干旱胁迫对杠柳光合特性及抗氧化酶活性的影响

以盆栽杠柳幼苗为材料,用称重控水的方法设置4个含水量梯度,研究不同程度干旱胁迫对杠柳光合特性和抗氧化系统的影响,为黄河三角洲贝壳堤岛植被恢复过程中的物种培育和种植管理提供依据.结果表明:(1)随着干旱胁迫的加剧,杠柳幼苗叶片净光合速率(Pn)先增后降,蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)逐渐下降,胞间CO2浓度(Ci)先降后升,说明杠柳幼苗Pn下降在轻度干旱胁迫下主要是由气孔导度下降引起,而在重度胁迫下主要由非气孔因素引起.(2)随着干旱胁迫程度的加剧,杠柳幼苗瞬时水分利用效率(WUE)、表观光能利用效率(LUE)、羧化效率(CE)均呈现先增加后下降趋势;WUE在重度胁迫下才开始下降,比对照显著下降了39%,LUE(CE)则在中度胁迫下就开始下降,中度和重度胁迫分别比对照下降了48%(33%)、71%(69%).(3)随着干旱胁迫的加剧,杠柳叶片的超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高后降低,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和MDA含量均逐渐增高,表明POD、CAT抑制杠柳叶片脂质过氧化效应不显著,SOD则抑制作用显著,且12.8%的贝壳沙含水量是SOD的耐受阈值,此时MDA含量比对照显著增加153%.     

狭叶红景天幼苗对水分及遮阴的生长及生理生化响应

研究植物对水分和遮阴胁迫的响应及其生理机制对制定合理的栽培管理措施十分必要。以红景天属植物为研究对象,设置土壤含水量分别为田间持水量的80%(过湿水分)、70%(正常水分)、60%(轻度干旱)、40%(中度干旱)、20%(重度干旱)5个水分梯度;设置2个遮阴处理,以全光照(遮阴率为0)为对照、黑色遮阴网遮阴(遮阴率为85%),研究狭叶红景天生长及生理生化指标的变化特征。结果表明:在不同水分处理下,与对照相比,叶绿素含量、茎干重和茎重比(SMR)显著增加(P0.05),株高、总生物量、叶面积、叶干重、叶重比(LMR)、比叶面积(SLA)、叶面积比(LAR)和叶面积根干重比(LARMR)增加,根冠比和根重比(RMR)减少;随着干旱程度加剧,丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)和可溶性糖(Ss)含量增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性总体呈先增加后减小的趋势。在遮阴处理下,株高、SMR、SLA、LAR和LARMR显著增加(P0.05),叶绿素SPAD值和叶面积增加,总生物量、根干重、根冠比和LMR显著减少(P0.05),茎干重和叶干重减少,MDA含量显著增加,Pro含量略有下降,Ss含量减少。在水分胁迫下,狭叶红景天中度干旱时通过增加酶活性抵御伤害,重度干旱超过其阈值,SOD活性下降,植物体受到伤害,Ss可能是主要的渗透调节物质。在遮阴处理下,狭叶红景天通过增加SLA避免遮阴伤害。狭叶红景天在受到环境胁迫时会通过形态改变、调节MDA含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质来保证自身正常的生长发育。     

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。     

干旱-复水处理对杠柳幼苗光合作用及活性氧代谢的影响

采用人工控制土壤水分试验,以80%田间持水量处理为对照,研究了3次干旱-复水处理对2年生杠柳幼苗叶片光合作用,根、茎、叶膜脂过氧化和抗氧化系统的影响.结果表明: 在干旱条件下, 杠柳叶片相对含水量和光合速率(P_n)显著降低,光合色素含量升高. 干旱复水后,叶片相对含水量完全恢复,反映了杠柳较强的旱后修复能力;叶绿素含量和P_n均明显高于对照,表现出补偿效应,适度干旱诱导了杠柳的抗旱适应性.干旱胁迫使P_n下降,以气孔限制为主,但在中午发生了非气孔限制;幼叶、新茎和细根中的超氧阴离子产生速率升高,丙二醛含量则降低,说明这些幼嫩组织未受到氧化伤害.不同器官中SOD、CAT和POD活性及变化趋势不同,以细根的3种保护酶的反应最为灵敏,说明细根是杠柳适应干旱环境的重要器官.器官间的相互合作与协调使杠柳能有效地适应干湿交替的干旱环境.     

