UV-B辐射增强对反枝苋形态、生理及化学成分的影响

通过大田盆栽实验,研究了2种增强的UV-B辐射对双子叶C4植物反枝苋(Amaranthus retroflexus)形态、生理、生物量分配及化学成分的影响.结果表明:增强UV-B辐射处理下分枝数、叶片数、高度和基径均没有显著变化.高、低剂量的UV-B处理均导致过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照组(P＜0.05),但对超氧化物歧化酶(SOD)活性无影响,低剂量辐射下过氧化物酶(POD)活性显著高于对照而高剂量辐射下无显著变化,同时丙二醛(MDA)含量随辐射剂量的增加而显著增加(P＜0.05).收获期低剂量辐射处理下的资源分配模式发生变化,分配到叶片的生物量比例显著增加,而分配到根的比例显著减小,但高剂量辐射对生物量分配无影响.UV-B辐射处理下根、茎、叶部所检测的大多数化学成分与对照相比均有显著变化:叶片中可溶性蛋白、木质素和脂肪,根中木质素,茎中纤维素、木质素含量在辐射处理下显著高于对照;叶片中淀粉,茎中可溶性糖、淀粉和脂肪含量在辐射处理下显著低于对照(P＜0.05).     

再生水灌溉对葡萄叶片抗氧化酶和土壤酶的影响

本文通过小区实验,研究再生水灌溉对葡萄叶片抗氧化酶及土壤酶的影响。结果表明,再生水灌溉的葡萄叶片MDA含量和CAT活性均高于清水对照的,而清水对照的葡萄叶片SOD和POD活性高于再生水灌溉的,但差异均不显著。再生水灌溉的土壤CAT活性比清水对照低;2011年的脲酶活性显著高于其他两年,而同年份间不同处理的土壤脲酶活性无显著差异。2011年再生水灌溉的土壤蔗糖酶低于清水对照,后两年则逐渐高于对照。土壤磷酸酶高于清水对照。再生水灌溉的葡萄产量高于清水对照的。     

小麦苗期对1, 2, 4-三氯苯胁迫的生理响应

通过砂培试验,研究了6种浓度(0、0.3、0.6、1.0、1.5 mmol/kg沙和2.0 mmol/kg沙)的1, 2, 4-三氯苯(TCB)对两种小麦烟辐188(耐性基因型)和扬麦16(敏感基因型)种子发芽率、发芽指数、幼苗生物量、以及叶片和根系的蛋白质含量、丙二醛含量(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性等生理指标的影响.结果表明两种小麦基因型具有显著的差异,在TCB胁迫下,烟辐188的种子发芽率、发芽指数、幼苗生物量均高于扬麦16,烟辐188和扬麦16的叶片可溶性蛋白含量分别与对照差异不显著和显著偏低.随着TCB浓度的升高,烟辐188根系的可溶性蛋白含量呈上升趋势,与对照差异显著,而扬麦16先略有上升然后呈下降趋势,且显著低于对照.TCB胁迫导致扬麦16叶片SOD、POD活性小于对照,CAT活性显著小于对照;而烟辐188叶片SOD活性与对照间差异不明显,POD和CAT活性在低浓度TCB胁迫时与对照差异不大,在高浓度时小于对照,其MDA含量低于扬麦16.烟辐188根系SOD、POD活性对TCB胁迫不敏感,扬麦16 SOD、POD活性受O-·2诱导而上升,但由于其O-·2产生速率要大于烟辐188,仍然不能清除多余的O-·2,最终其根系MDA含量高于烟辐188.总体而言,TCB胁迫下烟辐188的发芽情况、幼苗生长情况和生理指标均好于扬麦16,表现出对TCB胁迫有较强的耐受性和适应性.     

