遮荫条件下蕺菜对基质水分变化的生理适应性研究

在遮荫条件下,对栽培基质设置重度干旱、中度干旱、轻度干旱、对照处理、轻度湿润、中度湿润、重度湿润和水淹共8种水分处理,研究湿生植物蕺菜(Houttuynia cordata)对基质水分条件的生理适应性。结果表明,在基质重度干旱处理下,蕺菜地上生物量、总生物量和茎叶含水量受到显著抑制;在水淹处理下,茎叶含水量显著增加;在轻度湿润处理下,蕺菜叶片叶绿素a和叶绿素b含量最高;在中度湿润处理下,蕺菜叶片叶绿素a与叶绿素b的比值最低;随着干旱和水渍胁迫的加剧,蕺菜叶片叶绿素a和叶绿素b合成都受到抑制;并且在干旱和水淹处理下,蕺菜叶片叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值增大,相反,适度湿润能提高叶片叶绿素b含量,因此,叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值减小。蕺菜叶片的脯氨酸积累与可溶性糖含量的调节作用具有补偿作用特征;适度干旱促进蕺菜根系活力,湿润环境下其根系活力降低,并通过糖耗补充能量维持根系活力;硝酸还原酶活性无显著变化,直观地反映了其对基质水分变化的适应性。遮荫条件下,蕺菜能适应轻度干旱至水淹的基质条件。     

水分梯度下不同地理种群红砂叶片生理特征比较研究

 选取甘肃省不同地域的天然红砂种群进行叶片生理生化指标比较分析研究。结果表明：自东向西水分梯度递减条件下,不同地理种群叶片膜脂过氧化产物MDA含量增多,同时伴随着超氧物自由基(O-·2)的产生速率提高,相应诱导了SOD、POD和CAT酶活性升高,渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量增加,但酒泉点SOD、POD和CAT酶活性均有降低的趋势;除武威点外,其余各样点红砂叶片叶绿素a、叶绿素b含量相差均不大。     

香蒲对淹水生境的适应性模拟实验

为了探讨香蒲(Typha orientalis)对淹水生境的适应性,设置了0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm和60 cm的淹水深度,于2018年3月25日～7月22日,在鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室阳光房内,进行了120 d的模拟淹水实验,测量各淹水深度下香蒲的株高、基径、叶片特征和根的生物量等生长指标,测定光合色素含量和抗氧化酶活性等生理指标,研究香蒲对淹水生境的适应性。研究结果表明,当淹水深度为0～40 cm时,淹水对香蒲的生长影响较小,当淹水深度为50 cm时,在实验进行84 d后,香蒲接近死亡,当淹水深度为60 cm时,在实验进行60 d后,香蒲死亡;当淹水深度为20 cm时,在实验的第120天,香蒲根的生物量最大,为9.97 g/株;当淹水深度为10 cm或20 cm时,在实验的第60天,香蒲叶片中的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都达到峰值,分别为1.48 mg/g、0.47 mg/g和0.39 mg/g;0～40 cm淹水深度下的香蒲叶片中的光合色素含量明显偏高;当淹水深度为20 cm或30 cm时,在实验的第90天,香蒲叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都达到峰值,分别为275.91 U/g、196.10 U/(g·min)和123.67 U/(g·min);淹水深度和淹水时长对香蒲株高、叶片特征、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和抗氧化酶活性表现出交互作用(n=21,p0.01)。香蒲是一种相对耐淹的植物,能较长时间在淹水深度不超过40 cm的条件下生长,其对50～60 cm的淹水深度可以耐受60 d左右。     

