植物淹水胁迫的生理学机制研究进展

淹水胁迫引起弱光环境,使气体扩散受限,叶片细胞膜脂过氧化加剧,体内保护酶系统受损,叶绿素降解,丙二醛含量积累,光合速率下降。为了适应淹水环境,植物通过生理生化机制的调节来保证淹水条件下的生命活动。如细胞通过调节渗透物质的含量来保持渗透势的平衡;细胞内各种抗氧化酶活性增加,以清除自由基,避免或者减轻细胞受到伤害;改变代谢途径和激素调节以保持能量储备和低的代谢速率。本文综述了淹水胁迫对细胞膜系统及功能、植物光合作用、植物呼吸、激素、生理代谢、基因调控的影响和淹水结束后植物的生理生态学变化,介绍了植物适应淹水胁迫的机制,并指出植物耐淹响应的分子机理,环境因素对淹没植物的影响,森林淹水胁迫的定位观测是今后需要研究的方面。     

植物低氧胁迫伤害与适应机理的研究进展

不良的通气条件导致了正常生长发育的植物生理性缺氧,低氧胁迫是高等植物主要的非生物胁迫因素之一。本文综述了低氧胁迫对植物生长、植株形态的影响,低氧胁迫对植物内部水分、养分吸收的变化,呼吸代谢途径的变化、激素代谢的变化,氧化系统的变化的影响,以及低氧胁迫过程中植物体内信号的传导、基因的表达、蛋白质的合成等,在不同层面分析了低氧胁迫对植物的伤害及植物对低氧逆境适应机理的最新研究成果。     

红树植物淹水胁迫响应研究进展

潮汐淹水是红树植物面临的主要环境胁迫之一,也是导致目前红树林造林成活率低的一个关键因子。由于长期适应于水淹生境,红树植物发育出一套适应于潮间带生长的抗淹水机制。综述了与红树植物相关的抗淹水胁迫响应机制,包括了形态结构、生长、水分和光合作用、膜脂过氧化系统和根系脱氢酶系统、内源激素和胁迫多胺等5个方面。提出应用人工潮汐系统研究红树植物的淹水抗性机理是确定不同种类红树植物的耐淹水能力的有效手段。并指出生长的研究是淹水胁迫响应研究的基础,而与分子手段相结合的激素水平的研究将在红树植物抗性胁迫研究中得到重视。     

四川水稻重栽品种种子萌发对酸雨胁迫的响应

目的 探索不同水稻种植区水稻品种对酸雨胁迫的响应规律.方法 采用室内试验方法,研究pH 2.0、2.5、3.0、3.5、4.0和5.0模拟酸雨对冈优906、Ⅱ优838和汕优77三个品种水稻种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率5个指标的影响.结果 酸雨持续胁迫7 d后, 上述3个品种的发芽(率)势、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(pH 5.0～3.0)呈先增后减的变化; 其中Ⅱ优838的发芽(势)指数在pH 3.0时仍显著大于对照; pH 2.5时仅有异状发芽, pH 2.0时不发芽.三者的发芽(率)势、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1～ 7 d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关).结论 酸雨对3个稻种的伤害阈限为pH 2.5～3.0, 胁迫时间为2～5 d,三者对酸雨抗性差异存在显著性,即Ⅱ优838＞冈优906 与汕优77.     

氯苯胁迫对大豆种子萌发的伤害

在实验室人工控制条件下 ,研究了不同浓度 1,2 ,4 三氯苯胁迫对大豆种子萌发和幼苗生长的影响 .结果表明 ,5 0～ 2 0 0 μg·g-1的 1,2 ,4 三氯苯胁迫对大豆种子的发芽率影响甚小 ,但延迟大豆种子的出苗速率 ;30 0 μg·g-1的 1,2 ,3 三氯苯胁迫使种子停止发芽 .在正常条件下 ,大豆种子播种后第 4天其下胚轴超氧化物歧化酶 (SOD)活性达到高峰 ,之后趋于稳定 .不同浓度 1,2 ,4 三氯苯处理使大豆下胚轴SOD活性下降 ,丙二醛 (MDA)、蛋白质含量及下胚轴直径增加 ;幼苗的生长受抑制 ,干重、鲜重有一定程度的下降 ;而鲜重 /干重的比值变化不大 .受害程度随着 1,2 ,4 三氯苯浓度的增加而加重 .初生根比下胚轴对 1,2 ,4 三氯苯胁迫较为敏感 .     