盆栽桐花树对不同遮光度的生理生态响应

盆栽红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)1年生幼苗,研究了在浇灌淡水和人工海水2种情况下不同遮光度(透光率25%、45%和100%)处理对盆栽桐花树生理生态的影响.结果表明,处理360 d后,在相同盐度处理下植株的茎高年增量随光照强度减弱而增大,3种光照强度处理之间差异极显著,而茎径年增量则与茎高年增量相反.平均每株分枝数、叶片数、叶面积和叶片厚度存在显著差异.在相同盐度处理下,光照强度25%和45%处理的植株叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量无显著差异,但均显著高于100%光照强度,而6种处理植株叶片叶绿素a/b比值没有显著差异.在相同盐度处理下,随着光照强度的降低,净光合速率、可溶性糖含量、硝酸还原酶(NR)活性和根系活力均呈下降趋势,且不同光照强度处理间存在极显著差异.在同一光照强度下,淡水组的可溶性糖含量、NR活性和根系活力均比人工海水组低.试验表明,遮光对盆栽桐花树的生理生态有显著影响.     

模拟大气硫酸铵污染对香樟幼苗生长及光合特性的影响

通过室内盆栽实验研究了大气颗粒污染物硫酸铵对香樟幼苗生长及光合特性的影响。结果表明,香樟幼苗叶片涂抹硫酸铵处理对植物生长无显著影响;低浓度硫酸铵(2 g·L^-1)提高了叶片叶绿素含量,而高浓度(4 g·L^-1)却降低了叶片叶绿素含量;与对照相比,低浓度处理的香樟叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度与蒸腾速率无显著差异;高浓度处理的香樟叶片净光合速率与蒸腾速率高于对照,而气孔导度与胞间二氧化碳浓度与对照无显著差异。机理分析表明,硫酸铵颗粒物主要通过影响叶片气孔导度来影响植物光合特性。     

NaCl胁迫条件下木槿嫁接苗和扦插苗及其砧木海滨木槿的生理差异

采用盆栽试验方法,对0(CK)、2、4、6、8和10 g·kg-1 NaCl胁迫条件下木槿(Hibiscus syriacus L.)和海滨木槿(H.hamabo Sieb.et Zucc.)扦插苗及木槿嫁接苗(以海滨木槿为砧木)叶片的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量,超氧化物歧化酶(SOD)活性,相对电导率和丙二醛(MDA)含量以及根、茎、叶中的K+和Na+含量,K+/Na+值等生理指标的差异进行了比较分析.结果表明:在不同质量浓度NaCl胁迫条件下,木槿嫁接苗、木槿和海滨木槿扦插苗的各项生理指标均有明显差异.各处理组木槿嫁接苗叶片的叶绿素、脯氨酸和可溶性糖含量不但高于对照也均高于木槿和海滨木槿扦插苗;总体上,尽管各处理组3种苗木的叶片相对电导率和MDA含量均高于对照,但木槿扦插苗的叶片相对电导率最高、MDA含量最低;随NaCl质量浓度的提高,各处理组3种苗木叶片的SOD活性均呈现波动的变化趋势,且波动幅度较小.在NaCl胁迫条件下,3种苗木根、茎和叶中的K+含量呈现波动的变化趋势,其中叶中的K+含量均最高;随NaCl胁迫浓度的提高,3种苗木不同器官的Na+含量均不同程度提高且均显著高于对照,而K+/Na+值均呈下降趋势;总体上看,不同处理组海滨木槿扦插苗根和木槿嫁接苗地上部分的K+/Na+值均最大.另外,在10 g·kg-1NaCl胁迫条件下木槿扦插苗植株均未成活.研究结果显示:以海滨木槿为砧木能提高木槿的耐盐性,使木槿嫁接苗的多项生理指标优于其扦插苗.     

