涝渍胁迫下5种菊花近缘种属植物生理特性

采用土培模拟涝害的方法,对5种菊花近缘种属植物的根系活力、叶绿素含量和光合生理特性以及涝渍胁迫后的形态表现进行研究和观察,比较了其耐涝能力.结果表明:涝渍胁迫下,5种菊花近缘种属植物根系活力急剧下降,但紫花野菊在胁迫初期表现出强的根系活力;5种植物叶绿素含量总体呈现先升后降的趋势;涝渍胁迫15d时纪伊潮菊、泡黄金菊的光合强度明显降低,CO2同化作用下降,并出现负值,叶片已丧失光合作用能力,其次是大岛野路菊和那贺川野菊,而紫花野菊维持了一定水平的净光合速率.结合叶片外观形态观察发现,紫花野菊最为耐涝,泡黄金菊最不耐涝,而大岛野路菊、纪伊潮菊和那贺川野菊的耐涝性介于两者之间.     

涝渍胁迫对入侵植物白花鬼针草及其本地近缘种金盏银盘生长和生理特性的影响

[目的]揭示涝渍胁迫下白花鬼针草与其本地近缘种金盏银盘的生长和生理特性差异。[方法]研究对照和涝渍胁迫下白花鬼针草和金盏银盘株高、新生不定根数目、净光合速率（P_n）、总生物量、相对生长速率、叶面积等生长和生理指标的变化。[结果]涝渍胁迫后入侵植物白花鬼针草比本地种金盏银盘保持了更高的株高、新生不定根数目和P_n（P<0.01）,更高的总生物量、相对生长速率、根生物量、茎生物量、叶生物量、叶面积（P<0.05）。涝渍胁迫10 d内,白花鬼针草根系活力和光系统II最大光量子产量显著高于金盏银盘（P<0.05）,涝渍胁迫20 d后2物种的2个参数趋于一致,这些结果表明涝渍对白花鬼针草生长的负面影响较小。涝渍胁迫前期更快的不定根生长速度和更高的根系脱氢酶活力可缓解涝渍对白花鬼针草的胁迫,减少了涝渍对光合系统的破坏,使其保持更高的P_n,从而有助于白花鬼针草保持更高的生长速率,是白花鬼针草耐受涝渍的生理机制。[结论]与本地近缘种金盏银盘相比,短期涝渍可使入侵植物白花鬼针草形成生长优势,华南地区雨季短期集中降水所形成的土壤涝渍有利于白花鬼针草的入侵。全球气候变化造成的降水不平衡性可能会加剧白花鬼针草在华南地区的入侵。     

植物响应淹涝的转录组学研究进展

转录组测序技术,能够从mRNA水平研究物种基因功能以及特定的生理学过程,采用该项技术可研究植物在淹涝胁迫下所有的基因表达水平情况,有利于揭示植物对淹涝的应答机理。综述了采用转录组测序技术揭示的淹涝胁迫下植物体内信号传导、内源激素、光合作用、呼吸代谢与活性氧清除等途径中的差异基因表达情况,以及各种转录因子和功能蛋白的差异基因表达情况,并展望了今后的研究趋势,以期为植物淹涝研究提供参考。     

土壤涝渍对杨树和柳树苗期生长及生理性状影响的研究

研究了两种杨树无性系（ＮＬ８０１０５、ＮＬ８０３５１）和柳树在土壤涝渍条件下的生长及生理性状．结果表明,在涝渍胁迫下苗木根系数量减少,根系长度缩短,根活力下降;高生长降低;最终生物量明显减小;叶片气孔对涝渍胁迫有较强反应,叶片中硝酸还原酶（ＮＲ）活性也会受到一定影响．柳树与杨树之间存在较大差异,无论从生长还是生理性状看,杨树不如柳树耐涝．     

