黄连木对干旱胁迫的生理响应

研究了自然干旱条件下黄连木（Pistacia chinensis Bunge）的生理变化。结果表明,随土壤含水量的减少,叶绿素b含量、光合速率、叶片相对含水量与叶水势均下降;叶绿素a和可溶性糖含量、叶绿素a和b的比值及总叶绿素含量呈现上升的趋势;超氧化物歧化酶活性先升后降;丙二醛含量干旱胁迫前期升高,后期变化不明显;净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随土壤含水量的减少逐步降低。气孔和可溶性糖含量都是影响黄连木光合速率的关键因子,干旱胁迫前12d光合速率主要受气孔限制,之后为非气孔限制。干旱胁迫前期渗透调节物质以可溶性糖为主,干旱胁迫较重时脯氨酸含量急剧升高,与可溶性糖同时起渗透调节作用。     

长药景天对重金属镉胁迫的生理及形态响应

以长药景天为实验材料,通过模拟重金属镉(Cd)污染,采用原子吸收光谱法和比色法,确定了Cd在长药景天体内积累最多的部位及长药景天对Cd(NO3)2的耐受浓度阈值;并采用半薄切片法、扫描电镜法及X射线能谱法对100μmol·L-1 Cd(NO3)2胁迫下长药景天的应答进行分析研究。结果表明:(1)Cd(NO3)2胁迫后,Cd在长药景天根、茎、叶中的分布情况为根茎叶。(2)在100μmol·L-1 Cd(NO3)2浓度处理下,长药景天能够进行正常的生理代谢,且无明显的Cd中毒现象。(3)100μmol·L-1 Cd(NO3)2处理后,长药景天根表面发生皱缩,根毛明显增多,外表皮与皮层细胞难以区分,薄壁细胞层数明显多于对照组根部皮层细胞层数,排列紧密、不规则,根部横截面积有增大趋势。(4)100μmol·L-1 Cd(NO3)2处理后,Cd在长药景天根部的分布情况为表皮皮层中柱。研究认为,长药景天能够耐受浓度为100μmol·L-1 Cd(NO3)2的胁迫,在修复土壤Cd污染方面具有潜在的应用价值。     

沙地云杉生态型对干旱胁迫的生理生态响应

采用干旱胁迫处理不同生态型沙地云杉幼苗,对其主干高生长、丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素含量进行了测定．结果表明,沙地云杉幼苗高生长明显受到干旱胁迫的抑制,绿果型沙地云杉在水分条件良好的情况下,高生长迅速,明显高于紫果型沙地云杉．随着干旱胁迫强度的增强,其高生长受抑制的程度高于紫果型沙地云杉．红果型沙地云杉处于二者之间．同时干旱胁迫也影响沙地云杉生长进程,使得其封顶时间提前一个多月．MDA含量无论在叶还是根中呈上升趋势,只是在土壤含水量在10％左右出现轻度胁迫时略有下降;叶片中MDA含量明显高于根中;从不同生态型来看,紫果型沙地云杉体内MDA含量高,绿果型低且具有较大的变化幅度．脯氨酸含量随干旱胁迫强度增加而增加;绿果型沙地云杉根部脯氨酸含量在处理4之前高于另外两种生态型．叶绿素的变化规律,紫果型和红果型沙地云杉基本相同,只是红果型含量略微低于紫果型．其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量都是开始逐渐升高;随着胁迫强度增加,叶绿素含量下降;绿果型沙地云杉叶绿素含量总体上都呈下降趋势,只有叶绿素b含量在胁迫初期有所增加．从叶绿素a／b值出现下降趋势,但不同生态型表现不一样．绿果型沙地云杉由最高下降到最低,紫果型沙地云杉下降幅度较小,红果型介于二者之间．表明不同生态型沙地云杉抗旱能力不同,紫果型>红果型>绿果型．     

酸枣生理生化特性对干旱胁迫的响应

以3年生酸枣为试材,通过盆栽控水试验法研究干旱胁迫条件下酸枣生理生化特性的响应规律.结果表明:随着干旱胁迫梯度的加大、干旱时间的延长,酸枣叶中可溶性糖、游离脯氨酸(PRO)、超氧阴离子自由基及抗坏血酸(AsA)含量累积,呈现持续上升的变化趋势;重度干旱下可溶性糖积累量高于CK 171.74％,且差异显著(P＜0.05);超氧阴离子自由基含量增加了5.77倍(P＜0.05),对细胞膜的氧化损伤加剧;PRO含量在重度干旱时最高,达到1 733.23 μg/g,是CK组的12.68倍(P＜0.01);抗坏血酸含量最高为813.10mg/100g.FW,增加了158.07％(P＜0.01).可溶性蛋白含量呈现先上升后下降的变化趋势,在中度干旱时含量最高9.99 mg/g,增加了2.11倍(P＜0.05);叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及叶绿素总量呈下降的变化趋势,Chl a降低了31.08％ (P ＜0.05),Chl b降低了37.99％ (P ＜0.01),叶绿素总量降低了33.68％(P＜0.05);干旱对Chl a、Chl b的影响程度不同,导致Chl a/Chl b变化异常;类胡萝卜素含量在干旱胁迫前期上升,增加了37.72％,后期下降,降低了18.94％ (P ＜0.05).     

