5种卫矛属植物对低温胁迫的生理响应及抗寒性评价

以5种卫矛属树种(品系)当年生充分休眠离体带叶枝条为试材,在高低温湿热试验箱内进行0℃、-10℃、-20℃和-30℃共4个梯度低温胁迫处理,考察其叶片解剖结构以及细胞膜透性、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标的低温响应特征,并结合隶属函数分析方法综合评价5种卫矛属植物抗寒性。结果表明:(1)‘北海道黄杨6号’叶片有3层紧密的栅栏组织,北海道黄杨、胶州卫矛和大叶黄杨叶片有2层紧密、1层相对疏松的栅栏组织,扶芳藤叶片则只有2层排列紧密的栅栏组织;5个树种叶片组织紧密度表现为‘北海道黄杨6号’北海道黄杨胶州卫矛大叶黄杨扶芳藤。(2)通过Logistic方程拟合叶片相对电导率随温度的变化,获得5种卫矛树种的半致死温度(LT_(50))由低到高依次为‘北海道黄杨6号’(-19.69℃)、北海道黄杨(-17.41℃)、胶州卫矛(-16.03℃)、大叶黄杨(-13.33℃)、扶芳藤(-10.45℃)。(3)各树种叶片渗透调节物质含量随胁迫温度的降低而持续增加,在-30℃低温时,叶片可溶性糖含量以‘北海道黄杨6号’和北海道黄杨的增幅最大,可溶性蛋白含量以胶州卫矛和大叶黄杨增幅最大,但两者含量均以扶芳藤增幅最小。(4)各树种叶片抗氧化酶活性均随胁迫温度的降低而先升高后降低,大叶黄杨和扶芳藤叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性均在-10℃低温胁迫时达到峰值,而‘北海道黄杨6号’、北海道黄杨和胶州卫矛叶中各酶活性在-20℃低温胁迫时才达到峰值,它们酶活性峰值出现的时间及高低与其半致死温度的结果相吻合。(5)隶属函数综合评价结果显示,5种卫矛属植物的抗寒能力表现为‘北海道黄杨6号’北海道黄杨胶州卫矛大叶黄杨扶芳藤。研究发现,在低温胁迫条件下,卫矛属植物一方面通过渗透调节物质的合成来提高细胞内的渗透势,另一方面通过增强抗氧化酶活性来清除细胞内过量的活性氧、酚酸类等有害物质,从而对低温环境具有一定的适应能力,这为卫矛属植物抗寒种质的筛选及其在城市绿化中的合理应用提供了理论依据。     

不同福禄考品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价

通过对14个福禄考品种在低温胁迫下相关生理指标进行分析,结果表明:可溶性糖含量随处理温度降低呈"升降升降"的变化趋势;可溶性蛋白含量随处理温度降低呈"降升降降"的变化趋势;不同品种脯氨酸、叶绿素、丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性变化趋势不同,差异达到显著水平。运用主成分分析法和聚类分析法对14个福禄考品种进行抗寒性排序,将其分为3个抗寒等级:强抗寒品种为‘Sub-05’、‘Sub-Ja-03’和‘Sub-Ja-04’;中抗寒品种为‘Sub-Ja-01’、‘Sub-Ja-02’、‘Sub-06’、‘Sub-07’、‘Pan-02’和‘Pan-Ru-07’;弱抗寒品种为‘Pan-01’、‘Pan-Ru-06’、‘Pan-05’、‘Pan-04’和‘Pan-03’。丛生福禄考品种抗寒性优于锥花品种,与露地越冬观察的结果基本一致。     

不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价

为了明确油橄榄的抗寒机理,对甘肃陇南地区主栽的6个油橄榄品种离体叶片进行低温胁迫(5℃、0℃、-5℃、-10℃)处理,并以18℃常温培养为对照,测定与抗寒性相关的生理生化指标,并采用隶属函数法对不同品种抗寒性进行综合评价。结果显示:(1)各油橄榄品种离体叶片相对电导率随处理温度的降低而呈"S"型曲线变化,结合Logistic方程得出不同品种油橄榄半致死温度介于-6.687℃~-3.706℃之间,且各品种的半致死温度顺序为‘皮肖利’<‘配多灵’<‘莱星’<‘阿斯’<‘鄂植8号’<‘佛奥’,其抗寒性大小依次为‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’。(2)随着胁迫温度降低,各油橄榄品种离体叶片叶绿素含量逐渐降低,可溶性糖含量基本呈逐渐增加趋势,而可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性和CAT活性则呈先升后降的趋势。(3)在-10℃低温胁迫下,油橄榄品种‘皮肖利’和‘配多灵’的叶片叶绿素含量比常温对照降幅较小,渗透调节物质含量和保护酶活性相对增幅较大,丙二醛含量增幅较小,而此时品种‘佛奥’和‘鄂植8号’各指标的变化趋势与之相反。(4)根据不同油橄榄品种的平均隶属度(抗寒性综合评价值)确定的品种抗寒能力大小顺序(‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’)与品种半致死温度的抗寒性表现顺序完全一致。研究表明,在低温胁迫条件下,‘皮肖利’和‘配多灵’等油橄榄品种能通过提高渗透调节物质含量和增强保护酶活性来缓解胁迫造成的过氧化伤害,从而表现出较强的抗寒能力;基于相对电导率的半致死温度和隶属函数法的综合评价均能准确鉴定油橄榄的抗寒性。     