甲基磺酸乙酯对水稻萌发种子的生理效应

用不同浓度的EMS处理预浸泡的水稻种子,对水稻萌发种子细胞内呼吸代谢有明显的影响。低剂量的EMS刺激呼吸,提高细胞色素氧化酶和α-淀粉酶活性,从而促进了种子萌发和幼苗生长。较高剂量的EMS抑制呼吸以及与之有关的细胞色素氧化酶、α-淀粉酶和过氧化物酶等多种酶活性,科子发芽势和发芽率、幼苗生长高度和根系活力也随之下降。实验结果表明,EMS对细胞呼吸以及上述三种酶类活性的影响是导致水稻种子发芽率和幼苗生长高度、根系活力改变的重要生理原因。     

淹水胁迫对3种园林植物幼苗光合特性的影响

用Li-6400型光合仪测定不同淹水处理下海南蒲桃Syzygium cumini、山杜英Elaeocarpus sylvestris和荷木Schima superba幼苗的光合特性。结果表明,随着淹水时间的持续,3种幼苗的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率持续下降,其中淹水5 cm处理的幼苗下降幅度大于淹水土表面处理(0 cm);海南蒲桃幼苗的净光合速率下降幅度最小,荷木幼苗次之,山杜英幼苗最大。根据所测光合指标综合判断,3种幼苗的耐淹能力为海南蒲桃荷木山杜英。     

盐胁迫对荆条、白蜡、沙枣种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂CO₃混合盐胁迫梯度,对荆条、白蜡和沙枣种子进行了种子萌发实验,观察了3个物种在盐胁迫下的发芽率、发芽速度和胚根生长,比较了光照和黑暗条件下3种植物种子的萌发差异。结果表明：光照对3种植物种子的萌发有明显的促进作用,但对胚根生长的影响却各不相同。低浓度混合盐溶液对荆条、白蜡种子萌发有促进作用,对沙枣有轻度抑制。当盐胁迫浓度超过0.8%,3种植物种子的萌发均受到不良影响,尤其对荆条的影响较大。3种植物均能在盐渍化生境中生长,3者均可作为园林植物在天津试验栽培。沙枣在天津塘沽地区盐碱地上进行广泛种植完全具有可行性。     

外源cGMP调控盐胁迫下黑麦草种子萌发机制

c GMP(cyclic guanosine-3',5'-monophosphate)是一类环化核苷酸,能响应植物非生物胁迫的信号分子。以c GMP的膜透性类似物8-Br-cGMP为供体,研究c GMP对盐胁迫下黑麦草种子萌发及生理指标的影响。通过计算萌发指标、测定种子萌发过程中各项生理指标,探讨c GMP对黑麦草种子萌发时耐盐机制的作用。结果表明:低浓度(50 mmol/L)盐胁迫能促进黑麦草种子的萌发,随着盐浓度(100、150、200、250 mmol/L)的增加黑麦草种子的萌发率逐渐降低甚至抑制其萌发。而加入20μmol/L c GMP能缓解100 mmol/L Na Cl胁迫对黑麦草种子造成的伤害,使黑麦草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数分别提高了7.4%、133.3%、52.1%、104.2%。此外,研究发现加入20μmol/Lc GMP能够促进100 mmol/L Na Cl盐胁迫下黑麦草萌发期根的生长,比单独100 mmol/L Na Cl盐胁迫处理下的黑麦草植株全长、根长、叶长分别提高了2.5、2.8倍和2.6倍,种子在萌发过程中可溶性糖、可溶性蛋白含量、淀粉酶活性,脯氨酸含量分别提高了47.9%、15.7%、94.3%、117.4%,而淀粉含量、MDA含量、电导率,O_2~-产生速率分别降低了40.9%、128.7%、88.6%、211.9%。说明20μmol/Lc GMP通过提高可溶性糖,可溶性蛋白含量及脯氨酸含量,同时减少MDA、O_2~-的产生,以此缓解盐胁迫对黑麦草种子的伤害、同时促进淀粉水解,从而加速种子萌发。     

