水杨酸对NaCl胁迫下菊芋幼苗光合作用及离子吸收的影响

为探明水杨酸(SA)对NaCl胁迫下菊芋耐盐生理的调控作用,研究了100μmol·L-1水杨酸对不同浓度NaCl胁迫下菊芋幼苗光合响应特征及离子吸收运输的影响.结果表明:施用水杨酸不仅能够有效缓解NaCl胁迫对菊芋光合作用的抑制,促进NaCl胁迫下菊芋幼苗各种光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的增加,降低细胞间隙CO2浓度,同时也能明显降低NaCl胁迫下菊芋体内Na+的积累,促进菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,其中在100 mmol·L-1 NaCl处理下施用水杨酸处理的菊芋叶片中K+和Ca2+含量分别比未施用水杨酸处理增加了12.9％和14.7％,而Na+含量则降低了30.6％.由此证明,一定浓度外源水杨酸的施用有利于促进NaCl胁迫下菊芋幼苗光合功能的改善,以及有效维持菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,从而增强菊芋对NaCl胁迫的抗性,提高NaCl胁迫下的生产力.     

NaCl胁迫对菊芋幼苗生长及其离子吸收运输的影响

在温室采用砂培试验,比较研究了NaCl胁迫对2个菊芋(Helianthus tuberosusL.)品种‘南芋8号’(Ht 1,耐盐性较强)和‘南芋1号’(Ht 2,耐盐性较弱)幼苗生长及其离子吸收运输的影响。结果表明:(1)与对照相比,低浓度NaCl处理(255、0 mmol.L-1)促进了Ht 1根干物质积累和根冠比增加,有利于其养分吸收;较高浓度NaCl处理(1002、00 mmol.L-1)均显著降低2个品种的总干物质重以及叶片、茎、根干物质重,且Ht 2降幅较Ht 1大;(2)NaCl处理对菊芋幼苗根部相对含水量(RWC)没有显著影响,但对叶片和茎部RWC的影响较大,而且高浓度盐胁迫(200 mmol.L-1)下,耐盐品种Ht 1较Ht 2叶片能够保持较高的RWC;(3)NaCl处理下,Ht 1比Ht 2根部对K 的选择性较强,且由根部吸收的大量Na 和Cl-在运输过程中被区域化在茎部,因而向代谢活性较高的叶片运输量相对较少,这是Ht 1耐盐能力较强的一个重要原因。     

NaCl胁迫对菊芋幼苗生长和叶片光合作用参数以及体内离子分布的影响

对不同浓度[0(CK)、50和100 mmol·L-1]NaCl胁迫条件下菊芋(Helianthus tuberosus L. )幼苗的生长、叶片光合作用参数以及体内Cl-、Na+和K+含量分布状况进行了比较研究.结果表明,随NaCl浓度的提高,菊芋幼苗单株地上部分的鲜质量和干质量以及全株鲜质量和干质量均逐渐下降且均与对照差异显著(P<0.05);地下部分的鲜质量和干质量也呈逐渐下降的趋势,但仅100 mmol·L-1NaCl处理组与对照组间有显著差异(P<0.05).随NaCl浓度的提高,叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)逐渐减小、水分利用效率(WUE)和气孔限制值(Ls)逐渐增大,但总体上差异不显著(P>0.05);50和100 mmol·L-1NaCl处理组的Pn分别为对照组的85.6%和44.9%,Gs分别为对照组的67.9%和57.1%,WUE分别为对照组的1.25和1.54倍,Ls分别为对照组的1.57和1.64倍.随NaCl浓度的提高,菊芋幼苗地上部分和地下部分的Cl-和Na+含量逐渐增加、K+含量逐渐减小,且各处理组间Na+含量差异显著、K+含量差异不显著;地上部分和地下部分的Na+/K+比均随NaCl浓度的提高逐渐增大,0、50和100 mmol·L-1NaCl处理组幼苗地上部分的Na+/K+比分别为0.26、0.83和2.39,地下部分的Na+/K+比分别为0.51、1.16和2.83;各处理组幼苗地上部分的Cl-、Na+和K+含量均明显高于地下部分,表明地下部分吸收的Cl-、Na+和K+大部分被转移至地上部分.研究结果显示,NaCl胁迫对菊芋幼苗生长和叶片光合作用等均有一定的抑制作用,对其体内离子平衡也有一定的影响,干扰了菊芋幼苗的正常生长.     

