多效唑浸种对渗透胁迫下玉米根边缘细胞发生的影响

以‘农大108’玉米种子为材料,采用不同浓度(50、100、150、200、250、300、350 mg·L-1)的多效唑溶液进行浸种处理,研究其对渗透胁迫(20％ PEG-6000)下玉米种子萌发、根系生长和根系边缘细胞数目、活性及黏胶层厚度的影响.结果表明:与对照相比,渗透处理抑制了玉米种子露白与根系生长,增加了边缘细胞数目与黏胶层厚度.预先用多效唑浸种后再进行渗透胁迫处理进一步降低了主根的长度,但增加侧根的生长而使根系鲜重增加,进一步增加了根边缘细胞黏胶层厚度,在一定程度上减少了由于渗透胁迫造成的边缘细胞数目的增加程度.无论是渗透处理还是预先用多效唑浸种处理对边缘细胞活性的影响均不大.可见,多效唑浸种能够增加玉米根系的抗旱能力与边缘细胞黏胶层厚度的增加有关,而与边缘细胞数目、活性的关系不大;多效唑浸种溶液的适宜浓度范围为200～250 mg·L-1.     

真盐生植物盐地碱蓬根系边缘细胞在耐盐中的作用初探

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬种子生成的幼苗为材料,研究了NaCl胁迫对盐地碱蓬生长与根系边缘细胞的影响。盐地碱蓬的第一个边缘细胞几乎与根尖同步产生,当根长达到13mm时,边缘细胞数目达到最大值。NaCl胁迫抑制边缘细胞的活性,但低浓度的NaCl处理增加边缘细胞的数目。低浓度NaCl处理时果胶甲基酯酶（PME）的活性比对照有明显增加,超氧化物歧化酶（SOD）活性随着NaCl浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,低浓度NaCl可以增加盐地碱蓬根内过氧化氢酶（CAT）的活性,NaCl处理时间和处理浓度都对过氧化物酶（POD）活性的影响不明显。这些结果表明,盐地碱蓬至少部分通过增加调控活性氧（ROS）水平增加PME活性及根系边缘细胞数目来抵抗NaCl胁迫。     

外源NO缓解紫茎泽兰提取物对黄瓜根边缘细胞的化感胁迫

以津优35号黄瓜为材料,采用根尖悬空气培养的方法,研究了紫茎泽兰提取物对黄瓜根边缘细胞的化感胁迫,以及外源NO缓解化感胁迫的效应.结果表明: 1000 mg·L^-1紫茎泽兰提取物对黄瓜根尖有明显的伤害作用,根尖组织结构被破坏,根尖表层细胞脱落,细胞排列混乱且疏松;这些伤害能够被外源NO有效缓解.与对照相比,紫茎泽兰提取物处理黄瓜幼苗根尖根边缘细胞(RBC)的数量和细胞活率被显著抑制,分别降低54.5%和97.2%,细胞凋亡率升高12.3倍,RBC的黏胶层厚度增加31.4%,根边缘细胞根冠果胶甲基酯酶(PME)活性显著增加.与紫茎泽兰提取物处理相比,提取物胁迫下添加外源NO处理的RBC数量和细胞活率分别增加72.4%和146.0%,细胞凋亡率和RBC黏胶层厚度分别降低30.7%和15.0%,PME活性在处理72 h时降低了14.3%.紫茎泽兰提取物对黄瓜RBC产生细胞毒性,诱导细胞发生凋亡和死亡,破坏RBC对根尖的保护,提取物进一步对根尖产生胁迫伤害,破坏根尖的组织结构.外源NO可以在一定程度上缓解提取物对黄瓜根尖及RBC的化感胁迫伤害.     

骆驼蓬提取物对玉米种子萌发和壮苗的影响

用不同浓度骆驼蓬提取物浸种处理玉米,研究对玉米种子萌发和壮苗的影响。结果表明,浸种处理后玉米种子的萌发及胚根和胚芽生长明显受抑,且随处理浓度提高抑制增强;但随培养时间的延长,对萌发的抑制减弱,根长和株高增加。0．1g／mL、0．2g／mL、0．3g／mL浓度的骆驼蓬提取液浸种可显著提高玉米幼苗根系活力,促进植株生长,根体积和植株生物量增加,根苗比增大。     