干旱胁迫对欧洲鹅耳枥幼苗生理生化特征的影响

以一年生欧洲鹅耳枥幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设置5个土壤含水量梯度,研究不同梯度干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确欧洲鹅耳枥的耐旱特性。结果显示:（1）随着干旱胁迫的加剧,欧洲鹅耳枥幼苗受到损害程度逐渐加重,形态表现出明显的缺水特征,叶片相对含水量和叶绿素总量随着干旱胁迫程度的增加而下降,且胁迫强度越强、时间越久其变化幅度越大。（2）幼苗叶片SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均随着干旱程度的增加表现出先升高后降低的趋势。（3）随着干旱胁迫程度的增加和干旱时间持续,幼苗叶片MDA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。研究表明,欧洲鹅耳枥幼苗在短期和轻度（田间最大持水量的60%）、中度（田间最大持水量的45%）干旱胁迫下能通过调节自身保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱造成的危害;而在重度（田间最大持水量的30%）干旱胁迫下,幼苗自我调节能力受影响,极度（田间最大持水量的15%）干旱胁迫对其造成一定的损害。研究认为,欧洲鹅耳枥具有一定的抗干旱特性,可在园林中推广运用。     

高温干旱复合胁迫及复水对刺槐幼苗水分运输的影响

近年来, 随着全球变暖, 部分地区干旱情况加重, 且高温干旱同时发生的概率增加, 对植物的生长与分布产生重要影响。采用室内模拟方法, 研究高温干旱复合胁迫对刺槐幼苗水分运输的影响。主要结果表明: 随胁迫程度增加, 比导率(K_s)、导水率(K_h)下降, 刺槐幼苗水分运输受阻, 40 ℃下田间持水量40%时 K_h、K_s 仅为对照的3.6%和5.3%; 气孔导度、蒸腾速率则在33 ℃下田间持水量70%时达到最大, 40 ℃下田间持水量40%时有所下降但仍高于对照; 复水后的补偿效应随胁迫的增加而降低, 轻度单一胁迫下各项指标在复水后均有所恢复, 但胁迫程度过大以及复合胁迫下补偿效应不明显。单一胁迫与复合胁迫之间存在差异, 高温干旱复合胁迫对刺槐幼苗水分运输影响较大, 且复水之后补偿效应不明显。     

种子大小和干旱胁迫对辽东栎幼苗生长和生理特性的影响

在温室内遮阴条件下,设置80%、60%、40%和20%田间持水量(对照、轻度、中度和重度干旱)4个处理,研究种子大小和干旱胁迫对盆栽辽东栎幼苗生长和生理特性的影响。结果表明: 大种子(3.05±0.38 g)幼苗的单株叶面积、总干质量和根冠比在所有处理均显著大于小种子(1.46±0.27 g)幼苗,前者的株高、基径、叶片数、比叶面积、相对生长率和净同化率等生长参数在轻度、中度和重度干旱处理均不同程度大于后者。大种子幼苗叶片过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均高于小种子幼苗,前者叶片丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量和叶绿素总量在部分干旱处理显著大于后者。除根冠比外,其他生长参数均随干旱胁迫增强逐渐减小,重度干旱处理大、小种子幼苗总干质量分别比对照降低19.4%和20.0%。POD、CAT和SOD活性均随干旱胁迫增强先升后降,在中度干旱处理,大、小种子幼苗POD活性分别显著高于对照126.7%和142.1%,CAT活性分别显著高于对照170.0%和151.9%。在重度干旱处理,大、小种子幼苗MDA含量分别显著高于对照86.5%和68.9%。可溶性蛋白、游离脯氨酸含量和叶绿素总量均随干旱胁迫增强先升后降,在中度干旱处理,大、小种子幼苗可溶性蛋白含量分别显著高于对照320.7%和352.7%。辽东栎大种子幼苗可依赖其生长和生理方面的优势比小种子幼苗具有更强的干旱耐受性,在退化次生林人工辅助实生更新中应优先选用抗逆性更强的大种子幼苗。     

甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量淀粉含量葡萄糖含量果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量葡萄糖含量蔗糖含量果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉。(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用。(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢。     

不同瑞典能源柳无性系对干旱胁迫的生理响应

以瑞典能源柳无性系2、4、C、E的一年生盆栽扦插苗为材料,采用土壤持续强化干旱胁迫实验,系统测定不同胁迫阶段叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量和株高净生长量,并采用隶属函数模型综合评定了不同能源柳无性系的耐旱性。结果表明:(1)各能源柳无性系叶片的保护酶活性随干旱胁迫的加剧均呈现先增后降趋势:土壤水分含量>11.4%时,SOD、POD和CAT活性均呈增长趋势,三者协同作用;土壤水分含量<11.4%,能源柳无性系2、4的CAT和POD活性显著降低,细胞膜受损。(2)各无性系MDA含量随干旱胁迫的加剧呈增长趋势,土壤含水量降至11.4%时,MDA含量增长显著,其中能源柳无性系4变化最为剧烈。(3)各无性系可溶性蛋白含量随干旱胁迫的持续而增加,但当土壤含水量低于8.1%时有所下降。(4)各能源柳无性系胁迫阶段株高净生长量随干旱胁迫的加剧而降低。(5)隶属函数综合分析发现,4个无性系耐旱潜力表现为能源柳C>能源柳E>能源柳2>能源柳4。     

滴灌甜菜叶丛生长期对干旱胁迫的生理响应

在人工控水条件下,于叶丛生长期设置0~40 cm土层含水量为70%田间持水量、50%田间持水量和30%田间持水量3个处理,研究干旱胁迫下甜菜叶片相关生理性状的变化.结果表明:甜菜叶丛生长期中度缺水处理(50%田间持水量)的补偿指数最大,甜菜叶片丙二醛(MDA)含量、相对电导率、过氧化氢酶(CAT)活性及可溶性糖含量均在复水后24 h产生补偿效应,脯氨酸产生的补偿效应在复水后48 h,过氧化物酶(POD)未发生补偿效应.酶促活性氧清除系统以CAT反应最为灵敏.因此,在甜菜叶丛快速生长期,当土壤含水量下降至田间持水量的50%时应及时进行补充灌溉,促使叶片产生补偿效应,从而降低干旱胁迫对甜菜产量和含糖量的影响.     

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。     

干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响

在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的45%~50%)对持绿性高粱(B35)和非持绿性高粱(三尺三)叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响.结果表明: 干旱胁迫下,两高粱品系叶片自由水含量下降,束缚水含量增加,相对含水量降低,水分饱和亏缺增加,相对电导率增大,但三尺三各指标的变化幅度均大于B35.对于渗透调节物质,干旱胁迫下,三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35,脯氨酸含量的增幅小于B35,可溶性蛋白含量的降幅大于B35.干旱胁迫下,B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏,但B35叶绿体结构保持相对完好,受损程度明显小于三尺三.在干旱胁迫下,持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力.
     

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。     

干旱胁迫及复水对香樟幼树生理特性及生长的影响

通过盆栽和持续干旱处理研究了轻度干旱(持续干旱2~4d)、中度干旱(持续干旱6~8d)和重度干旱胁迫(持续干旱10~16d)及复水对香樟(Cinnamomum camphora)幼树生理特性和生长的影响,为香樟育苗、造林及合理的水分管理提供理论依据。结果显示:(1)干旱胁迫下香樟幼树地径生长量(Zd)和树高生长量(Zh)受到了抑制;轻度、中度干旱处理(土壤体积含水量从正常状态下降到7%)下叶片相对含水量(LRWC)与对照差异不显著,重度干旱处理(土壤体积含水量下降到3%)下显著低于对照。(2)轻度、中度干旱处理的超氧阴离子和过氧化氢含量与对照无显著差异,重度干旱处理较对照显著上升。(3)在活性氧酶促清除系统中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性在轻度干旱时显著上升,而过氧化氢酶(CAT)活性在重度干旱时才显著上升,在复水48h后3种酶活性均恢复到对照水平。(4)在轻度、中度干旱处理中叶片丙二醛(MDA)含量无显著变化,而在重度干旱下显著升高,且复水48h后未见显著降低。(5)在渗透调节物质中,轻度干旱时可溶性蛋白(SP)含量开始显著升高,中度干旱时可溶性糖(SS)含量显著升高,重度干旱时脯氨酸(Pro)含量显著上升;复水48h后Pro含量显著降低,而可溶性蛋白和可溶性糖含量无显著变化。研究发现,香樟幼树在轻度干旱胁迫下能通过自身抗氧化酶系统和渗透调节物质维持正常生长,而在中度和重度干旱胁迫条件下,其水分生理状况变差,膜系统遭受伤害,酶活性受到抑制,最终导致其形态生长和地上部分生物量积累受限。     