混合盐碱胁迫对小白菜种子萌发的影响

用不同浓度的NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃和Na₂CO₃混合液对小白菜(Brassica chinensis L.)种子进行种子萌发试验,观察小白菜种子在不同浓度盐碱胁迫下的发芽率和发芽指数。结果表明,在混合盐碱胁迫下,小白菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随pH值增大和盐浓度的升高呈下降趋势,且各萌发指标与盐浓度的相关系数明显大于pH值,可见小白菜种子发芽受盐浓度的影响更大。低浓度(50mmol·L^-1)盐碱胁迫对小白菜种子萌发影响不大,高浓度(200mmol·L^-1)盐碱胁迫下小白菜的种子萌发受到严重影响。     

种子萌发期4种植物对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价研究

用不同浓度PEG-6000的1/2Hoagland溶液模拟干旱胁迫条件,对沙枣、柠条、杠柳、白蜡4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数进行研究.结果表明:(1)随着干旱胁迫程度的加剧4种植物种子的总萌发率、幼苗鲜重、活力指数呈下降趋势,且白蜡下降幅度最大,但柠条、沙枣、杠柳的抗旱指数显著高于白蜡;(2)4种植物种子的逐日萌发率和胚根日变化表明:低浓度PEG-6000对柠条和杠柳的种子萌发具有较好的诱发作用,白蜡和杠柳种子萌发比较集中,沙枣和柠条相对比较分散;沙枣、柠条和白蜡胚根生长呈线性增长,而杠柳呈指数式增长;(3)采用隶属函数法对干旱胁迫下4种植物的相对萌发率、相对鲜重、抗旱指数、相对活力指数进行综合评价的结果显示,4种植物种子萌发阶段的抗旱性次序为:柠条>沙枣>杠柳>白蜡.     

NaCl胁迫对棉花种子萌发和幼苗生长的伤害

采用盐化土壤盆栽方法,选择耐盐性较强品种枝棉３号和耐盐性较弱品种泗棉２号,研究了盐分对棉花（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｉｒｓｕｔｕｍ Ｌ．）种子萌发、出苗和幼苗生长的伤害。结果表明,在－０．５５和－１．１０ＭＰａ盐分胁迫下,对棉花伤害起决定性作用的因子是Ｎａ＾＋。２００ｍｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ胁迫下,枝棉３号种子萌发时电导率上升幅度和子叶ＣＡＴ下降幅度均显著小于泗棉２号。１００和２００ｍｍｏｌ／Ｌ Ｎａ     

三类抗性种子萌发对酸雨胁迫响应

实验采用 p H2 .0、2 .5、3.0、3.5、4 .0、5 .0模拟酸雨处理培养皿中的水稻 (Oryza sativa)、小麦 (Triticum aestivum)、油菜(Brassica chinensis var. oleifera) 3类抗性种子 ,每皿 5 0粒 ,置恒温培养箱内萌发 (2 5℃ ) ,每天更换 1次酸雨 ,处理与对照均 3次重复。定时测定酸雨胁迫强度、胁迫时间对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率 ,吸水值、呼吸速率、贮藏物质运转效率、贮藏物质消耗率、根长抑制指数与芽长抑制指数的影响。结果表明 ,当酸雨胁迫强度 p H=2 .0～ 2 .5时 ,因胁迫强度过高 ,3类抗性种子皆不萌发 ;胁迫强度 p H≥ 3.0时 ,3类抗性种子 5项萌发指标的变幅是水稻 <小麦 <油菜 ;酸雨伤害阈值是水稻 (p H3.0～ 3.5 ) <小麦 (p H3.5～ 4 .0 ) <油菜 (p H4 .0～ 5 .0 ) ;当胁迫强度 (p H)≥ 2 .5时 ,3类抗性种子 6项生理指标的变幅是水稻 <小麦 <油菜 ,其生理反应阈值 (p H≥ 2 .0 ) <萌发反应阈值 (p H≥ 3.0 ) ;3类抗性种子贮藏物质消耗率、贮藏物质运转率 ,根长抑制指数及芽长抑制指数对酸雨胁迫时间的响应 (组间达到差异显著水平 )时间是 :水稻 (7d、7d,3d、3d)≥小麦 (6 d、6 d,3d、3d)≥油菜 (3d、4 d,3d、3d) ;3类抗性种子对酸雨胁迫强度与胁迫时间的耐受性差异 (     

胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理响应

为探讨胀果甘草种子萌发对干旱胁迫的生理生化适应机制,以聚乙二醇(PEG)-6000模拟干旱胁迫,分析了胀果甘草(Glycyrrhiza inflata)种子萌发过程中发芽率(GR)、丙二醛(MDA)及游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性的动态变化规律。结果显示,水势为-0.1MPa时,GR达到100%,之后随着干旱胁迫增强而显著降低(P0.05);MDA、Pro含量及SOD、POD活性都表现出水势≥-0.2MPa时增加和-1.4MPa≤水势-0.2MPa时减少的明显趋势(P0.05),这4个指标两两之间的相关关系均达到显著水平(P0.05);而干旱胁迫增强使SS含量显著增加(P0.05)。     

入侵植物牛膝菊种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应

采用浓度分别为5%、10%、15%、20%和25%的PEG-6000溶液模拟干旱条件,测定不同干旱胁迫条件下牛膝菊的种子萌发时间、萌发率、日相对萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗的初生根与胚芽的长度等指标,研究了干旱胁迫对牛膝菊种子萌发及幼苗生长的影响,探讨了经PEG浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明:随着水分胁迫的加重,牛膝菊种子萌发和幼苗生长受到抑制程度增加,牛膝菊种子的日相对萌发率、发芽率、发芽势和发芽指数、活力指数及幼苗的初生根长和胚芽长均呈下降趋势;与对照组相比,牛膝菊种子首次萌发时间延迟越长,当PEG浓度为20%、25%时牛膝菊种子未见萌发;本研究建立了水分胁迫PEG浓度与种子萌发率的线性回归方程,得出牛膝菊种子萌发的PEG浓度临界值为12.9%;经PEG浓度为20%、25%处理的种子在适宜条件下可以恢复萌发,浸种时间相同条件下,20%PEG浓度对牛膝菊种子伤害较小,其恢复性较强,25%PEG浓度对牛膝菊种子伤害较大,其恢复性较弱。     

用渗透胁迫鉴定小麦种子萌发期抗旱性的方法分析

本以聚乙二醇(PEG)-6000、甘露醇和蔗糖作为渗透剂模拟水分胁迫,胁迫溶液渗透势范围在-0．25MPa到-1．50MPa,分析适于进行小麦种子水分胁迫萌发试验的条件,以鉴定小麦萌发期的抗旱性。结果表明,蔗糖溶液易诱发霉茵,胚芽不能正常生长。渗透势为-0．25MPa的PEG-6000及-0．50MPa的甘露醇胁迫已经显抑制了胚芽伸长;-0．50MPa的PEG-6000及-1．00MPa的甘露醇显抑制种子萌发,随着胁迫强度增加,种子相对发芽率及胚芽长度减小,主要是因为渗透胁迫降低了种子吸水速度,胚芽的相对含水量和渗透势均低。在渗透势相同的胁迫条件下,PEG-6000对小麦种子萌发各项检测值的抑制作用均大于甘露醇。如果目的是通过鉴定小麦种子在高渗溶液中的萌发情况,评价萌发期的抗旱性。选用-0．50MPa的PEG-6000或-1．00MPa的甘露醇较为理想,若同时考虑降低试验成本,则应首选-0．50MPa的PEG-6000。     

盐胁迫对蓝蓟种子萌发及早期幼苗的影响

研究了不同浓度盐(NaCl)处理对蓝蓟种子发芽势、发芽率及幼苗生长的影响。结果表明:(1)不同盐胁迫处理对蓝蓟种子的萌发具有显著影响。随着盐处理浓度的增加,发芽率呈下降趋势,蓝蓟在无盐环境(蒸馏水)和低盐环境中(0.05 mol/L)长势最好、发芽率最高、发芽速度最快。(2)将不同盐溶液处理5 d的未萌发种子转移到蒸馏水后,蓝蓟种子的萌发能力均可恢复,原来较高盐浓度(0.3 mol/L～0.5 mol/L)下的种子在恢复后,其萌发恢复率均在75%以上,发芽率基本上随着原浓度的升高呈上升的趋势。研究表明,NaCl处理对蓟种子没有造成伤害,其抑制萌发是通过渗透效应而不是离子毒害。     