镍、铜对矿业废弃地先锋植物盐生草和骆驼蓬抗氧化物质和渗透调节物质积累的影响

以盐生草(Halogeton glomeratus)和骆驼蓬(Peganum harmala)幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤中不同浓度(0、50、100、200、400 mg·kg-1)镍(Ni)、铜(Cu)处理对盐生草和骆驼蓬幼苗过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(ASA)、维生素E(VE)、谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸和可溶性糖含量的影响。结果表明,盐生草和骆驼蓬叶片及根部过氧化氢(H2O2)含量随介质中Ni和Cu浓度的增加而增加。Ni胁迫下盐生草叶片中GSH含量随Ni浓度增加呈增加趋势,根部VE含量在高浓度Ni(≥100 mg·kg-1)胁迫下显著积累;Cu胁迫下盐生草叶片和根部GSH、ASA和VE含量较对照显著积累,三者协同作用缓解Cu胁迫诱导的氧化损伤。Ni胁迫下骆驼蓬叶片GSH和ASA含量、根部ASA含量较对照显著增加;Cu胁迫下骆驼蓬叶片中GSH和ASA含量随Cu浓度增加呈上升趋势,根部ASA含量较对照显著增加,VE在100 mg·kg-1和200 mg·kg-1的Cu处理下较对照显著增加。Ni和Cu胁迫使得盐生草和骆驼蓬幼苗脯氨酸和可溶性糖含量较对照显著积累。     

小叶章对氮沉降的生理生态响应

在非淹水(W1)和淹水(W2)条件下,分4个氮处理[分别相当于氮沉降率0 g/(m2·a)、1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)]模拟了氮沉降对三江平原典型湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)生长及其碳、氮代谢等生理生态指标的影响.结果表明,随着氮沉降量的增加,小叶章的叶面积、株高、植株分蘖数、生物量(叶、茎、根)均呈增加趋势.两种水分条件下,氮沉降处理平均小叶章叶绿素、叶片可溶性蛋白和游离氨基酸含量分别较对照处理增长20.37%、10.52%和19.18%,而可溶性糖含量则下降了14.69%.1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)氮沉降处理的净同化率分别为对照处理的1.10倍、2.80倍和3.81倍.与非淹水条件相比,淹水条件下小叶章对氮沉降率的适应能力较强,氮沉降显著促进了小叶章的碳、氮代谢水平.     

LED补光对温室黄瓜幼苗抗衰老及抗氧化酶系统的影响

研究补光时间与光质对设施作物抗衰老及抗氧化能力的影响,对于充实光质效应理论和优化补光技术有重要意义。研究了补光2、4、8 h及蓝光(B)、红光(R)、白光(W)和红蓝复合光(R:B＝7:3和8:2)对温室黄瓜幼苗光合色素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量及抗氧化能力的影响。结果表明:与自然光照相比,补光可显著提高黄瓜幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量,其中以补光4 h红蓝复合光处理(7R/3B和8R/2B)效果最为显著;补光可提高黄瓜幼苗可溶性蛋白含量,其中,以蓝光效果最好。补照4 h蓝光可以明显提高黄瓜幼苗叶片可溶性蛋白的含量及保护酶(过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD、抗坏血酸过氧化物酶APX、过氧化氢酶CAT)活性,并且使MDA的含量保持相对较低的水平,从而可以有效延缓叶片衰老。     

水淹胁迫下空心莲子草的光合和荧光特征及其生理和生态响应

为了筛选用于洪水淹没带和植物退化河岸带的生态恢复优先物种,选择乐安河典型河岸带优势物种空心莲子草(Alternathera philoxeroides)作为实验材料,通过模拟野外浸润、半淹和全淹下的环境条件,与对照处理(自然状态)相比,研究浸润、半淹和全淹处理下移植了14 d后的空心莲子草的光合和荧光变化特性、生理和生态适应性特征。结果表明,在浸润处理和半淹处理下,空心莲子草叶片的叶绿素含量和净光合速率变化不显著,但是,在全淹处理下,空心莲子草的最大量子产率、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数、总叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率都显著减小,与对照处理相比,分别减小了50.0%、57.1%、46.0%、68.9%、78.9%和92.6%;而有效量子产率和胞间CO2浓度都显著高于其它处理。随着水淹强度的加剧,空心莲子草叶片的过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性都显著增强,而过氧化氢酶活性波动变化且在全淹处理下其活性最弱。水淹胁迫抑制空心莲子草的生长主要表现在抑制茎的生长,且在全淹处理下空心莲子草的生物量和比茎重为对照处理的40.5%和57.3%。空心莲子草具有较强的耐淹性,可以作为洪水淹没后植物退化河岸带的生态恢复优势种。     

