不同冬小麦对盐处理和干旱胁迫交互作用响应的差异性分析

通过对抗逆性不同的6个烟台冬小麦品种在盐处理和干旱胁迫交互作用进程中叶片相对含水量（RWC）,膜脂过氧化产物（MDA）和抗氧化酶活力（SOD,POD,CAT）及渗透调节物含量（脯氨酸,可溶性蛋白）的分析,以了解不同冬小麦品种对盐处理和干旱胁迫交互作用响应的生理调节差异。研究表明,在水分供应充足条件下盐处理10 d,6个品种冬小麦生长良好并和对照没有差异,但在干旱胁迫中盐处理组较对照MDA含量低,RWC和抗氧化酶活力和渗透调节物含量均高,且叶片萎蔫较对照出现晚。但经盐处理的6个冬小麦品种对干旱胁迫响应有差异。在长期干旱(12 d),抗旱性强的品种RWC（81%）明显高于抗旱性弱的（62%）,前者叶片MDA含量较后者低30%,抗旱性强的品种抗氧化酶活力和渗透调节物含量略低于抗旱性弱的品种,但是差异不明显。在盐处理和干旱胁迫交互作用下,盐离子自身可作为渗透调节物既增加了土壤的持水力又提高了细胞保水力而使冬小麦耐旱性增强。抗旱性强的冬小麦品种对盐处理反应敏感且保水性强,细胞膜脂过氧化程度较低,故耐旱力高,抗旱性弱的品种则相反。研究进一步表明,在未来干旱地区实施适度的盐水灌溉可提高冬小麦的耐旱力,但选择抗旱力强的冬小麦品种是实施这一农业耕作措施的关键。     

不同土壤含水量下南荻幼苗的生理生态特征实验研究

为了研究不同土壤含水量条件下南荻(Triarrhena lutarioriparia)幼苗的生理生态特征,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区中采集南荻根状茎和土壤,在鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室植物阳光房内,育苗并培养,待南荻萌发后,将其移植到装有土壤的培养盆中,土壤含水量分别设置为5%、10%、20%、30%、40%和45%(培养盆中的水面刚好没过土壤表面);于2017年3月10日～4月28日,共进行了50 d实验;在实验的第25天和第50天,分别测定了南荻幼苗叶片的抗氧化酶活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量和南荻幼苗的根系活力。研究结果表明,在实验的第25天,随着土壤含水量的增加,南荻幼苗叶片的超氧化物歧化酶活性总体上在降低,过氧化物酶和过氧化氢酶活性呈单峰型变化,丙二醛和脯氨酸含量逐渐减小,可溶性蛋白含量波动变化;在实验的第50天,随着土壤含水量的增加,南荻幼苗叶片的超氧化物歧化酶活性呈单峰型变化,过氧化物酶活性呈单谷型变化,过氧化氢酶活性升高,丙二醛含量波动变化,可溶性蛋白和脯氨酸含量都比第25天的大;在各种土壤含水量条件下,第50天南荻幼苗的根系活力都比第25天的低很多,且在土壤含水量为40%的条件下,其根系活力最低,为0.19 mg/(g·h)。与土壤含水量为5%、10%、40%和45%的条件相比,土壤含水量为20%～30%的条件更有利于南荻幼苗的生长发育。     

胡杨(Populus euphratica)对盐胁迫和干旱胁迫的生理响应特征北大核心CSCD

采用盆栽两年生幼苗,研究胡杨(Populus euphratica)在盐胁迫(NaCl浓度0、100、200、300、400 mmol·L^(-1))和干旱胁迫(干旱0、7、14、21、28 d)条件下的生理响应过程及其响应差异。结果表明:在抗氧化酶系统方面,随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加,保护酶超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性均呈现先增加后减小的趋势,不同保护酶的活性应对干旱胁迫和盐胁迫的反应速度和持续时间不同,胡杨通过将多种保护酶进行综合调节以形成整个抗氧化酶系统的防御功能。在渗透调节系统方面,随着盐胁迫和干旱胁迫程度的增加,可溶性糖含量持续增加,其积累对于不同程度的盐胁迫和干旱胁迫的反应速度和持续时间不同,胡杨通过持续性积累有机物质维持渗透平衡以形成渗透调节系统的长效防护功能。在细胞膜系统方面,随着盐胁迫程度的增加,丙二醛含量先减少后缓慢增加,基本维持在较低的水平,而随着干旱胁迫程度的增加,丙二醛含量持续增加,胡杨能够在盐胁迫和轻度干旱胁迫下通过细胞膜系统的适应性调节维持细胞膜结构功能的完整性以实现细胞膜系统的保护作用。在盐胁迫和干旱胁迫时,胡杨通过抗氧化酶系统、渗透调节系统和细胞膜系统进行适应性的调整,从而增强其耐盐性和抗旱性。进行胡杨盐胁迫和干旱胁迫生理响应研究对于黑河下游胡杨幼苗的培育和恢复具有重要意义。     