江汉平原四湖地区涝渍地演替分级及趋势预测

涝渍地的演替规律研究是制定涝渍地域生态恢复对策的理论基础。本文利用Delphi法确定了四湖地区涝渍地演替级数的衡量指标,即优势植物种群、面积增长最快的涝渍地种养生物、涝溃地面积占耕地面积的百分比、涝渍地的地下水位和土壤有机质氧化稳定性等5项,在此基础上建立了演替级数分级标准,并以洪湖市为例建立了洪湖市涝渍地演替专家信息库,得到了洪湖市的涝渍地演替级数;最后采用ARIMA模型对洪湖市的涝渍地演替级数进行了趋势拟合与未来预测。结果表明,ARIMA模型能较好地拟合并预测涝渍地演替级数的变化趋势。     

涝渍胁迫对杨树苗期叶片生长及其生理性状的影响

以３种典型的美洲黑杨苗木（Ｉ６９、ＮＬ８０１０５和ＮＬ８０３５１）在不同的涝渍胁迫条件下,苗木叶面积生长明显减慢;叶片气孔开度显著减小;叶片水势和丙二醛（ＭＤＡ）含量有所增加;超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性无明显变化;叶片中的全Ｎ、全Ｐ和全Ｋ含量发生变化。综合分析认为,Ｉ６９杨在强涝渍胁迫下抗耐能力较高。ＮＬ８０３５１杨在弱涝渍胁迫下适应性较强,短期涝渍对杨树无性系苗木无明显影响,３０ｄ以上的涝渍对其影响显著。     

深圳地区8种园林地被植物耐涝性综合评价

为高效筛选雨水花园适用植物,以香彩雀Angelonia salicariifolia等8种园林地被植物为试材,采用盆栽模拟涝渍的方法,研究不同时间淹水胁迫处理后8种植物的观赏性状及生理指标,通过主成分分析与隶属函数法对其耐涝性进行综合评价,并筛选评价植物耐涝性的有效指标。结果表明,8种园林地被植物的耐涝性强弱依次为香彩雀、水鬼蕉Hymenocallislittoralis、龙船花Ixorachinensis、朱槿Hibiscusrosa-sinensis、大花马齿苋Portulacagrandiflora、朱蕉Cordylinefruticosa、巴西野牡丹Tibouchinasemidecandra、四季海棠Begoniasemperflorens;植物叶片的相对含水量、MDA含量、相对电导率与Fv/Fm值是反映植物耐涝性的重要指标。     

水分胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响

通过控制茅苍术[Atractylodes lancea（Thunb．）DC．]不同生长期的土壤含水量,研究了轻度和重度干旱胁迫与涝渍胁迫对茅苍术根茎生长及挥发油含量的影响。结果表明,在不同生长期,茅苍术根茎生长和挥发油成分含量对不同土壤水分条件的反应不同,其中生殖生长期对水分胁迫较敏感,干旱和涝渍胁迫均会导致根茎生长量和挥发油含量下降。水分胁迫对茅苍术根茎生长量和挥发油含量的影响效应是一致的,导致根茎生长量显著下降的水分条件可使挥发油含量下降,对根茎生长量影响不显著的水分条件则有利于挥发油成分的积累。在果后期进行适当的涝渍胁迫（土壤含水量35．5％～38．5％）有利于茅苍术根茎生长和挥发油含量的提高。     

土壤涝渍胁迫对淫羊藿叶片膜脂过氧化和SOD活性的影响

四川淫羊藿在涝渍胁迫下叶内丙二醛(MDA)含量随涝渍时间的延长而上升,而SOD酶活性在涝渍处理初期下降,中期增加,后期下降,直至完全失活.因此淫羊藿具有一定的抗涝能力.     

