3种阴生地被植物对SO_2胁迫的生理响应及净化能力

该研究以3种阴生地被植物麦冬、虎耳草和紫萼玉簪为研究材料,采用人工模拟熏气方法,测定不同浓度(5.71,11.43,17.14,22.86mg·m~(-3))SO_2胁迫下参试植物的外观受害症状,以及膜质过氧化、保护酶活性、渗透调节物质等生理指标,以叶片吸硫量比较3种植物的净化能力,并采用模糊数学隶属函数与主成分分析法对其抗SO_2能力进行综合评价。结果显示:(1)随着SO_2熏气浓度的升高,3种植物的叶片都有不同程度的受害症状,叶片叶绿素含量、汁液pH值和相对含水量下降,丙二醛含量、叶片相对电导率、可溶性糖、游离脯氨酸含量上升,且其SOD和CAT活性显著增强。(2)隶属函数法和主成分分析法综合评定结果显示,3种地被植物对SO_2抗性能力表现为:麦冬紫萼玉簪虎耳草,与叶片受伤害症状和叶液pH值下降的顺序相反,说明这2个指标可作为简单可行的评价SO_2抗性的重要鉴定指标。(3)3种植物均有一定的SO_2净化能力,其强弱顺序为虎耳草麦冬紫萼玉簪。研究表明,3种阴生地被植物都能够在SO_2胁迫下提高其保护酶活性和渗透调节物质含量,增强其抗硫胁迫和SO_2吸收能力,并以麦冬对SO_2抗性最强,虎耳草对SO_2的吸收能力最强;该试验中最低参试SO_2浓度远远高于城市大气中的实际SO_2浓度,在试验环境下3种阴生植物再都未呈现伤害症状,说明吸收硫能力强的虎耳草和麦冬可以在SO_2污染严重的林下区域大面积应用推广。     

4种幼树对二氧化硫胁迫的抗性生理响应

利用密闭环境控制室熏气处理,研究了不同浓度（自然状态和0.5、1.5、3.0 mg·L^-1）SO₂对盆栽巨桉、天竺桂、西蒙得木和茶树幼树叶片渗透调节物质含量、抗氧化系统保护酶活性和丙二醛含量的影响,并就各树种对SO₂的抗性进行综合评价。结果显示:（1）SO₂对4个树种叶片伤害程度表现为天竺桂<西蒙得木<巨桉<茶树。（2）SO₂胁迫显著增加了巨桉和西蒙得木叶片可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）和游离脯氨酸（Pro）3种渗透调节物质含量;SO₂胁迫对天竺桂叶片SP和SS含量无显著影响,且对Pro含量的促进作用也是在处理30 d后才体现出来;SO₂胁迫对茶树叶片SP含量无显著影响,使SS含量显著降低,而使Pro含量显著增加。（3）SO₂胁迫总体使巨桉和天竺桂抗氧化系统保护酶——超氧化物酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量增加,但西蒙得木各指标表现不同,而使茶树抗氧化系统保护酶活性和丙二醛含量则全面下降。（4）巨桉、天竺桂、西蒙得木、茶树的最大净吸收S量依次为1.17、1.32、2.04、0.95 g·kg^-1。（5）通过隶属函数法综合7个生理指标得到的SO₂抗性综合排序为天竺桂>西蒙得木>巨桉>茶树,与叶片伤害程度表现一致。研究表明,植物抗氧化保护酶系统在4个树种抵抗SO₂胁迫调节机制中具有重要作用,其中天竺桂超高的基础POD活性可能是其抵抗SO₂伤害的关键机制之一。     

3种野生地被植物对践踏胁迫的生理生态响应特征

不同强度践踏胁迫下,对3种野生地被植物主要生理生态响应特征进行了研究,结果表明：重度践踏胁迫下匍枝委陵菜的盖度、生物量下降幅度最大,和对照相比分别下降46.58%和43.53%。重度践踏胁迫下车前的纤维素含量最高,比对照增加43.31%。中度践踏胁迫下紫花地丁丙二醛含量积累最少,比对照升高28.57%。紫花地丁叶绿素含量对践踏胁迫响应敏感,轻度践踏可使叶绿素含量提高45.21%（p< 0.05）,重度践踏使匍枝委陵菜和紫花地丁的叶绿素含量分别下降了21.59%和29.37%。践踏胁迫使3种野生地被植物的群体净光合速率下降。综合分析结果为车前最耐践踏,紫花地丁次之,匍枝委陵菜最不耐践踏。     