盐胁迫对濒危植物长叶红砂抗氧化系统的影响

以长叶红砂(Reaumuria trigyna)幼苗为研究对象,测定了不同浓度NaCl溶液胁迫30 d的长叶红砂叶片抗氧化特征参数和自由基及膜脂过氧化指标含量,以探讨长叶红砂抗氧化系统对盐胁迫的适应机制。结果显示,高盐胁迫下长叶红砂叶片O-2的产生速率显著上升,丙二醛(MDA)含量和相对电导率都在低盐浓度下降低,高盐浓度下随着盐浓度的增加而增加;长叶红砂叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随盐胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)的活性变化较小;随盐浓度的提高谷胱甘肽的基本含量显著提高,抗坏血酸盐的含量在降低。研究表明,长叶红砂叶片中SOD、POD和谷胱甘肽在防御盐胁迫引起的氧化性损害中起到了显著保护作用。     

土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响

研究了土壤含水量和磷肥对马铃薯生长发育及抗旱生理的影响,结果显示：（1）土壤含水量的下降导致马铃薯幼苗叶片含水量和叶绿素含量降低,可溶性糖、脯氨酸、丙二醛（MDA）含量、相对电导率（REC）及超氧阴离子（O₂^-·）产生速率升高,抗氧化酶活性增强,株高、茎粗、根长、匍匐茎数、地上部分干重降低,马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质、Vc含量下降;（2）不同水分条件下增施适量磷肥,显著提高了马铃薯叶片含水量、叶绿素含量,相对增强了抗氧化酶活性,降低了相对电导率、MDA含量和活性氧水平,且马铃薯块茎重量及块茎淀粉、蛋白质和Vc含量显著增加。（3）比较包括对照在内的6种磷肥增施量,增施15.3 g·m^-2磷肥对马铃薯幼苗抗旱性及生长发育的促进效果最佳。综上所述,干旱胁迫显著抑制了马铃薯幼苗生长发育,而增施适量磷肥可通过提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性,有效缓解干旱胁迫下马铃薯幼苗叶片的脂质过氧化程度及细胞膜损伤,减轻干旱对生长发育的抑制,增强植株整体抗旱性。     

海岸和内陆沙地砂引草(Messerschmidia sibirica)对自然环境和沙埋处理适应的生理差异

砂引草(Messerschmidia sibirica)是一种耐盐、耐旱固沙地被植物,既能生长在海岸沙地并成为优势植物,也在内陆干旱沙地有分布。本文以科尔沁内陆沙地和烟台海岸沙地生长的砂引草为试验材料,研究了两沙地土壤化学特性、水温特性及在自然状况和沙埋胁迫条件下两沙地砂引草叶片丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活力和渗透调节物含量的变化特征。结果表明:(1)海岸沙地土壤含盐量较内陆沙地高5倍,但土壤地表温度略低。(2)在自然和沙埋条件下,两沙地砂引草叶中MDA含量较低。(3)生活在内陆干旱高温沙地上的砂引草,在自然和沙埋处理中叶片平均脯氨酸和可溶性糖含量均高于海岸沙地砂引草,自然状况下,其叶片平均脯氨酸和可溶性糖含量分别较海岸沙地的高25%~50%和高3.5倍。(4)海岸沙地砂引草在自然和沙埋处理5d和10d中,其叶片平均超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活力均大于内陆沙地砂引草,且两者差异显著(p0.05),自然状况下海岸沙地砂引草叶片SOD、POD、CAT平均活力分别较内陆高14%、140%和118%。(4)两沙地砂引草对沙埋胁迫的生理响应类似,随着沙埋强度的增加砂引草沙上叶片MDA含量变化不大,SOD和CAT活力和脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降。研究表明,砂引草具有在不同环境下利用不同渗透调节剂维护水分代谢平衡、提高抗氧化酶活力抑制膜脂过氧化维持氧自由基代谢平衡的生理调控能力,该生理可塑性可能是其具有较宽生态幅的生理基础。     