红砂幼苗根系形态特征和水分利用效率对土壤水分变化的响应

为探讨干旱与半干旱区受损红砂种群幼苗适宜生长的土壤水分条件,采用盆栽方法,研究了红砂幼苗在充分灌溉(FI)、适度灌溉(MI)、干旱处理(DT)3个水分处理下根系形态和水分利用效率的变化特征。结果表明:(1)红砂幼苗根系形态因水分条件和根序的不同而各异;随灌溉量的减少红砂幼苗根系直径和根体积均表现为FIMIDT,但干旱处理促进了根系的伸长生长和比表面积和比根长增加,根系形态的可塑性是红砂幼苗获取水分适应干旱环境的重要策略之一。(2)随根序的升高,各处理水平下红砂幼苗根长、比根长均显著减少,而其根直径和体积却显著增加,表明红砂幼苗根系内部具有高度的形态异质性。(3)与FI处理相比,MI和DT处理下红砂幼苗根系总生物量分别增加了50.00%、19.23%,但MI和DT处理却显著降低了红砂幼苗地上生物量,特别是叶片生物量下降幅度最大,分别降低了62.15%、83.28%,导致根冠比随灌溉量的减少而逐渐增加。(4)干旱处理显著提高了红砂幼苗的水分利用效率。研究认为,在灌溉量减少的情况下,红砂幼苗可通过根长、根系表面积和体积、直径等形态变化来优化其空间分布构型,以调节植株对水分的利用,提高水分利用效率。     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养方法,以耐盐性较弱的‘津春2号’黄瓜品种为试材,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长、根系电解质渗透率、根系活力、Na+和K+含量及渗透调节物质含量的影响。结果显示:(1)在84mmol.L-1 NaCl和56mmol.L-1 Ca(NO3)2等渗胁迫下,黄瓜幼苗鲜重和干重均显著下降,且NaCl处理下降的幅度大于等渗Ca(NO3)2处理。(2)NaCl主要通过对黄瓜根系的伤害来抑制植株生长,表现为根系活力下降、根系质膜透性增大、Na+大量积累、K+含量显著下降、Na+/K+明显上升,最终导致根冠比下降;而Ca(NO3)2处理对根系质膜透性、K+含量、Na+/K+的影响均小于NaCl胁迫,且根系活力和根冠比上升,但Ca(NO3)2胁迫后叶片含水量和渗透调节能力均小于NaCl胁迫。(3)NaCl胁迫条件下,黄瓜幼苗内渗透调节物质以可溶性糖为主,而Ca(NO3)2胁迫以可溶性蛋白为主。研究表明,NaCl胁迫对黄瓜幼苗的伤害大于等渗Ca(NO3)2,NaCl主要通过破坏根系质膜结构影响植株生长,而Ca(NO3)2主要通过引起地上部生理干旱来影响植株生长。     

镧浸种对盐胁迫下小麦幼苗生长及其生理特征的影响

通过水培方式研究了0、25、50和100 mg/L硝酸镧浸种对盐胁迫条件下小麦品种临抗11和临优2069根系及幼苗生长的影响.结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫处理小麦幼苗植株矮,根系短,叶片叶绿素含量、根系活性吸收面积以及SOD和CAT活性明显降低,叶片MDA与Pro含量水平显著上升;在钠离子浓度相同的情况下,Na2CO3对小麦生长的影响大于NaCl.(2)适当浓度硝酸镧浸种处理增加了盐胁迫下小麦幼苗的株高、总根长、根系活性吸收面积及SOD和CAT活性,且各指标在盐胁迫下增加幅度高于正常水分处理.(3)2个小麦品种对镧处理的敏感程度存在差异,不同小麦品种及不同盐胁迫下最适的镧浸种浓度不同.研究发现,适当浓度镧浸种能有效缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害,具有显著促进小麦根系生长、培育壮苗的作用.     