7种木莲属植物抗寒性评价及其生理机制

为建立木莲属(Manglietia)植物的抗寒性综合评价体系,对7种木莲属植物扦插苗进行低温胁迫处理,测定叶片的抗寒性关键生理指标,拟合Logistic方程计算低温半致死温度,隶属函数法筛选抗寒性关键指标并综合评价.结果表明,7种木莲属植物的低温半致死温度依次为木莲<红花木莲<荷花木莲<巴东木莲<球果木莲<锥花木莲<粗...     

梓属5个种对干旱胁迫的生理响应

为分析梓属5个种干旱胁迫响应程度,为梓属耐旱树种的筛选、抗旱育种及栽培工作提供理论依据。本研究选取梓属的黄金树、滇楸、灰楸、梓树和楸树为试材,将其在浇水量为700 mL和400 mL的水分条件下培养50 d,测量其苗高、地径、叶水势、叶绿素相对含量、叶绿素荧光参数和比叶重等指标,并运用隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明:在2种水分条件下,生长状态最好的为楸树,梓树相对较差。在干旱胁迫条件下,除黄金树外,其他各树种的叶片水势(ΨL)都降低,最大气孔导度(Gs)均增加。不同种的叶绿素相对含量(SPAD)值均在干旱胁迫条件下升高。除滇楸和楸树外,各树种的光系统Ⅱ最大光能转换效率(Fv/Fm)随干旱胁迫而增加。除灰楸外,干旱胁迫增加了其他树种的比叶重(LMA)。利用隶属函数法综合评价抗旱性的结果为:灰楸>梓树>滇楸>楸树>黄金树。说明梓属不同树种间有着不同的抗旱能力。综合分析,楸树和灰楸的抗旱能力较强,滇楸和梓树的抗旱能力次之,黄金树的抗旱能力最差。     

三种油茶幼苗对低温胁迫的生理响应及其抗寒性综合评价

以普通油茶Camellia oleifera、高州油茶C. drupifera和红花油茶C. semiserrata 1年生幼苗为试材,通过模拟低温胁迫,分别对其进行6 ℃低温处理,持续0、24、48、72 h以及恢复常温25 ℃后处理24 h,测定各处理幼苗的生理指标,并用主成分分析法综合评价3种油茶幼苗的抗寒性。结果表明,3种油茶的叶绿素含量和相对含水量随胁迫时间的延长而下降,而可溶性蛋白含量则随胁迫时间延长显著上升。在低温处理72 h时,高州油茶的叶绿素含量和可溶性蛋白含量与对照相比差异极显著,分别下降了64.67%和上升了705.67%;而普通油茶叶绿素含量和可溶性蛋白含量与对照相比仅下降34.35 %和上升443.10%,表现出较强的抗寒性。3种油茶抗寒性由强到弱的顺序为普通油茶＞红花油茶＞高州油茶。     

低温胁迫对柳杉不同无性系的影响及抗寒性评价

通过分析柳杉不同无性系抗寒性的差异,评价柳杉不同无性系抗寒能力,为柳杉的引种栽培及抗寒育种提供理论依据。以生长一致的10个柳杉无性系的2年生枝条为试验材料,分别在4℃、0℃、-4℃、-8℃、-12℃、-16℃和-20℃目标低温下处理12 h,对其叶片的丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及叶绿素荧光参数进行测定,结合主成分分析及隶属函数计算对测定的指标进行综合评价和抗寒性排序。结果表明,低温胁迫下随着温度逐渐降低,MDA含量在一定温度范围内具有一定的波动性,但总体上呈现先上升后下降再上升的趋势;SOD活性在低温初期先出现短暂的下降后经抗寒锻炼呈现出上升又下降的趋势;柳杉不同无性系PS II最大光化学效率(Fv/Fm)和PS II的实际光合量子产量(Y(II))表现出相似的变化趋势,其值在0℃达到最高,0℃之后持续降低;光化学淬灭系数(qP)在低温初期无明显变化,0℃后随着低温胁迫的加剧而降低。柳杉不同无性系抗寒性具有显著差异,其中57#、68#和32#无性系抗寒性较强,3#、25#和42#无性系抗寒性较弱。     

