干旱胁迫下几种荒漠植物抗氧化能力的比较研究

对3种荒漠植物沙拐枣、梭梭和沙枣在干旱胁迫下的抗氧化能力进行了比较研究。结果表明,3种荒漠植物长期处于干旱生境下,都受到不同程度的膜脂过氧化,其中,沙枣的膜脂过氧化程度大于梭梭和沙拐枣。在1d的变化中,随着水势的下降,上午10：00前3种植物体内MDA含量都表现为上升趋势,此后梭梭和沙拐枣体内MDA含量表现为持续下降,到下午18：00达到最低,说明尽管水分胁迫在加强,它们却表现出极强的抗氧化胁迫能力;而沙枣体内MDA含量在下午18：00又开始上升,表明沙枣表现出一定的调节能力,但其能力有限,低于梭梭和沙拐枣。3种植物对干旱胁迫的应激方式不同;沙拐枣体内的SOD活性和ASA含量明显高于梭梭和沙枣,这与其体内相对较低的O2含量具有很好的一致性;对于植物体内H2O2的清除,抗氧化酶系统对沙拐枣体内的H2O2的清除起了一定的作用,但不是主要的,抗氧化剂GSH起主要作用,而梭梭体内南抗氧化酶系统中的CAT起主要作用,抗氧化剂起辅助作用;沙枣体内的AsA-POD起主要作用,其它的抗氧化酶和氧化剂起辅助作用。同时,植物体内还保持管各种酶的平衡。     

干旱胁迫下沙生灌木花棒的抗氧化保护响应研究

采用盆栽试验,测定了在不同土壤水分胁迫程度和胁迫时间下花棒苗抗氧化保护酶(SOD、CAT、POD、APX)活性和抗氧化物(AsA、GSH、Car)含量,并用隶属函数值法综合评价了试验条件下花棒苗的抗氧化能力。结果显示:(1)与同期适宜水分处理相比,花棒苗的抗氧化保护酶活性在中度和重度干旱胁迫30d时均显著增加;胁迫60d时,POD活性均显著降低,而其余酶活性仍增加(重度胁迫)或显著增加(中度胁迫);胁迫90d时,中度胁迫处理除APX活性持平外,其余酶活性仍显著升高,而重度胁迫处理的SOD活性持平、POD活性显著增加、CAT和APX活性均显著降低。(2)相对于同期适宜水分处理,干旱胁迫30d时,中度胁迫处理的花棒苗AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有增加和显著降低,而重度胁迫的AsA显著增加,Car和GSH含量均显著降低;胁迫60d时,中度胁迫处理的AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有降低和稍有提高,而重度胁迫的AsA、Car、GSH含量分别显著增加、稍有增加和显著降低;胁迫90d时,中度胁迫处理的AsA含量显著增加,Car和GSH含量均稍有提高,而重度胁迫的AsA含量稍有下降,Car和GSH含量则持平。(3)花棒苗的MDA含量在干旱胁迫过程中均比适宜水分处理增加,且中后期达到显著水平。(4)花棒苗抗氧化能力在干旱胁迫30d表现为重度干旱>中度干旱>适宜水分,胁迫60d为中度干旱>重度干旱>适宜水分,胁迫90d时为中度干旱>适宜水分>重度干旱。研究表明,花棒苗在中度干旱胁迫下能调动自身抗氧化保护酶类与抗氧化物质并提高其抗氧化能力,消除或减轻干旱诱导的活性氧毒害;重度干旱胁迫下的花棒苗在胁迫前中期亦能增强自身的抗氧化能力,但在胁迫后期因部分活性氧清除机制受到破坏而使抗氧化能力降低。     