曼地亚红豆杉对甲醛胁迫的生理响应

以一年生曼地亚红豆杉(Taxus media cv.hicksii)扦插苗为材料,采用密闭箱静态熏气法,研究不同甲醛（CH₂O）浓度(0、5、10、20和40 mg·m^-3)和熏气时间（1、3、5、7 d）对曼地亚红豆杉的生理响应。结果显示:（1）在5~20 mg·m^-3CH₂O浓度下,曼地亚红豆杉叶片均无受害症状,在40 mg·m^-3CH₂O熏气1 d时,叶片开始出现受害症状,并随时间的延长逐渐加重;（2）随着CH₂O浓度的增加和熏气时间的延长,叶片MDA、Pro含量和相对电导率皆呈增加趋势,SS含量表现为先升后降,但仍显著高于对照;（3）在5 mg·m^-3CH₂O处理下,叶片SOD、CAT、PPO和GR作为第一道防线共同作用以清除过多的活性氧,其中PPO最为敏感;在10、20 mg·m^-3CH₂O处理下,SOD、POD、CAT、PPO、APX和GR共同作用加快对活性氧的清理;在40 mg·m^-3CH₂O浓度下,各酶的活性均受到抑制,其中APX、PPO和GR活性显著低于对照,而SOD、POD和CAT活性仍显著高于对照。研究表明,在中低CH₂O浓度（5~20 mg·m^-3）处理下,曼地亚红豆杉主要通过合成渗透调节物质和活性氧自由基的酶促清除机制共同作用来适应逆境,在40 mg·m^-3CH₂O浓度下,APX、PPO、GR活性受到显著抑制,细胞膜过氧化程度加剧,植物叶片受到伤害;在CH₂O浓度低于20 mg·m^-3时,曼地亚红豆杉通过自身的应激保护系统来维持正常的生理活动,表现出较强的CH₂O耐受性。     

南方红豆杉对二氧化硫胁迫的生理响应

为探究南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)对SO2污染的抗逆机理,本实验以1年生盆栽幼苗为材料,采用密闭箱静态熏气法,研究了不同质量浓度SO2(5、10、20和40mg·m-3)下对南方红豆杉主要逆境生理特性的影响。结果表明,随着SO2浓度的增加和熏气时间的延长,叶片受到不同程度的伤害,同时伴随着叶绿素a和叶绿素b的迅速下降,叶片质膜透性的急剧增加,丙二醛含量大幅度上升,可溶性糖和脯氨酸升高。在同一熏气时间下,随着SO2浓度的增加,SOD、POD、CAT、和APX活性呈现先升高后下降的趋势。在整个熏气时间段内,在5 mg·m-3SO2胁迫下,SOD和APX活性首先被诱导,而POD和CAT在10mg·m-3SO2下被诱导;在40 mg·m-3SO2浓度下,与对照相比,SOD、CAT、APX和POD活性显著下降。可以推断,在低于10 mg·m-3SO2浓度下,南方红豆杉通过自身的应激保护系统来提高对SO2的抗性,维持正常生长;南方红豆杉适用于SO2污染区的园林绿化。     

二氧化硫增强拟南芥植株对干旱的适应性

以模式植物拟南芥为材料,研究SO_2对植物干旱适应性的影响。采用分光光度法检测植物干旱生理指标的变化,并用半定量RT-PCR技术分析了拟南芥热激基因和干旱响应基因的转录水平。研究发现:4周龄拟南芥植株暴露于30mg/m3的SO_2后,6—72h间叶面气孔开度显著低于对照并逐渐减小,在暴露48h和72h时,热激转录因子HsfA2和热激基因Hsp17.7、Hsp17.6B、Hsp17.6C转录上调,干旱响应基因DREB2A、DREB2B和RD29A表达增强;在SO_2熏气72h后进行干旱胁迫,干旱期间SO_2预暴露植株的叶片相对含水量高于非熏气干旱处理组,植株萎蔫程度比后者明显减轻,且SO_2预暴露植株的地上组织中可溶性糖和脯氨酸含量升高,超氧化物歧化酶活性提高,丙二醛含量降低。结果表明:SO_2能降低气孔开度、提高抗氧化能力、上调热激基因和干旱响应基因转录,并能促进干旱期间植物细胞内渗透调节物质的合成和积累,促使抗氧化酶活性提高,从而降低干旱胁迫对植株造成的氧化损伤,增强拟南芥对干旱的适应性。植物通过基因转录应答、酶活性改变、渗透调节物质积累等,在适应环境高浓度SO_2的同时,提高了对干旱的适应性。     