干旱对大豆叶片葫芦巴碱含量和渗透调节的影响

以两个抗旱性不同的大豆品种绥农14号和黑农38号为研究材料,研究了土壤干旱胁迫下大豆叶片葫芦巴碱含量的变化和渗透调节能力。结果表明,土壤干旱下两个大豆品种叶片水势、渗透势和压力势降低,且绥农14号叶片的压力势在干旱胁迫下明显高于黑农38号。干旱胁迫下两个大豆品种的渗透调节能力提高。在0~8 d 干旱期间,叶片的葫芦巴碱含量增加较快,脯氨酸含量增加较慢;在8~12 d干旱期间,叶片中葫芦巴碱含量下降,而脯氨酸含量迅速增加。因此,葫芦巴碱在轻度干旱下可能起到渗透调节物质的作用,在严重干旱下该作用减弱。     

红花岩黄芪(Hedysarum multijugum)、灌木铁线莲(Clematis fruticosa)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)幼苗适应干旱的生理特征比较

以红花岩黄芪(Hedysarum multijugum)、灌木铁线莲(Clematis fruticosa)和互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia)幼苗(3～4月龄)为试验材料,分别用水和150 mmol·L~(-1) NaCl溶液浇灌至土壤水分含量达到饱和后进行自然干旱处理,比较分析低盐和无盐条件下3种灌木幼苗叶片抗旱适应的生理响应特征,并采用隶属函数法对3种灌木幼苗的抗旱性进行综合评价。结果表明:随着干旱胁迫时间延长,3种植物叶片的株高和叶面积有所增加,但增幅减少;相对含水量均有不同程度降低,丙二醛(MDA)、脯氨酸和可溶性糖含量显著增加;红花岩黄芪和灌木铁线莲的可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升后降,而互叶醉鱼草则显著升高,抗氧化酶系统相对较为稳定;红花岩黄芪和灌木铁线莲的光合色素含量逐渐减少,而互叶醉鱼草则先增加后减少。无盐和低盐条件相比,低盐下3种植物的株高和叶面积增幅相对较大,叶片相对含水量、MDA含量和光合色素含量的变化幅度较小,渗透调节物质的累积量和抗氧化酶的活性较高。隶属函数法综合分析得出,3种灌木幼苗的抗旱性:互叶醉鱼草灌木铁线莲红花岩黄芪,低盐环境明显促进了3种灌木的抗旱适应能力。     

荒漠植物花棒耐盐性的傅立叶红外光谱法研究

试验以荒漠植物花棒幼苗为材料,应用傅立叶红外光谱（FTIR）法研究了NaCl胁迫下花棒叶片主要有机化合物含量和蛋白质结构的变化以及叶片K+和Na+含量。结果表明,叶片Na+、K+含量随着0~255 mM NaCl盐胁迫逐渐增强而变化,导致Na+/K+比值逐渐降低,显示出盐胁迫下花棒幼苗具有”吸钾排纳”特性。花棒幼苗再170 mM NaCl的高浓度胁迫下24 h,叶片中蛋白质、酯类和碳水化合物含量大幅度增加。花棒的蛋白质二级结构中1 665/1 638 cm-1比值的逐渐降低。揭示出花棒植株通过增强蛋白质、酯类和碳水化合物合成代谢调控能力抵御盐胁迫的损伤,而且花棒蛋白质二级结构更趋稳定,与叶片中Na+/K+比值的变化趋势显著相关。因此花棒为了适应高浓度盐胁迫,具有叶片蛋白质、酯类快速合成以及蛋白质构象更趋于稳定的积极响应。     