低温胁迫下6种木兰科植物的生理响应及抗寒相关基因差异表达

分析了6种木兰科植物对低温胁迫的生理响应及耐寒相关调控基因HSP90和WRKY33的差异表达,为木兰科植物抗寒机理的研究和抗寒品种的选育提供理论基础。结果表明,6种木兰科植物的低温LT50在-10.64—-22.06℃,从高到低依次为红花深山含笑、峨眉含笑、杂交含笑、阔瓣含笑、六瓣含笑和乐东拟单性木兰;低温过程中,6种木兰科植物叶片可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性呈先升高后降低的趋势,可溶性糖(SS)和丙二醛含量(MDA)则不断积累;筛选出REC、MDA、SP、SS和Pro作为6种木兰科植物抗寒性评价的关键指标;聚类分析将6种木兰科植物在抗寒性能上分为强、中、弱三类,分别为乐东拟单性木兰和六瓣含笑,阔瓣含笑、杂交含笑和峨眉含笑,以及红花深山含笑。对HSP90、WRKY33基因的差异表达分析表明,2个基因在6种木兰科植物中的相对表达量呈先升高后降低的趋势,在临近各树种LT 50时,2个基因的表达被强烈抑制且后期表达量不可逆。0℃时,2个基因的表达量差异不显著;-5℃时,2个基因开始被激活,表达量增加;-10℃时,HSP90、WRKY33基因在红花深山含笑叶片中的表达量较-5℃时分别下调了0.76倍和0.68倍,而在其他5个树种中的表达被进一步激活;-15℃时,HSP90和WRKY33基因在抗寒性中等的阔瓣含笑、杂交含笑、峨眉含笑中亦被强烈抑制,较-10℃时分别下调了0.38倍、0.33倍、0.32倍和0.71倍、0.72倍、0.74倍,在抗寒性强的乐东拟单性木兰和六瓣含笑中的表达被进一步激活;-20℃以后,2个基因在6个树种中的表达均被强烈抑制,但在抗寒性最强的乐东拟单性木兰中的表达量仍高于其他5个树种。抗寒基因的激活与表达是影响植物抗寒性的重要因素,抗寒性不同的树种对低温的应答机制明显不同。抗寒性越强的树种越能快速启动低温应答机制,激活抗寒相关基因的表达,进而调整生理生化活动以抵御和适应冷应力。不抗寒树种中抗寒基因的表达则受到抑制,降低了其对低温逆境的耐受能力。     

模拟低温或自然低温条件下牡竹属3种类抗寒性及生理指标的比较

以牡竹属(Dendrocalamus Nees)的清甜竹(D.sapidus Q.H.Dai et D.Y.Huang)、花吊丝竹[D.minor var.amoenus(Q.H.Dai et C.F.Huang) Hsueh et D.Z.Li]和勃氏甜龙竹[D.brandisii (Munro) Kurz]盆栽苗为实验材料,测定了模拟低温(0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃和-25℃)条件下3个竹种离体叶片的相对电导率和伤害率,在此基础上根据Logistic方程推算出3个竹种的低温半致死温度(LT50);对自然低温(15℃、10℃、5℃、3℃、0℃和-2 C)条件下3个竹种叶片的形态变化以及相对电导率、叶绿素和MDA含量及SOD活性的变化也进行了比较分析.结果表明:在模拟低温条件下,3个竹种离体叶片的相对电导率和伤害率均随温度降低逐渐增大,且总体上与对照(25℃)有显著差异(P＜0.05);根据Logistic方程推算出花吊丝竹、勃氏甜龙竹和清甜竹的LT50分别为-3.07℃、-1.83℃和-1.40 C.在日最低温度大于5℃的自然低温条件下3个竹种的叶片均能够正常生长,而随温度降低,叶片逐渐出现水浸斑点、失绿等症状直至干枯脱落,其中清甜竹叶片伤害症状最重;在自然低温条件下,随日最低气温的降低,3个竹种叶片的叶绿素含量总体呈下降趋势、相对电导率则逐渐升高、MDA含量和SOD活性总体上均呈波动的趋势;与日最低气温15℃相比,在日最低气温-2℃条件下清甜竹叶片叶绿素含量和SOD活性降幅最大而花吊丝竹降幅最小,清甜竹叶片相对电导率最高而花吊丝竹最低.根据LT50和叶片形态及生理指标的变化,可确定3个竹种的抗寒性均较差,其中清甜竹的耐寒能力最弱.     

