岷江上游干旱河谷植被恢复环境优化调控技术研究

针对岷江上游植被恢复困难地段的主要限制因子,进行了３ 年的调控试验及其定位观测研究．结果表明,大面积栽植的土壤环境优化调控技术措施是：头年雨季前水平沟整地,挖中等大小的植坑,同时点播绿肥沙打旺,第２ 年雨季施磷肥植苗;或头年雨季前水平沟整地,挖中等大小的植坑,第２ 年雨季施磷肥植苗同时用石块覆盖．该技术措施简单易行,已在该区推广应用     

表土干旱和根信号对春小麦产量形成的影响

本实验模拟大田条件,探讨一定程度水分亏缺下春小麦能否产生非水力根信号,以及对春小麦产量形成的影响．用３ 个春小麦品种,３ 个水分处理：充分供水（ＣＴ） ,上层供水（ＤＩｕ） 和上层干旱下层供水（ＤＩｄ） ．出苗后１７ ～２８ｄ ,非充分供水处理出现了植物叶片水势未显著改变而气孔导度和蒸腾作用却显著下降的现象,这是非水力根信号的典型特征．随着时间的推移,植物叶片水势同对照处理相比显著下降．在本试验的３ 个品种中,Ｂ品种上层根系的比根重（ＳＲＷ,单位根长的根重） 在出苗后３４ｄ 和出苗后５４ｄ 较Ａ、Ｃ品种高,且在出苗后５４ｄ上层根重的绝对量也显著高于Ａ、Ｃ品种的对应处理,对Ｂ品种获得较高的产量十分有利．Ｃ品种同Ａ、Ｂ品种相比,在出苗后３４ｄ 和５４ｄ,ＤＩｕ 处理中总根重、总根长分别向上层根重和上层根长分配的比例较Ａ、Ｂ 品种高,中层根重和中层根长的相对较低;而ＤＩｄ 处理中表现的趋势正好相反．以上表明Ｃ 品种对浅层土壤水分十分敏感,其根系的可塑性较强,也反映了其较高的根信号敏感性．相对而言,Ａ 品种和Ｂ 品种根系的可塑性较弱,但这两个品种的籽粒产量显著高于Ｃ 品种．     

周期性土壤干旱和叶片水势对气孔响应木质部ABA灵敏度的影响

研究了周期性土壤干旱期间气孔对木质部ＡＢＡ响应的灵敏度的变化以及叶片水势对灵敏度的影响。实验结果证明了木质部ＡＢＡ浓度是反映根系周围土壤水分状况的一个指标的结论。土壤周期性干旱不影响木质部ＡＢＡ浓度对土壤水分状况的依赖关系,但显著地提高了气孔对木质部ＡＢＡ 响应的灵敏度。根据对实测数据的数学模拟结果显示,引起气孔导度下降５０％ 所需的木质部ＡＢＡ浓度从第一轮土壤干旱的７５０ ｎｍｏｌ／Ｌ降至第二轮土壤干旱的５５０ ｎｍｏｌ／Ｌ。分根实验的结果表明,叶片水分亏缺显著提高了气孔对木质部ＡＢＡ 的响应的灵敏程度,全根干旱中引起气孔导度下降５０ ％ 所需的木质部ＡＢＡ 浓度比半根干旱的小２ ～４ 倍。这表明,气孔对木质部ＡＢＡ响应的灵敏度不是一个固定的特性,可随植物生长环境及许多其他因素的变化而表现出很大的差异     

植物干旱胁迫的信号通路及相关转录因子研究进展

植物对干旱环境的适应是一个复杂的生物学过程,涉及多条信号通路的交叉调控。其中,通过转录因子发挥的调控在植物的抗旱过程中起着至关重要的作用。目前参与植物干旱胁迫反应的转录因子主要有AP2/EREBP、MYB、NAC、bZIP和WRKY等。研究表明,单个转录因子可以激活或抑制大量下游靶基因的转录,而单一的靶基因又受到不同转录因子的调控,转录因子之间的串扰现象在植物干旱调控网络中普遍存在。该文总结了近年来国内外有关植物干旱胁迫响应中涉及的主要信号通路［ABA信号通路、Ca²⁺信号通路和促有丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)级联信号通路等］,并对以上5种转录因子的结构特点、分类以及它们对干旱胁迫的调控作用进行综述,同时对今后的研究方向进行了展望。     