干旱胁迫下荒漠植物红砂叶片抗氧化特性

以荒漠半荒漠地区优势种超旱生灌木红砂两年生植株为研究对象,测定了不同程度干旱胁迫下叶片膜脂过氧化和抗氧化特征参数,以探讨荒漠植物抗氧化系统对荒漠极端环境的适应机制.结果显示:红砂叶片过氧化氢(H2O2)含量随干旱胁迫加剧而显著增加,丙二醛(MDA)含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度的增加,可溶性蛋白含量随干旱胁迫的增加而显著降低;类胡萝卜素和脯氨酸含量在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;超氧化物歧化酶(SOD)活性随干旱胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)活性在不同程度干旱胁迫下均有不同程度增加;过氧化物酶(POD)活性在中度干旱胁迫下显著增加而在重度干旱胁迫下显著降低.研究表明,荒漠植物红砂叶片中胡萝卜素、脯氨酸、SOD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用, 而POD在重度干旱胁迫下没有起到积极保护作用.     

外源褪黑素对干旱胁迫下黑麦草和苜蓿抗氧化能力及养分吸收的影响

以黑麦草和苜蓿为对象,分别叶面喷施和根施100 μmol·L^-1的褪黑素溶液,在干旱胁迫下测定了生物量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、养分含量(有机碳C、全氮N、全磷P)等指标,研究外源褪黑素对干旱胁迫下植物抗氧化能力及养分吸收的影响。结果表明: 干旱胁迫下,黑麦草和苜蓿的地上、地下生物量显著降低,外施褪黑素能够有效缓解干旱胁迫对黑麦草和苜蓿生长的抑制作用,叶面喷施和根施褪黑素使干旱胁迫下黑麦草的生物量分别增加14.5%和29.6%,苜蓿的生物量分别增加36.6%和49.1%。干旱胁迫下,黑麦草的SOD、POD活性和苜蓿的SOD活性显著降低,外施褪黑素显著提高黑麦草和苜蓿的SOD、POD、CAT活性,减少叶片中MDA的积累,使叶片相对电导率显著下降,抗氧化能力显著提高。干旱和外施褪黑素对黑麦草和苜蓿有机碳含量无显著影响。干旱胁迫下,黑麦草叶片和根中的N、P含量以及苜蓿根中的N含量降低,外施褪黑素提高黑麦草和苜蓿根和叶片中的N、P含量,这表明褪黑素对干旱胁迫下黑麦草和苜蓿的养分吸收有一定的调节作用。施用褪黑素不仅能改善植物的抗氧化能力,还能调节养分吸收以增强植物对干旱胁迫的适应性,而且叶面喷施褪黑素效果好于根施。     

甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠超微弱发光及抗氧化能力的影响

以盆栽4年生的苹果砧木湖北海棠（Malus hupehensis）为试材,叶面喷施100 mmol·L^-1的甜菜碱,研究外源甜菜碱对干旱胁迫下湖北海棠叶片超微弱发光（UWL）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢（H₂O₂）、脯氨酸（Pro）及甜菜碱（GB）含量的影响.结果表明,轻度干旱胁迫下,叶片UWL强度提高,但随着干旱胁迫程度的加重而下降,至严重干旱胁迫时UWL明显低于正常供水处理;H₂O₂、MDA含量随干旱胁迫加重而升高;SOD和POD活性随胁迫加重而升高,但至重度干旱时下降.与单独干旱处理相比,叶片喷施甜菜碱显著提高了轻度和中度干旱胁迫叶片的UWL（分别提高35.27%和43.95%）、SOD和POD活性,降低了H₂O₂和MDA含量;促进了Pro和GB的积累.表明甜菜碱及通过甜菜碱诱导的脯氨酸积累,能够提高干旱胁迫下叶片的抗氧化能力,减轻过氧化损伤,对叶片细胞起到保护作用.     

稀土微肥对干旱胁迫下黄芪幼苗生理特性的影响

为探究稀土微肥对干旱胁迫下2种黄芪幼苗生长的缓解作用,以蒙古黄芪和膜荚黄芪为试验材料,用10％聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,根施0.05％ ～0.50％稀土微肥,测定叶片中叶绿素、渗透调节物质含量及抗氧化酶活性.结果表明,干旱胁迫抑制黄芪幼苗生长,影响其生理指标;根施0.05％ ～0.30％的稀土微肥后,2...     