低温胁迫下乌塌菜对外源硅的生理响应

在土培条件下,研究了低温胁迫下不同浓度的硅酸钠对乌塌菜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明,低温胁迫抑制了乌塌菜的生长,降低了干物质的积累。外施硅可以显著提高乌塌菜叶片SOD、POD、CAT活性,迅速积累大量的脯氨酸和可溶性蛋白,从而有效缓解低温胁迫对乌塌菜幼苗的影响,尤其是外施0.5mmol·L^-1Na2SiO3处理15d时,乌塌菜干物质积累达到了正常生长植株的86.2%。但随着施用硅浓度的增加,缓解效果则降低。     

低温胁迫对乐东拟单性木兰若干生理特性影响初报

通过对乐东拟单性木兰在南京自然降温过程中质膜相对透性、渗透调节物含量、POD活性、叶绿素含量等抗寒性指标的测定与分析,结果表明：测定期间乐东拟单性木兰叶片叶绿素总量与月平均温度呈现相似的变化规律;质膜透性不断增大;可溶性糖含量与月平均最低温度呈显著相关,游离脯氨酸、POD活性总体呈现低温诱导的规律,表现为先升高再降低的变化趋势。     

不同砧木黄瓜嫁接苗对温度胁迫的生理响应及其抗性评价

以4种砧木和‘春秋王2号’( Cucumis sativus ‘Chunqiuwang No.2’)黄瓜为嫁接试材,在人工气候箱内对嫁接苗和自根苗进行了连续3 d的低温(昼12 ℃/夜5 ℃)、高温(昼42 ℃/夜35 ℃)和常温(昼25 ℃/夜18 ℃)3组处理,分析温度胁迫对嫁接苗和自根苗的伤害指数、光合特性和抗氧化系统的影响,明确不同砧木嫁接苗对低温和高温抗性机制的异同,为黄瓜设施栽培生产中不同季节选择嫁接砧木提供依据。结果表明:(1)低温胁迫下,黑籽南瓜( Cucurbita ficifolia Bouché)砧嫁接苗冷害指数最低,其次为日本南瓜( Cucurbita moschata )砧嫁接苗,两者的相对叶绿素含量、净光合速率( P n)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和可溶性蛋白含量比常温对照增加较多,且两者丙二醛(MDA)含量较低。(2)高温胁迫下,‘五叶香’丝瓜( Luffa cylindrica ‘Wuyexiang’)砧嫁接苗热害指数最低,同时叶绿素含量、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和可溶性蛋白含量均相对较高,MDA含量最低;‘甬砧8号’( Cucurbita maxima×Cucurbita moschata ‘Yongzhen No.8’)白籽南瓜砧和日本南瓜砧嫁接苗热害指数也较低,且SOD、CAT和APX活性较高。(3)不同嫁接组合的抗性综合评价结果显示,黑籽南瓜砧嫁接苗的耐寒性最强,丝瓜砧嫁接苗的耐热性最强,日本南瓜砧嫁接苗和‘甬砧8号’砧嫁接苗对高温和低温均具有一定的耐受性。研究发现,黑籽南瓜砧等嫁接组合可以通过维持光合性能,提高抗氧化酶活性,增加渗透调节物质含量来缓解高低温度胁迫造成的过氧化伤害,从而表现出对高低温胁迫的较强抵抗力。     

棉花幼苗对不同程度低温逆境的生理响应

以‘新陆早33号'(冷敏感)和‘中棉所50号’(高耐寒)棉花品种为材料,采用人工模拟低温方法,研究不同温度和时间处理下棉花幼苗叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的响应特征,探讨不同温度胁迫下棉花的抗逆机制.结果显示:(1)随胁迫温度降低、胁迫时间延长,两参试棉花品种幼苗遭受低温伤害的程度逐渐加剧,尤以5℃和0℃处理表现最为明显.(2)经15℃及10℃处理后,植株叶片REC、POD活性、SP和Pro含量总体上随胁迫时间延长而提高,MDA含量、APX活性和SS含量则先升后降,并均于处理24 h时达峰值;而在5℃及0℃处理下,REC和SOD、POD活性以及MDA、SS、SP含量迅速上升,APX活性、Pro含量则呈先升后降的变化趋势.(3)与‘新陆早33号,相比,‘中棉所50号’在各处理水平下均可保持更大的抗氧化酶活性和渗透调节物质含量上升幅度.研究表明,在不同程度低温逆境中,棉花幼苗可通过调节抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,启动相应抗逆调节方式来维持代谢平衡,增强抗逆性;高耐寒性品种在低温逆境中具有更灵敏、高效的活性氧清除能力和渗透调节响应机制,从而有效抵御低温逆境伤害.     