α-亚麻酸对干旱胁迫下水稻种子萌发的影响

亚麻酸属ω-3系统的多不饱和脂肪酸,是细胞膜的重要组成部分。在干旱胁迫下,植物通过释放α-亚麻酸重塑细胞膜的流动性,但外源添加α-亚麻酸能否提高植物对干旱的抗性尚未可知。该研究采用PEG6000模拟干旱胁迫,探讨了种子萌发过程中α-亚麻酸对水稻萌发和幼苗生长过程中抗旱性的影响。结果表明:在14%和16%PEG干旱胁迫下,水稻种子推迟萌发,幼苗的生长受到抑制。25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸可缓解干旱对水稻幼根和幼苗生长的抑制,且随着干旱程度的增加,缓解作用增强。16%PEG胁迫下,25μmol·L~(-1)、250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高幼苗的根长34.3%和29.1%、苗长67.8%和52.0%、根重43.9%和35.2%、苗重59.1%和43.6%。α-淀粉酶活力测定发现,25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高干旱胁迫下水稻种子α-淀粉酶活力为56.7%~70.7%和36.8%~43.8%。水稻幼根活力测定显示,25μmol·L~(-1)和250μmol·L~(-1)的α-亚麻酸分别提高干旱胁迫下幼根活力为11.4%~28.4%和5.4%~22.2%。此外,还对不同干旱胁迫下水稻种子α-淀粉酶活性和幼根活力的变化进行了讨论,认为α-亚麻酸主要通过提高种子萌发过程中α-淀粉酶的活性来缓解所遭遇的干旱胁迫,而对水稻幼根活力的影响则相对有限。     

盐胁迫对二色补血草种子萌发的影响

以二色补血草(Limonium bicolor)种子为试验材料,用不同浓度的NaCl、Na2SO4及二者质量比为1:1的混合盐在其种子萌发过程中进行胁迫,调查盐胁迫对种子萌发的影响,并测定萌发过程中种子蛋白质含量、淀粉酶活力及还原糖和总糖含量的变化.结果表明:盐胁迫使二色补血草种子的发芽势、发芽指数和发芽率明显降低,而且随着盐浓度的增鲻加,抑制作用增强;3种盐对种子萌发的抑制作用强度依次为NaCl>混合盐>Na2SO4;二色补血草种子耐盐适宜范围为Na2SO4 1.2%、混合盐0.8%、NaCl 0.5%,耐盐半致死浓度为Na2SO4 2.1%、混合盐1.4%、NaCl 1.1%,耐盐极限浓度为Na2SO4 3.5%、混合盐2.4%、NaCl 2.0%.盐处理后不萌发的种子转入蒸馏水后重新萌发的试验结果表明,盐分胁迫主要是通过渗透效应,抑制种子中蛋白质和总糖的分解,进而延缓或抑制了种子的萌发.     

云锦杜鹃种子萌发及对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件, 研究云锦杜鹃种子的萌发、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应。结果显示：种子于第14 d开始萌发,萌发期为8 d,总萌发率为45.5%±1.7%。在渗透势为-0.3～-0.6 MPa的溶液中, 种子的累计吸水率在第5 d就超过对照(蒸馏水中), 种子的萌发和幼苗的生长也优于对照, 说明云锦杜鹃种子不适合过于湿润的土壤环境中萌发。但溶液的渗透势≥-0.9 MPa时, 种子的吸水减缓、萌发率下降, 同时幼苗的生长也慢, 而当渗透势≥-1.8 MPa时, 种子不能充分吸涨、萌发, 说明云锦杜鹃种子对干旱胁迫比较敏感。另外, 经PEG溶液浸种2天后移入蒸馏水中,萌发率均有一定程度的提高, 其中经-0.3～-1.5 MPa的PEG溶液浸种后, 萌发率显著高于对照。提示用一定浓度范围的PEG溶液浸种可使休眠种子活化, 提高种子繁育的效率。