二氧化硫对蚕豆叶片H2O2累积和膜脂过氧化的影响

对经ＳＯ２熏气处理后,蚕豆叶片中Ｈ２Ｏ２的累积与膜脂过氧化关系进行了研究。低浓度ＳＯ２处理引起叶片中Ｈ２Ｏ２轻微累积,膜脂过氧化程度较低;较高浓度ＳＯ２引起Ｈ２Ｏ２含量增加,同时膜脂过氧化产物丙二醛含量也迅速增加,回归分析结果表明,ＳＯ２处理蚕豆叶片Ｈ２Ｏ２含量与丙二醛含量存在极显著的线性关系：ｙ＝３．５２９８＋０．０１６３ｘ,ｒ＝０．９３９７。     

H2O2-NOX系统: 一种植物体内重要的发育调控与胁迫响应机制

以H₂O₂为中心的活性氧(reactive oxygen species, ROS)的产生是动植物发育与响应外界生物与非生物胁迫的普遍 特征, 其在生理和分子2个水平上调控植物的发育和对外界胁迫的响应, 并与一系列信号转导过程相关联。作为关键的ROS产生酶, 质膜NADPH氧化酶(plasma membrane NADPH oxidase, PM-NOX)在植物应对各种生物和非生物胁迫中具有重要作用, 被广泛认为是胁迫条件下植物细胞ROS产生并积累的主要来源。该文简要综述了近年来人们在植物细胞ROS产生、清除、生理功能以及PM-NOX酶的结构特征与功能等方面的研究进展, 并认为H₂O₂-NOX系统是一种植物体内普遍存在的重要发育调控与胁迫响应机制。     

5种木本植物对NaHCO_3胁迫的光合生理响应

以5个抗盐性不同的树种白榆、新疆枸杞、南蛇藤、小叶丁香、樟子松的一年生实生苗为实验材料,研究光合生理参数作为植物抗盐性评价指标的有效性。结果表明:5个树种的抗盐性由强到弱依次为新疆枸杞、白榆、南蛇藤、小叶丁香、樟子松。5个树种对NaHCO_3胁迫有一致的光合响应,即净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、细胞间隙CO_2浓度(C_i)和气孔限制值(L_s)等光合参数均呈下降趋势。与对照相比,重度胁迫下白榆、新疆枸杞、南蛇藤、小叶丁香、樟子松P_n分别下降33.97%、31.40%、54.97%、71.18%和72.25%,5个树种苗木P_n下降幅度顺序为樟子松小叶丁香南蛇藤白榆新疆枸杞;重度胁迫下5个树种苗木T_r分别比对照下降36.18%、48.49%、46.07%、53.55%和71.82%,5个树种苗木T_r下降幅度顺序为樟子松小叶丁香新疆枸杞南蛇藤白榆;重度胁迫下5个树种苗木G_s分别比对照下降58.73%、72.16%、19.82%、48.22%和74.15%,5个树种苗木G_s下降幅度顺序为樟子松新疆枸杞白榆小叶丁香南蛇藤。研究表明,在低NaHCO_3胁迫下白榆和新疆枸杞叶片光合下降的原因是气孔限制,在高NaHCO_3胁迫时,则为非气孔限制;南蛇藤和樟子松为气孔限制因素;小叶丁香为非气孔因素。在NaHCO_3胁迫条件下,抗性较强的白榆和新疆枸杞净光合速率降低的程度明显小于抗性较弱的小叶丁香和樟子松。     