NaCl胁迫对超大甜椒种子萌发及幼苗生长的影响

以超大甜椒种子和幼苗为材料,采用水培法研究低、中、高浓度(50、150、250 mmol·L-1)NaCl胁迫对其种子萌发和幼苗生长的影响.结果显示:(1)低浓度NaCl处理促进种子萌发,而中、高浓度NaCl处理抑制种子萌发;NaCl处理第18天时,高浓度NaCl处理植株全部死亡,其余各处理植株苗高、叶面积、地上部鲜重和干重均随处理浓度升高而下降,但低浓度NaCl能刺激超大甜椒的根系生长.(2)低、中浓度NaCl处理时,植株叶绿素含量未受到大的影响,类胡萝卜素含量却随胁迫时间延长微量升高;在盐胁迫7 d的周期内,低、中浓度NaCl处理植株MDA含量、SOD活性和可溶性糖含量均随浓度升高及时间延长显著增加,脯氨酸含量在低浓度下变化不明显而中浓度下显著升高;在高浓度NaCl处理3 d中,MDA含量急剧升高,SOD活性先升高后下降,脯氨酸和可溶性糖含量显著增加.研究发现,NaCl胁迫浓度越高对超大甜椒种子萌发和幼苗生长的抑制效应越明显;低中浓度NaCl处理幼苗能通过自身的抗氧化酶清除系统和渗透调节物质来抵抗胁迫引起伤害,类胡萝卜素可能也有一定的抗胁迫作用,而高浓度NaCl处理增加了膜脂过氧化程度,严重影响了活性氧和渗透调节物质的正常代谢.     

紫茎泽兰提取物对3种杂草的化感胁迫作用

为探讨紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)提取物对植物种子萌发和早期幼苗生长的影响及其生理机理,以稗草(Echinochloa crusgalli)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)和反枝苋(Amaranthus retroflexus)3种常见的田间杂草为材料,采用根悬空培养等方法,研究了不同浓度紫茎泽兰提取物对3种杂草种子萌发和幼苗生长、根尖组织结构、根系边缘细胞(root border cell,RBC)生理特性和根冠果胶甲基酯酶(pectin methyl esterase,PME)活性的影响。结果发现:紫茎泽兰提取物对3种植物种子萌发均具有明显的抑制作用;1000 mg/L紫茎泽兰提取物处理后,3种杂草幼苗的根尖均有不同程度的伤害,如根尖肿胀、抽缩或变形;根尖表层细胞脱落、内层细胞排列混乱。紫茎泽兰提取物处理能显著抑制3种杂草幼苗根尖RBC的数量(分别比对照降低了44.5%、48.3%和64.0%);诱导RBC凋亡(凋亡率分别达到81.7%、91.3%和97.1%)并显著增加RBC的黏胶层厚度(分别比对照增加了99.0%、65.5%和61.1%)及诱导PME活性升高。这些结果表明:紫茎泽兰提取物抑制了3种杂草根边缘细胞的产生,并诱导了根尖边缘细胞凋亡,因而破坏了根边缘细胞对根尖的保护系统,最终抑制了根系的生长发育。研究为将紫茎泽兰提取物用于植物源除草剂的开发提供了理论依据。     

根际温度对黄瓜幼苗生长及生理生化指标的影响

采用营养液栽培法,以‘春秋王2号’黄瓜为实验材料,研究了4个根际温度梯度处理(20℃、25℃、30℃、35℃)对其幼苗生长,地上部、地下部生理生化指标的影响,探讨根际温度对黄瓜幼苗生长的影响机理。结果显示:(1)黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积和地上地下生物量在25℃处理下都明显大于其他3个处理,而在35℃处理下均显著降低。(2)20℃、25℃处理下,黄瓜幼苗叶片的净光合速率(Pn)均较大,此时其叶片与根系中的淀粉、蔗糖、总糖含量较高且明显高于30℃处理,35℃根际温度处理下叶片Pn严重下降。(3)根际30℃、35℃高温使得黄瓜幼苗叶片和根系中的POD活性升高,CAT活性降低;而叶片中SOD、APX活性均随根际温度的升高而增大,根系中则表现出了逐渐下降趋势。(4)叶片和根系的电解质渗漏率、丙二醛(MDA)含量在25℃下最低,而在35℃处理下最高;叶片中脯氨酸及可溶性蛋白含量在35℃处理下最高,但此时根系中含量显示最低。研究表明,4个根际温度中,25℃最适合黄瓜幼苗的生长,35℃高温直接作用部位(根系)的2种主要渗透调节物质脯氨酸及可溶性蛋白含量下降,此时叶片和根系中抗氧化酶活性的变化使得细胞膜受到了明显的过氧化伤害,根系受伤害程度加重,从而抑制了植株整体的生长。     