NaCl胁迫下红砂愈伤组织中主要离子累积特征的研究

盐胁迫下植物对Na+、K+、Ca2+、Cl-的选择性吸收代表了植物对盐胁迫的适应性。以荒漠植物红砂为材料,研究不同浓度NaCl胁迫对红砂愈伤组织Na+、K+、Ca2+、Cl-含量的影响。结果表明,NaCl胁迫下红砂组织相对生长率随着盐浓度的增加先增加后下降, 100 mM处理时达到最大;K+、Ca2+含量下降,Na+和Cl-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的增加而增大。红砂愈伤组织具有很强的耐盐能力,低浓度NaCl处理可促进愈伤组织的生长,对Na+、K+、Ca2+、Cl-的吸收选择性提高,有利于避免离子代谢紊乱,减轻NaCl胁迫的伤害;在较高浓度下盐胁迫会对植物的生长造成一定的抑制。可见,离子平衡是红砂组织耐盐性的重要机理之一。     

沙漠腹地醉鱼草（Buddleja alternifolia） 栽培苗对水盐胁迫的响应

为了研究盐、旱及其交互胁迫下植物生长和生理特性的变化，了解沙漠腹地极端生境下互 叶醉鱼草（Buddleja alternifolia）幼苗的适应性，确定合理的灌溉方式，为沙漠腹地醉鱼草的引种提 供理论依据。通过大田控制实验，设计了 3 个水分梯度和 4 个盐分梯度随机结合实验，定位测量生 长量和生化指标，最后基于隶属函数法综合评价醉鱼草的抗旱耐盐性。结果表明：（1）在干旱胁迫 或低浓度盐胁迫下，醉鱼草的地径、新枝和冠幅生长量均呈上升趋势，而在高盐浓度胁迫下均降 低；水盐交互胁迫下,不同的盐浓度与干旱交互胁迫效果不同,低盐浓度与干旱交互胁迫时（W1S1、 W2S1），植物生长量均上升，高盐浓度与干旱交互胁迫时（W1S3、W2S3），植物生长量均降低。（2）无论 是盐胁迫、干旱胁迫还是盐、旱交互胁迫，醉鱼草游离脯氨酸（Pro）含量随着胁迫程度的增加均呈显 著上升的趋势。（3）醉鱼草的超氧化物歧化酶（SOD）活性和过氧化物酶（POD）活性变化相对复杂， 除了在干旱胁迫时，SOD 活性和 POD 活性都显著下降外,在盐胁迫和交互胁迫时它们各自的变化并 不一致。醉鱼草在盐胁迫、交叉胁迫和干旱胁迫时，渗透调节物质和酶活性各自对应的发生了变 化，没有明显的同步性，存在相互协调的可能，同时植物细胞的敏感性远远强于表型生长的变化， 高盐浓度的伤害并没有表现在植物外部形态上，但酶活性及渗透调节物质却有显著变化。通过隶 属函数分析显示，醉鱼草最佳的生长水盐条件是盐浓度为 8 g·L^-1、灌水量为 25 L·次^-1，对水盐胁迫 的抗旱耐盐性为：干旱胁迫＞交互胁迫＞盐胁迫。     

PEG胁迫对胡枝子幼苗叶片生理特性的影响

采用PEG处理人工模拟水分胁迫方法,研究了胡枝子属5种植物2 a生实生苗的抗旱性,并采用主成分分析法和隶属函数法对其抗旱性进行综合评价。结果表明,随着PEG处理浓度的增加,5种胡枝子叶片含水量、相对含水量、自由水和束缚水呈下降趋势;阴山胡枝子和截叶胡枝子的自然水分饱和亏随PEG浓度增加而增大,其余3种胡枝子自然水分饱和亏在PEG浓度为12%时达到最大;SOD、POD和CAT 3种酶活性随PEG浓度增大而逐渐升高,达到峰值后开始下降;MDA含量不断上升;可溶性蛋白质含量先增后降再增;叶片内游离脯氨酸含量持续增大;叶绿素a、b和总叶绿素含量先升后降;5种胡枝子相对电导率总体为持续增大。根据主成分分析对各胡枝子12个指标的隶属函数值进行计算,并求平均值,评价其抗旱顺序。抗旱性由强到弱的顺序为达乌里胡枝子、牛枝子、尖叶胡枝子、截叶胡枝子和阴山胡枝子。     