金银花容器苗对干旱胁迫下接种根际促生细菌的生理响应

在盆栽试验条件下,以金银花容器苗为试材,研究了不同干旱强度下接种蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)L90对植物生理特征的影响。结果表明:随着干旱胁迫强度的增加,金银花容器苗的光合速率和气孔导度逐渐降低;而干旱环境下接种L90可显著提高气孔导度,缓解干旱胁迫对净光合速率的抑制;且干旱强度增加,缓解效果增强。接种B.cereus L90可显著抑制干旱胁迫下金银花容器苗PSⅡ最大光化学效率、实际光化学效率和光化学猝灭系数的降低,抑制非光化学猝灭系数的升高。虽然L90并没有提高对照处理中光合色素的绝对含量,但可显著抑制干旱环境下金银花叶片中光合色素的分解。干旱显著降低了金银花叶片中细胞分裂素含量,增加了脱落酸(ABA)的含量;在干旱胁迫下,接种L90可显著提高叶片中细胞分裂素的含量,并可促使根部产生的ABA运输到叶片中。干旱胁迫程度较轻时,L90对金银花容器苗的相对含水量和相对电导率影响不显著;而在重度干旱时,同对照相比,干旱及接种L90处理的相对含水量分别降低20.56%和10.21%,相对电导率分别提高31.42%和16.08%,接种L90处理的变化幅度明显较小。因此,干旱生境下接种B.cereus L90,可增加叶片中细胞分裂素含量,抑制光合色素的分解及光合能力的下降,提高金银花容器苗在干旱环境中的适应能力。     

干旱胁迫下蒭雷草的生理响应

为探讨蒭雷草(Thuarea involuta)在热带珊瑚岛干旱环境下的适应能力,对干旱胁迫下蒭雷草叶片抗逆生理指标的变化进行了研究。结果表明,干旱胁迫初期,叶片的丙二醛(MDA)含量随胁迫程度增加的差异不显著;随胁迫时间的延长,除重度胁迫下先迅速增加后急速下降外,其余处理的变化较小。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随干旱胁迫程度增加而升高;随时间延长,SOD活性不断上升,POD活性基本稳定,CAT活性则先下降后上升。除轻度胁迫下可溶性蛋白(SP)含量低于对照外,其余处理均随干旱胁迫程度增加而增加;干旱胁迫下的脯氨酸(Pro)含量随时间延长呈先上升后下降的变化趋势,但在处理第18天时不同胁迫程度间均差异不显著。因此,蒭雷草具有较强的抗旱能力,可用于南海诸岛的人工植物群落构建和植被恢复以营造良好生态环境。     

梓属5个种对干旱胁迫的生理响应

为分析梓属5个种干旱胁迫响应程度,为梓属耐旱树种的筛选、抗旱育种及栽培工作提供理论依据。本研究选取梓属的黄金树、滇楸、灰楸、梓树和楸树为试材,将其在浇水量为700 mL和400 mL的水分条件下培养50 d,测量其苗高、地径、叶水势、叶绿素相对含量、叶绿素荧光参数和比叶重等指标,并运用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:在2种水分条件下,生长状态最好的为楸树,梓树相对较差。在干旱胁迫条件下,除黄金树外,其他各树种的叶片水势(ΨL)都降低,最大气孔导度(Gs)均增加。不同种的叶绿素相对含量(SPAD)值均在干旱胁迫条件下升高。除滇楸和楸树外,各树种的光系统Ⅱ最大光能转换效率(Fv/Fm)随干旱胁迫而增加。除灰楸外,干旱胁迫增加了其他树种的比叶重(LMA)。利用隶属函数法综合评价抗旱性的结果为:灰楸>梓树>滇楸>楸树>黄金树。说明梓属不同树种间有着不同的抗旱能力。综合分析,楸树和灰楸的抗旱能力较强,滇楸和梓树的抗旱能力次之,黄金树的抗旱能力最差。     