不同浓度海水胁迫对菊芋幼苗生长发育及磷吸收的影响

种植抗盐耐海水植物是合理利用和开发海涂资源的有效措施之一。本试验通过不同浓度海水处理研究菊芋幼苗生长发育及对³²P吸收利用差异和离子吸收分布的情况。结果表明:在不同浓度海水浇灌下,菊芋地上部、地下部、总鲜重及干物质重从CK到50%海水浓度没有明显变化,在75%海水胁迫下显著下降,干物质百分比则为75%海水浇灌的最高;在中等P水平下,地上部在25%海水处理下对³²P吸收率最高;随海水浓度增高菊芋幼苗地上部单位干重积累的Na⁺和Cl^-依次增大;而K⁺与Na⁺积累情况不同,K⁺在25%海水胁迫下地上部单位干重积累的最多,其次是50%,CK和75%海水胁迫差不多;地下部单位干重积累的Na⁺、Cl^-和K⁺情况与地上部单位干重积累的各离子趋势相似。     

不同形态氮素配比对盐胁迫下菊芋幼苗生理的影响

采用砂培方法研究了不同铵硝配比(NH4+/NO3-分别为4/1、1/1、1/4)的氮素营养和盐分胁迫耦合作用下菊芋幼苗的光合作用和离子吸收运输.结果表明:低浓度的盐胁迫对植物生长的抑制作用不大,而高浓度的盐胁迫却能明显抑制菊芋幼苗生物量的积累,在同一盐浓度下,提高硝态氮比例能够缓解盐胁迫对菊芋幼苗生长的抑制,促进菊芋幼苗鲜重和干重的增加;随着盐浓度的增加,菊芋幼苗地上部和地下部的Na+含量显著增加,而K+、Ca2+含量较对照显著降低,提高硝态氮比例有利于菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,从而维持地上部较高的K+/Na+和Ca2+/Na+;在3种铵硝比的氮素营养处理下,随着盐浓度的增加,菊芋幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率较对照均呈显著下降的趋势,细胞间隙CO2浓度则显著增加,提高硝态氮比例可显著提高盐胁迫下菊芋幼苗的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率,同时也能显著降低胞间CO2浓度,其中以铵硝比为1/4的氮素营养供应对盐胁迫的缓解作用相对较好,在100 mmol·L-1NaCl处理下其叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别是铵硝比为4/1的氮素营养处理值的1.63、1.57、1.39、1.37、1.2倍,而胞间CO2浓度则减少了17%.因此相对于铵态氮来说,硝态氮比例的增加有利于维持盐胁迫下菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,促进盐胁迫下菊芋光合功能的改善,增强菊芋对盐胁迫的抗性.     

等渗的盐分和水分胁迫对芦荟幼苗生长和离子分布的效应

 研究了等渗透势（-0.44、-0.88 MPa）NaCl和PEG 6000处理对六叶龄芦荟(Aloe vera)幼苗叶片生长速率、干物质积累、电解质渗漏和离子吸收、分配的效应。结果表明: -0.44、-0.88 MPa NaCl和PEG处理10 d均明显抑制芦荟幼苗叶片伸长生长,植株干物质积累速率显著降低, 叶片含水量降低,叶片细胞电解质渗漏率上升。NaCl对芦荟幼苗生长的抑制作用显著大于PEG处理的。不同器官离子含量、根系和叶片横切面X-射线微区分析结果表明, NaCl胁迫导致芦荟体内Na+、Cl－含量显著上升,根中增幅明显高于叶片,其中Cl－尤为显著。NaCl胁迫严重抑制芦荟对K+ 和Ca2+ 的吸收及其向叶片的运输,根、叶K+/Na+、Ca2+/Na+ 比率显著下降,而PEG胁迫对离子平衡的干扰较轻,是芦荟对水分胁迫的适应能力高于盐胁迫的主要原因之一。但芦荟对 -0.44～-0.88 MPa NaCl胁迫仍有一定的适应能力,主要原因是：1) 根系对离子的选择性吸收和运输较强,并随着盐胁迫强度增加其选择性增强; 2) 芦荟叶片中的盐分在贮水组织中显著积累,明显高于其它组织细胞。同时,芦荟是CAM（景天酸代谢）途径植物,蒸腾极小,盐分随蒸腾流进入地上部的机会小。     

褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长及离子吸收和光合作用的影响

以香椿幼苗为材料,采用水培法研究不同浓度褪黑素(0、50、100、200和400μmol/L)对盐(150 mmol/L NaCl)胁迫下香椿幼苗生长指标、矿质元素离子(Na~+、K~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO_2浓度(C_i)等光合作用指标的影响,以探究外源物质褪黑素对盐胁迫下香椿幼苗生长和生理的调控作用。结果表明:(1)在盐胁迫条件下,香椿幼苗的生长受到显著抑制,叶绿素含量和P_n显著降低,叶片和根系中Na~+含量比对照(CK)显著增加,而K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)含量以及离子含量的比值(K~+/Na~+、Mg~(2+)/Na~+和Ca~(2+)/Na~+)则明显下降,且丙二醛含量显著增加。(2)施加适宜浓度褪黑素能显著促进盐胁迫下香椿植株生长,降低其叶片和根系中Na~+含量,提高其K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量和离子含量比值以及叶片P_n、T_r、水分利用效率(WUE)和G_s和C_i,但却降低了气孔限制值(L_s)。(3)适宜浓度褪黑素使盐胁迫下香椿植株叶片的丙二醛积累明显下降,叶绿素含量显著上升。研究发现,外施适宜浓度的褪黑素能降低盐胁迫下香椿幼苗叶片和根系内Na~+浓度,增加K~+、Mg~(2+)和Ca~(2+)浓度,调控植物体内细胞的离子平衡状态,增强对营养元素的吸收,提高光合作用效率,从而提高香椿幼苗对盐胁迫的抗性,并以100μmol/L褪黑素处理的效果最佳。     

盐分和水分胁迫盐地碱蓬幼苗渗透调节效应的研究

利用不同浓度ＮａＣｌ和等渗ＰＥＧ处理４ｄ龄的盐地碱蓬（Ｓｕａｃｄａ ｓａｌｓａ（Ｌ．）Ｐａｌｌ．）幼苗,１０ｄ后测定植株中主要有机溶质和无机离子的含量及叶片涌透势和涌透调节能力。结果表明,ＮａＣｌ处理的无机离子总含量急剧增加,其中Ｎａ＾２＋、Ｃｌ＾－半加最多,占总计算渗透势（ＣＯＰ）的７１％￣８８％,总无机离子占ＣＯＰ的９５％￣９７％。而有机溶质总含量则稍有降低,约上ＣＯＰ的２％￣５％。ＰＥＧ处理     

水分胁迫对小麦幼苗叶片多胺含量的影响

水分胁迫下小麦幼苗叶片多胺含量变化的研究表明,聚乙二醇(PEG)的渗透胁迫明显提高了抗旱性强的周麦系列幼苗叶片游离态Put、Spd和Spm的含量和抗旱性弱的温麦6号的Put含量。外源Spd显著提高了水分胁迫下温麦6号的Spd的含量,对其抗性也有所改善。外源MGBG(Spd和Spm生物合成抑制剂)可提高水分胁迫下周麦12号Put的含量,但降低了Spd和Spm的含量和幼苗的抗性。     

盐旱复合胁迫对小麦幼苗生长和水分吸收的影响

为明确盐害、干旱及盐旱复合胁迫对小麦幼苗生长和水分吸收的影响,从而为盐害和干旱胁迫下栽培调控提供理论依据。以2个抗旱性不同的小麦品种(扬麦16和耐旱型洛旱7号)为材料,采用水培试验,以NaCl和PEG模拟盐旱复合胁迫,研究了盐旱复合胁迫下小麦幼苗生长、根系形态、光合特性及水分吸收特性的变化。结果表明,盐、旱及复合胁迫下小麦幼苗的生物量、叶面积、总根长与根系表面积、叶绿素荧光和净光合速率均显著下降,但是复合胁迫处理的降幅却显著低于单一胁迫。盐旱复合胁迫下根系水导速率和根系伤流液强度显著大于单一胁迫,从而提高了小麦幼苗叶片水势和相对含水量。盐胁迫下小麦幼苗Na~+/K~+显著大于复合胁迫,但复合胁迫下ABA含量却显著小于单一的盐害和干旱胁迫。因此,盐旱复合胁迫可以通过增强根系水分吸收及降低根叶中ABA含量以维持较高光合能力,这是盐旱复合胁迫提高小麦适应性的重要原因。洛旱7号和扬麦16对盐及盐旱复合胁迫的响应基本一致,但在干旱胁迫下洛旱7号表现出明显的耐性。     

