模糊隶属法在塔里木河荒漠植物抗旱性评价中的应用

以塔里木河荒漠河岸乔木、灌木、草本植被的代表植物胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima)和罗布麻(Apocynum venetumas)为研究对象,对塔里木河下游不同区段、不同地下水位状况下胡杨、柽柳和罗布麻体内叶绿素、可溶性糖、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、生长素(IAA)、赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)等主要生理指标和地下水位进行了测定。运用国际通用软件SAS6.12对这十项生理指标和地下水位之间的关系进行了相关性分析,结果表明:亚哈甫马汗断面的柽柳对地下水位的生理响应最为敏感。其次是胡杨和罗布麻;阿拉干断面的差异不大;在所测的十项生理指标中,丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、脱落酸(ABA)对地下水位变化的敏感度最高,其次为过氧化物酶(POD)、生长素(IAA)和分裂素(CK);地下水位是影响塔里木河流域植被生理特性的主要环境因子。在相关分析的基础上运用平均隶属函数法对这三种植物进行抗旱性排序,结果表明:在干旱胁迫下,植物各种生理代谢过程协同作用,共同抵御干旱胁迫,以减少其受伤害程度;就抗旱能力而言,胡杨>柽柳>罗布麻。     

三种固沙植物对高温胁迫的生理响应及其抗热性研究

通过实验测定热胁迫过程中多枝柽柳、梭梭和头状沙拐枣三种植物叶或同化枝外部形态、相对含水量（RWC）、质膜透性、膜脂过氧化物（MDA）、可溶性蛋白、可溶性糖、过氧化物酶（POD）、超氧化物酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）含量的变化,研究三种植物对沙地高温逆境环境的生理适应机理。结果表明：随高温胁迫强度增加,三种植物叶片相对含水量下降,膜透性及膜脂过氧化作用增强,渗透调节物质积累,同时植物保护酶系统活性上升,但在变化趋势和幅度上有硅著差异。三种同沙植物中,多枝柽柳具有最强的耐热性,梭梭次之,头状沙拐枣最差。     

塔里木河下游干旱胁迫下的胡杨叶绿素荧光特性研究

 结合塔里木河下游典型监测断面和地下水位埋深的监测数据,测量了不同地下水位处胡杨的叶绿素荧光参数、水势及土壤含水量,探讨了不同地下水位埋深条件下胡杨的叶绿素荧光特性。结果显示,随着地下水位埋深加大,胡杨受到的干旱胁迫加剧,胡杨叶片光适应下的实际光化学量子产量、电子传输速率和光化学猝灭、相对叶绿素含量普遍下降,且下降幅度随地下水位埋深加大而增加; 非光化学猝灭和调节性能量耗散量子产量随光合有效辐射增大而显著升高; 潜在最大光化学量子产量总体处于适宜状态,表明胡杨在地下水位埋深4~8 m左右时,尚能通过自身能力进行调节,光系统Ⅱ未发生不可逆转的因干旱胁迫造成的损伤。     

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。     

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。     

干旱胁迫对莫莫格湿地芦苇叶片光合生理生态的影响机理研究

为了揭示干旱胁迫对芦苇(Phragmites australis)叶片光合生理生态的影响机理,利用LI-6400便携式光合仪和快速叶绿素荧光仪,对干旱胁迫条件下的芦苇叶片光合生理以及芦苇生长状态进行测量分析。结果表明,干旱5d后,芦苇叶片光合速率小幅下降,干旱15d后,其光合速率明显下降,芦苇生长受到显著抑制;干旱胁迫下,芦苇叶片叶绿素含量先增加后减少;芦苇叶片光系统II(PSII)对干旱胁迫反应较敏感,在干旱20d后,其光合电子传递能力和光合性能指数下降,热耗散增加。在干旱胁迫初期,芦苇叶片光合速率的下降以气孔限制为主;在干旱胁迫后期,非气孔限制与气孔限制都起作用,其中非气孔因素主要是指光系统II活性的下降,活性反应中心减少,电子传递能力下降,降低了光系统II的整体光化学性能,进而降低了芦苇叶片的光合速率,抑制了芦苇的生长。     