短期极端高温对鸡冠花种子活力及早期幼苗生理特性的影响

为明确鸡冠花(Celosia cristata)种子对短期高温的耐受性,种子经短期高温处理30 min,采用纸上发芽法测定种子活力及早期幼苗生理指标。结果表明,60℃下,鸡冠花种子的相对发芽率、发芽势、相对发芽指数分别为101.68%、70%、101.41%,而相对伤害率仅为-1.41%,其早期幼苗根系长度与侧根数、根系活力、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性与丙二醛(MDA)含量与对照的差异不显著(P0.05),而过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性显著高于对照(P0.05)。温度再升高,种子活力逐渐降低,早期幼苗CAT活性、根系活力与叶绿素含量均迅速降低。这说明鸡冠花种子可耐受的短期极限高温为60℃,且CAT对高温较SOD与POD敏感,可作为评价植物对短期高温反应的一个指标。     

铜胁迫对国槐幼苗生长及叶片生理特性的影响

采用盆栽方法研究了不同浓度处理水平的铜对国槐(Sophora japonica)生长及叶片部分生理指标的影响.结果表明:国槐幼苗的株高及地径随铜胁迫浓度的增加表现出先增加后下降的趋势,在浓度1000 mg·kg^-1时,株高和地径与对照相比达到极显著差异(检验水平,P<0.01).在浓度<500 mg·kg^-1时,叶绿素含量的呈下降趋势,细胞膜透性呈增加趋势,与对照相比差异不显著;脯氨酸含量与超氧化物歧化酶(SOD)活性迅速上升,与对照处理相比差异显著,表现出一定的适应能力.随着铜胁迫浓度的增加(>500 mg·kg^-1),叶绿素含量及SOD活性显著下降,MDA含量、相对电导率、脯氨酸含量显著上升,表明国槐幼苗受害明显加重.     

(NH4)2SO4对瓜尔豆幼苗在不同光照下耐冷性的影响

通过温室穴盘育苗试验,研究叶面喷施(NH4)2SO4对低温胁迫12 h后不同光通量密度(PFD)条件下,瓜尔豆幼苗在常温培养过程中幼苗生存及叶片SOD活性、POD活性和MDA含量的影响。结果表明:低温处理一夜后,在温室自然光照(强光)下进行常温恢复时,瓜尔豆叶片中SOD和POD活性始终显著低于对照,MDA含量显著高于对照,幼苗死亡率显著高于对照;在90μmol.m-2.s-1弱光下恢复2~4 d后,叶片中保护酶活性显著高于对照,MDA含量保持较低水平,幼苗均正常生长。叶面喷施(NH4)2SO4能显著提高低温处理后的植株叶片抗氧化酶类活性,减少叶片中MDA的产生,降低幼苗死亡率,0.2%(NH4)2SO4处理效果最好,其次为0.4%(NH4)2SO4。短期低温后,使植物处在弱光环境下能减少活性氧的发生,为植物抗氧化系统达到新的平衡提供有利条件,从而减轻甚至消除低温伤害。     

