水淹对枫杨幼苗光合生理特征的影响

通过设置对照(CK)、连续性水淹(CF)和间歇性水淹(PF)3个水分处理,模拟三峡库区库岸带土壤水分变化,研究乡土树种枫杨当年实生幼苗的生理生态适应机制.结果表明:不同水分处理均显著影响枫杨幼苗的光合作用、生物量积累和生长.与CK相比,CF和PF组枫杨幼苗除胞间CO2浓度升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)均显著降低.其变化趋势是枫杨幼苗的Pn、gs在试验初期下降,然后逐渐恢复或趋于稳定.随着处理时间的延长,CF和PF组枫杨幼苗的总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、株高和地径均呈现上升趋势.CF和PF组的总生物量、根生物量、叶生物量和株高,以及PF组的茎生物量均显著低于CK,而CF组的茎生物量与CK无显著差异,其地径还高于CK.枫杨幼苗具有耐受水湿而不耐水淹-干旱交替的生理生态特征.     

土壤水肥因子对胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响

以当年生胡杨幼苗为材料,通过不同水平的水分和养分单因素控制盆栽试验,探讨土壤水肥因子对当年生胡杨幼苗生长权衡和木质化的影响,以明确胡杨生长过程中以及种子更新困难的原因和机理。结果表明:(1)当年生胡杨幼苗生长权衡主要体现在生物量的分配策略上,而主根长/高度没有显著差异。(2)在连续给水处理下,干旱胁迫使幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加了75%和93%;但干旱胁迫抑制了生物量的积累,含水量10%处理下生物量比15%、20%和30%处理分别显著减小53.4%、89.2%、78.6%;在断续给水处理下,随着干旱程度的增加幼苗根冠比显著增加,土壤含水量15%处理的根冠比较含水量20%和30%处理分别显著增加34%和38%;连续给水和断续给水两类干旱胁迫均能明显增加幼苗根系木质化程度。(3)土壤施加氮磷均显著增加幼苗根冠比和木质化,但过量的氮肥抑制根系生物量的积累。可见,胡杨幼苗对于水肥条件胁迫敏感性与生长权衡能力是胡杨林种子更新与种群维持的关键环节,调整立地土壤水肥环境对当年生胡杨幼苗的生长定居有重要的作用。     

胡杨幼苗根系生长与构型对土壤水分的响应

胡杨实生幼苗成活率低是制约其更新与人工育苗保存的关键问题,而幼苗根系生长与构型是影响其存活的重要因素。该试验以1年生胡杨幼苗为材料,通过2种给水方式(断续给水和连续给水)下各6个土壤水分梯度处理的控制试验,探究胡杨幼苗根系生长与构型对荒漠地区关键因子水分的响应特征。结果表明:(1)2种给水方式下干旱胁迫均使根冠比增加,且断续给水处理下幼苗根冠比显著大于连续给水。(2)一定程度的干旱处理还可以促进幼苗根系形态发育特征的发展和根系生物量的积累,但过度干旱胁迫或土壤水分含量过多都会抑制根系生长,并以连续给水、土壤含水量15%处理下幼苗根系最为发达。(3)幼苗深扎根能力强,其根宽深比在2种给水方式下均小于1,且断续给水处理显著小于连续给水处理;2种给水方式下根宽深比都与土壤水分含量呈显著正相关。(4)根系拓扑指数在2种给水方式下无显著差异且均接近1,但都与土壤水分含量呈显著负相关。即幼苗根系趋向鱼尾状分支结构,次级分支少,这种根系延伸策略有利于胡杨幼苗在干旱贫瘠的土壤环境中生存。(5)根系构型参数的主成分分析显示,总根长、总根表面积、根宽深比和拓扑指数在2种给水方式下都能很好地表示胡杨幼苗根系构型特征。可见,胡杨幼苗根系通过构筑鱼尾状分支结构、增加垂直根纵向延伸能力和增大根冠比适应干旱环境;水分对于胡杨幼苗根系生长与构型作用显著,根系对水分因子的响应对于胡杨幼苗适应水分异质性环境具有重要意义。     