紫花苜蓿(Medicago sativa)对干旱胁迫的光合生理响应

紫花苜蓿是重要的豆科牧草,具有较强的抗旱性,然而干旱仍是制约紫花苜蓿生产的主要逆境因子。通过盆栽试验,以抗旱性强弱不同的两种紫花苜蓿为试验材料,对干旱胁迫下紫花苜蓿的光合生理进行较为系统的研究,结果表明：（1）干旱胁迫下两种紫花苜蓿叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、气孔导度（Gs）、叶绿素含量（Chl）都有不同幅度的下降;叶绿体超微结构遭到破坏。相对于抗旱性弱的苜蓿,抗旱性强的苜蓿随干旱胁迫程度的加深,净光合速率下降较慢,叶绿体的外形及基粒结构受到的影响较小。（2）轻度干旱胁迫下气孔限制是两种紫花苜蓿P。降低的主要因素,中度和重度干旱胁迫下非气孔限制是Pn降低的主要因素。（3）对叶绿素荧光参数的研究表明：干旱胁迫下两种紫花苜蓿PSⅡ反应中心光化学效率（F／F=）、PSⅡ潜在活性（Fv／Fo）降低。总体上抗旱性强的紫花苜蓿Fv／Fm和Fv／Fo下降幅度小,PSⅡ利用光能的能力及PSⅡ的潜在活性均较强。PsⅡ光化学淬灭系数（qP）、非光化学淬灭系数（qN）的变化表现为干旱胁迫下两种紫花苜蓿qP值降低、qN值升高,总体上抗旱性强的紫花苜蓿qP降低的幅度低且qN升高幅度大,表明抗旱性强的紫花苜蓿PSⅡ反应中心电子传递活性受到的影响小,光合机构的损伤程度低。     

换锦花和中国石蒜对干旱胁迫的生理响应

以2种春出叶石蒜属植物中国石蒜和换锦花为材料,通过盆栽控水试验,以适宜水分(最大持水量的75%~80%)为对照,设置干旱胁迫(最大持水量的35%~40%)处理,研究干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确2种植物的耐旱特性。结果显示:(1)换锦花和中国石蒜幼苗叶片相对含水量(RWC)和叶绿素a、b含量均随着干旱胁迫时间的延长而降低。(2)换锦花可溶性糖含量和脯氨酸含量均随着干旱时间的延长表现出持续增加的趋势,而中国石蒜则表现出先升高后降低的趋势。(3)换锦花和中国石蒜幼苗叶片TBARS含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均呈现出先上升后下降趋势。(4)换锦花和中国石蒜幼苗叶片净光合速率(Pn)、胞内二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)随着干旱胁迫时间延长均有不同程度下降。研究表明,在土壤干旱胁迫条件下,换锦花和中国石蒜幼苗叶片在水分生理、光合特性、渗透调节物质和抗氧化酶活性等方面表现出一定的差异,其中换锦花较中国石蒜表现出较强的耐旱性,且具有明显的优势。     

紫花苜蓿(Medicago sativa)对干旱胁迫的光合生理响应

紫花苜蓿是重要的豆科牧草,具有较强的抗旱性,然而干旱仍是制约紫花苜蓿生产的主要逆境因子。通过盆栽试验,以抗旱性强弱不同的两种紫花苜蓿为试验材料,对干旱胁迫下紫花苜蓿的光合生理进行较为系统的研究,结果表明：（1）干旱胁迫下两种紫花苜蓿叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)、叶绿素含量(Chl)都有不同幅度的下降;叶绿体超微结构遭到破坏。相对于抗旱性弱的苜蓿,抗旱性强的苜蓿随干旱胁迫程度的加深,净光合速率下降较慢,叶绿体的外形及基粒结构受到的影响较小。（2）轻度干旱胁迫下气孔限制是两种紫花苜蓿Pn降低的主要因素,中度和重度干旱胁迫下非气孔限制是Pn降低的主要因素。（3）对叶绿素荧光参数的研究表明：干旱胁迫下两种紫花苜蓿PSⅡ反应中心光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)降低。总体上抗旱性强的紫花苜蓿Fv/Fm和Fv/Fo下降幅度小,PSⅡ利用光能的能力及PSⅡ的潜在活性均较强。PSⅡ光化学淬灭系数（qP）、非光化学淬灭系数（qN）的变化表现为干旱胁迫下两种紫花苜蓿qP值降低、qN值升高,总体上抗旱性强的紫花苜蓿qP降低的幅度低且qN升高幅度大,表明抗旱性强的紫花苜蓿PSⅡ反应中心电子传递活性受到的影响小,光合机构的损伤程度低。     