江淮地区小麦涝渍灾害风险评估与区划

基于灾害风险分析理论,根据历年气候资料,小麦生长发育、种植面积和产量资料,对江淮地区各县小麦涝渍脆弱性、自然气候风险、灾损风险和抗灾能力等方面进行分析评估,建立了包括涝渍脆弱度、气候风险指数、灾损风险指数、涝渍综合风险评估系数等不同的涝渍风险表征模型,并构建了涝渍综合风险评估系数作为区划指标,对江淮地区小麦涝渍灾害风险进行了空间区域划分。结果表明:涝渍脆弱度、气候风险指数、灾损风险指数和抗灾力系数4个因子的组合,可以较好地反映江淮地区小麦涝渍风险特征;按照高、较高、中和低4个等级对小麦涝渍综合风险进行了区划;安徽省江淮南部为高风险区;沿淮中部以及江淮中部南部、沿洪泽湖区域为涝渍较高风险区;河南省33°N以南区域、以及安徽、江苏省淮北中部区域为涝渍中风险区;33°N以北地区为涝渍低风险区。     

植物应对干旱胁迫的阶段性策略

干旱是影响植物生存、生长和分布的最重要的非生物胁迫之一,全球暖干化将加剧干旱胁迫.植物对干旱胁迫的响应和适应机制一直是
学术研究的热点领域.本文综述了植物应对干旱胁迫的生长和生理响应,在已有的研究结果基础上,提出了植物应对干旱胁迫的阶段性响应策略.从干旱开始到干旱致死,植物经历了干旱开始-轻度干旱-中度干旱-严重干旱-极端干旱5个阶段,分别对应着应激响应-主动适应-被动适应3种响应方式和适应机制.不同阶段中植物抗旱机制的核心任务不同.最后提出了研究植物阶段性响应策略需要解决的关键科学问题及研究方向.     

渍害胁迫下小麦生长的响应机理及调控措施研究进展

全球气候变化导致近年来渍害频发,而旱地作物小麦对渍害敏感。受气候、土壤、轮作制度等因素的影响,我国长江中下游小麦主产区的渍害灾情严重。渍害引起的土壤溶氧量降低可以导致小麦根系生长受到抑制,进而限制植株生长,最终降低小麦产量和品质。本文基于国内外相关研究,从根系呼吸代谢、水分传导、矿质养分吸收、光合作用、氧化还原代谢等方面概述了渍害胁迫抑制小麦生长的生理机理;讨论了小麦通过无氧呼吸维持能量供应和改变根系形态维持氧气供应等渍害适应机制;总结了肥料调控、生长调节剂调控和胁迫记忆等栽培措施在小麦抗渍上的应用及其机理,并对未来小麦抗渍研究进行了展望,以期为小麦的耐渍栽培和稳产高产管理提供理论支撑。     

基于光谱特征的棉花苗期耐涝性鉴定

耐涝性是一个复杂农艺性状,采用传统方法大规模鉴定难度大。高光谱成像在作物表型检测方面具有无损、高效的优点,可望实现作物耐涝性的快速鉴定。本研究以27个陆地棉品种为供试材料,测定低氧胁迫与正常供氧条件下的株高、茎粗、叶面积、总根长,利用便携式光谱仪获取光谱图像,分析涝渍特征曲线并提取与色素、水分及氮素相关的6个光谱特征指数,采用主成分、逐步回归、系统聚类、相关性等多元分析方法,构建了基于光谱特征的棉花苗期耐涝性鉴定模型。利用主成分分析将10个耐涝单项指标简化为4个主成分。根据主成分贡献率和权重,将4个主成分简化为耐涝综合评价系数D值。逐步回归分析建立D值与10个单项指标耐涝性系数最优线性回归方程：D=0.161+0.220 SD+0.068 LA+0.358 PSSRa+0.404 I1+0.292 NDSI(R2=0.9849,式中SD为茎粗,LA为叶面积,PSSRa为色素比值指数a,I1为红外指数1,NDSI为归一化差值胁迫指数)。聚类分析将27份供试材料耐涝性划分为4个等级,即强耐涝、耐涝、中等耐涝、涝渍敏感。相关性分析结果显示,茎粗与色素比值指数a、色素比值指数b、植物氮光谱指数...     