水淹对枫杨幼苗光合生理特征的影响

通过设置对照(CK)、连续性水淹(CF)和间歇性水淹(PF)3个水分处理,模拟三峡库区库岸带土壤水分变化,研究乡土树种枫杨当年实生幼苗的生理生态适应机制.结果表明: 不同水分处理均显著影响枫杨幼苗的光合作用、生物量积累和生长.与CK相比,CF和PF组枫杨幼苗除胞间CO₂浓度升高,净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)均显著降低.其变化趋势是枫杨幼苗的P_n、g_s在试验初期下降,然后逐渐恢复或趋于稳定.随着处理时间的延长,CF和PF组枫杨幼苗的总生物量、根生物量、茎生物量、叶生物量、株高和地径均呈现上升趋势.CF和PF组的总生物量、根生物量、叶生物量和株高,以及PF组的茎生物量均显著低于CK,而CF组的茎生物量与CK无显著差异,其地径还高于CK.枫杨幼苗具有耐受水湿而不耐水淹-干旱交替的生理生态特征.     

光照和水分对四季米仔兰幼苗生长的影响

四季米仔兰栽培历史悠久,是重要的造景树种。以1年生四季米仔兰幼苗为研究对象,设置3个光照处理(透光度为70%、50%、30%)和3个水分处理(田间持水量为70%、50%、30%),以透光度90%、田间持水量90%为对照,分析不同环境条件下四季米仔兰幼苗的生长状况和光合生理指标。结果表明：干旱胁迫和遮光抑制四季米仔兰幼苗的生长,且干旱胁迫的影响大于遮光。随着土壤水分的减少,株高增量、地径增量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和叶绿素含量均显著降低,最大降幅分别为71.4%、81.2%、93.2%、71.5%、70.6%、30.4%;适当遮光(透光度50%)可缓解严重水分亏缺(田间持水量30%)对四季米仔兰幼苗生长的不利影响。透光度70%和田间持水量70%条件下株高增量、叶面积、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度最大。最大荧光、可变荧光、PSⅡ潜在活性、PSⅡ最大光能转化效率随着水分减少呈先上升后下降趋势。四季米仔兰幼苗能够通过调整生长、提高叶绿素含量和调节光合系统来维持光合作用以适应胁迫环境。透光度70%和田间持水量70%有利于四季米仔兰幼苗光合作用的发挥,对其生长有积极影响。     

施肥对银叶树幼苗生长及光合特性的影响

为探讨不同施肥水平对银叶树幼苗生长和光合作用的影响,该文以2年生实生幼苗为试验材料,设置对照CK(0 g·株-1)、N1(10 g·株-1)、N2(15 g·株-1)、N3(20 g·株-1)、N4(25 g·株-1)及N5(30 g·株-1)6个施肥水平的盆栽实验,经140 d施肥试验,研究了不同施肥水平下银叶树幼苗...     

土壤盐分及水分含量对落羽杉幼苗生长的影响

One year old Taxodium distichum seedlings were grown in pots with varied soil water and salt (NaC1) levels (alone and in combination) under greenhouse conditions to determine their effects on the growth and biomass allocation of the seedlings. The results showed that there were significant effects of soft salt and water contents on the relative height growth, relative stem diameter growth, biaomass increment and allocation, shoot/root ratio, seedling survival, ratio of branch to stem area, ratio of leaf mass to stem area, and ratio of leaf mass to branch area. According to the biomass increment, relative height growth and relative stem diameter growth, 20 treatments were classified into 3 groups by means of systematic cluster analysis. The first one was the treatments waterlogging, flooding, waterlogging 0.15% NaC1, flooding 0.15% NaC1, and waterlogging 0.3% NaC1, which had a high growth, the second one was the treatments flooding 0.45% NaC1, flooding 0.3% NaCl, 75% of field capacity, and 75% of field capacity 0.15% NaCl, which had a medium growth, and the last onewas the treatments 50% of field capacity, 50% of field capacity 0.15% Nat1, waterlogging 0.45% Nat1,25% of field capacity, 25% of field capacity 0.15% NaC1, 75% of field capacity 0.3% NaC1, 75% of field capacity 0.45% NaC1, 25% of field capacity 0.3% NaC1, 50% of field capacity 0.3% NaC1, 50% of field capacity 0.45% NaC1, and 25% of field capacity 0.45% NaC1, which had a poor growth.     

