祁连山北麓山体垂直带土壤碳氮分布特征及影响因素

以祁连山北麓自然垂直带(2600～3600 m)阴、阳坡为研究对象,研究了表层(0～20 cm)土壤有机碳和全氮分布及与海拔、地形、植被和土壤特性的关系.结果表明：阴坡土壤的有机碳和全氮含量(101.2和6.6 g·kg^-1)显著高于阳坡(61.3和5.9 g·kg^-1),且随海拔上升呈增加趋势.不同植被类型下土壤有机碳含量为:高山灌丛草甸>青海云杉林>高山草甸>祁连圆柏林;全氮含量为:高山灌丛草甸>高山草甸>青海云杉林>祁连圆柏林.土壤有机碳含量与海拔、土壤含水量、土壤全氮和年均降水量呈显著正相关关系,与土壤pH值和年平均气温呈显著负相关关系.整个垂直带土壤碳氮比在6.7～23.3,有利于有机质矿化过程中养分的释放.年均气温、年均降水量和土壤含水量是影响土壤有机碳含量的第1主成分,土壤碳氮比是第2主成分,累计解释率为71%,说明气候因子对有机碳和全氮在垂直带上的空间分布起决定作用.     

脱水与复水过程中湿地匍灯藓的生理生化响应

研究了脱水与复水过程中湿地匍灯藓的渗透调节能力、抗氧化保护系统以及DNA损伤与修复的影响。结果表明:(1)在脱水过程中,游离脯氨酸、可溶性糖、还原性糖含量均出现明显增加,脱水12h时达到最大;细胞膜透性上升;超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性均持续上升,抗坏血酸含量则逐渐降低;DNA损伤明显加大,脱水24h时DNA已全部降解为低分子量片段。(2)在复水过程中,以上各项指标变化趋势与脱水处理时刚好相反。表明湿地匍灯藓具备复苏植物的典型特征,在含水量变化(变水)过程中具有较强的抗干(旱)性,其抗逆性主要体现为修复能力。     

不同植物生长调节物质对细叶小羽藓愈伤组织诱导及分化的影晌

以细叶小羽藓[Haplocladium microphyllum（Hedw．）Broth．】的配子体为外植体,研究了不同植物生长调节物质对细叶小羽藓愈伤组织诱导及分化的影响。结果表明：在Ms培养基中添加不同的植物生长调节物质对细叶小羽藓配子体增殖影响差异很大,具体表现为2,4一D、KT、IBA和IAA促进细叶小羽藓芽体的诱导及生长,NAA抑制细叶小羽藓芽体的诱导,TDZ阿姨、、及6－BA促进细叶小羽藓的配子体产生愈伤组织;在Ms培养基中添加0．3mg·L－1。6-BA最适合愈伤组织的诱导;在MS掊养基中添加1．0mg·L－1。。IBA最适合愈伤组织的分化。     

干旱胁迫与复水对块根紫金牛生理特性的影响

以岩溶特有药用植物块根紫金牛为试材,研究土壤水分胁迫及复水条件下其叶片光合参数、相对含水量、质膜透性、渗透调节物质含量的变化特性。结果表明:水分胁迫下,块根紫金牛的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均几乎接近零点,但胞间CO2浓度上升,即非气孔因素限制是光合速率下降的主要原因。水分胁迫不影响块根紫金牛单位面积的总叶绿素和类胡萝卜素含量,但干旱处理的Chl a/b和Car/Chl分别显著低于和高于对照。水分胁迫下,块根紫金牛的叶片相对含水量、相对电导率和丙二醛含量显著增大,即膜系统受到一定的伤害;块根紫金牛叶片脯氨酸含量显著降低,可溶性蛋白含量无显著变化,可溶性糖含量显著增大,但增大幅度不大,说明其在干旱胁迫下的渗透调节能力较弱。复水处理后,块根紫金牛全部指标均能恢复到对照水平,说明其对干旱胁迫较为敏感,主要采取避旱策略。     