干旱胁迫对桢楠幼树渗透调节与活性氧代谢的影响及施氮的缓解效应

以二年生桢楠(Phoebe zhennan)幼树为研究对象, 采用盆栽控水的方法, 探讨了桢楠幼树在干旱胁迫下渗透调节和活性氧代谢的变化, 以及施氮对桢楠幼树应对干旱胁迫能力的影响。试验先将土壤含水量调整到4个梯度(田间持水量的80% (80% FC)、50% FC、30% FC和15% FC), 1周后测定受胁迫植株的相关生理指标, 之后进行3个水平的施氮处理(对照N0, 中氮MN, 高氮HN, 各施氮量分4次(即干旱梯度形成后第7、14、21和28天)分别施入)。在施氮结束后30天(即开始施肥处理后51天)再次测定各项生理指标。结果表明: 1)干旱处理7天后, 桢楠叶片中游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量均随胁迫强度增大而显著增加, 重度干旱(15% FC)下的Pro含量增加尤为明显, 可溶性蛋白(SP)含量则呈先增加后降低的趋势。施氮后, 各种土壤水分状态下的Pro含量进一步增加。水分充足和轻度干旱MN水平下, SS含量也增加, 而在中度和重度干旱下的SS含量显著降低, HN水平各干旱状态下SS含量变化均不显著。施氮结束后30天时, 80% FC和50% FC下的SP含量表现为施氮组低于对照组, 而30% FC和15% FC下则相反。2)施氮前随着干旱胁迫的增强, 桢楠幼树叶片中过氧化氢(H₂O₂)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性显著上升, 而过氧化物酶(POD)活性呈先上升后下降的趋势。施氮后, H₂O₂含量总体上表现为减少趋势, 且MN水平下降幅度最大, HN水平反而不利于降低H₂O₂的含量。3种酶活性的变化则因干旱程度和施氮水平的不同而呈现出不同的变化趋势。3)施氮前随着干旱胁迫的增强, 叶片丙二醛(MDA)含量呈显著上升趋势, 相对电导率(REC)先显著下降后显著上升; 施氮后, 除重度干旱胁迫外, 其他各干旱处理植株的MDA含量都表现为在MN水平下有所下降, 而在HN水平下有所回升, 但在重度干旱时, 无论是MN或HN处理, MDA含量均呈上升趋势, 表明在重度干旱胁迫下, 难以通过施氮的方式缓解干旱胁迫产生的伤害。4)双因素方差分析显示, 施氮与干旱胁迫间具有极显著的交互效应。以上结果表明: 施一定量的氮肥有利于缓解桢楠幼树受到的干旱胁迫, 以年施氮量计, 施中氮(N元素质量为1.35 g·株 ^-1)对除重度干旱外的干旱胁迫具有一定的缓解作用, 但施高氮(N元素质量为2.70 g·株 ^-1)时反而会对植株造成不利影响。     

外源水杨酸对干旱胁迫下小冠花种子萌发及幼芽生理特性的影响

以豆科牧草“绿宝石”小冠花为试材,研究PEG-6000(浓度8%和12%)模拟干旱胁迫下不同浓度外源水杨酸(0、0.5、1.0和2.0 mmol·L^-1)对小冠花种子萌发和幼芽生理特性的影响.结果表明: 0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸显著提高了干旱胁迫下小冠花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和芽长,12%PEG胁迫下1.0 mmol·L^-1水杨酸处理小冠花幼芽干质量显著高于干旱处理.0.5～1.0 mmol·L^-1水杨酸处理显著提高了干旱胁迫下小冠花幼芽脯氨酸、可溶性蛋白含量,显著提高了过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性,显著降低了幼芽细胞电解质渗透率、H₂O₂含量、O₂^-·产生速率,其中以1.0 mmol·L^-1水杨酸处理效果最好.水杨酸浓度超过2.0 mmol·L^-1时对干旱胁迫没有缓解效应.表明适宜浓度的水杨酸(0.5～1.0 mmol·L^-1)可以提高小冠花幼芽渗透调节能力和抗氧化能力,促进小冠花生长,缓解干旱胁迫伤害.     

干旱条件下钙离子对一氧化氮诱导黄瓜不定根发生的影响

以黄瓜品种‘新春4号’为材料,研究干旱胁迫下一氧化氮(NO)和钙离子(Ca²⁺)处理下黄瓜的生根指标、内源Ca²⁺荧光强度以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX)活性,分析干旱条件下黄瓜不定根发生过程中NO和Ca²⁺之间的关系.结果表明: 200 μmol·L^-1 氯化钙(CaCl₂)和0.05%聚乙二醇(PEG)共处理显著提高了干旱条件下黄瓜不定根的根长和根数;添加Ca²⁺螯合剂(EGTA)和通道抑制剂(BAPTA/AM)处理显著降低了干旱条件下NO诱导的不定根根数和根长.干旱条件下,NO和CaCl₂处理提高了黄瓜下胚轴内源Ca²⁺荧光强度;而NO清除剂(cPTIO)处理的Ca²⁺荧光强度显著低于NO处理.干旱条件下,NO和CaCl₂处理显著提高了黄瓜下胚轴抗氧化酶活性;而Ca²⁺抑制剂或螯合剂处理显著降低了NO诱导的抗氧化酶活性.由此可见,干旱条件下Ca²⁺参与了NO调控黄瓜抗氧化酶活性,缓解了干旱胁迫对不定根形成产生的伤害,进而促进了不定根的发生.     

浴仙湖沉积物记录的云南极端干旱事件与生态响应评价

为评价湖库生态环境对极端气候的响应特征, 以经历水位明显降低的云南浴仙湖为研究对象, 通过沉积物多指标分析并结合多变量统计方法, 识别了2009—2013年极端干旱事件驱动湖泊生态环境变化的模式。其中沉积物粒度显示近百年来湖泊水文条件总体稳定, 但在2011年左右粗颗粒物质和中值粒径增大, 同期沉积物元素、同位素记录表明水体营养水平没有明显变化。硅藻群落近百年来以湖泊底栖物种占绝对优势, 约2011年开始优势种属Fragilaria被Nitzschia、Navicula等河流水体中常见的物种所替代, 且硅藻多样性指标总体增加, 而指示水位变化的PCA主轴一解释了硅藻群落结构的主要变化(约55.8%)。总之, 极端干旱事件的发生与持续明显改变了湖泊生物群落结构与多样性特征, 已成为影响该气候敏感区水资源安全与生态环境功能的重要挑战之一。