2,4-表油菜素内酯对盐碱胁迫下芸豆幼苗生长及生理特性的影响

【目的】探讨外源2,4-表油菜素内酯（2,4-EBR）缓解芸豆幼苗盐碱胁迫伤害的生理机制,为应用2,4-EBR缓解豆类植物盐碱胁迫提供理论依据。【方法】以盆栽‘山西红芸豆’幼苗为材料,研究了在100mmol/L（50mmol/L NaCl+50mmol/LNaHCO3）盐碱胁迫下,喷施0.1mg/L 2,4-EBR和4.0mg/L油菜素内酯抑制剂芸苔素唑( BRZ)对幼苗生长、光合气体参数、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响。【结果】盐碱胁迫下芸豆叶片卷缩枯萎,株高、叶面积、主根长、合色素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）均显著下降（P<0.05）,脯氨酸（Pro）、可溶性糖（SS）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,相对电导率（REC）、丙二醛（MDA）和胞间二氧化碳浓度（Ci）显著升高（P<0.05）。外源喷施2,4-EBR处理能够缓解盐碱胁迫下造成的叶片枯萎和卷缩,植株生长状况逐渐变好,同时有效降低幼苗叶片REC、MDA和Ci,显著提高株高、叶面积、主根长、Pro、SS、Pn、Tr和Gs以及SOD、POD、CAT和APX活性,但外源2,4-EBR诱导的这些芸豆抗盐碱效应在加入BRZ后受到逆转。【结论】外源2,4-EBR处理能够通过提高芸豆叶片抗氧化系统酶活性和渗透调节物质含量来减轻盐碱胁迫造成的膜脂过氧化伤害,有效解除盐碱胁迫下芸豆幼苗光合作用减弱的非气孔限制因素,维持幼苗光合活性,促进幼苗生长,增强芸豆幼苗的抗盐碱能力。     

胞质Ca2+参与外源H2S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发

硫化氢（Hydrogen sulfide,H₂S）是植物新型气体信号分子,钙离子（Calcium,Ca²⁺）为重要的第二信使,两者在植物逆境响应中分别发挥着重要作用。为明确胞质Ca²⁺在外源H₂S促进盐碱胁迫下作物种子萌发中的作用,以裸燕麦（Avena nude）为材料,采用培养皿培养,以混合盐碱（NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃的摩尔比为12：8：1：9）模拟甘肃裸燕麦种植地盐碱环境,蒸馏水为对照,测定了胞外Ca²⁺螯合剂乙二醇-双-（2-氨基乙醚）四乙酸（EGTA）、质膜Ca²⁺通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）、液泡Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）和内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素（Thaps）分别与H₂S供体硫氢化钠（NaHS）共处理下种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长7个发芽指标,利用隶属函数分析方法综合评价胞质Ca²⁺对H₂S缓解盐碱胁迫抑制种子萌发的影响。结果表明,随着盐碱胁迫浓度增大,裸燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长显著下降。与对照相比,15~75 mmol·L^-1盐碱胁迫导致裸燕麦种子萌发的隶属函数综合评价值（D）显著降低,30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降了73.1%;100~1 000 μmol·L^-1 NaHS不同程度提高了裸燕麦种子萌发的D值,且100 μmol·L^-1 NaHS缓解30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的作用最大;EGTA、LaCl₃和RR均显著逆转了100 μmol·L^-1 NaHS对30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的缓解作用,而Thaps对NaHS的作用无显著影响。表明胞质Ca²⁺参与外源H₂S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发的信号传导过程,且胞质Ca²⁺主要来源于胞外Ca²⁺的内流和液泡中Ca²⁺的释放。     

白刺对不同浓度混合盐碱胁迫的生理响应

为研究白刺(Nitratia tangutorum)对盐碱生境的适应能力, 对二年生白刺实生苗进行了20组不同盐、碱浓度的胁迫处理。研究结果表明: 随着盐、碱浓度加大, 白刺叶片质膜所受伤害逐渐增加, 在300 mmol·L^-1盐浓度下, 白刺膜透性大幅度增加, 电解质大量外渗, 质膜的选择透过性遭到破坏; 丙二醛作为膜脂过氧化的产物, 它的变化规律与质膜透性的变化规律相一致, 两者呈极显著正相关(r = 0.796); 白刺叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性随着盐胁迫浓度和pH的增加而有不同程度的升高, 增强了清除细胞内活性氧的能力, 对膜系统起到了一定的保护作用; 线性回归分析表明对白刺生长有重要影响的4个胁迫因素的重要性排序是盐浓度> pH > [HCO₃^-] > [CO₃^2-]。综合各项指标, 盐浓度在300 mmol·L^-1以下, pH小于10.59时, 白刺能够较好耐受, 具有较强的耐盐碱适应能力。     