植物微生物组生态功能与群落构建过程研究进展

植物各个器官表面及内部定殖着高度多样化的微生物群落,这些微生物与植物长期共进化,作为宿主植物的“共生功能体”(holobiont)在植物生长发育、养分吸收、病害抵御和环境胁迫适应性等方面发挥了重要作用。得益于近10年来多组学技术的发展和应用,有关植物微生物群落的多样性、组成和功能特征、群落构建的驱动因素和植物–微生物互作机制等方面研究取得了一系列重要进展。然而,与土壤微生物组相比,目前对植物微生物组的认识及其应用尚且不足。本文系统总结了植物微生物组的组成特征,植物微生物在调节植物生长发育、促进养分吸收、提高病害抵御能力及环境胁迫适应性等方面的功能及作用机制,从宿主选择、环境因子以及生物互作3个方面总结了驱动植物微生物群落构建的因素,并着重阐述了植物–微生物互作如何塑造植物微生物群落以及如何调节对植物的有益功能。此外,我们对未来植物微生物组研究和应用面临的挑战进行了展望,如核心微生物组挖掘和合成群落构建,植物–微生物互作的分子调控机制,植物微生物群落水平上的互作机制等。深入理解植物微生物群落特征、生态功能以及构建过程对于精准调控植物微生物组以提高植物适应性和生产力以及维持生态系统健康具有...     

淹涝胁迫对水稻叶鞘和叶片中淀粉粒分布的影响

淹涝是世界上当前所面临的最严重自然灾害之一,尤其是近几年来,淹涝给我国的农业生产带来了巨大损失,全国平均每年受涝面积814万hm2,其中成灾面积448万hm2,损失粮食约28亿kg〔1〕。水稻是我国的主要粮食作物,并且分布于淹涝易发生的南方多雨潮湿地区和北方低洼地带,淹涝对水稻产量影响极大,因此,研究淹涝胁迫对水稻的伤害及水稻的耐淹机制越来越受到人们的重视〔2〕。淹涝对植物的伤害并非是因为水分过多而造成的直接伤害,而是由于淹涝造成的次生胁迫,其中最严重的是缺氧。在缺氧条件下,细胞中的碳水化合物代谢途径改变,对植物的生长和发育…     

植物根系分泌物对土壤污染修复的作用及影响机理

生物修复是一种经济环保的土壤修复技术。根系分泌物是利用生物修复污染土壤过程中的关键物质,也是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫中扮演重要角色。研究植物根系分泌物对土壤污染修复的作用和影响机理,是深入理解植物和微生物环境适应机制的重要途径,对促进生物修复污染土壤有重要指导意义。从污染物胁迫对根系分泌物的影响、根系分泌物对土壤污染物环境行为的影响、根系分泌物在调控污染土壤中根际微生物群落结构和多样性中发挥的作用等几个方面综述了根系分泌物对土壤污染修复的影响及内在机制。研究结果表明,根系分泌物在降低重金属对植物的毒性、加速有机污染物降解等方面有非常重要的作用。根系分泌物对土壤微生物的丰度和多样性均有显著影响,其与根际微生物互作在土壤污染物的消减中发挥了重要的调控作用。在此基础上,提出了以往研究中的不足,并对污染物胁迫下根系分泌物未来研究的方向和趋势进行了展望。     