干旱胁迫对马铃薯叶片生理生化指标的影响

为了验证干旱是限制植物生长发育的最主要因素之一。本研究通过控制土壤含水量的方法,对马铃薯栽培品种"紫花白"进行4 d、8 d、12 d和16 d的干旱胁迫,测定了马铃薯叶片在不同胁迫处理下总蛋白质、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)以及3种抗氧化保护酶:过氧化物酶(POD)、总超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)共6个生理生化指标的变化。结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,Pro、MDA的含量显著增加,与对照相比增加幅度分别达到378.99%、630.51%;SOD和CAT的活性呈明显的上升趋势,上升幅度分别为121.24%和212.17%;POD活性在胁迫8 d之后开始上升;而总蛋白的含量减少。研究结果说明马铃薯通过一系列的生理生化的变化抵御干旱胁迫,可为马铃薯抗旱研究提供参考。     

干旱胁迫对桢楠幼树渗透调节与活性氧代谢的影响及施氮的缓解效应

以二年生桢楠(Phoebe zhennan)幼树为研究对象, 采用盆栽控水的方法, 探讨了桢楠幼树在干旱胁迫下渗透调节和活性氧代谢的变化, 以及施氮对桢楠幼树应对干旱胁迫能力的影响。试验先将土壤含水量调整到4个梯度(田间持水量的80% (80% FC)、50% FC、30% FC和15% FC), 1周后测定受胁迫植株的相关生理指标, 之后进行3个水平的施氮处理(对照N0, 中氮MN, 高氮HN, 各施氮量分4次(即干旱梯度形成后第7、14、21和28天)分别施入)。在施氮结束后30天(即开始施肥处理后51天)再次测定各项生理指标。结果表明: 1)干旱处理7天后, 桢楠叶片中游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量均随胁迫强度增大而显著增加, 重度干旱(15% FC)下的Pro含量增加尤为明显, 可溶性蛋白(SP)含量则呈先增加后降低的趋势。施氮后, 各种土壤水分状态下的Pro含量进一步增加。水分充足和轻度干旱MN水平下, SS含量也增加, 而在中度和重度干旱下的SS含量显著降低, HN水平各干旱状态下SS含量变化均不显著。施氮结束后30天时, 80% FC和50% FC下的SP含量表现为施氮组低于对照组, 而30% FC和15% FC下则相反。2)施氮前随着干旱胁迫的增强, 桢楠幼树叶片中过氧化氢(H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性显著上升, 而过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。施氮后, H₂O₂含量总体上表现为减少趋势, 且MN水平下降幅度最大, HN水平反而不利于降低H₂O₂的含量。3种酶活性的变化则因干旱程度和施氮水平的不同而呈现出不同的变化趋势。3)施氮前随着干旱胁迫的增强, 叶片丙二醛(MDA)含量呈显著上升趋势, 相对电导率(REC)先显著下降后显著上升; 施氮后, 除重度干旱胁迫外, 其他各干旱处理植株的MDA含量都表现为在MN水平下有所下降, 而在HN水平下有所回升, 但在重度干旱时, 无论是MN或HN处理, MDA含量均呈上升趋势, 表明在重度干旱胁迫下, 难以通过施氮的方式缓解干旱胁迫产生的伤害。4)双因素方差分析显示, 施氮与干旱胁迫间具有极显著的交互效应。以上结果表明: 施一定量的氮肥有利于缓解桢楠幼树受到的干旱胁迫, 以年施氮量计, 施中氮(N元素质量为1.35 g·株 ^-1)对除重度干旱外的干旱胁迫具有一定的缓解作用, 但施高氮(N元素质量为2.70 g·株 ^-1)时反而会对植株造成不利影响。     