外源H2O2对盐碱胁迫下苹果矮化砧木幼苗生理特性的影响

以2年生苹果矮化砧木M9 T337为试材,采用盆栽试验法,设置浇灌清水(CK)和盐碱胁迫(0.1 mol/L NaCl+NaHCO₃溶液)+ 喷施5种浓度的H₂O₂ ［0(T₁)、0.2 mmol/L(T₂)、0.4 mmol/L(T₃)、0.6 mmol/L(T₄)、0.8 mmol/L(T₅)］ 处理,测定各处理叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和细胞膜透性,并利用相关性与主成分分析进行综合评价,以探讨外源过氧化氢(H₂O₂)增强其盐碱耐性的生理机制。结果表明：(1)随着盐碱胁迫(T₁)的时间延长,M9 T337幼苗叶片叶绿素a(Chl a)含量、叶绿素b (Chl b)含量、叶绿素总量(Chl t)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、可溶性蛋白(SP)含量均呈逐渐下降趋势;胞间CO₂浓度(C_i)、可溶性总糖(TSS)含量、脯氨酸(Pro)含量、过氧化氢酶(CAT)活性、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量均呈上升趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性均呈先升后降趋势。(2)与CK相比,盐碱胁迫+外源H₂O₂(T₂- T₅)处理后M9 T337幼苗叶片各指标均呈现不同幅度变化,且存在明显浓度效应,并以T₃(0.4 mmol/L H₂O₂)处理叶片的Chl a、Chl b、Chl t、SP和G_s降幅最小,C_i、REC、MDA升幅最小,TSS、Pro、APX升幅最大。(3)M9 T337幼苗叶片P_n与T_r、G_s、Chl a、Chl b、Chl t、SP、SOD、POD呈显著正相关,与C_i、MDA、CAT、APX、REC呈显著负相关。(4)综合评价表明,各处理对M9 T337幼苗叶片生理特性的效应依次为：CK>T₃>T₄>T₂>T₅>T₁。研究发现,叶面喷施适宜浓度H₂O₂可有效改善盐碱胁迫下M9 T337幼苗光合能力,显著提高抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量,降低细胞膜透性,从而达到缓解盐碱胁迫的作用,并以0.4 mmol/L H₂O₂处理效果最佳。     

彩叶地被植物在南京园林绿地中的应用

简要阐述了彩叶地被植物的概念、分类以及南京园林绿地中应用的常见种类、应用原则,提出了彩叶地被植物在园林景观中林下、林缘、疏林、水景、边坡、道路、空旷地及花境中的应用形式,供园林绿化者参考。     

华南地区8种常见园林地被植物抗旱性比较研究

以华南地区8种常见园林地被植物为研究对象,在温室内设置盆栽控水试验,分组测定各参试植物的永久萎蔫率,叶片失水率、相对含水量、相对电导率、可溶性糖、脯氨酸以及丙二醛含量等生理生化指标,并用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:(1)植物的永久萎蔫率和叶片失水率以鹅掌藤、白蝴蝶相对较低,其植株表现出较强的抗旱性。(2)随着持续干旱时间的延长,8种地被植物的叶片相对含水量呈不同程度下降趋势;叶片相对电导率、MDA含量均有不同程度升高;叶片可溶性糖和脯氨酸含量的变化趋势不一。(3)3种木本植物的抗旱性强弱依次为鹅掌藤>红花龙船花>红背桂,5种草本植物依次为水鬼蕉>蚌兰>白蝴蝶>葱兰>大叶红草。研究表明,植物的永久萎蔫率、叶片失水率、相对含水量、相对电导率、丙二醛含量与其实际抗旱性密切相关,可作为评价园林地被植物抗旱性的有效指标。     

2种黄芪幼苗对缺硫胁迫的生理响应机制

以药用植物膜荚黄芪（Astragalus membranaceus（Fisch.）Bge.）及其变种蒙古黄芪（Astragalus membranaceus Bge.var.mongholicus Hsiao）幼苗为材料，在水培条件下研究了两种黄芪幼苗在不同程度缺硫条件下的生物量积累、光合参数、次生代谢产物积累等的变化规律。结果显示：与供应Hoagland全营养液相比，低硫和无硫供应处理均显著抑制了两种黄芪幼苗根系和地上部的伸长生长以及生物量的累积，并且引起了植株叶片失绿变黄、根系褐变等一系列缺硫症状。此外，缺硫还导致了两种黄芪幼苗叶片叶绿素含量降低以及光合参数下降、全株各部位细胞膜脂过氧化程度增加。相对膜荚黄芪而言，不同程度缺硫对蒙古黄芪生长发育的影响较小。进一步研究发现，在低硫或无硫条件下，膜荚黄芪植株各部位总酚含量出现了明显下降，而蒙古黄芪根系和叶片总酚含量却因缺硫处理而显著升高。同时我们还发现，硫营养缺乏诱导了蒙古黄芪叶片非光化学能量耗散的升高以及植株各部位主要异黄酮物质的大量积累。我们推断，营养液中硫元素供应的减少引起了黄芪幼苗硫营养不良，影响了植株叶绿素合成，降低了植株的光合能力，并同时引起了全株的氧化胁迫，最终使得黄芪幼苗生长发育受到抑制；蒙古黄芪在缺硫胁迫下提高了光保护能力，合成了较多的异黄酮类物质，有效缓解了缺硫胁迫对其生长的影响，从而在面对缺硫胁迫时比膜荚黄芪表现出了更强的耐性。     