巴西橡胶树响应低温逆境的生理特征及其调控机制

低温是非传统植胶区巴西橡胶树（Hevea brasiliensis）种植的重要限制因子。低温能够引起巴西橡胶树细胞结构、原生质胶体特性、水分状况、细胞渗透压、光合作用、呼吸作用、物质代谢和保护酶系统等发生一系列改变,最终影响植株的生长发育。目前已从巴西橡胶树中克隆出一些抗寒相关基因,但是巴西橡胶树响应低温胁迫的调控机制仍不十分清楚。本文综述了巴西橡胶树对低温逆境响应的生理特征及其应答调控机制,以期为深入研究巴西橡胶树抗寒机制提供参考。     

低温胁迫下玉米幼苗的几种生理生化指标的变化

胚芽期和三叶期的玉米自交系‘齐319’幼苗经0、2、4、6℃冷处理后,测定过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（soD）活性以及可溶性蛋白和丙二醛（MDA）含量的结果表明：POD、CAT、SOD活性以及MDA和蛋白质含量均增加,0、2℃下胚芽期幼苗的抗寒性比三叶期的高,4和6℃下三叶期幼苗的抗寒能力更强;无论是胚芽期还是三叶期,温度越低,幼苗受冷伤害越大。     

低温胁迫下西番莲叶片的生理反应及超微结构变化

以西番莲扦插苗为实验材料,比较预冷处理和常温处理(对照)情况下,西番莲叶片对-6℃低温胁迫的生理反应及叶肉细胞的超微结构变化,以探讨预冷处理对西番莲的抗寒作用及其机理。结果显示:(1)常温处理组在-6℃低温胁迫处理后,西番莲叶片的质膜相对透性、MDA含量随着低温处理时间的延长而逐渐增加,而预冷处理组这两个指标在处理期间都比常温处理组低;(2)常温处理组叶片H2O2含量在48h时达到峰值后出现下降,而预冷处理组的H2O2含量都低于对照,在48h时对照的H2O2含量比预冷锻炼的高1.14倍;(3)常温处理组的脯氨酸含量在24h内增加以后出现下降,而预冷处理组在处理期间逐渐增加且高于对照;(4)常温处理组的POD活性在12h时最高,CAT、SOD活性在24h时最高,以后出现下降。预冷处理组提高了3个酶的活性,其中POD在12h时是对照的2.73倍,CAT、SOD活性在24h时比对照分别提高18.7%和42.7%。(5)超微结构研究显示,预冷处理组在低温胁迫72h时虽出现叶绿体片层肿胀、核膜消失、质膜内陷等症状,但叶绿体伤害症状轻于常温处理。研究表明,低温预冷处理能够提高西番莲的抗寒性。     

孕穗期低温对冬小麦生理生化特性和产量的影响

为明确孕穗期低温对小麦生理生化特性和产量的影响,以‘小偃22’等5个冬小麦品种为材料,对其在低温（2±1） ℃胁迫下叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、相对电导率、可溶性糖含量、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量等生理指标进行测定,并测定单株产量。结果表明:（1）与对照相比,低温胁迫24 h和48 h后,供试品种叶片SOD活性、POD活性、CAT活性、MDA含量、相对电导率、可溶性糖含量和脯氨酸含量均显著增加,而可溶性蛋白含量显著降低。（2）低温胁迫使各品种单株籽粒产量和单株穗粒数显著下降,但对小穗数和千粒重的影响不大。（3）经隶属函数分析,‘小偃22’、‘矮抗58’和‘西农509’属于抗寒性较强的品种,而‘郑麦9023’和‘郑麦366’为抗寒性较弱的品种,这与它们在试验中的籽粒产量表现相符。研究发现,与抗寒性弱的小麦品种相比,抗寒性强的品种在相同低温下具有相对较高的保护酶活性、较强的渗透调节物质积累能力和较低的质膜破坏程度,这是其在低温胁迫后能维持较高产量的生理基础。