干旱胁迫对不同土壤基质下核桃楸幼苗的生理特性的影响

为探究不同土壤基质条件下核桃楸幼苗对干旱胁迫生理特性的响应,以两年生核桃楸幼苗为研究对象,在腐殖土、壤土和砂壤土三种基质条件下进行控水试验,水分梯度分别设置为CK(正常供水,80%田间持水量)、T1(轻度胁迫,60%田间持水量)、T2(中度胁迫,40%田间持水量)和T3(重度胁迫,20%田间持水量),测定幼苗叶片叶绿素、丙二醛、脯氨酸、抗氧化酶和光合指标。结果表明,随着胁迫程度的加深,叶绿素含量和Chla/b均呈逐渐降低的趋势(P<0.05),在胁迫60d时,T3处理下的叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)分别比CK低65.41%和51.57%,3种基质中叶绿含量大小顺序为:腐殖土>壤土>砂壤土。随着胁迫程度的加深,叶片脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)则呈逐渐升高的趋势(P<0.05),胁迫60d时,砂壤土中T3处理的Pro含量最高为83.37mg·g-1,比CK高86.32%。腐殖土中幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均随胁迫程度加深而升高,壤土中叶片SOD活性则呈先升高后降低的变化规律。3种土壤基质中核桃楸叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)均随着胁迫程度的加深而降低,但不同基质中幼苗叶片的气孔限制和非气孔限制发生的时间不同,T3处理的叶片胞间CO2浓度(Ci)在腐殖土中是12:00时最低,而在壤土和砂壤土中则是10:00时最低。土壤全氮、全磷、渗透速率和蒸腾速率与叶绿素含量存在显著的正相关关系(P<0.05),土壤容重与叶绿素含量存在显著的负相关关系(P<0.05)。因此,土壤基质和干旱胁迫对核桃楸幼苗的生理生化和光合特性产生了显著的影响,重度胁迫对幼苗的叶绿素、渗透物质和酶体系产生了严重的损伤,同时降低了核桃楸幼苗的光合生产力。总体上,腐殖土中的幼苗有着较好的抗旱表现。     

模拟干旱胁迫对枣树幼苗的抗氧化系统和渗透调节的影响

用不同浓度的PEG-6000对抗旱性不同的1年生枣树(Zizyphus jujuba)幼苗进行渗透胁迫处理后,研究了不同抗旱性品种枣树幼苗的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化.结果显示,干旱胁迫下3种枣苗叶片的相对含水量(RWC)均降低,丙二醛(MDA)含量和细胞质膜相对透性均增加.在30%PEG胁迫下除骏枣1号的SOD活性降低外,3个品种枣苗在干旱胁迫下SOD和POD活性都增加;狗头枣2号的过氧化氢酶(CAT)活性在胁迫下明显增加,而木枣1号和骏枣1号的CAT活性均随着胁迫程度的增加而逐渐下降;木枣1号和骏枣1号的APX活性随着胁迫程度的增加先增加后降低,而狗头枣2号明显增加.干旱胁迫下,除骏枣1号的脯氨酸(Pro)含量和木枣1号的可溶性糖含量在30%的胁迫水平下降低(P>0.05)外,3种干旱胁迫水平下3个品种枣苗的Pro和可溶性糖含量均增加.总之,干旱胁迫下,枣苗叶片相对含水量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT和APX)活性、渗透调节物质Pro和可溶性糖含量均为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,而MDA含量和膜透性均为骏枣1号>木枣1号>狗头枣2号,表明3个品种的抗旱性为:狗头枣2号>木枣1号>骏枣1号,研究结果与其品种的实际抗旱性一致.     