4树种主要生理指标对模拟水分胁迫的响应

比较了白毛锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、驼绒藜和霸王的主要生理指标叶片含水量、自然饱和亏、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖和丙二醛（MDA）含量,在不同生长期（夏季和秋季）对不同浓度聚乙二醇（PEG=10%、20%、30%）及不同胁迫时间（0 h、12 h、24 h）模拟水分胁迫的响应差异。结果表明：①霸王、驼绒藜抗干旱损伤的能力总体比两种锦鸡儿强;②同样处理水平下,种间SOD活性差异不显著,各指标夏秋响应差异显著,秋季较夏季敏感,树种抗旱能力与生长期及生理状态有密切的关系;③相关性分析表明,水分胁迫后水分亏缺大的树种,质膜受伤重,SOD保护酶与可溶性糖对树种抵抗水分胁迫起到一定的保护作用,调节协同机制及响应时间存在差异。     

沙埋对小麦(Triticum aestivum)生长的影响及其生理响应

为了解沙埋对小麦(Triticum aestivum)生长的影响及其生理响应,2010年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下小麦的存活率、株高、地上地下生物量、籽实产量、丙二醛(MDA)含量、膜透性、保护酶(超氧化物歧化酶,SOD;过氧化物酶,POD;过氧化氢酶,CAT)活性和渗透调节物质含量变化。结果表明:随着沙埋深度的增加,小麦存活率、株高、地上地下生物量和籽实产量均显著下降,完全沙埋下第6天以后植株全部死亡。沙埋第6天,随着沙埋深度的增加,MDA含量、CAT活性、可溶性糖含量下降,POD活性变化不明显,但膜透性、SOD活性和脯氨酸含量显著增加。沙埋第12天,随着沙埋厚度增加,MDA含量和膜透性,SOD、POD和CAT活性,脯氨酸和可溶性糖含量均显著增加。沙埋导致小麦死亡率增加、株高及生物产量下降的主要原因不是水分胁迫,沙埋导致的光合面积降低、黑暗和无氧呼吸可能是其死亡和生长受到抑制的主要外部因素,而膜脂过氧化导致的膜透性增加可能是其死亡或生长受到抑制的主要生理机制。保护酶活性增强和渗透调节物质含量增加,对于减轻其细胞膜受损和防止细胞质渗漏起到了重要作用。     

不同生境下红砂(Reaumuria soongorica)的生理生化特征及适应性

测定了荒漠地区超旱生小灌木红砂在3种生境(山前荒漠、山前戈壁和中游戈壁)下的叶片水分状态、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量,以探讨荒漠植物在不同生境下的生理生化特征及对荒漠极端环境的适应机制。结果表明:在3种生境下,红砂叶片相对含水量和叶片水势随着土壤含水量的下降而下降,叶绿素含量随着土壤含水量的下降而升高。随着生境土壤干旱的加剧,超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,而过氧化氢酶活性下降。在土壤含水量较少的戈壁生境,渗透调节物质含量上升。SOD和POD活性的升高是红砂抵御干旱环境的主要抗氧化保护机制;渗透调节在红砂叶片适应干旱胁迫的过程中发挥着重要作用,高的渗透调节能力使红砂在水分不足的条件下维持较低的渗透势,有利于植物吸水,从而增强其耐旱性。     