水分胁迫对不同年龄沙地樟子松幼苗存活与光合特性影响

樟子松以其抗寒、抗旱和速生性,自20世纪50年代在科尔沁沙地南缘人工引种用于固沙造林试验成功以来,已成为我国北方荒漠化地区防风固沙造林的首选树种。然而,进入20世纪90年代以来,早期引种的沙地樟子松人工林出现了衰退现象;虽然从理论上分析,原因可能有病虫害、地理位置、水分条件、营林技术等,但其中水分条件应该是沙地樟子松人工林提早衰退的最重要的原因之一。以1~5年生樟子松幼苗为材料,采用盆栽控水处理法对苗木进行水分胁迫试验,观测水分胁迫条件下樟子松苗木成活与光合特征及其水分利用效率的变化。结果表明,樟子松苗木成活的临界土壤含水率随苗龄的变化没有显著差异,1~5年生苗木成活的临界土壤含水率均在1.5%~1.8%之间。4种不同水分胁迫处理(对照、20%、30%和40%田间持水量)对光合特性的影响为:轻度胁迫(40%田间持水量)时对光合特性的各个指标影响不大;随胁迫程度加重,光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率逐渐降低;导致樟子松苗木光合速率降低的主要原因应是气孔因素,即在水分胁迫下,气孔的开张度减小,导致胞间CO2浓度和蒸腾速率下降,进而影响光合速率;另外,水作为光合作用的原料之一,当其供应不足时,也直接导致光合速率的降低。2年生、4年生的樟子松幼苗在相同的土壤干旱胁迫条件下,各生理指标比较接近,即生理指标与苗龄之间并没有表现出明显区别。樟子松苗木的水分利用效率在较重度胁迫(20%田间持水量,3.5%)条件下没有降低,而在轻度胁迫条件下,水分利用效率有升高趋势;表明樟子松在较低的土壤含水量条件下,具有忍耐一定干旱胁迫的能力。综合研究表明:樟子松只有在极度水分胁迫时(土壤含水率接近成活的临界土壤含水率值:对于1~5年生苗木约为1.7%)才会出现死亡,这对研究水分与樟子松人工林衰退关系具有参考价值。     

土壤干旱对沙棘苗木生长及水分利用的影响

研究了土壤干旱条件下盆栽沙棘苗木生长、光合和水分关系的变化。结果表明,同样环境条件下,蒸腾速率随干旱胁迫程度加重而降低,而蒸腾日进程差异不大,均为单峰曲线,峰值出现在11：00;轻、中度干旱胁迫下沙棘叶含水量、水势、渗透势、膨压下降幅度较小,光合速率、侧枝生长速率保持在较高水平,能维持基本的生长量,表现出耐旱植物的生理特征;重度干旱胁迫使上述指标下降较显著,且长时间胁迫后,33．3％沙棘幼苗死亡。     

现蕾期水分胁迫对紫花苜蓿光合特性的影响

水分是作物生长的基础, 揭示不同水分胁迫对紫花苜蓿光合作用的影响有助于阐明紫花苜蓿水分利用效率和产量的响应规律。以甘农3号紫花苜蓿为供试材料, 设充分灌溉(CK)、轻度水分胁迫(LD)、中度水分胁迫(MD)、重度水分胁迫(SD)4个水分处理, 研究了现蕾期水分胁迫对紫花苜蓿光合特征的影响。结果表明: (1)随着水分胁迫的加剧, 紫花苜蓿的光饱和点降低, 暗呼吸速率、光补偿点升高, 表明水分胁迫的加剧降低了紫花苜蓿对弱光的吸收和利用效率; (2)水分胁迫下紫花苜蓿叶片的净光合速率(Pn, μmol•m-2•s-1)、气孔导度(Gs, mmol•m-2•s-1)、和蒸腾速率(Tr, mmol•m-2•s-1)均呈下降趋势, LD的胞间CO2浓度(Ci, μmol•mol-1)下降, 气孔限制值(Ls)上升, 表明是由气孔因素所致, 而MD和SD则由非气孔因素所致。(3)随着水分胁迫的加剧, 水分利用效率(WUE)呈先上升后下降的趋势, 表明适度的水分胁迫会提高紫花苜蓿的水分利用效率。     