Effects of drought stress on the osmotic adjustment and active oxygen metabolism of Phoebe zhennan seedlings and its alleviation by nitrogen application

以二年生桢楠(Phoebe zhennan)幼树为研究对象, 采用盆栽控水的方法, 探讨了桢楠幼树在干旱胁迫下渗透调节和活性氧代谢的变化, 以及施氮对桢楠幼树应对干旱胁迫能力的影响。试验先将土壤含水量调整到4个梯度(田间持水量的80% (80% FC)、50% FC、30% FC和15% FC), 1周后测定受胁迫植株的相关生理指标, 之后进行3个水平的施氮处理(对照N0, 中氮MN, 高氮HN, 各施氮量分4次(即干旱梯度形成后第7、14、21和28天)分别施入)。在施氮结束后30天(即开始施肥处理后51天)再次测定各项生理指标。结果表明: 1)干旱处理7天后, 桢楠叶片中游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量均随胁迫强度增大而显著增加, 重度干旱(15% FC)下的Pro含量增加尤为明显, 可溶性蛋白(SP)含量则呈先增加后降低的趋势。施氮后, 各种土壤水分状态下的Pro含量进一步增加。水分充足和轻度干旱MN水平下, SS含量也增加, 而在中度和重度干旱下的SS含量显著降低, HN水平各干旱状态下SS含量变化均不显著。施氮结束后30天时, 80% FC和50% FC下的SP含量表现为施氮组低于对照组, 而30% FC和15% FC下则相反。2)施氮前随着干旱胁迫的增强, 桢楠幼树叶片中过氧化氢(H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性显著上升, 而过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。施氮后, H₂O₂含量总体上表现为减少趋势, 且MN水平下降幅度最大, HN水平反而不利于降低H₂O₂的含量。3种酶活性的变化则因干旱程度和施氮水平的不同而呈现出不同的变化趋势。3)施氮前随着干旱胁迫的增强, 叶片丙二醛(MDA)含量呈显著上升趋势, 相对电导率(REC)先显著下降后显著上升; 施氮后, 除重度干旱胁迫外, 其他各干旱处理植株的MDA含量都表现为在MN水平下有所下降, 而在HN水平下有所回升, 但在重度干旱时, 无论是MN或HN处理, MDA含量均呈上升趋势, 表明在重度干旱胁迫下, 难以通过施氮的方式缓解干旱胁迫产生的伤害。4)双因素方差分析显示, 施氮与干旱胁迫间具有极显著的交互效应。以上结果表明: 施一定量的氮肥有利于缓解桢楠幼树受到的干旱胁迫, 以年施氮量计, 施中氮(N元素质量为1.35 g·株 ^-1)对除重度干旱外的干旱胁迫具有一定的缓解作用, 但施高氮(N元素质量为2.70 g·株 ^-1)时反而会对植株造成不利影响。     

极端干旱条件下杠柳的落叶相对休眠-复水复苏型生存策略

以3种梯度恒定干旱胁迫(土壤水分分别控制在最大田间持水量的80%、55%和35%)为对照,人工模拟持续自然干旱(干旱15~54 d后复水),研究黄土丘陵区广泛分布的乡土灌木杠柳(Periploca sepium)的形态、耗水、生长、生理在持续干旱、极端干旱以及旱后复水时的变化,探讨长期恒定胁迫及极端干旱下植物的适应性策略。结果表明:(1)在恒定干旱胁迫下,杠柳可调整生长和生理状况使其达到适应有限水分供应的新稳定状态;植株冠层减小,叶片可溶性糖积累以及过氧化物酶活性升高是杠柳适应长期恒定干旱胁迫的重要机制。(2)在长期自然干旱胁迫下,杠柳的形态与生理状况均持续变化。在叶片死亡脱落前,叶片中大量积累的脯氨酸、游离氨基酸和可溶性糖提高了杠柳对干旱胁迫的耐受性;随着干旱胁迫的加剧,杠柳叶片加速衰老死亡、以休眠芽形式进入相对休眠状态。(3)复水后根系和茎复苏长出新芽并补偿生长,新芽中高含量的脯氨酸和游离氨基酸以及高活性状态的SOD和POD表明新芽活跃的生理状态是其补偿生长的重要机制,即杠柳在极端干旱条件下具有落叶相对休眠-复水后复苏型生存策略。