Pb胁迫条件下狭叶香蒲种子的萌发特性及其幼苗的生理响应

对0、30、150、300、450和600μmol·L-1Pb胁迫条件下狭叶香蒲（TyphaangustifoliaLinn.）种子的萌发特性进行了研究,并分析了0、450、900、1800和2700μmol·L-1Pb胁迫对狭叶香蒲幼苗叶片及根系中部分生理生化指标的影响。结果表明：随Pb浓度提高,狭叶香蒲种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数以及下胚轴长度均逐渐下降且低于对照,而其下胚轴长度抑制指数则逐渐增大,但在30μmol·L-1Pb胁迫条件下各项萌发指标均与对照无显著差异。叶片叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量随Pb浓度提高呈逐渐下降趋势,但在450和900μmol·L-1Pb胁迫条件下与对照无显著差异,而在1800和2700μmol·L-1Pb胁迫条件下显著低于对照。在Pb胁迫条件下叶片和根中SOD活性均显著高于对照但变化趋势不同;随Pb浓度提高,叶片SOD活性呈波动但整体上升的趋势,而根中SOD活性则呈逐渐降低的趋势。叶片和根中POD活性均随Pb浓度提高呈持续上升的趋势,其中,在450和900μmol·L-1Pb胁迫条件下叶片的POD活性低于对照、根的POD活性高于对照,但均与对照无显著差异;而在1800和2700μmol·L-1Pb胁迫条件下叶片和根的POD活性均显著高于对照。在Pb胁迫条件下叶片和根中AsA和MDA含量均高于对照。随Pb浓度提高,叶片的AsA含量总体上逐渐增加但在450和900μmol·L-1Pb胁迫条件下与对照无显著差异;而根的AsA含量则呈先增加后降低的趋势且均与对照差异显著。随Pb浓度提高,叶片的MDA含量先增后降但均与对照无显著差异;而根的MDA含量呈“高-低-高”的波动趋势且仅在450μmol·L-1Pb胁迫条件下与对照差异显著。综合分析结果显示：狭叶香蒲幼苗根系对Pb胁迫的敏感性可能强于叶片;狭叶香蒲种子可在轻度Pb污染水体中萌发和生长;其幼苗对Pb胁迫具有一定的耐性,可用于中度Pb污染水体的修复。     

铁皮石斛叶色突变体的叶绿体超微结构、光合色素和叶绿素荧光特性的研究

以铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)(‘TP35’)经自然突变的白绿杂色突变体(‘TP-MA’)和太空诱变的绿黄杂色突变体(‘TP-MG’)为材料,研究不同光照强度(0、50、100μmol·m^-2·s^-1)处理后,植株叶片的叶绿体超微结构、光合色素含量以及叶绿素荧光动力学参数的变化规律,并阐明叶色突变体与正常植株光合特性的差异。结果显示,‘TP-MA’和‘TP-MG’的叶绿体形态均发生了一定程度的缺失,且叶绿体分布不均匀、无规则,基粒片层结构不完整且排列疏松,基本与其表型性状相一致。‘TP-MA’光合色素的含量和叶绿素荧光参数F v/F m、ΦPSⅡ及F v′/F m′等显著低于‘TP35’,但非光化学淬灭系数(NPQ和q P)则相对较高;‘TP-MG’的光合色素含量及叶绿素荧光参数均低于‘TP35’,但差异不显著,且对较强的光照(100μmol·m^-2·s^-1)条件具有一定的适应性。研究结果表明不同光强处理后,铁皮石斛叶色突变体的叶绿体结构和光合生理指标均发生了不同程度的变化,且对植株的叶绿素含量及荧光参数产生一定影响,过低和过高的光照强度均不利于植株的正常生长。     

不同水肥条件下分根区交替灌溉对玉米生理特性和水分利用的影响

为探讨分根区交替灌溉(AI)条件下作物生理响应和水分利用情况,在不同水肥条件下,以常规灌溉为对照,研究了分根区交替灌溉(AI)对玉米总干物质量、水分利用和生理指标的影响以及这些指标在恢复正常灌水后的恢复补偿能力,以期为玉米实施分根区交替灌溉提供科学依据。盆栽试验包括2种氮磷(NP)肥水平,2种灌溉方式和不同亏水水平,即拔节前期至中期(18d)进行正常灌水(70%—80%θf,θf是田间持水量)、轻度亏水(60%—70%θf)和中度亏水(50%—60%θf),拔节前期至中期处理后拔节中期至抽雄期(18d)进行正常灌水(70%—80%θf)和轻度亏水(60%—70%θf)。结果表明:与常规灌溉相比,拔节前期至抽雄期AI不显著影响玉米叶片叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和脯氨酸含量,总干物质量和水分利用效率;与正常灌水相比,拔节前期至抽雄期轻度亏水也不显著影响上述指标;拔节前期至中期中度亏水降低玉米叶绿素含量和总干物质量,提高可溶性糖和脯氨酸含量,但是该处理在拔节中期至抽雄期恢复正常灌水后这些指标均恢复到一直正常灌水的水平。此外,施肥水平对各项指标的影响也不显著。因此,轻度亏水、低肥和拔节前期至抽雄期分根区交替灌溉结合可以节约灌水量和施肥量。     