10个园林绿化树苗对SO2的反应特性

用开顶式熏气装置对10种2年生园林绿化树苗进行不同浓度的SO2胁迫,并对其叶片气体交换特征参数进行了测定,研究了参试树种对SO2的生理反应及其在绿化中的应用.结果表明:在SO2胁迫条件下,大多数树种的净光合速率(P n)、蒸腾速率(T r)和气孔导度(G s)均出现下降趋势,下降幅度因树种和SO2浓度不同而有较大差异.树种P n与G s、T r与G s之间存在显著线性正相关关系,但是随SO2浓度增加,P n与G s以及T r与G s线性相关的显著程度被削弱,表现出SO2胁迫下不同树种P n变化与G s变化、T r变化与G s变化的复杂性.根据P n下降幅度将树种分为3种类型:轻度敏感(3种)、中度敏感(4种)和高度敏感树种(3种).     

低温胁迫下乌塌菜对外源硅的生理响应

在土培条件下,研究了低温胁迫下不同浓度的硅酸钠对乌塌菜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,低温胁迫抑制了乌塌菜的生长,降低了干物质的积累。外施硅可以显著提高乌塌菜叶片SOD、POD、CAT活性,迅速积累大量的脯氨酸和可溶性蛋白,从而有效缓解低温胁迫对乌塌菜幼苗的影响,尤其是外施0.5mmol·L^-1Na2SiO3处理15d时,乌塌菜干物质积累达到了正常生长植株的86.2%。但随着施用硅浓度的增加,缓解效果则降低。     

3种李属彩叶植物对NaCl胁迫的生理响应

以盆栽4年生紫叶李、紫叶矮樱、黑杆樱李幼苗为试材,设置土壤NaCl含量分别为0.042%(CK)、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的盐胁迫处理,研究3种李属彩叶植物盐害情况及其叶片膜质过氧化程度、抗氧化酶活性、有机渗透调节物质含量的变化,已明确它们的耐盐能力.结果表明:(1)随着土壤中NaCl含量的递增,3种彩叶植物的盐害指数和盐害率不断增大,上述三者盐害指数在50%时土壤NaCl含量分别是0.349%、0.261%和0.327%;(2)它们叶片细胞膜透性和氧自由基产生速率均迅速增加,并以紫叶李各处理的值最低且增加最慢;(3)各植物叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化均呈先上升后下降趋势,并均在土壤NaCl含量为0.2%或0.3%时达到峰值;(4)各植物叶片脯氨酸含量不断增加,可溶性糖含量先升高后下降,可溶性蛋白含量则先下降后升高.研究发现,3种李属彩叶植物均能在一定盐胁迫范围内通过自身保护酶系统和渗透调节物质有效降低活性氧的伤害,它们的抗盐性表现为紫叶李>黑杆樱李>紫叶矮樱;脯氨酸和可溶性糖可能是盐胁迫下3种植物的主要渗透调节物质.     

棉花幼苗对不同程度低温逆境的生理响应

以‘新陆早33号'(冷敏感)和‘中棉所50号’(高耐寒)棉花品种为材料,采用人工模拟低温方法,研究不同温度和时间处理下棉花幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的响应特征,探讨不同温度胁迫下棉花的抗逆机制.结果显示:(1)随胁迫温度降低、胁迫时间延长,两参试棉花品种幼苗遭受低温伤害的程度逐渐加剧,尤以5℃和0℃处理表现最为明显.(2)经15℃及10℃处理后,植株叶片REC、POD活性、SP和Pro含量总体上随胁迫时间延长而提高,MDA含量、APX活性和SS含量则先升后降,并均于处理24 h时达峰值;而在5℃及0℃处理下,REC和SOD、POD活性以及MDA、SS、SP含量迅速上升,APX活性、Pro含量则呈先升后降的变化趋势.(3)与‘新陆早33号,相比,‘中棉所50号’在各处理水平下均可保持更大的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量上升幅度.研究表明,在不同程度低温逆境中,棉花幼苗可通过调节抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,启动相应抗逆调节方式来维持代谢平衡,增强抗逆性;高耐寒性品种在低温逆境中具有更灵敏、高效的活性氧清除能力和渗透调节响应机制,从而有效抵御低温逆境伤害.