镉胁迫对鸡冠花种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

采用水培法和盆栽法测定分析不同浓度Cd(0、50、100、150、200 mg/L)胁迫对鸡冠花种子萌发、幼苗生物量、叶片光合色素、渗透调节物质(可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸)、丙二醛(MDA)、低分子巯基化合物(GSH、GSSG、Cys、NPT)含量以及抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性的影响,探讨鸡冠花耐受Cd胁迫的能力及其生理机制,为植物解毒机制提供基础资料。结果显示:(1)鸡冠花种子的发芽势、发芽率和发芽指数在低浓度Cd处理下提高,而活力指数、根长及苗长在各浓度Cd胁迫下均不同程度降低,以上指标均在低浓度(50、100 mg/L)Cd胁迫下受到显著抑制,且根长受抑制程度显著高于苗长;幼苗生物量(整株鲜重、地上部分鲜重及地下部分鲜重)在200 mg/L Cd胁迫时受到显著抑制,较对照分别下降了61.9%、58.4%和72.7%;根冠比及主根长虽未受到显著影响,但总体呈现降低趋势。(2)鸡冠花幼苗叶片叶绿素和类胡萝卜素含量在100～200 mg/L Cd胁迫下均显著降低,叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量在Cd胁迫下总体呈升高趋势,并分别在50、150、200 mg/L时显著升高。(3)鸡冠花幼苗叶片各抗氧化酶活性在Cd胁迫下呈不同变化趋势,POD和APX活性在各浓度Cd胁迫分别增加23.1%～304.2%和160.0%～280.0%;SOD活性在各浓度Cd胁迫均受到抑制,但仅在150 mg/L时显著降低43.2%;CAT活性在50～150 mg/L Cd胁迫下显著增强了46.6%～66.5%,但在200 mg/L Cd胁迫却显著降低59.5%。(4)高浓度(200 mg/L)Cd胁迫下鸡冠花幼苗叶片巯基化合物GSH、GSSG、Cys、NPT含量分别比对照上升了53.2%、164.2%、53.9%和0.79%,而GSH/GSSG比值显著降低。研究发现,鸡冠花种子萌发期和幼苗期对Cd胁迫均具有一定的耐受力,但高浓度Cd胁迫仍致使幼苗部分抗氧化酶活性降低,ROS过量积累,引起膜脂过氧化程度加深,其产物MDA含量逐渐升高;Cd胁迫促进低分子巯基化合物含量呈不同幅度的增加,但GSH/GSSG比值下降,细胞内氧化还原反应(Redox)受到抑制,导致幼苗正常生长代谢受阻,生物量持续降低。     

3个树种对不同程度土壤干旱的生理生化响应

利用盆栽试验和采用人工浇水后持续自然耗水的方法,研究了3年生山杏(Prunus sibirica)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、油松(Pinus tabulaeformis)对土壤干旱胁迫的生理生化响应过程。结果表明:随着干旱程度加剧,3个树种叶片相对含水量(LRWC)及叶绿素(Chl)含量持续下降,细胞膜透性逐渐增大;其中,以山杏和沙棘变化幅度较大,油松最小;3个指标发生显著变化的土壤相对含水量(RWC)临界值,油松为54.7%、山杏和沙棘分别为46.7%和48.4%。3个树种超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)两种抗氧化酶活性,随RWC降低先升高后降低;维持较高抗氧化酶活性的RWC范围,油松为32.9%—76.4%、山杏和沙棘分别为46.7%—77.9%和35.8%—78.2%;在不同土壤干旱程度下,油松的抗氧化酶活性水平高于沙棘和山杏。3个树种两种渗透调节物质脯氨酸(Pro)与可溶性糖(Ss)的含量随RWC降低而增加,油松的增加幅度大于山杏和沙棘;Pro含量的增加速度大于Ss含量。结论:3个树种可通过渗透调节、抗氧化酶活性升高等途径增强对干旱逆境的耐受性和适应性;3个树种的抗旱能力为油松>沙棘>山杏。     

