的作用。(汤章城)     

盐胁迫下盐芥渗透调节物质的积累及其渗透调节作用

用含有NaCl0、50、100、200、300、400mmol/L的Hoagland培养液处理盐芥幼苗一定时间后,分别测定其根和叶含水量、渗透势、几种无机和有机渗透调节物质含量,并计算了渗透调节物质在不同条件下的计算渗透势值(COP).结果表明:随盐处理浓度的增加,盐芥根和叶的含水量和渗透势逐渐降低;Na 和Cl-是根和叶积累的无机渗透调节物质;SS、OA和FAA是根积累的有机渗透调节物质,Pro是叶和根积累的有机渗透调节物质.Na X-ray微区分析表明液泡是积累Na 的主要部位.     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的生理适应特性。研究发现：4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿 < 荒漠锦鸡儿 < 柠条锦鸡儿< 狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15％以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现：荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现：POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿 > 荒漠锦鸡儿 > 柠条锦鸡儿 > 垫状锦鸡儿。这些结果表明： (1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2) 保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

抗旱性不同的小麦叶片的渗透调节与水分状况的关系

两年的试验结果表明：在土壤水分胁迫下抗旱性强的小麦品种叶片的相对含水量和水势均高于抗旱性弱的品种;渗透势与水势为线性关系,水势每变动一个单位,渗透势变动0.71- 0.93个单位;渗透势与相对含水量的对数化关系为两条直线组成的一条折线,第一条直线渗透势的下降完全由渗透调节引起;第二条直线渗透势下降主要是细胞失水浓缩的结果。渗透调节能力为：秦麦3号>昌乐5号>山农587>济南13>烟农15>鲁麦5号。     

抗旱性不同的小麦叶片的渗透调节与水分状况的关系

两年的试验结果表明:在土壤水分胁迫下抗旱性强的小麦品种叶片的相对含水量和水势均高于抗旱性弱的品种;渗透势与水势为线性关系,水势每变动一个单位,渗透势变动0.71—0.93个单位;渗透势与相对含水量的对数化关系为两条直线组成的一条折线,第一条直线渗透势的下降完全由渗透调节引起;第二条直线渗透势下降主要是细胞失水浓缩的结果。渗透调节能力为:秦麦3号>昌乐5号>山农587>济南13>烟农15>鲁麦5号。     

渗透胁迫对化感作用生物测定的影响

以加拿大蓬水提液为供体,白菜种子为受体,设计了梯度渗透、等渗溶液以及高渗透压、低化感物质浓度3组实验;通过梯度渗透试验确定受体植物可耐受的渗透势阈值,用等渗溶液排除渗透势的干扰确定植物浸提液的化感作用及其作用强度,以高渗透压、低化感物质浓度试验初步模拟自然条件下渗透势与化感物质之间的主次关系,探讨化感作用研究中培养液渗透势对试验结果的影响。结果显示,处理液渗透势在≥-0.25 MPa范围内对白菜种子萌发和幼苗生长没有显著影响;加拿大蓬水溶性物质具有化感作用,且其化感作用主要影响小白菜幼苗的生长,而对其种子萌发影响相对较小;在渗透势相同的溶液中,只要溶质中含有部分加拿大蓬水溶性物质即可对受体植物产生化感作用。研究发现,与渗透胁迫相比,化感物质是加拿大蓬水提液中影响受体植物生长发育的主要因素。     

矮砧果树为什么变矮

在果树矮化密植栽培中,有以下几种方法使果树变矮:①利用矮化砧或矮化中间砧;②采用紧凑型品种;③采用致矮的农业技术;④使用生长调节剂。现仅用矮化砧为例,分析一下矮砧果树变矮的原因: 什么是矮化砧木具有矮化作用的砧木,叫矮化砧。矮化砧具有比其接穗细胞渗透势低的生物学特性。由于细胞的渗透势与溶质浓度成反比,所以,矮化砧组织细胞渗透势低而细胞液浓度较高。通过嫁接后,将与其接穗细胞形成浓度的逆生理差。     

Na2CO3胁迫下星星草幼苗叶绿体GST活性变化及其与相关指标的关系

通过对不同浓度Na2CO3胁迫下星星草幼苗培养基质和叶片渗透势、叶片相对电导率、叶绿体谷胱甘肽转移酶（GST）活性和O2^-产生速率的研究,以探讨星星草幼苗叶绿体GST活性在Na2CO3胁迫下的变化规律及其在抗Na2CO3胁迫中的作用。结果表明,在0～0．4％Na2CO3胁迫范围内,随着其浓度的增加星星草幼苗叶绿体GST活性增强,Na2CO3胁迫浓度继续增加则GST活性急剧减弱。星星草幼苗叶绿体GST活性随培养基质渗透势、叶片渗透势和叶片相对电导率以及叶绿体O2产生速率的变化趋势相似。叶绿体GST活性和Na2CO3胁迫浓度以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和O2^-产生速率以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和培养基质渗透势以及叶片渗透势之间、叶绿体GST活性和O2^-产生速率以及叶片相对电导率之间相关关系显著。说明叶绿体GST在星星草幼苗抵抗低强度（浓度）Na2CO3胁迫中起着非常重要的作用。     