落叶松、水曲柳、樟子松和农田土壤指标差异及其综合比较

东北地区以大森林和大农业为主要特色,主要造林树种落叶松、水曲柳、樟子松及农田对土壤肥力、物理指标、盐碱度、碳截获等的影响差异是本文研究目的。选择秀水林场和帽儿山林场的4种植被类型进行0—60cm分层土壤采样,对根系密度、土壤p H、电导率、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤真菌代谢产物(球囊霉素相关蛋白易提取球囊霉素EEG、总提取球囊霉素TG)、容重、比重、孔隙度、比表面积、SOC、有机碳矿化速率等17个指标进行研究。主要结论如下:植被类型间的差异在不同土层之间表现一致的指标所占比例很大,其中秀水林场13个指标,帽儿山林场全部17个指标。尽管不同地点间土壤差异较大,但也存在树种差异一致性。土壤物理性质(容重、比重、孔隙度、比表面积)维持方面,两个林场均显示水曲柳综合得分最高,说明其具有更好的土壤物理性质维持能力,且多通过土壤容重下降来实现。土壤固碳能力得分最高的也是水曲柳,并且两个研究地点结果类似,主要与其高根系密度有关。综合土壤肥力维持能力(N、P、K及其有效态及真菌代谢产物球囊霉素相关蛋白),不同地点间植被类型差异排序不同。降低土壤盐碱能力(p H和电导率)方面,樟子松得分最高,尽管不同地点不尽一致。不同植被类型对土壤影响尽管不同地点、不同土壤深度多不相同,但总体上存在规律性,特别是土壤物理性质维持和土壤固碳能力方面。进行造林绿化时应该根据造林目的进行树种选择,提升土壤物理性质应该考虑种植更能够维持良好土壤物理性质的树种(如水曲柳、樟子松等),而提升土壤碳截获则要考虑根系密度大的树种(如水曲柳)。相关研究结果对国家重大生态工程(三北防护林、退耕还林)工程生态功能评价以及后续管理、树种选择具有支撑作用。     

混合盐碱胁迫下接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响

随着气候变化,全球土壤盐碱化严重威胁着农牧业生产和生态环境的建设。土壤盐化与碱化常常伴随发生,目前多数研究侧重于盐胁迫,忽略了碱胁迫的存在。实际上,碱性盐除了盐度外还伴随着高p H。由此,试图探讨混合盐碱胁迫下接种丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响及其作用机理。根据中国盐碱地的特点,将4种盐(Na Cl、Na_2SO_4、Na_2CO_3、Na HCO_3)按一定比例混合模拟出16种混合盐碱(盐浓度25—150 mmol/L,p H 7.67—10.52)胁迫浓度,按照L_(16)(16~1×2~2)混合正交设计,采用盆栽法研究了混合盐碱胁迫下接种AMF摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)对紫花苜蓿生长及生理的影响。结果表明:对紫花苜蓿株高的影响程度依次是AMF+根瘤菌pHAMF盐碱类型根瘤菌;对地上生物量、地下生物量、茎高净增长量、丙二醛(MDA)及脯氨酸影响程度依次是p HAMF+根瘤菌盐碱类型AMF根瘤菌;对超氧化物歧化酶(SOD)的影响程度依次是p HAMF+根瘤菌盐碱类型AMF根瘤菌;对过氧化物酶(POD)影响程度依次是p HAMF+根瘤菌根瘤菌AMF盐碱类型;对蛋白质的影响程度依次是p H盐碱类型根瘤菌AMF+根瘤菌=AMF。株高、地下生物量、POD均在双接种的处理下出现最大值。本研究证明:盐碱混合胁迫会严重抑制植物的生长发育;而接种AMF和/或根瘤菌均可有效缓解盐碱胁迫对植物造成的伤害,提高植物对盐碱的耐受能力;且同时接种AMF及根瘤菌效果最好,其次是单独接种AMF,单独接种根瘤菌作用相对最小。     