苗期涝渍对黄淮地区夏玉米生长和产量的影响

以玉米品种"浚单20"为试验材料,采用盆栽方式,在4叶期分别设置持续淹水(3、5和7 d)和持续渍水(5、10和15 d)处理,研究苗期涝渍对夏玉米生长及产量的影响。结果表明:苗期连续淹水3 d以上或渍水15 d的产量显著降低;与对照相比,淹水3~7 d,产量下降58.8%~69.8%(P0.05);渍水15 d,产量下降47.8%(P0.05);淹水3~5 d以及渍水15 d导致产量下降的主要原因是穗粒数减少,而淹水7 d减产是穗粒数减少和千粒重下降共同作用的结果;产量相对损失率与淹水天数的回归分析表明苗期淹水应控制在1 d以内;涝渍胁迫显著降低了地上部分干物质质量,其后续影响与胁迫方式、涝渍天数和生育期有关;淹水显著降低了拔节期及以后各生育期的地上干物质质量(P0.05),而渍水对成熟期干物质重影响不显著(P0.05);淹水处理可显著降低穗部占地上部分干物质的比例,淹水3~7 d,收获指数下降48.7%~64.1%(P0.05)。由此可判断,玉米产量随涝渍时间的延长而减少,且淹水胁迫对产量的影响大于渍水。     

土壤呼吸对降雨响应的研究进展

土壤呼吸是当前区域碳收支及全球变化研究中的一个热点问题。降雨作为一个重要的扰动因子, 对准确估算土壤呼吸具有重要影响, 这在干旱和半干旱地区尤为明显。尽管关于土壤呼吸对降雨响应过程与规律的研究已取得了较大进展, 但是对于其机制的解释仍然存在较大的争议, 集中体现在对“Birch效应” (降雨强烈激发土壤呼吸的现象)的解释上, 即到底是“底物供应改变机制”还是“微生物胁迫机制”在调控该过程。该文综述了土壤呼吸对降雨事件、降雨量及降雨格局的响应过程与规律; 阐述了土壤呼吸各组分对降雨响应的差异, 分析了雨后物理替代与阻滞、底物供应、根系和微生物活性、微生物群落结构与功能等一系列过程引起土壤呼吸改变的机制; 重点阐述了微生物对土壤水分波动的响应与适应机制。在此基础上提出了今后需重点关注的4个方面：1) “底物供应改变机制”与“微生物胁迫机制”的区分; 2)土壤呼吸各组分对降雨响应的差异; 3)不同时空尺度上土壤呼吸对降雨响应的模拟与估算; 4)降雨带来的外援N和H⁺的作用。     

旱涝胁迫对棉花根系生长的影响

为探究旱涝胁迫对棉花花铃期及吐絮期根系的影响,于2016年在武汉大学灌溉排水试验场开展了受旱、受涝及旱涝急转胁迫测坑试验,使用微根管系统对根系进行了原位生长过程监测,并用挖掘法对结果进行了验证。结果表明:通过微根管观测图片所获取的根系信息,代表了根管周围3.3 mm透视厚度土层的根系状况;从蕾期至吐絮期内,根系生长呈"S"型曲线,其中花铃期根系生长发育最快;0~30 cm是根系主要分布区域,约占根系总量的70%~80%;不同旱涝胁迫处理下总根长及总根表面积从大到小的顺序为受涝组旱转涝组正常组受旱组;涝渍导致表层根系大量繁殖,特别是根粗为0.2~0.4 mm的根系生长;干旱使得棉花根长密度变小,径变粗,深层根系生长加速、占比上升,根系重心下移;旱转涝后根系指标增速大于对照组,证明后期受涝对前期受旱在根系生长方面具有补偿效应。     

转录因子在植物干旱应激中的功能研究进展

转录因子是一种多功能蛋白,在感知应激信号、应答相应应激基因表达及传导应激信号中起着关键作用。干旱是影响植物生长发育的主要非生物胁迫之一。为了适应干旱环境,植物发展了复杂的分子机制,其中转录因子可同时控制多种途径调控干旱应激,是操纵调控和应激响应途径的有力工具。近年来,越来越多的植物转录因子的功能被阐明,了解转录因子在干旱应激的功能,对植物的工程抗旱有重要的实践意义。综述转录因子在植物干旱应激中的功能研究进展,以期为今后转录因子的研究和利用提供理论依据,培育具有较强抗旱能力的植物。