反枝苋水浸提液与挥发油对黄瓜根尖的影响

采用悬空气法研究了在入侵植物反枝苋(Amaranthus retroflexus L.)水浸提液和挥发油作用下,黄瓜根缘细胞活性、根冠果胶甲基酯酶(PME)、根尖过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)以及丙二醛(MDA)含量的变化规律.结果表明:反枝苋水浸提液对黄瓜根的生长无显著性影响而挥发油显著抑制黄瓜根的生长,且随浓度增大抑制作用显著增强.PME活性随着水浸提液浓度的增大呈先上升后下降趋势,而随着挥发油浓度的升高呈现逐渐上升的趋势;水浸提液和挥发油均降低了对根缘细胞的存活率,这种抑制作用随浓度的增加而增大;随着处理液浓度增大,黄瓜根尖中MDA含量、CAT活性整体表现为增加,SOD活性先升高后降低,POD活性与对照差异不显著.反枝苋挥发油的化感效应大于水浸提液的化感效应.     

Interactions between Pseudomonas putida UW4 and Gigaspora rosea BEG9 and their consequences for the growth of cucumber under salt-stress conditions

Aims: After the determination of the toxic but nonlethal concentration of NaCl for cucumber, we examined the interaction between an ACC (1‐aminocyclopropane‐1‐carboxylate) deaminase producing bacterial strain and an arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) and their effects on cucumber growth under salinity. Methods and Results: In the first experiment, cucumber seedlings were exposed to 0·1, 50, 100 or 200 mmol l^?1 NaCl, and plant biomass and leaf area were measured. While seeds exposed to 200 mmol l^?1 NaCl did not germinate, plant growth and leaf size were reduced by 50 or 100 mmol l^?1 salt. The latter salt cancentration caused plant death in 1 month. In the second experiment, seeds were inoculated with the ACC deaminase‐producing strain Pseudomonas putida UW4 (AcdS⁺), its mutant unable to produce the enzyme (AcdS^?), or the AMF Gigaspora rosea BEG9, individually or in combination and exposed to 75 mmol l^?1 salt. Plant morphometric and root architectural parameters, mycorrhizal and bacterial colonization and the influence of each micro‐organism on the photosynthetic efficiency were evaluated. The AcdS⁺ strain or the AMF, inoculated alone, increased plant growth, affected root architecture and improved photosynthetic activity. Mycorrhizal colonization was inhibited by each bacterial strain. Conclusions: Salinity negatively affects cucumber growth and health, but root colonization by ACC deaminase‐producing bacteria or arbuscular mycorrhizal fungi can improve plant tolerance to such stressful condition. Significance and Impact of the Study: Arbuscular mycorrhizal fungus and bacterial ACC deaminase may ameliorate plant growth under stressful conditions. It was previously shown that, under optimal growth conditions, Ps. putida UW4 AcdS⁺ increases root colonization by Gi. rosea resulting in synergistic effects on cucumber growth. These results suggest that while in optimal conditions ACC deaminase is mainly involved in the bacteria/fungus interactions, while under stressful conditions this enzyme plays a role in plant/bacterium interactions. This finding is relevant from an ecological and an applicative point of view.     

设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和生理指标的影响

为了明确设施调温模式下叶施低浓度NaCl对黄瓜幼苗生长和物质积累的影响,本试验在日光温室内加设地膜小棚进行调温,形成中低温(L)区和中高温(H)区,采用0(L0和H0)、5(L5和H5)、10(L10和H10)、15 mmol-L-l(L15和H15)的NaCl 对2子叶1 心期的黄瓜幼苗进行连续21 d的叶面喷洒处理...     

绿豆根边缘细胞发育特性

以东北绿豆为试验材料,采用琼脂悬空培养法,研究了绿豆边缘细胞的发育特性。结果表明:绿豆根尖发育初期根边缘细胞呈球形,随着根尖伸长逐渐发育形成椭圆形、长椭圆形和长条形;发育过程中,根边缘细胞具有较高的存活率,在根长大于10mm后根边缘细胞的存活率均在70%～80%之间并趋于稳定;在根长为25～30mm时根边缘细胞数目达到最大值(约13 000个);根冠果胶甲基酯酶(PME)活性在根长5mm时达到最高值(1.486H+μmol.root cap-1.h-1),此后随着根的伸长,根冠PME活性在1.107～1.256H+μmol.root cap-1.h-1间变化并趋于稳定。     