胡杨器官和体胚发生方式的植株再生

目的：为以胡杨为亲本的体细胞杂交育种奠定基础。方法：以胡杨苗叶片为外植体,通过器官和体胚两种不同发生方式建立了离体再生体系。结果：附加0．75mg/L BA、0．5mg/L NAA基本培养基及3w暗培养是愈伤组织诱导的最佳条件;附加0．25mg/L BA和0．1mg/L NAA的基本培养基上不定芽的诱导率最高;1／2大量元素的MS培养基附加0．1mg/l NAA、0．05mg／L和1．5％蔗糖对不定芽生根效果最好;诱导并筛选出的胚性愈伤组织在附加了0．5mg/L BA、0．5mg／L NAA的基本培养基上诱导获得大量胚状体,干化处理后大部分能经子叶胚期萌发成苗。结论：外植体的采集周期和培养条件影响胡杨离体叶片的形态发生途径。     

盐胁迫下胡杨愈伤组织生理生化特性

目的：探讨胡杨愈伤组织的耐盐性与生理生化指标的关系。方法：不同浓度NaCl胁迫下,对胡杨愈伤组织的丙二醛（MDA）含量、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性以及酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶、超氧化物歧化酶同工酶酶谱进行研究。结果：随着盐浓度的增加,丙二醛（MDA）含量逐渐升高;从三种保护酶活性来看,过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均呈先上升后下降的趋势,在70mmol/L NaCl胁迫下达到最高值,POD、CAT酶活分别为2748u/g．min和152u/g．min,分别比对照高104％和72％;超氧化物歧化酶（SOD）活性则呈先降低后稍上升的趋势,总体均比对照低。过氧化物酶同工酶的第2、3条酶带在70mmol/L NaCl胁迫下颜色最深,且酶带较宽;超氧化物歧化酶同工酶的第1条酶带仅在未经盐胁迫时存在,说明该酶带所代表的酶对盐很敏感;第4条酶带随盐胁迫浓度加大先消失后出现,可能是愈伤组织逐渐适应盐胁迫的结果。结论：经盐胁迫的胡杨愈伤组织中,POD和CAT酶主要起保护作用;结合同浓度盐胁迫下愈伤组织的形态观察,总体上看,胡杨愈伤组织能较好地耐受70mmol/L NaCl。     