放线菌对干旱胁迫下黑麦草生长及抗氧化特性的影响

采用菌剂接种及盆栽生物实验,研究了干旱缺水条件下放线菌对黑麦草生长和抗氧化特性的影响。结果显示:(1)干旱胁迫下,土壤中接种放线菌显著促进黑麦草的生长,其中根分蘖及根部生物量分别显著增加35.00%和37.47%;(2)接种放线菌后,黑麦草叶片的叶绿素总量和类胡萝卜素含量分别显著增加了12.02%和10.38%;(3)加菌后3种主要的抗氧化酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)较不加菌对照均增加,其增率分别为12.72%、2.38%和24.83%,其中SOD和CAT的活性增加显著。研究表明,干旱胁迫下放线菌接种土壤后,提高了黑麦草叶绿素含量和类胡萝卜素含量,增强了黑麦草抗干旱胁迫的抗氧化酶活性,可显著促进黑麦草的生长,增加其生物量。     

干旱胁迫对4种植物蒸腾特性的影响

在温室条件下研究类芦等4种植物在干旱胁迫下的蒸腾特性。结果表明,在正常供水情况下,4种植物蒸腾速率和气孔阻力日变化规律明显;在干旱胁迫下,气孔阻力增大,蒸腾速率逐步降低,当水势下降到临界值时,气孔关闭,气孔阻力急剧增大,蒸腾速率降至最低。4种植物中,类芦的水分利用效率最高,其次为百喜草和香根草,五节芒最低。4种植物的抗旱力以类芦最强,百喜草和香根草其次,五节芒最弱。     

干旱胁迫对空心莲子草抗氧化酶活性和组织学的影响

目的:空心莲子草是一种水旱两栖植物,对其抗旱性的研究越来越受到重视。初步探讨空心莲子草的抗旱机理,为进一步的分子生物学实验奠定基础。方法:采用干旱胁迫的方法,测定空心莲子草的根和叶中抗氧化酶类(SOD、POD、CAT等)的活性变化,并对其组织学的变化进行分析比较。结果:在干旱胁迫下,空心莲子草总抗氧化能力一直增大,抗氧化酶活性是先增大后减小。干旱胁迫下根中抗氧化酶的活性比叶中的活性要高,总抗氧化能力也较强。经组织学比较发现,干旱胁迫后根和叶的组织细胞变小,并有少量细胞坏死。结论:空心莲子草具有较强的抗旱性,表现在干旱胁迫时根和叶能合成大量的抗氧化酶以抵抗干旱胁迫给机体带来的伤害作用,并且总抗氧化能力一直处于较高的水平。     

干旱胁迫下雪松土壤水分及生理特性的研究

通过对雪松根际进行包埋处理,形成干旱土壤环境,研究了干旱胁迫对雪松生理特性的影响.结果表明,5～10月份,土壤干旱胁迫条件下,雪松光合速率平均值较对照降低了55.7%,蒸腾速度降低了46.4%,气孔阻力增大.光合速率和蒸腾速率的最大值出现在6月份,干旱胁迫下分别为18.262μmol·g-1·s-1和9.325mol·g-1·s-1.进入10月份,雪松仍能维持一定水平的光合速率和蒸腾速率.同时,干旱胁迫下,雪松的水分利用效率略有增大,较对照高4.2%,9～10月份,水分利用效率显著增大,10月份较6月份高263%.     

黄土高原冰草叶片抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢对干旱胁迫的生理响应

通过盆栽实验, 对干旱胁迫下黄土高原地区冰草(Agropyron cristatum)叶片的抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢相关酶及物质含量进行了研究。结果表明: 冰草可以通过增强叶片的抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢酶: 抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、L-半乳糖酸-1, 4-内酯脱氢酶和γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶活性, 维持植物体内抗坏血酸和谷胱甘肽水平及氧化还原状态, 从而抵御干旱造成的氧化胁迫。但叶片抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢对不同水平干旱胁迫的响应, 随胁迫时间的延长而不同。在胁迫24天以前, 严重干旱下叶片的抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢增强较显著; 在胁迫24天后, 由于该胁迫下植物所遭受的氧化胁迫较为严重, 叶片中上述6种酶的活性均呈降低趋势。而在中度干旱下叶片抗坏血酸和谷胱甘肽合成及循环代谢相关的6种酶在整个胁迫过程中均保持较高的活性。这说明, 冰草能够长时间有效地抵御中度干旱所造成的氧化胁迫, 但只能在一定时间范围内有效地抵御严重干旱所造成的氧化胁迫, 胁迫时间延长则会降低其抵御严重干旱的能力。     