干旱胁迫对不同玉米自交系苗期渗透调节的影响

以5个抗旱性不同的玉米骨干自交系黄早四、掖478、郑58、旱21、齐319为试验材料,对持续水分胁迫下玉米幼苗的叶片相对含水量、渗透调节能力(OA)、脯氨酸含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明:随着干旱胁迫的加重,叶片相对含水量呈现下降的趋势,渗透调节能力和可溶性糖含量呈现先上升后又下降的趋势,脯氨酸含量呈现持续上升的趋势;在持续干旱条件下,不同自交系各个指标的变化幅度不同,说明不同种质资源对干旱胁迫的响应方式不同,渗透调节能力也有差异。在水分胁迫的前7d中,渗透调节能力逐渐增加,第7天时达到最大值,OA从大到小的排列顺序为齐319郑58掖478旱21黄早四;但此后,除旱21外,其余4个自交系的OA都随之下降。旱21和齐319以可溶性糖和脯氨酸为主要的渗透调节因子,黄早四则以脯氨酸为主要的渗透调节物质。     

喀斯特石生穗枝赤齿藓抗氧化防御系统对干旱胁迫的响应

为科学选择石漠化环境恢复治理的植物材料和深入了解岩生植物的耐旱机制,以喀斯特石生穗枝赤齿藓(Erythrodoutium juluceum)为实验材料,研究了干旱胁迫对其抗氧化酶防御系统的影响。结果表明:超氧化酶歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,超氧阴离子(O-2·)、丙二醛(MDA)含量呈现出先升后降的趋势;类胡萝卜素(Car)含量一直升高,质膜相对透性呈现出\"抛物线\"的变化趋势,可溶性蛋白含量波动变化。因此,干旱胁迫早期由于O-2·等活性氧的增加而启动活性氧清除系统进行清除,是抵御干旱的一种协同反应;后期穗枝赤齿藓依然保持较强的自由基清除能力,具有极强的耐旱能力。所以在长期的进化过程中,喀斯特石生藓类形成具有适合干旱变化的系列生理和代谢机制,通过形态上的变化来降低水分的散失,通过生理上的调整来应付环境的恶劣变化,这对于在石漠化地区揭示苔藓植物的抗逆机制,利用苔藓植物的先锋拓荒作用治理石漠化生态环境以及对退化生态系统进行人工恢复治理具有重要价值。     

藜对干旱胁迫的生理生化反应

干旱是植物最易遭受的胁迫之一,每年由于干旱胁迫给农业造成损失几乎相当于其他所有环境因子胁迫所造成的损失的总和。通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据。以盆栽的藜为材料,用控制浇水的方法分对照、轻度胁迫、中度胁迫、重度胁迫4个组,研究了不同程度干旱胁迫对藜叶片的水分状况、渗透调节物质、活性氧代谢以及内生保护系统的影响。结果表明:在干旱胁迫下,藜叶片相对含水量(RW C)、自由水含量(FW C)下降,束缚水含量(BW C)上升;可溶性糖、脯氨酸、K 、C a2 含量增加,表现出藜对适度干旱有一定的适应性。但重度干旱胁迫,O2.产生速率和丙二醛(M DA)含量显著提高,导致膜损伤,质膜透性上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性先上升,后下降;抗坏血酸(A SA)含量降低。过分干旱胁迫对藜会造成一定伤害。     

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。     

干旱胁迫对毛竹幼苗生理特性的影响

以1年生毛竹为试验材料,采用盆栽方式,设置对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)和重度干旱胁迫(HS)4个不同处理,研究不同水分条件下毛竹幼苗生理响应。结果表明:随着水分胁迫程度的加强,毛竹幼苗净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)显著下降(P<0.01),降幅分别达54.7%和49.7%,水分利用效率(WUE)在轻度胁迫条件下明显提高,但在中度和重度胁迫下又有一定程度下降;叶绿素a和叶绿素b含量显著下降(P<0.05和P<0.01),降幅分别为42.1%和28.2%,水分胁迫对叶绿素a/b(Chl-a/Chl-b)影响不显著;SOD活性、CAT活性和MDA含量显著上升(P<0.01、P<0.05和P<0.01);各生理指标间存在着相关性,经主成分分析,可将9个单项耐旱生理指标综合成为2个相互独立的综合指标,为评价毛竹苗期抗旱性提供参考。     