关于恢复教科书中有关渗透压内容的建议

渗透势和渗透压是水势教学中的两个重要概念。一些学者主张甩渗透势代替渗透压。目前我国的一些植物生理学教科书已完全采纳了渗透势这个概念,在书中不再介绍渗透压。这样做有利于学生理解溶质在水势中的作用,避免把渗透势与渗透压混淆起来。但也带来了新的问题,主要表现在以下两个方面。     

离子吸收分布与几种荒漠植物适应性的关系

用压力室灌流挤压法结合原子吸收分光光度计测定了胡杨、沙枣、柽柳、梭梭和花棒等5种荒漠优势植物组织以及细胞内和质外体溶液中K+、Na+含量,并用TPS-1型光合蒸腾测定系统和露点微伏压计测定了叶片(同化枝)的蒸腾速率和组织渗透势,以分析荒漠植物离子吸收特点与其适应性的关系。结果表明:5种植物叶片(同化枝)中K+含量差异较小,但Na+含量却有极显著差异,其中梭梭Na+含量最高、胡杨和柽柳次之、花棒和沙枣相对较低,且梭梭和柽柳的根系和组织细胞膜对Na+也具有更高的透性。另外,实验结果还显示组织Na+含量与组织渗透势和蒸腾失水率均呈显著负相关,即Na+的吸收、积累可能在渗透调节和减少水分散失中具有重要作用。由此可见,梭梭和柽柳能够通过大量吸收和积累无机离子来降低渗透势、增强吸水力,同时减少蒸腾失水,具有很强的荒漠环境适应能力;而胡杨蒸腾耗水量较大、花棒和沙枣生理吸水的动力不足,与梭梭和柽柳相比,其荒漠环境适应能力相对较弱。     

等渗盐分与水分胁迫对三角叶滨藜和玉米光合作用的影响

以溶液培养的三角叶滨藜(Atriplex triangularis)和玉米(Zeamays)为材料,测定了等渗的盐分和水分胁迫对2种植物光合作用的短期影响。结果表明:等渗的水分和盐分胁迫均会造成三角叶滨藜和玉米净光合速率(Pn)的降低,而且随着胁迫程度的增强,水分胁迫引起Pn下降的幅度要明显高于等渗的盐分胁迫;在较低渗透胁迫强度下,2种胁迫导致光合速率下降的主要原因是气孔限制;但在环境溶液渗透势为-1.0MPa时,水分胁迫对光合作用的影响逐渐转化成非气孔限制,而盐胁迫仍然是气孔限制起主要作用;由此可见,等渗透势的水分胁迫对2种植物光合系统的影响要明显大于盐分胁迫。     

盐胁迫下外源ABA对玉米幼苗耐盐性的影响

利用不同浓度外源ＡＢＡ 可以提高生长在盐渍条件下玉米（Ｚｅａ ｍ ａｙｓ Ｌ．）幼苗的耐盐能力,增加幼苗的干重。其原因是由于幼苗渗透势的降低和渗透调节能力的增大,地上部分拒盐能力的提高,摄取的大量Ｎａ＋ 积累在根部。同时发现外源ＡＢＡ 增大幼苗渗透势和渗透调节能力是幼苗有机渗透物质增加的结果。讨论了玉米地上部分拒盐的机理     

甜菜碱和甜菜碱合成酶

就重要的渗透调节剂甜菜碱在高等植物中的分布、诱导积累和生物合成,以及甜菜碱合成酶的分子生物学研究的历史和进展作了扼要综述。甜菜碱是一种非毒性的渗透调节剂。植物、微生物、海洋无脊椎动物、海藻、真菌和细菌中都有存在。许多高等植物,特别是会科和禾本科植物,在受到水／盐胁迫时积累大量甜菜碱。甜菜碱生物合成的调节控制及其相应的遗传操作的研究,对认识植物的渗透调节机理和培育高抗盐抗旱作物品种有重要意义。     

沙漠-绿洲过渡带四种多年生植物水分关系特征

沙漠一绿洲过渡带地区植被的可持续性在防止绿洲沙漠化的过程中非常重要。对过渡带主要植物种骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Lebed．)、胡杨(Populus euphratica Oliv．)和头状沙拐枣(Calligonum caputmedusae Schrenk．)水分关系的研究表明：4种植物的水分恢复状况良好,清晨水势一直较高,水分亏缺并不严重。渗透势和正午水势的降低幅度不大,变化比较平稳,更像是一种生长过程中的结果．植物的水分胁迫状况并不明显。4种植物的水势和渗透势都高于典型的荒漠植物,属于中生植物的范围。水分参数的变化显示在同样的环境节律下,四种植物在水分生理的变化特征上有一致性。一直很高的RWCp值表明植物不能适应剧烈的水分损失和较低的水分含量,植物需要稳定充足的水分供应来适应塔克拉玛干极端气候条件下的生长环境。植物对环境胁迫也有各自不同的生理适应特点,胡杨的△Ⅱ值大,能忍受较多的水分损失维持气孔的开放;骆驼刺的ψp值最高,水分亏缺的平衡与恢复效果明显;C4植物头状沙拐枣能维持较高的水势和渗透势,而盐土植物多枝柽柳能忍受水势的很大降低。夏季一次性灌溉对骆驼刺、多枝柽柳和胡杨水分状况的改善基本没有影响,对头状沙拐枣有一定的帮助。植物群落和地下水关系密切,过渡带地区地下水位稳定在植物可接触的范围内是保证植物长期存活的关键。4种植物对干旱胁迫的适应为躲避型。