油茶扦插生根的生化特性

以4年生‘岑软2号’油茶(Camellia oleifera ‘Cenruan 2’)的半木质化枝条为材料,采用不同生长调节剂处理插穗,测定扦插生根过程中插穗过氧化物酶(POD)、可溶性蛋白质及叶绿素含量的动态变化。结果表明,扦插后不同时间的POD活性、可溶性蛋白质和叶绿素含量均有极显著差异(P<0.01),且呈规律性变化,POD活性呈“上升–下降–上升–下降”双峰变化趋势,可溶性蛋白质呈“上升–下降–上升”变化趋势,叶绿素含量呈“下降–上升–下降–上升”变化趋势;与对照相比,经生长调节剂处理的插穗POD活性、可溶性蛋白质和叶绿素含量的峰值显著提高,说明其促进油茶插穗生根。     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

两个玉米品系叶片光合速率差异的生理机制初探

田间生长的两个玉米品系"双105"和"40×44"叶片净光合速率(Pn)存在显著差异。在不同的生长阶段,"40×44"Pn值均比"双105"高10%~32%,而且PSII光化学效率(Fv/Fm和△F/Fm')也较高,表现为植株较高,叶片较大,但叶绿素含量较低。尽管"双105"品系具有较低的光合速率和较低的气孔导度(Gs),但其胞间CO₂浓度(Ci)却略高于"40×44"。因此,这两个玉米品系叶片光合速率的差异并非气孔因素,而可能源于光合机构的光反应系统。     

氮肥对受践踏胁迫结缕草草坪恢复生长的影响

以日本结缕草草坪为试材,采用田间试验,研究在不同践踏胁迫下,施用氮肥对草坪生长的影响。结果表明,施氮肥有利于受践踏草坪的恢复生长,在不同程度践踏胁迫下,施氮素8 g/m2,可不同程度地增加草坪的密度、株高生长量和地上生物量;总叶绿素含量比对照明显增加。     

The ecological significance of long-distance water transport: short-term regulation, long-term acclimation and the hydraulic costs of stature across plant life forms

Plant hydraulic conductance, namely the rate of water flow inside plants per unit time and unit pressure difference, varies largely from plant to plant and under different environmental conditions. Herein the main factors affecting: (a) the scaling between whole‐plant hydraulic conductance and leaf area; (b) the relationship between gas exchange at the leaf level and leaf‐specific xylem hydraulic conductance; (c) the short‐term physiological regulation of plant hydraulic conductance under conditions of ample soil water, and (d) the long‐term structural acclimation of xylem hydraulic conductance to changes in environmental conditions are reviewed. It is shown that plant hydraulic conductance is a highly plastic character that varies as a result of multiple processes acting at several time scales. Across species ranging from coniferous and broad‐leaved trees to shrubs, crop and herbaceous species, and desert subshrubs, hydraulic conductance scaled linearly with leaf area, as expected from first principles. Despite considerable convergence in the scaling of hydraulic properties, significant differences were apparent across life forms that underlie their different abilities to conduct gas exchange at the leaf level. A simple model of carbon allocation between leaves and support tissues explained the observed patterns and correctly predicted the inverse relationships with plant height. Therefore, stature appears as a fundamental factor affecting gas exchange across plant life forms. Both short‐term physiological regulation and long‐term structural acclimation can change the levels of hydraulic conductance significantly. Based on a meta‐analysis of the existing literature, any change in environmental parameters that increases the availability of resources (either above‐ or below‐ground) results in the long‐term acclimation of a less efficient (per unit leaf area) hydraulic system.     