干旱胁迫对木兰科5树种生理生化指标的影响

对乐昌含笑(Michelia chapensis Dandy)、金叶含笑(M. foreolate Merr. ex Dandy)、阔瓣含笑(M. platyetala Hand. -Mazz.)、观光木(Tsoongiodendron odorum Chun)和红花木莲[Manglietia insigis (Wall.) Blume]进行28 d干旱胁迫处理,测定了丙二醛(MDA)和可溶性糖含量;对除乐昌含笑以外的4个树种进行了7种脂肪酸成分即肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸的测定.结果表明,干旱胁迫时MDA和可溶性糖含量均升高.在4个树种的处理组和对照组中,不饱和脂肪酸比例高于饱和脂肪酸;在干旱胁迫时,饱和脂肪酸比例升高,不饱和脂肪酸比例下降.综合各生理指标变化与田间观察结果,上述5树种按抗旱能力强弱依次排序为:阔瓣含笑、乐昌含笑、观光木、金叶含笑和红花木莲.     

盐胁迫对Frankia 生长和生理生化特性的影响

研究了盐胁迫(10～50 g·L-1 NaCl)对从杨梅[Myrica rubra (Lour.) Sieb. et Zucc.]、木麻黄(Casuarina spp.)、桤木(Alnus spp.)和福建胡颓子(Elaeagnus oldhami Maxim.)根瘤中分离出的11株Frankia菌株的生长和生理生化特性的影响.结果表明,在离体培养条件下,分离自木麻黄和桤木根瘤的Frankia菌株耐盐性最强,其次是来源于福建胡颓子根瘤的Frankia菌株,而从杨梅根瘤中分离得到的Frankia菌株耐盐性最弱.在盐胁迫条件下, Frankia菌株的形态和生理生化特征也发生相应变化孢囊和泡囊数量增加、菌丝变细或变粗、固氮酶活性增加、营养源利用率下降.     

阶段性干旱及复水对小麦光合特性和产量的影响

在田间人工遮雨条件下,研究了持续、缓慢的干旱胁迫及复水对小麦旗叶光合特性及产量的影响.结果表明:返青至成熟期充分供水(S0)的小麦旗叶叶绿素含量、叶绿素荧光参数、光合参数和产量较高;返青至成熟期(S3)或开花至成熟期(S2)遭受干旱胁迫的小麦上述光合特征参数与产量显著下降;开花至成熟期复水(S1)的小麦其上述光合参数与S0相比表现出超补偿效应,但产量略低于S0;S1、S2与S3水分利用效率分别为S0的143.2％、86.5％和97.3％;由此得出0～ 40 cm土层平均土壤相对含水量在返青至开花期保持在55％±5％,开花至灌浆期保持在70％±5％,可在获取一定产量的同时高效节水;由于水分和密度在产量表现上存在互作,得出0 ～ 40 cm土层平均土壤相对含水量在返青至开花期保持在55％ ±5％,开花至灌浆期保持在70％ ±5％,并采取675株·m-2的密度是该地区最佳的水分密度组合.     

Effects of drought stress and selenium supply on growth and physiological characteristics of wheat seedlings

The paper studied the effects of drought stress, selenium (Se) supply and their combination on growth and physiological characteristics of wheat (Triticum aestivum L. cv Shijiazhuang NO. 8) seedlings. The experimental design included two water treatments (well-watered, 75% of maximum field capacity; drought stress, 30% of maximum field capacity) and two Se levels (0; 0.5 mg/kg) to determine whether Se can modify the negative impacts of drought stress on seedling growth and physiological traits. Drought stress caused a marked decline in growth parameters and soluble protein content, whereas it induced an increase in root activity, proline content and the activities of peroxidase (POD) and catalase (CAT) of leaf tissue. On the other hand, Se supply induced an increase in biomass accumulation only under well-watered condition. Under drought stress, Se supply increased free proline content, root activity and the activities of POD and CAT in leaf tissue, but did not significantly affect on growth parameters. These results implied that drought stress brought harmful effects on wheat seedlings, and that Se supply was favorable for biomass accumulation of wheat seedlings under well-watered condition. However, it did not significantly affect on biomass accumulation under drought stress, although it increased root activity and activities of some antioxidant index in experimental periods.     