水稻边缘细胞的生物学特性及对铁毒的响应

以水稻为实验材料,从19个品种中筛选出来相对耐亚铁的水稻品种中优9288和敏感品种汕优10号,研究水稻根边缘细胞的生物学特性及对铁毒的响应.结果表明,第1个水稻边缘细胞几乎与初生根同时出现,当根长为25 mm时,边缘细胞数目最大,分别为1165个(中优9288)、1311个(汕优10号);两个品种边缘细胞活性随着根长的增加而增强,在根长20 mm时活性最强,随着根的进一步伸长,活性下降;根长为2 mm时根冠果胶甲基脂酶(PME)活性最高.随着亚铁溶液浓度的增加,中优9288的边缘细胞数目先增加后减少,当浓度为100 mg/L时达到最大值,汕优10号的边缘细胞数则一直呈现减少趋势;两个品种边缘细胞活性随亚铁溶液浓度增加而降低,当亚铁浓度增加到400 mg/L时,活性有所回升,但当浓度增加到800 mg/L后存活率又下降;根冠PME活性随着亚铁溶液浓度的增加先上升后下降.有关铁毒影响水稻根冠PME活性的机理进行了讨论.     

南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花生长、繁殖及防御的影响

为了阐明南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花生长和繁殖的影响及机制,分析了南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花形态、生长与繁殖指标的影响,并分析了其生物量与加拿大一枝黄花次生代谢产物含量的相关性.结果表明： 南方菟丝子寄生显著降低加拿大一枝黄花株高、基径、主根长度和根直径,显著降低根、茎、叶和总生物量以及花序数、花序主轴长和花序分枝数;尤其是株高、花序数、茎生物量3个指标,被南方菟丝子寄生的植株仅为无寄生植株的1/2、1/5和1/8.南方菟丝子寄生强度对加拿大一枝黄花的株高、根长、茎生物量、总生物量等指标没有显著影响,但高强度寄生组的基径、根体积、叶生物量、根生物量、花序数、花序主轴长、花序分枝数等指标均显著低于低强度寄生组.南方菟丝子寄生显著增加加拿大一枝黄花根鞣质含量和茎黄酮含量.加拿大一枝黄花的生物量与根鞣质含量及茎黄酮含量存在显著负相关.这表明南方菟丝子寄生加拿大一枝黄花后, 除了减少其资源获取外,还可能通过改变资源分配方式等途径进一步抑制其生长.     

不同盐分水平对柽柳扦插苗根系生长及生理特性的影响

柽柳(Tamarix chinensis)作为黄河三角洲湿地的优势种之一,对盐渍化环境具有较好的适应性。根系作为植物直接感受盐分变化的器官,其对盐分条件的响应特征对研究植物生存、湿地恢复、土壤改良等具有重要意义。以一年生柽柳插穗为研究材料,采用水培法,设置6个盐分水平:CK(空白对照)、0.4%、0.8%、1.2%、2.4%、3.6%进行试验,测定柽柳生根率、根寿命、根系生物量等生长指标及根中ATP合成酶和过氧化氢酶(CAT)活性及脱落酸(ABA)含量,研究柽柳根系生长及生理特性对不同盐分水平的响应。结果表明:(1)柽柳适合扦插繁殖的培养溶液含盐量低于0.8%;含盐量超过0.8%后,扦插生根率显著降低,根系寿命减短。(2)柽柳根长生长随含盐量升高呈下降趋势;主根数随含盐量升高先增加,至含盐量超过1.2%后逐渐减少。(3)柽柳可通过调整生物量的分配模式来适应盐环境,低盐时地上部生物量高于地下,高盐时根系生物量比例逐渐增加,但生物量仍低于地上部分。(4)ATP合成酶活性、CAT活性在含盐量低于0.8%时增加;含盐量超过0.8%时,活性降低;脱落酸(ABA)含量随含盐量增加先增加,含盐量超过1.2%时减少。     

The effect of neighbors on the root system of the desert annualEremobium aegyptiacum

Intra-specific competition with a primary focus on root competition between plants living in an area with low resource levels, was studied using the natural monotypic population of a desert annual plantEremobium aegyptiacum (Cruciferae). We tested the effect of neighboring distance on shoot and root biomass, and such root parameters as root length, diameter of root neck, number of first order lateral roots and number of lateral roots per unit of main root length. Our results indicate a strong negative relationship between neighboring plant density and such plant parameters as shoot and root biomass, and root neck diameter. The number of first order lateral roots and the number of lateral roots per unit of main root length were negatively related to the distance between neighboring plants. Contrary to predictions, there was no influence of competition on node distribution: neither root overlap nor root avoidance was observed in pairs of adjacent plants.