遮荫对彩叶植物矾根夏季适应性表型的影响

以彩叶植物矾根(Heuchera micrantha)‘蜜桃’(‘Georgia Peach’)、‘小珍珠’(‘Petite pearl fairy’)、‘花毯’ (‘Tapestry’)为材料,研究不同遮荫处理对矾根观赏特征、高温半致死温度以及成活率的影响。结果表明,在遮荫条件下,三个矾根品种株高增加、叶面积变大、花序变长、开花推迟,‘蜜桃’和‘小珍珠’花期延长,‘花毯’花期缩短。遮荫引起‘蜜桃’和‘小珍珠’叶绿素含量、类胡萝卜素含量显著上升,花色素苷含量明显下降,叶色由红、紫色向灰绿色转变,叶片彩化度下降;‘花毯’的叶绿素、类胡萝卜素和花青素含量均随遮荫度增加显著上升,其叶色由浅绿转为深绿,叶脉紫红色加重,彩化度提高,观赏性增强。随着遮荫度提高,三个矾根品种的高温半致死温度明显升高,成活率显著上升。相关性分析表明,三个矾根品种的成活率与最高气温、最大光强、气温、光强分别存在极显著负相关关系,与相对湿度以及该品种的高温半致死温度分别存在极显著正相关关系。多元逐步回归分析表明,高光强是引起‘蜜桃’成活率下降的关键因素,‘小珍珠’的成活率主要取决于高温半致死温度,‘花毯’的成活率主要受极端高温的影响。     

高温对水稻开花期剑叶抗氧化酶活性及基因表达的影响

以杂交水稻‘Ⅱ优838’为研究材料,检测了高温胁迫下‘Ⅱ优838’开花期剑叶中叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性及SOD、CAT、POD基因的表达水平。结果显示,高温胁迫使‘Ⅱ优838’剑叶中叶绿素含量及叶绿素a和叶绿素b含量的比值(Chl a/Chl b)降低且下降幅度显著低于‘冈优725’(对照);SOD和POD活性增高且增幅显著大于‘冈优725’,但CAT活性降低且降幅显著小于‘冈优725’;热胁迫使‘Ⅱ优838’剑叶中SOD、CAT和POD基因的表达量显著增加。说明‘Ⅱ优838’在开花期遭遇高温胁迫后能保持较高的光合效率,并通过提高抗氧化保护酶的基因表达水平以维持较高的活性来应答高温胁迫,这为深入剖析水稻高温胁迫下的生理反应和适应机理提供了参考。     

Interactive effects of UV radiation and water availability on seedlings of six woody Mediterranean species

To assess the effects of UV radiation and its interaction with water availability on Mediterranean plants, we performed an experiment with seedlings of six Mediterranean species (three mesophytes vs three xerophytes) grown in a glasshouse from May to October under three UV conditions (without UV, with UVA and with UVA+UVB) and two irrigation levels (watered to saturation and low watered). Morphological, physiological and biochemical measures were taken. Exposure to UVA+UVB increased the overall leaf mass per area (LMA) and the leaf carotenoids/chlorophyll a + b ratio of plants in relation to plants grown without UV or with UVA, respectively. In contrast, we did not find a general effect of UV on the leaf content of phenols or UVB‐absorbing compounds of the studied species. Regarding plant growth, UV inhibited the above‐ground biomass production of well‐watered plants of Pistacia lentiscus. Conversely, under low irrigation, UVA tended to abolish the reduction in growth experienced by P. lentiscus plants growing in a UV‐free environment, in accordance with UVA‐enhanced apparent electron transport rate (ETR) values under drought in this species. UVA also induced an overall increase in root biomass when plants of the studied species were grown under a low water supply. In conclusion, while plant exposition to UVA favored root growth under water shortage, UVB addition only gave rise to photoprotective responses, such as the increase in LMA or in the leaf carotenoids/chlorophyll a + b ratio of plants. Species‐specific responses to UV were not related with the xerophytic or mesophytic character of the studied species.