钒、汞胁迫对菜心幼苗生理生化特性的影响

通过水培实验研究了钒(V)、汞(Hg)单一和复合胁迫对四九黄菜心幼苗生理生化特性的影响。结果表明:随着胁迫强度的增加,丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性明显上升,与对照相比,MDA含量和细胞膜透性分别增加了8.4%～271.5%和22.4%～145.6%;叶绿素含量、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降的趋势;重金属浓度较低时,3种保护酶均有较好的协同效应,表现出较强的自我调节能力;重金属浓度较高时,叶绿素含量和3种酶的活性呈下降趋势,表明在逆境环境因子下,植物的生理特征发生变化,酶活性受到抑制;V、Hg复合胁迫对蔬菜幼苗的毒害作用大于同水平单一胁迫效应。     

Salicylic acid induces physiological and biochemical changes in Torreya grandis cv. Merrillii seedlings under drought stress

Key message

SA treatment effectively ameliorated the negative effect of moderate drought stress on T. grandis Seedlings through increasing the water content, Pn, proline content, antioxidant enzymes activity and reducing MDA.

Abstract

Water availability is one of the most critical factors that limits the growth and development of plants. Salicylic acid (SA) is an important signal molecule that modulates plant responses to abiotic stress. To elucidate the regulating mechanism of exogenous SA on Torreya grandis cv. Merrillii under different water stresses, a pot experiment was conducted in a greenhouse. Exposure of T. grandis seedlings to drought conditions resulted in reduced growth rate that was associated with a decline in water content and CO₂ assimilation. Foliar application of SA effectively increased the water content, net CO₂ assimilation rate, proline content and antioxidant enzymes activity in the plants, which helped T. grandis to acclimate to moderate drought stress and increase the shoot dry matter. However, when the plants were under severe drought stress, the relative water content and CO₂ assimilation in the SA-treated plants were significantly lower than those in the control plants. Therefore, our results indicated that SA can effectively ameliorate the negative effect of moderate drought stress on T. grandis seedling growth.     

Influence of salt stress on biochemical processes in chickpea,Cicer arietinum L.

Summary Soybean plants were grown in pots with or without vesicular-arbuscular myocorrhizal (VAM) fungi in three soils of low plant-available P content, different texture and different water-holding capacities. Mineral nutrients, except P, were provided in a complete nutrient solution. The biomass of non-VAM plants was positively and fungal colonization negatively correlated with increasingly coarse soil texture. There was no correlation of soil P with host or endophyte growth. Plant growth enhancement was positively correlated with soil water content at −1.5 MPa. These observations suggest soil water status and the mycorrhizal condition interact in influencing plant growth.     

Impact of osmotic stress on physiological and biochemical characteristics in drought-susceptible and drought-resistant wheat genotypes

In this study, the seedlings of two wheat cultivars were used: drought-resistant Chinese Spring (CS) and drought-susceptible (SQ1). Seedlings were subjected to osmotic stress in order to assess the differences in response to drought stress between resistant and susceptible genotype. The aim of the experiment was to evaluate the changes in physiological and biochemical characteristics and to establish the optimum osmotic stress level in which differences in drought resistance between the genotypes could be revealed. Plants were subjected to osmotic stress by supplementing the root medium with three concentrations of PEG 6000. Seedlings were grown for 21 days in control conditions and then the plants were subjected to osmotic stress for 7 days by supplementing the root medium with three concentrations of PEG 6000 (D1, D2, D3) applied in two steps: during the first 3 days of treatment ?0.50, ?0.75 and ?1.00 and next ?0.75, ?1.25 and ?1.5 MPa, respectively. Measurements of gas exchange parameters, chlorophyll content, height of seedlings, length of root, leaf and root water content, leaf osmotic potential, lipid peroxidation, and contents of soluble carbohydrates and proline were taken. The results highlighted statistically significant differences in most traits for treatment D2 and emphasized that these conditions were optimum for expressing differences in the responses to osmotic stress between SQ1 and CS wheat genotypes. The level of osmotic stress defined in this study as most suitable for differentiating drought resistance of wheat genotypes will be used in further research for genetic characterization of this trait in wheat through QTL analysis of mapping population of doubled haploid lines derived from CS and SQ1.