4种荒漠植物的抗氧化系统和渗透调节的季节变化

研究了塔克拉玛干沙漠南缘4种荒漠植物的水势、渗透调节物质和抗氧化系统的季节变化。结果表明,4种荒漠植物的清晨水势和午后水势的最低值出现在7月,最高值出现在6月,说明在此区域,6月植物的水分状况相对较好,7月植物的水分状况最差。骆驼刺的MDA含量和活性氧（O-2和H2O2）积累随着季节变化均呈上升趋势,表明骆驼刺的膜脂过氧化和膜伤害随季节推进逐渐加剧;柽柳、花花柴和沙拐枣的MDA含量和活性氧积累最高峰值分别出现在7月、7月和8月,说明在水分亏缺最严重的7月和8月,植物面临的膜脂过氧化程度亦最高。4种植物的渗透调节物质积累和抗氧化酶活性的变化,与膜脂过氧化几乎同步。其中,柽柳是以脯氨酸和可溶性糖两者的积累来调节细胞质渗透势以适应极端环境,脯氨酸的积累是沙拐枣应对水分胁迫的主要物质之一,骆驼刺是以可溶性糖的积累来应对水分亏缺,花花柴这两者含量都不高,分析可能是以无机离子作为渗透调节物质。4个月SOD、POD和CAT活性的均值排序均为柽柳>沙拐枣>骆驼刺>花花柴,说明在整个生长季中,柽柳的活性氧积累最为严重,其保护酶SOD、POD和CAT对活性氧的清除均起到关键作用。     

模拟降雨对齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)生理特性的影响

新疆古尔班通古特沙漠地表具有发育完好的生物土壤结皮,本文以参与组成生物土壤结皮的优势藓类———齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)为研究对象,在实验室内对其进行模拟降雨处理,降雨量分别为0mm(对照)、2mm、6mm、10mm和15mm,研究模拟降雨影响下齿肋赤藓植株含水量、光合色素含量及可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)、丙二醛含量的变化,以探讨其对降雨的生理生化响应。结果表明:随降雨量的增加,齿肋赤藓植株含水量显著增加;随齿肋赤藓植株含水量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;随降雨量增加,抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性和可溶性糖含量呈大致递减的趋势,游离脯氨酸和丙二醛含量呈先下降后上升的变化趋势。在干燥状态下齿肋赤藓通过提高体内保护酶(SOD、CAT和POD)活性,增加可溶性糖和游离脯氨酸含量来抵御外界干旱胁迫的环境;而降雨能够增加齿肋赤藓植株含水量,激活其光合生理活性,显著提高光合色素含量,但是降雨量过大又将加剧齿肋赤藓膜脂过氧化的程度。     

NaCl处理对多枝柽柳(Tamarixramosissima)生长及生理的影响

以1年生多枝柽柳(Tamarix ramosissima)幼株为材料,采用盆栽试验研究不同浓度(0、50、100、200、400 mmol·L^-1)NaCl处理对多枝柽柳生长状况及叶片过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶( POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,水势,可溶性糖和脯氨酸含量的影响.结果表明:低浓度(≤100 mmol·L^-1)的NaCl处理对多枝柽柳株高、冠幅面积、分枝数和叶、枝干重具有促进效应;高浓度(≥200 mmol·L^-1)的NaCl处理抑制了多枝柽柳生长,对侧根干重的抑制作用大于对冠幅面积、分枝数、叶干重、枝干重及株高的抑制.H₂O₂和MDA含量在低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下较对照未出现积累现象,随NaCl浓度升高(≥200 mmol·L^-1)二者含量较对照出现显著积累.低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下,多枝柽柳叶片SOD、POD、CAT和APX活性较对照均有所提高,高浓度的NaCl处理下SOD和POD活性开始降低.多枝柽柳叶片水势随NaCl处理浓度升高呈显著下降趋势.低浓度(≤100 mmol·L^-1)NaCl处理下脯氨酸和可溶性糖含量较对照呈上升趋势.     