胡杨异形叶光合作用对光强与CO2浓度的响应

胡杨(Populus euphratica)叶形多变, 随个体生长发育, 植株出现条形、卵形和锯齿阔卵形叶。在新疆塔里木河上游人工胡杨林内选择具有此3种叶形的成年标准株, 将枝条拉至同一高度, 通过活体测定, 比较其光合作用-光与CO₂响应及叶绿素荧光响应特征。结果表明: 胡杨异形叶光合速率对光强/CO₂浓度与电子传递速率对光强的响应曲线均可用直角双曲线修正模型来拟合, 得出的主要光合参数与实测值较吻合。胡杨卵形叶、锯齿阔卵形叶光合速率-光响应参数与生化参数及快速光响应参数与条形叶差异显著, 而光合速率-CO₂响应参数则无显著差异。胡杨异形叶CO₂饱和浓度下的最大净光合速率(P_nmax)较饱和光强下的P_nmax高, 表明胡杨强光下光合速率在很大程度上受CO₂供应和1,5-二磷酸核酮糖(RuBP)再生能力的限制。卵形叶、锯齿阔卵形叶的初始量子效率(α)、初始羧化效率(CE)、P_nmax、光合能力(A_max)与最大羧化速率(V_cmax)均显著高于条形叶; 锯齿叶光饱和点(LSP)、最大电子传递速率(ETR_max)与光呼吸速率(R_p)高于卵形叶, 条形叶光补偿点(LCP)与LSP、α、CE最低。表明荒漠干旱环境下胡杨锯齿叶最耐强光, 高R_p可能是其耗散过剩光能、保护光合机构免于强光破坏的重要途径; 卵形叶高的α、CE、磷酸丙糖利用效率(TPU)、PSII实际光化学效率(Φ_PSII)与低LCP及叶氮分配策略是其保持高光合速率的原因; 条形叶Φ_PSII、ETR、P_n低, 因其制造光合产物不足而难以满足树体生长逐渐减少并处于树冠下部。可见, 胡杨条形叶光合效率低、抗逆性差, 主要以维持生长为主; 随着树体长大, 条形叶难以适应荒漠环境来维系其生长, 出现了卵形叶; 卵形叶光合效率高, 易于快速积累光合产物而加快树体生长, 但其LSP低和耐光抑制能力弱, 逐渐被更耐强光、高温与大气干旱的锯齿叶所取代, 从而使胡杨在极端逆境下得以生存, 这是胡杨从幼苗到成年叶形变化及异形叶着生在树冠不同高度的原因。     

胡杨、灰叶胡杨光合及叶绿素荧光特性的比较研究

比较研究了两年生胡杨和灰叶胡杨叶片的光合及叶绿素荧光特性.结果表明:胡杨和灰叶胡杨均表现出净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,只是在12:00时胡杨的Pn略微降低;气孔导度日变化均呈单峰型曲线;胞间CO2浓度日变化呈近“V”字型曲线.相同的试验条件下,胡杨的净光合速率、气孔导度高于灰叶胡杨,净光合速率与气孔导度峰值出现在上午10:00时;胡杨胞间CO2浓度低于灰叶胡杨,胞间CO2浓度最低值均出现在中午14:00时.经充分暗适应后的叶片叶绿素荧光参数初始荧光、PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性均为胡杨显著大于灰叶胡杨.以太阳光为光化学光,测定的叶绿素荧光参数日变化显示,胡杨PSⅡ实际的光化学反应量子效率、非循环电子传递速率、光化学猝灭系数均大于灰叶胡杨,而非光化学猝灭系数却较灰叶胡杨小.胡杨与灰叶胡杨在光合与叶绿素荧光特性上的差异,是胡杨更能适应干旱荒漠区高光、高温与低相对空气湿度环境,从而表现出高净光合速率的部分生理学原因之一.     

NaCl胁迫对西瓜幼苗生长和光合气体交换参数的影响

以早春红玉品种为材料,采用营养液水培法,研究了不同浓度NaCl胁迫对西瓜幼苗生长、叶片光合气体交换参数、质膜透性和脯氨酸含量的影响.结果表明:25 mmol·L-1NaCl处理9 d后对西瓜幼苗生长有促进作用,>75 mmol·L-1NaCl处理则显著抑制幼苗生长;NaCl处理显著提高了叶片光合色素含量,并在100 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均随NaCl浓度提高而显著降低;胞间CO2浓度随NaCl浓度提高呈先降低后升高的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下降到最小;气孔限制值随NaCl浓度提高而增加,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大值后趋于稳定;水分利用率随NaCl浓度提高呈先增加后降低的趋势,在75 mmol·L-1NaCl处理下达到最大;叶片质膜透性和脯氨酸含量均随NaCl浓度提高而显著增加.结果说明:NaCl胁迫显著抑制了西瓜叶片光合作用,且低浓度处理下光合速率降低的主要原因是气孔因素限制,高浓度胁迫下则转变为非气孔因素限制.     