碱胁迫对菊芋幼苗生长及其光合作用和抗氧化作用的影响

采用砂培试验研究了碱胁迫(0、12.5、25.0、37.5和50.0 mm o l.L-1N a2CO3)对2种菊芋(H elianthustuberosus L.)南芋8号(H t 1)和南芋1号(H t 2)幼苗生长及其光合作用和抗氧化作用的影响。结果表明,2种菊芋耐碱的极限浓度为50.0 mm o l.L-1;碱胁迫,尤其是高浓度(37.5 mm o l.L-1)的胁迫,显著降低菊芋幼苗总鲜重、净光合速率(Pn)、气孔导度(G s)、蒸腾速率(T r)、水分利用效率(WUE)及叶绿素总量(Ch l a Ch l b)、类胡萝卜素(C aro)含量与叶片和根POD活性,而显著提高细胞间隙CO2浓度(C i)、叶片和根SOD活性以及丙二醛(M DA)含量。此外,H t 1叶绿素a/b(Ch l a/Ch l b)在碱胁迫下没有明显变化,而H t 2却明显降低。这些结果表明非气孔限制是碱胁迫下2种菊芋幼苗Pn降低的主要原因。菊芋品种H t 1幼苗耐碱能力大于菊芋品种H t 2,这可能与H t 1碱胁迫下维持了较高的Pn、G s、T r、WUE、Ch l a/Ch l b、C aro含量、SOD和POD活性和较低的M DA含量有关。     

不同浓度海水对菊芋幼苗生长及生理生化特性的影响

种植抗盐耐海水植物是合理利用和开发海涂资源的有效措施之一。采用水培的方式,用1/2Hoagland营养液培养菊芋幼苗至6叶完全展开时进行处理,设0%(对照)、10%、25%和50%海水4个处理。随后分别在第4、8和12天采样进行分析,研究不同浓度海水对菊芋幼苗生长、体内渗透物质的积累、保护性酶活性、膜透性及离子吸收分布的影响情况。结果表明:(1)在不同浓度海水处理下,菊芋地上部、地下部总鲜重及干物质重从0%到25%海水浓度没有明显变化,在50%海水胁迫下显著下降,干物质百分比则为50%海水处理的最高。随着时间延长,10%海水处理下,菊芋幼苗茎叶和根鲜重均增加,但与对照没有显著差异,25%海水处理生长速率较对照低,而50%海水处理下根鲜重和干重都降低。(2)随着时间的延长、海水浓度的增加,菊芋幼苗叶片保护性酶系SOD、POD、CAT的活性呈上升趋势,在10%海水处理下膜脂过氧化物MDA含量甚至低于对照,而50%海水处理下的MDA含量较其他处理高,在10%和25%海水处理下膜透性较对照变化不显著,而50%海水处理下膜透性增加明显,且随时间延长更显著。(3)菊芋幼苗叶片脯氨酸和可溶性糖含量随海水浓度增高而显著增加,随着时间的延长,10%和25%海水处理下,脯氨酸含量先增加后降低,而50%海水处理下,脯氨酸含量一直在升高,而10%、25%和50%海水处理下,可溶性糖含量先增加后降低。随海水浓度增高,菊芋幼苗地上部单位干重积累的Na 和Cl-依次增大,且随着时间延长,10%、25%和50%海水处理下地上部Na 和Cl-含量均增大;而K 与Na 积累情况不同,K 在25%海水胁迫下地上部单位干重积累得最多,随着时间延长,25%和50%海水处理下地上部K 含量均降低,且50%海水处理下降低幅度更大;地下部单位干重积累的Na 、Cl-和K 情况与地上部单位干重积累的各离子趋势相似。由此可见,菊芋能够通过生理生化机制适应一定浓度海水的灌溉,即利用一定浓度海水灌溉菊芋是安全有效的。     