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。     

水杨酸对干旱下烤烟幼苗膜质和叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种龙江911为材料,研究了叶面喷施水杨酸（SA）对干旱胁迫下烤烟幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光特性和细胞膜伤害程度的影响。结果表明,干旱胁迫下烤烟幼苗叶片的膜系统受到了伤害,光合作用的原初反应和光能在两个光系统之间的分配发生了改变。叶面喷施0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱引起的细胞膜丙二醛的增加,有效地保护了烤烟幼苗叶片的膜系统。同时,0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱胁迫下叶绿素的分解,有效缓解干旱对类囊体膜和PSⅡ反应中心的伤害,增强了烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力,其最适宜的浓度为0.5～1.0 mmol·L-1。2.0 mmol·L-1SA对烤烟幼苗有一定的毒害作用。     

Effect of exogenous application of salicylic acid on the drought stress responses of Gardenia jasminoides

The alleviative effects of exogenous salicylic acid(SA) on plants against drought stress were assessed in Gardenia jasminoides seedlings treated with different concentrations of SA.Drought stress was simulated to a moderate level by 15% polyethylene glycol(PEG) 6000 treatment.Seedlings exposed to 15% PEG for 14 days exhibited a decrease in aboveground and underground dry mass,seedling height,root length,relative water content,photosynthetic pigment content,net photosynthetic rate(Pn),transpiration rate(Tr),stomatal conductance(Gs),and water use efficiency.In PEG-stressed plants,the levels of proline,malondialdehyde(MDA),hydrogen peroxide(H_2O_2),and electrolyte leakage rose significantly,whereas antioxidative activity,including superoxide,peroxidase,and catalase activities,declined in leaves.However,the presence of SA provided an effective method of mitigating PEG-caused physiological stresses on G.jasminoides seedlings,which depended on SA levels.PEG-treated plants exposed to SA at 0.5–1.0 mmol/L significantly eased PEG-induced growth inhibition.Application of SA,especially at concentrations of 0.5–1.0 mmol/L,considerably improved photosynthetic pigments,photosynthesis,antioxidative activity,relative water content,and proline accumulation,and decreased MDA content,H_2O_2 content,and electrolyte leakage.By contrast,the positive effects were not evident,or even more severe,in PEG+SA4 treatment.Based on these physiological and biochemical data,a suitable concentration of SA,potential growth regulators,could be applied to enhance the drought tolerance of G.jasminoides.     

黄淮海平原雨养条件下冬小麦水分胁迫分析

雨养条件下的水分胁迫分析能够反映当地气候土壤条件下作物生长的水分环境对农作物生长的影响,可为农业干旱管理及灌溉策略的实施提供依据,减少农业干旱的发生。本文在阐述EPIC(Environmental Policy Integrated Climate Model)作物生长模型水分胁迫计算过程的基础上,模拟黄淮海平原冬小麦在雨养条件下的生长过程,分析水分胁迫现象的时空分异。结果发现,研究区内自然降雨远不能满足冬小麦的正常生长,从水分胁迫现象发生时间上讲,雨养条件下在冬小麦生长期后段(5月中旬以后)水分胁迫现象较为严重,以5月下旬最为严重,重度水分胁迫发生频率高达48.2%;从区域分布上分析,冀鲁豫低洼平原区和山东丘陵农林区水分胁迫现象在整个研究时间段上均较为突出。     

不同沙棘品种对干旱胁迫的生理生化响应

选择6个沙棘品种(中国沙棘、辽阜一号、辽阜二号、浑金、橙色、齐棘),测定了干旱胁迫条件下各品种的光合速率、叶片含水量、临界饱和亏、叶绿素含量、丙二醛含量、游离脯氨酸含量、SOD活性、POD活性、细胞膜相对透性等生理生化指标的变化情况,同时运用隶属函数值法,对6个品种沙棘的抗旱性进行了评价。结果表明,胁迫初期,不同沙棘品种间各生理生化指标值相近;随着干旱胁迫强度的增加,各品种同一指标变化趋势总体相同;在胁迫后期,不同品种沙棘间表现出了较大的差异性。6个品种沙棘抗旱性强弱顺序为:辽阜二号>辽阜一号>中国沙棘>橙色>浑金>齐棘。