杂景天愈伤组织诱导及红景天苷测定

以杂景天的子叶、胚轴为外植体,接种在附加不同激素组合的MS培养基上诱导愈伤组织产生,愈伤组织经继代培养后,用高效液相色谱检测红景天苷含量.结果显示,杂景天的子叶是诱导愈伤组织的理想外植体,子叶在MS 1 mg/L BA 0.5 mg/L 2,4-D和MS 1 mg/L BA 0.5 mg/L NAA培养基上的愈伤组织诱导率较高(81.8%、80%).愈伤组织有红、绿2种类型.HPLC检测显示红色愈伤组织不含红景天苷,绿色愈伤组织红景天苷含量为0.288 6%.表明利用组织培养生产红景天苷是可行的.     

干旱胁迫下外源水杨酸对野生大豆生理特性的影响

目的:研究不同浓度的水杨酸对10％聚乙二醇(PEG-6000)胁迫下野生大豆生理特性的影响.方法:以野生大豆为试验材料,采用盆栽土培法,研究野生大豆幼苗抗氧化酶活性,渗透调解物质及膜质过氧化变化规律.结果:1.5 mmol/L水杨酸明显提高了PEG胁迫下野生大豆过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD),减轻了膜脂...     

粗毛鳞盖蕨干旱胁迫下生理变化规律的研究

研究了粗毛鳞盖蕨（Microlepias trigosa）成熟孢子体在自然干旱胁迫处理下生理特性的变化。发现胁迫过程中其相对电导率、过氧化物酶（POD）活性、可溶性糖、脯氨酸含量上升;可溶性蛋白与丙二醛（MDA）含量先升高后降低再升高;超氧化物歧化酶（SOt））活性、叶绿素含量、总呼吸速率、净光合速率（Photo）、蒸腾速率（TrmmoI）、气孔导度（Cond）呈下降趋势;CAT活性、胞间CO2浓度（Ci）呈先升后降的趋势。表明其膜系统并未受到严重伤害;渗透调节系统起到了较好的抗脱水作用;保护酶系统虽受到抑制,但仍能发挥清除自由基的作用;呼吸及光合系统受到影响显著下降,但主要表现为植物体的自主调节。说明在胁迫过程中粗毛鳞盖蕨生理上能够迅速作出相应的适应调节,表现出对干旱胁迫后较强的恢复能力和一定的忍耐能力。     

不同红小豆品种幼苗对干旱胁迫的生理响应

为筛选红小豆（Phaseolus angularis Linn.）幼苗抗旱性鉴定指标,采用盆栽控水方法,对红小豆3个品种‘保红947’、‘东北大红袍’、‘晋小豆5号’进行了苗期形态特征及根系生理生化特性的研究。结果表明：干旱胁迫抑制了红小豆3个品种植株的生长;重度干旱胁迫下,3个品种光系统Ⅱ（PSⅡ）的潜在活性（可变荧光/初始荧光,Fv/Fo）、最大光化学效率（可变荧光/最大荧光产量,Fv/Fm）、株高、叶面积、茎粗、根鲜重、根系活力、可溶性蛋白质含量等指标均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降趋势,根冠比、根系脯氨酸（Pro）含量、可溶性糖含量、SOD活性、POD活性、MDA含量等指标随着干旱胁迫强度的增加呈明显上升趋势。综合各项生理指标,‘东北大红袍’在干旱胁迫下能保持相对较优的生理状态,抗旱性最强。通过主成分分析表明,株高、叶面积、茎粗、主根长、根鲜重、最大光化学效率、根系活力、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、SOD活性、MDA含量等生理生化特性可作为鉴定红小豆苗期抗旱性的指标。     

Antioxidative protection in the inducible CAM plant Sedum album L. following the imposition of severe water stress and recovery

The antioxidative protection during the C₃-CAM shift induced by water stress was investigated in the temperate succulent Sedum album L. The C₃-CAM shift was characterized in terms of CO₂ exchange, titratable acidity and phosphoenolpyruvate carboxylase activity. Well-watered plants displayed C₃-like patterns of gas exchange and exhibited a mild day-night acid fluctuation indicating that those plants were performing CAM-cycling metabolism. Imposed drought highly stimulated CAM cycling, decreasing the net CO₂ uptake during the day, eliminating net CO₂ efflux at night and stimulating tissue acid fluctuations. As water deficit developed, chlorophyll fluorescence measurements showed a decrease in the Fv/Fm ratio, indicating that photoinhibition could follow after severe drought. Protection might be performed by the increased activity of enzymes involved in the destruction of free radicals and oxidants, but their response depended on the water status of the plant. Ascorbate peroxidase and superoxide dismutase activities increased in plants subjected to mild stress but declined during severe water stress. Catalase activity, however, was quite stable under mild water stress and was clearly inhibited under severe water stress. At this stage, glutathione reductase and monodehydroascorbate reductase seemed to be very important in the protection against oxidants, both increasing considerably their activities under severe water stress. Even if recycling has been shown to alleviate photoinhibition, our results clearly demonstrate that antioxidative enzymes play an important role in the protection of plants from oxidants during the C₃-CAM shift induced by water stress.     