土壤干旱对黄土高原4个乡土树种生长及干物质分配的影响

研究了不同土壤水分条件对黄土高原4个乡土树种幼苗生长及干物质分配的影响.结果表明,中度干旱(50%～55%θf)下虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)和白刺花(Sophora viciifolin Hance)的生物量比适宜水分下(70%～75%θf)增加20.23%和3.93%,而大叶细裂槭(Acer stenolobum Rehd.var.megalophyllum Fang et Wu)和辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz.)生物量分别降低13.59%和35.25%;重度干旱(40%～45%θf)对幼苗生长均有明显抑制作用.白刺花地上部与地下部的生长受水分胁迫影响较小,较其他树种具有更强的耐旱性;干旱对辽东栎地上部生长的影响较地下部大,重度干旱下其生长明显受抑制.随干旱程度加剧幼苗的根冠比增大,在重度干旱下大叶细裂槭根冠比达2以上.虎榛子整体生长速度较慢,对干旱的适应可能更多表现在生理上的耐旱.     

1962—2010年甘肃省黄土高原区干旱时空动态格局

借助ArcGIS 9.3和SPSS软件平台,根据甘肃省黄土高原区33个气象站1962—2010年气象资料,利用综合气象干旱指数(CI)从干旱率、干旱强度和干旱频率三方面对甘肃省黄土高原区近50年的干旱时空变化特征进行了分析。结果表明:春、秋季干旱率呈现显著增加趋势,夏、冬季干旱率呈略微增加趋势;夏季干旱频率最大,春季、秋季次之,冬季最少;春、秋季干旱以2000年来最为严重,夏季干旱以2000年以来、20世纪70年代和90年代均较严重,冬季干旱以20世纪80年代最为严重;甘肃省黄土高原区逐年干旱持续日数和干旱强度存在明显的年际波动,线性变化趋势明显;从空间分布来看,春、夏和秋季干旱多发区主要集中在甘肃省黄土高原区西北部,而106°E以西"临洮-通渭-天水"一线和庆阳东南部是干旱多发区变幅最大的地方,冬季干旱多发区主要集中在甘肃省黄土高原区南部。     

1986-2019年黄土高原干旱变化特征及趋势

干旱作为极端气候事件之一,其频率和强度的变化影响到区域水资源,而干旱半干旱区植物生长的主要限制因素是水分,因此,研究黄土高原干旱时空特征及未来变化趋势对当地的生态环境具有重要意义.本研究基于1986-2019年降水和温度逐月格点数据,计算标准化降水蒸散发指数(SPEI)和干旱发生频率,并运用Mann-Kendall检验...     

黄土高原人工整地与抗旱造林技术研究进展

系统地讨论了黄土高原人工造林的一些技术措施：要提高造林成活率,必须有效控制地上苗体散失水分,通过整地和吸水剂使用提高根际土壤含水量,以保证苗木水分平衡而提高造林成活率的系列造林技术。     

高温干旱下两种冷季型草坪草叶片细胞超微结构的变化

多年生黑麦草和葡匐股颖在36℃下,控水处理6d,叶片细胞的超微结构与对照相比发生明显变化,叶绿体肿胀,被膜和片层破损,部分叶绿体变圆并向细胞中央移位,这可能有利于减少对阳光的吸收;线粒体和脂质球体数量增加;葡匐翦股颖的线粒体脊解体,但黑麦草的线粒体只受轻微影响。结果说明,两种草坪草的耐热性都较弱,但多年生黑麦草的耐热性稍强于匐匐剪胶颖。     