沙埋对河西走廊荒漠绿洲过渡带一年生草本植物的影响

一年生草本植物是荒漠绿洲过渡带人工固沙植物群落草本层的优势植物类群,由于风沙活动剧烈,风蚀和沙埋成为一年生草本植物生存的关键选择动力因素。以河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物狗尾草（Setaria viridis）、虎尾草（Chloris virgata）、白茎盐生草（Halogeton arachnoideus）和雾冰藜（Bassia dasyphylla）为研究对象,通过0（对照）、1、2、3、5、10、15 cm深度沙埋试验,探寻沙埋对一年生草本植物的影响。结果表明：（1）4种一年生草本植物在0—1 cm埋深出苗率最高,狗尾草最大出苗深度为10 cm,虎尾草和雾冰藜为5 cm,白茎盐生草为3 cm;（2）不同沙埋深度下,4种一年生草本植物的生长（株高和总生物量）和繁殖（种子数量和百粒重）高值区位于2—3 cm埋深,3 cm往下虎尾草和雾冰藜存活率显著下降,而狗尾草仍保持较高存活率;（3）不同沙埋深度下,4种一年生草本植物的渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸）含量在2—3 cm埋深达到最高,丙二醛（MDA）含量高值主要位于3—5 cm埋深,叶绿素含量在1—2 cm埋深最高,2 cm往下开始降低;（4）一年生草本植物的生长存活与游离脯氨酸和叶绿素含量呈极显著相关关系,表明二者对保持植物叶片水分平衡和保证光合作用、维持植物正常生长起着更关键的作用。研究可为荒漠绿洲过渡带一年生草本植物恢复提供科学依据。     

新疆沙冬青（Ammopiptanthus nanus）渗透调节物质的季节变化与环境因子的关系

新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus(M.Pop.)Cheng f.)是中国温带荒漠仅有的2种常绿阔叶灌木之一.主要对新疆沙冬青叶片中可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸的季节变化与主要环境因子的关系进行了研究.通过相关分析和回归分析,结果显示:(1)可溶性糖与气温呈极显著负相关(P＜0.01),曲线拟合为三次曲线(R2=0.958 2,p＜0.01),在-3.8～23.8℃之间,可溶性糖对新疆沙冬青的低温适应性起渗透调节作用;(2)可溶性糖与光照呈极显著的负相关(P＜0.01),曲线拟合为三次曲线(R2=0.877 6,p＜0.01),在90.2～322.5μmol·m-2·s-1之间,随光照强度的降低而不断积累;(3)可溶性糖与空气相对湿度呈极显著正相关(P＜0.01),曲线拟合为二次曲线(R2=0.650 5,p＜0.05),随空气相对湿度的升高而不断积累;(4)可溶性蛋白与空气相对湿度呈显著正相关(P＜0.05),曲线拟合为三次曲线(R2=0.677 7,p＜0.05),在18.7～51.7%之间,随空气相对湿度的升高而不断积累;(5)游离脯氨酸与空气相对湿度呈显著正相关(P＜0.05),曲线拟合为双曲线(R2=0.565,p＜0.01),随空气相对湿度的升高而不断积累.以上结果表明,新疆沙冬青叶片内的渗透性调节物质可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量的变化受环境因子的影响呈波动性.     

干旱胁迫下牛心朴子的渗透调节机制研究

为探讨荒漠植物牛心朴子(Cynanchum komarovii)响应干旱胁迫的渗透调节机制,采用不同浓度（0~25%）的聚乙二醇（PEG-6000）对愈伤组织进行模拟干旱胁迫,检测了不同程度干旱胁迫下牛心朴子中渗透调节物质K+、Na+、脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖（果糖、蔗糖和海藻糖）的含量。结果显示,与对照组相比,处理组牛心朴子的脯氨酸和可溶性糖含量显著升高（P<0.05）,且具有浓度和时间依赖效应。在可溶性糖中,果糖和蔗糖只在高浓度处理组有所增加,而海藻糖含量在所有处理组均明显升高（P<0.05）,且增幅较大（10%PEG浓度组为31%,25%PEG浓度组为98%）,同时海藻糖含量与PEG处理浓度的相关系数最大（R2=0.9437,P<0.01）。以上研究结果表明,海藻糖是牛心朴子响应干旱胁迫主要的渗透调节物质。