硅提高植物抗旱性的生理机制研究进展

干旱作为限制作物产量和品质的主要非生物胁迫之一,对全球社会、经济和生态造成巨大损失。在全球气候变化背景下,提高植物抗旱性的重要性日益突显。硅能够提高植物的抗旱性：外源硅的施用可以影响气孔导度,改变蒸腾速率,改善植物水分状况;通过调节气孔动力学、合成光合色素,促进光化学反应,从而改善光合作用;此外硅可通过渗透调节以平衡植物对矿质元素的吸收,以及调节抗氧化防御系统,减轻植物在干旱胁迫中的氧化损伤。总结了硅对干旱胁迫下植物水分利用、光合作用、矿质元素吸收、抗氧化系统、植物激素代谢等方面的作用及相关生理机制。建议未来从复合逆境胁迫、低硅积累植物等方面进一步揭示硅提高植物抗旱性的作用机制,从而为农林生态系统合理利用硅素来提高生产效率提供科学依据和理论基础。     

不同种源乌桕幼苗对干旱胁迫的生理响应

以不同种源1年生乌桕幼苗为材料,采用盆栽控水试验研究了持续干旱条件下其外部形态及主要生理指标的变化,探讨各种源乌桕的抗旱性特性与差异。结果显示:(1)随着干旱持续时间的延长,各种源乌桕幼苗生长均受到不同程度抑制,外形表现出明显的缺水特征;其叶片相对含水量逐渐减小,复水后明显回升。(2)在极度干旱条件下(停水后第12天),幼苗叶片净光合作用速率仍维持一定的强度,而且细胞膜透性的变化不显著;在干旱胁迫条件下,幼苗叶片的过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性增强,可溶性糖和可溶性蛋白质质量分数增加,丙二醛含量上升,脯氨酸积累,复水后呈现相反的变化趋势。(3)极度干旱条件下,不同种源乌桕幼苗间除丙二醛和相对电导率外,其它生理指标的变化差异显著或极显著,即不同种源具备比较稳定的抗旱性差异。(4)采用隶属函数法对不同种源幼苗的抗旱性分析发现,安徽黄山、河南商城两种源综合评价指数最大,为抗旱性较强的种源。研究表明,各种源乌桕幼苗能够通过调控自身保护酶活性和渗透调节物质含量来有效缓解干旱胁迫的伤害,从而表现出较强的抗旱性和适应性,但种源间存在稳定的差异,并以安徽黄山和河南商城种源抗旱性较强,可应用推广于季节性干旱区造林。     

Isolation of DNA from the Highly Mucilagenous Succulent Plant shape Sedum telephium

The C3-CAM intermediate plant Sedum telephium is very rich in mucilages (gelling polysaccharides) which present a major obstacle to the isolation of DNA. We have developed an extraction procedure that involves a step-wise increase in the concentration of CTAB (cetyl-trimethylammonium bromide) finally yielding a nucleic acid precipitate that is free from polysaccharides. DNA may be further purified by differential precipitation with LiCl and/or RNase digestion. The DNA has excellent spectral qualities, is readily accessible to restriction endonucleases and is usable as a PCR template.     

屋顶绿化植物佛甲草对温度梯度的生理生态适应

以屋顶生长的佛甲草为材料,通过光照培养箱进行不同温度条件处理,分别测量了叶片的CO2交换、叶绿素含量、叶绿素荧光参数以及植株不同部位的碳同位素比率变化(δ13C)。结果表明:持续高温/低温、较大的昼夜温差和叶表面风力的条件下,佛甲草为适应环境变化,光合会由C3代谢途径转变成景天酸代谢途径(CAM),是兼性CAM植物。短期降温会使叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)发生不可逆失活,光合能力下降;复水后有助于PSⅡ的恢复和重建,而干旱天气会减缓恢复过程;在不利温度环境中生长的佛甲草老叶掉落较多,剩余叶片的叶绿素含量和Fv/Fm值增高,光合能力提高。δ13C测定结果显示,高温使嫩叶气孔导度降低,对成熟叶片气孔导度影响小,佛甲草茎杆虽然含有叶绿素,但没有明显的光合作用。