黄土高原蒿属植物花粉形态研究

运用光学显微镜和扫描电镜,观察了黄土高原32种蒿属植物的花粉形态,结果表明蒿属植物花粉形态具有高度一致性,支持传统的属级分类。根据花粉外壁纹饰,可将其分为5种类型。Ⅰ型:小刺密集,刺基部膨大,覆盖层有细小颗粒。Ⅱ型:小刺密集,刺基具显著膨大,几乎密集相连。Ⅲ型:小刺密集,刺基明显膨大状,覆盖层光滑。Ⅳ型:稀疏小刺,覆盖层光滑;轮廓线较光滑或微刺状。Ⅴ型:稀疏微刺,覆盖层有小颗粒;轮廓线较光滑,萌发沟细长,孔扁长。蒿属植物不同种花粉的大小、形状、萌发孔类型、外壁纹饰及边缘形态等方面均表现出一定的特异性,对蒿属植物种间鉴定分类及古植物孢粉鉴别均有一定的参考价值。     

黄土高原植被日光诱导叶绿素荧光对气象干旱的响应

随着气候变化的加剧,干旱的频率、持续时间以及发生范围都越来越严重,探索植被光合对干旱的响应以及气象因子对植被光合的影响对于人们如何应对干旱具有重要意义。基于遥感的日光诱导叶绿素荧光(SIF)具有对干旱条件下区域植被光合作用进行早期监测和准确评估的潜力。本研究基于星载SIF和标准化降水蒸散发指数(SPEI)研究了黄土高原地区2001—2017年生长季内(4—10月)植被光合作用对干旱的响应关系及其受气象因子的影响程度。结果表明: 黄土高原地区植被生长季内SIF与SPEI呈显著正相关关系的区域占比为87.8%,其中,半干旱地区植被光合对干旱的响应较敏感,半湿润地区敏感性较低。不同类型植被光合对干旱的响应存在差异,草地对干旱响应的敏感性最高,响应最强的SPEI时间尺度为3～4个月;林地的敏感性最低,SPEI时间尺度为3～10个月。气象因子与SIF存在显著的相关关系,其中,温度和降雨是影响黄土高原植被光合的重要影响因子,光合有效辐射的影响模式与温度相似。黄土高原地区生长季内不同的气候和植被类型条件下,植被光合所受干旱及各气象因素的影响存在较大差异。     

土壤干旱对黄土高原乡土树种水分代谢与渗透调节物质的影响

以黄土高原4个乡土树种的幼苗为试验材料,采用盆栽方式模拟土壤干旱环境,研究土壤干旱对不同树种水分代谢与渗透调节物质的影响。结果表明,大叶细裂槭、虎榛子叶水势、叶片含水量下降迅速,叶片离体保水能力降幅明显;白刺花、辽东栎则表现为叶水势、叶片含水量缓慢下降,组织相对含水量在中度胁迫下略有上升。白刺花在不同水分处理条件下离体叶片保水力明显高于其它树种。1个树种可溶性糖含量随土壤干旱程度加剧明显增加,可溶性蛋白质含量在树种之间变化较为复杂,无明显规律性。K^ 离子含量和游离脯氨酸含量在中度水分胁迫下均有不同程度升高。白刺花在土壤干旱进程中,可溶性蛋白质含量、K^ 离子含量和游离脯氨酸含量均明显高于其它树种。综合水分代谢和渗透调节物质来看,水分胁迫条件下,白刺花以保持高水势、减少组织水分散失和增加渗透调节物质来提高细胞原生质浓度,增强其抗旱性。     

外源甲基乙二醛对干旱胁迫下板栗幼苗的影响

甲基乙二醛(MG)是一种在植物中具有多种功能的新型信号分子.为探究MG对板栗幼苗干旱胁迫的影响,以两年生'黄棚'板栗幼苗为试材,通过聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫并进行MG及其清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)处理,分析板栗幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(...