菊芋悬浮细胞对盐胁迫的生理响应

为探讨菊芋（Helianthus tuberosus）悬浮培养细胞对盐胁迫的生理响应,在0、50、100、150、200 mmol·L^-1NaCl处理下测定了细胞的生物量、相对细胞活力、抗氧化酶活性以及过氧化氢、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质的含量,测定了总酚含量并鉴别、定量分析了14种酚类化合物。结果表明：盐胁迫显著减弱了菊芋悬浮细胞的活力,抑制了细胞的增长,200 mmol·L^-1NaCl处理下细胞生长基本上停止。盐胁迫诱发了细胞氧化胁迫,丙二醛含量显著增加,抗坏血酸过氧化物酶、过氧化物酶活性以及总酚含量、部分酚类化合物含量均随NaCl浓度升高而增加,酚类物质和抗氧化酶系统共同参与了应对氧化胁迫的抗氧化作用。脯氨酸在菊芋悬浮细胞应对NaCl渗透胁迫的渗透调节作用中扮演了重要的角色,而可溶性糖发挥的作用不大。     

海水胁迫对向日葵苗期生长及矿质营养吸收特性的影响

采用砂培法,研究了海水胁迫对向日葵幼苗生长及矿质营养吸收特性的影响。结果表明,海水胁迫下,向日葵幼苗株高、茎粗、干物重明显降低。幼苗根茎叶中Cl-,茎和叶中Mg2 、叶中Na 和Ca2 含量随海水浓度的增加而增加,根茎叶中K 、全氮和全磷含量随海水浓度升高而降低,但在10%和20%海水胁迫下,向日葵体内Na 、Cl-主要集中于根和茎中,叶中较少。海水胁迫下,向日葵幼苗各部位K /Na 始终是叶部最高,根部最低,且根茎叶中SK,Na值均大于1。因此,低浓度海水胁迫下向日葵幼苗对Na 和Cl-的截流作用、海水胁迫下幼苗根部对K 强的选择性吸收以及K 向地上部的选择性运输是向日葵具有一定耐盐性的主要原因。     

寡糖类能源植物菊芋及其综合利用研究进展

菊芋作为我国最具发展前景的非粮寡糖类能源植物之一,具有宜于边际地生长、生物质产量高、抗逆性强、易转化等优点。综合国内外菊芋研究现状,以菊芋生物质原料生产为核心,从能源植物分类、菊芋生长特性、种质资源、遗传改良、丰产栽培、采后贮藏、生物燃料研发等方面对其研究现状进行了详细阐述,并展望了菊芋在生物质原料生产方面的未来研究趋势和重点,为我国寡糖类能源植物的长远发展和科学研究提供参考。     

Effect of pre-treatment with ethanolamine on the response of Helianthus annuus L. to salt stress

The accumulation of compatible solutes is one of the strategies that plants have developed to tolerate salt stress. Proline and betaine are the main metabolites that accumulate in various species of higher plants in response to salt stress. In Helianthus annuus L., pre-treatment of seeds with ethanolamine led to enhanced seedling tolerance to conditions of saline stress during germination, as evidenced by the greater growth of pretreated seedlings (EAS group) versus untreated seedlings (S group), evaluated through such parameters as length, water and chlorophyll content. During the germination period, a considerable increase was observed in proline levels (up to 300%) in seedlings subjected to saline stress, whereas in the EAS group, the proline increment was much smaller (20%). Starting from the fourth day of germination, betaine levels in seedlings pretreated with ethanolamine and then with water (EAW group) and in EAS showed a significant increase versus C (control) and S seedlings, possibly because such a precursor promotes betaine biosynthesis. This could be responsible for the enhanced growth observed in EAS versus S seedlings, as well as for preventing the decrease in chlorophyll content in the EAS group. The accumulation of betaine seems to correlate with the greater tolerance of these seedlings against stress induced by sodium chloride.     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗体内抗氧化酶活性的影响

以不同耐盐性黄瓜品种“长春密刺”和“津春2号”为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺(Spd)对NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片与根系中超氧阴离子(O2-.)产生速率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的影响。结果表明,外源Spd对未经盐胁迫处理(对照)黄瓜幼苗体内O2-.产生速率、SOD、CAT和POD活性均无显著性影响;盐胁迫处理提高了O2-.产生速率,SOD、POD和CAT活性都有不同程度的升高;外源Spd处理进一步提高了盐胁迫下SOD、POD和CAT活性,减缓了O2-.产生速率。与耐盐型“长春密刺”品种相比,盐胁迫对盐敏感型“津春2号”影响较大,外源Spd对盐敏感型黄瓜品种盐胁迫伤害的缓解作用较大。表明盐胁迫下外源Spd可缓解盐胁迫对膜的伤害,从而提高黄瓜幼苗的耐盐性。