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。     

土壤水分含量对虉草幼苗保护酶与渗透调节物质的影响

以虉草幼苗为试材,通过为期50 d的室内盆栽控水试验,按照土壤水分含量设置7个水分梯度：（10±0.5）%、（15±0.5）%、（20±0.5）%、（25±0.5）%、（30±0.5）%、（40±0.5）%（土壤水分饱和）和51%（淹水2 cm）,研究了不同土壤水分含量对植物的抗氧化酶活性、丙二醛含量、可溶性蛋白含量的影响。结果表明：（1）土壤水分含量在20%~35%之间时SOD （超氧化物歧化酶）活性较高,低于20%和高于35%时,SOD活性下降,且在不同土壤水分含量下试验50 d的SOD活性均大于试验25 d的。（2） CAT（过氧化氢酶）与POD （过氧化物酶）活性达极显著相关p<0.01,均随土壤水分含量的增加呈先大幅下降后平稳再小幅上升的趋势。（3） MDA （丙二醛）含量与SOD活性趋势相反,随土壤水分含量的增加不断下降,在试验25 d时淹水组略有上升。（4）可溶性蛋白在20%~40%之间时含量较高,植株生长状况较好,在干旱和淹水胁迫条件下可溶性蛋白含量呈下降趋势。由此可见：当虉草幼苗受到干旱等胁迫时,虉草幼苗会开启抗氧化酶系统以保护植株组织,可长时间的胁迫或者胁迫超过其耐受范围（土壤水分含量小于20%或处于土壤水分过饱和淹水条件）就会不同程度的破坏植物的防御系统从而影响其生长发育。     

基于PEG胁迫响应的不同地理种源沙拐枣抗旱性评价

以甘肃省3个地理种源沙拐枣幼苗为试材,采用PEG模拟胁迫方法,研究不同浓度PEG胁迫处理对沙拐枣幼苗的脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等生理指标的影响,并通过隶属函数法对3个地理种源的材料进行抗旱性综合评价。结果表明,3个地理种源幼苗各项指标在不同强度PEG胁迫处理下总体变化趋势基本一致,各处理间差异显著(P<0.05)。各指标在3个地理种源间增加幅度排序分别为Pro含量是武威>酒泉>张掖,SS含量是酒泉>张掖>武威,MDA含量是武威>张掖>酒泉,SOD是武威>张掖>酒泉,而POD活性则是酒泉>武威>张掖。对沙拐枣抗旱性分析发现,3个地理种源沙拐枣的抗旱性顺序为武威>张掖>酒泉。不同地理种源沙拐枣的耐旱机制虽存在差异,但保护酶系统调节机制是其对生态环境适应的生理反应共性。     

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。     

逐渐干旱胁迫下生物土壤结皮中真藓和土生对齿藓的活性氧清除机制

真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)是腾格里沙漠南缘沙坡头地区生物土壤结皮中重要的藓类植物组成成分。我们以真藓和土生对齿藓为材料,研究了逐渐干旱胁迫下两者的活性氧(ROS)清除机制及其差别。结果表明,逐渐干旱胁迫下,真藓的H2O2含量略微升高,丙二醛(MDA)含量显著下降,可溶性蛋白含量变化不大。在逐渐干旱胁迫下,真藓以过氧化氢酶(CAT)为主,超氧化物歧化酶(SOD)为辅,清除其体内活性氧自由基(ROS),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)作用不明显,而谷胱甘肽还原酶(GR)和还原性谷胱甘肽(GSH)则主要在中度干旱胁迫下起作用。逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓的H2O2和MDA含量均显著上升,而可溶性蛋白含量显著下降。在逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓以GSH为主,SOD、CAT为辅,清除其体内ROS,APX和GR的作用不明显,而POD则主要在中度干旱胁迫下起主要作用。     

外源Ca2+对藏药独一味幼苗速冷冻抗性的效应

 利用不同浓度CaCl₂喷施独一味两对叶龄幼苗,然后分别迅速置不同低温（4 ℃、0 ℃和-4 ℃）处理48 h,以28 ℃为对照,处理结束测定幼苗叶片叶绿素含量、细胞膜稳态性、抗氧化酶活性和膜质过氧化等指标的变化,旨在揭示外源Ca2+对提高独一味幼苗速冷冻抗性的作用效应,为独一味人工驯化栽培提供理论依据。结果表明,独一味幼苗对0 ℃及以上低温速冷冻表现较强的适应性。喷施15 mmol\5L-1的CaCl2能显著诱导增强独一味幼苗叶中SOD、POD活性,降低膜质过氧化程度,增强细胞膜系统的稳定性,有效改善独一味幼苗的速冷冻抗性,缓解速冷冻胁迫对幼苗的伤害,使叶绿素含量维持在较高水平,为适宜条件下迅速恢复生长奠定了良好基础。