胡杨、灰叶胡杨开花生物学特性研究

从居群水平研究了胡杨、灰叶胡杨不同居群的开花物候特征.结果表明:胡杨、灰叶胡杨各居群均表现为雄株开花物候早于雌株,一般可授期开始较散粉期晚1～4 d,结束较散粉期晚2～5 d,并且居群散粉期和可授期的重叠期较长.在同一居群内,胡杨、灰叶胡杨同性单株间开花期的不一致性较高.两个种相比较,胡杨居群的开花进程比灰叶胡杨居群早2～5 d,并且从每日开花株数累积分布来看,胡杨散粉期、可授期为双峰型,灰叶胡杨为单峰型.     

胡杨披针形叶与宽卵形叶的超微结构与光合特性的差异

以胡杨的披针形叶和宽卵形叶作为实验材料,对其细胞超微结构、光合酶活性、稳定碳同位素组成进行了比较研究。结果表明,两种叶片都是等面叶,角质层厚,具皮下层和孔下室,含较多的粘液细胞,表现出明显的旱生结构特点;两种叶片均具有不整齐的维管束鞘细胞,Rubisco／PEPC值与小麦的接近,δ^13C值分别为-27．9‰和-26．7‰,位于C3植物的δ^13C值的范围内,表明两种叶片的碳同化途径均为C3途径;然而宽卵形叶较披针形叶的旱生结构更发达,叶肉细胞的线粒体数目及液泡中的泡状物质较多,Rubisco／PEPC值较低而δ^13C值较高,表明宽卵形叶比披针形叶具有更强的抵抗逆境的能力。此外,还对两种叶片对胡杨适应其盐碱化生境的能力的贡献作了初步探讨。     

胡杨、灰叶胡杨生物生态学特性调查

对胡杨、灰叶胡杨6个不同居群的分布、生境概况、生物学、生态学特性进行了调查,研究结果表明生境条件不同,居群的开花物候期、生长发育状况、花果产量、种子繁殖和营养繁殖以及群落的结构、繁茂程度等有所不同。地下水位在3～7m的居群,生长发育不良,种子繁殖和营养繁殖率很低,群落年龄结构老化,居群呈衰退趋势,影响因素是地下水位、土壤水分和土壤盐分的变化;地下水位在1．5～2．5m的居群,生长正常,花果产量高。胡杨、灰叶胡杨在所处各群落中均为建群种,群落垂直结构一般分为3层,群落水平结构的不郁闭性和林窗现象普遍。     

胡杨(Populus euphratica Oliv.)根繁殖特征

以新疆塔里木河中游河岸北部河漫滩的胡杨幼林带为对象,从克隆生态学的角度,采用挖掘法、高压冲洗法及断根胁迫实验,研究了胡杨在资源异质环境中的风险分担、资源觅食与保持功能以及根源性克隆生长形态特征。结果表明:胡杨的地下根分枝类型为单轴型,同一生长方向2水平根的夹角平均约为180°,水平根与垂直根的夹角为90°～100°,水平根和垂直根的空间构型近似T形;基株的胚根周长>分株的次根周长;水平根呈侧圆台形,胡杨的2水平根之间存在着养分的传递。     

胡杨转基因体系的建立

胡杨（Populus euphratica）是唯一能在沙漠里生长的高大乔木树种,建立其转基因体系可为胡杨抗逆分子机制与应用技术研究提供基本方法。通过研究农杆菌介导的胡杨转GUS基因的技术体系得出以下结论：（1）胡杨再生植株体系,叶片在附加1.0μmol·L^-1 6-BA和5.0μmol·L^-1NAA的1/2MS培养基上不定芽诱导率较高;（2）转基因体系,胡杨叶片在含100μmol·L^-1乙酰丁香酮的OD600值为0.4-0.6的根癌农杆菌菌液中浸染15分钟,共培养2天,GUS基因转化效率较高;（3）转基因植株抗生素筛选,转GUS基因胡杨叶片用300mg·L^-1头孢霉素抑制农杆菌生长,在含9mg·L^-1G418的培养基上诱导不定芽以获得转基因的抗性植株。