荒漠区植物雾冰藜光合特性对混合盐碱胁迫的响应

通过将两种中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和两种碱性盐(Na_2CO_3、Na HCO_3)按不同比例混和,分别模拟出不同程度的盐、碱胁迫条件,研究了荒漠区植物雾冰藜光合色素含量、气体交换参数和叶绿素荧光参数对混合盐碱胁迫的响应。研究结果表明,在所模拟的均匀覆盖了总盐度50—250 mmol/L,pH 7.10—10.19范围内的30种盐碱胁迫条件下,雾冰藜的叶绿素a含量(Chla)、叶绿素b含量(Chlb)、类胡萝卜素含量(Caro)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2摩尔分数(C_i)、蒸腾速率(T_r)、PSⅡ的潜在活性(F_v/F_0)、PSⅡ原初反应的最大量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ电子传递量子效率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)等指标均在对照组(CK)下最高,且均随处理溶液盐浓度及p H的升高而下降,各处理组与对照组间存在显著差异(P0.05);稳态荧光(F_s)随处理溶液盐浓度及pH的升高先降低,后呈"M"型变化趋势,即先升高后降低,再升高再降低;水分利用效率(WUE)和非光化学猝灭系数(NPQ)随处理溶液盐浓度及p H的改变未呈现规律性变化趋势。盐分组成离子与上述各光合特征指标的相关系数表明,盐分组成对雾冰藜光合色素和气体交换参数的抑制作用表现为:Na_2CO_3Na HCO_3NaClNa_2SO_4,而对叶绿素荧光参数的影响较为复杂。研究表明,盐碱生境对雾冰藜光合系统造成了一定的伤害,但其可以通过相应的生理反应降低损伤的程度。     

新疆荒漠盐碱生境柽柳盐分分泌特点及其影响因子

通过对生长于新疆盐碱生境下泌盐植物柽柳的泌盐效率,水分盐分含量和蒸腾强度等生理指标的测定,研究内外因子对柽柳盐分分泌作用的影响。结果显示:柽柳蒸腾作用的日变化呈双峰曲线,蒸腾峰谷出现在光照最强、温度最高的中午。柽柳体内含水量和含盐量在日间变化不明显。但盐腺对盐分的分泌效率却显示出明显的变化,表现为:与8:00—10:00对较高的泌盐率相比,在光照较强和温度较高的10:00—20:00其分泌作用有所降低,在20:00—22:00光照和温度降低时泌盐率却有回升的趋势。通过对泌盐量与诸影响因子的关系进行分析发现,柽柳在日间对钠、钾、钙、镁,硫,氯离子的分泌量与大气湿度呈现出很好的正相关性。盐腺在白天对各离子的分泌作用强于夜间。柽柳泌盐量与叶片含盐量的关系则表现出尽管柽柳叶片钠、硫元素的含量高于钙、钾、镁、氯元素,但对钠、氯离子的分泌作用却强于其它离子。与叶含盐量相比,盐腺对氯离子的相对分泌作用最强,对钠离子其次,对钾,硫离子的相对分泌作用较弱,对钙,镁离子的分泌最低。因此,柽柳对盐分的分泌作用受到植物体盐分含量及外界环境条件共同影响,其盐腺对不同离子的分泌作用具有很强的选择性。     

植物对盐碱胁迫的响应机制研究进展

盐碱胁迫是制约植物生长发育的主要非生物胁迫之一,也是制约农作物生产和生态环境建设的严峻问题。研究作物的耐盐碱机理,对开发和有效利用盐碱地有重要的现实意义。许多研究将盐碱胁迫笼统称为盐胁迫,实际上这是两种不同的非生物胁迫,且碱胁迫对植物的伤害要大于盐胁迫。总结性阐述了盐碱胁迫对植物的危害。从生物量、光合作用、离子平衡和膜透性等方面分析了植物对盐碱胁迫的响应机制,并结合最新研究从多角度综述了植物的抗盐碱机理,包括合成渗透调节物质、提高抗氧化酶活性、对离子的选择性吸收及p H平衡和诱导抗盐碱相关基因表达。提出了抗盐碱性的途径,即外源物质的加入、与真菌的协同效应、利用生物技术手段、培育耐盐碱品种和抗性锻炼。最后针对植物适应盐碱逆境方面的研究进行了展望,提出了当前研究需要解决的问题和突破口,旨在为提高植物耐盐碱能力、增加作物产量提供一定的理论依据。     

河西走廊盐碱土壤中的微生物

随着国家西部战略的推进和可持续生态农业发展的要求,开展盐碱化土壤的综合治理十分迫切。甘肃河西走廊地区地理位置特殊,由于灌溉水的增加,土体内水盐运动加快,加之蒸发量大,盐分表聚,土壤发生盐渍化现象十分普遍[1]。已有对盐碱地改良行为的研究一般只考虑土壤类型、水分、pH、施肥、植被等非微生物学因素,对于盐碱地土壤中微生物种群结构、优势菌群及在土壤盐碱化过程中