连作栽培对兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)叶片PSⅡ光化学效率和抗氧化作用的影响

为探究连作栽培对兰州百合(Lilium davidii var.unicolor)生长发育、光合作用和抗氧化生理生态的影响,测定分析了连作0、3、6、9年的共20个样地的兰州百合苗期、盛花期、蒴果成熟期、采收期的12个生长指标和18个叶片光合和抗氧化生理指标的变化。随连作年限的增加,株高、茎粗、叶面积\,生长量显著降低(P0.05)。鳞茎单重与根冠比、茎粗/株高比、壮苗指数正相关。随连作年限的增加,叶片光合色素含量显著下降,光合荧光参数劣化,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性下降,渗透调节物质丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量增加,可溶性蛋白含量降低。长期连作造成了逆境生境,引起植株活性氧代谢失调\,PSⅡ光化学效率和光合能力下降植株生长受阻。茎粗/株高比可以作为简便实用的百合植株大田生长状况评价指标。在传统栽培模式下,连续种植2茬以上生产田不宜持续种植百合。     

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。     

油蒿(Artemisia ordosica)抗旱生理生化特性研究初报

测定了宁夏沙坡头地区固沙植物油蒿体内活性氧自由基的变化，膜伤害的程度，抗氧化保护酶系统以及光合特性与叶绿素含量的变化，对油蒿适应干旱胁迫的机理进行了分析。结果表明：灌溉地油蒿的MDA、O^-2、H2O2，脯氨酸的含量以及CAT、SOD的活性低于固定沙丘的油蒿，而植物体内蛋白质的含量、POD的活性高于固定沙丘的油蒿，固定沙丘油蒿中的Chla、Chlb含量和H2O→PCIP电子传递速率低于灌溉地油蒿，因此，当油蒿受到干旱胁迫时具有一定的抗氧化胁迫的能力。     

阿拉善荒漠区几种抗旱植物游离氨基酸和游离脯氨酸的分布特征

以阿拉善荒漠区生长的多浆旱生植物梭梭(Haloxylon ammodendron)和霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、少浆旱生植物白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)和柠条(Caragana korshinskii)、中旱生植物沙米(Agriophyllum squarrosu)和绵蓬(Corispermum mongolicum)为材料, 对其游离氨基酸成分及游离脯氨酸的分布特征进行了比较研究。结果表明, 供试植物根中的总游离氨基酸含量均低于茎和叶中的总游离氨基酸含量, 其中叶中的游离氨基酸总量最高; 不同植物中的主要氨基酸组成不相同, 同一植物的不同部位主要氨基酸组成也不尽相同。少浆旱生植物体内大量积聚游离脯氨酸, 其整株中的游离脯氨酸是中旱生植物的6.0~16.0倍, 是多浆旱生植物的1.8~25.0倍。白沙蒿植株的根到茎、茎到叶, 总游离氨基酸含量以2.0倍和5.7倍的增幅增加, 其中游离脯氨酸含量增加最明显, 增幅达3.0倍和10.5倍。柠条植株也表现出同样的趋势。可见, 大量积累游离氨基酸, 特别是游离脯氨酸是少浆旱生植物适应干旱荒漠生境的重要机制。从根到茎、由茎到叶, 中旱生植物沙米和绵蓬与多浆旱生植物梭梭和霸王总游离氨基酸含量增幅都并不十分显著; 二者中的游离脯氨酸积累不占主导地位。故中旱生植物和多浆旱生植物并不主要依靠积累脯氨酸来调节渗透势确保水分的供应。     

一些沙生植物和豆科牧草的稀土效应初探

本文研究了稀土微肥对一些沙生植物和豆科牧草的肥效。研究表明：０．４％稀土微肥浸种可明显提高苗期根系活力；施用稀土一月后，植株叶绿素含量和￣（１４）ＣＯ＿２光合能力均表明，稀土可促进碳代谢；但植株体内Ｋ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ含量的增加因品种对稀土效应的不同而不同。     

红砂(Reaumuria soongorica)黄酮类物质代谢及其抗氧化活性对UV-B辐射的响应

对荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)在UV-B辐射胁迫下不同时间内(0、2、4、6、8、10d)脂质过氧化、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化以及黄酮类代谢途径关键酶活性、代谢产物及代谢产物的抗氧化活性进行了分析,探讨黄酮类代谢响应UV-B辐射胁迫的变化以及与脂质过氧化和光合色素系统的相关性。结果表明:随着UV-B辐射处理时间的延长,叶绿素含量有所降低;类胡萝卜素含量升高;膜脂过氧化程度(以丙二醛(MDA)含量表示)增加;黄酮类代谢途径关键酶黄烷酮3-羟化酶(F3H)活性呈现先增加后降低的趋势,但仍高于处理前水平,二氢黄酮醇4-还原酶(DFR)活性增强,代谢终产物总黄酮含量先降低后恢复至处理前水平,花色素苷(ANS)含量上升;DFR活性、黄酮类代谢产物ANS及总黄酮对DPPH清除率和对MDA形成的抑制率均与MDA以及光合色素系统之间存在显著或极显著的相关性。这表明次生物质黄酮类代谢途径在UV-B胁迫下发挥了抗氧化功能,提高红砂对在UV-B辐射下的自我保护能力。     

沙生植物渗透调节物对干旱、高温的响应及其在抗逆性中的作用

在科尔沁沙地选择不同类型沙地优势植物,测定了其在自然脱水、高温处理及复水后叶可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸含量的变化。结果表明,在胁迫过程中流动沙地上的沙米、欧亚旋覆花,叶片内可溶性糖积累,尤其是脯氨酸积累较高,处理12h较处理前分别增加了92.87%、10.28倍,可溶性蛋白质含量下降,在胁迫处理后植株枯死;半固定沙地上的差不嘎蒿可溶性糖增加41.57%、脯氨酸含量增加8.95倍、可溶性蛋白质下降15.04%,在两种胁迫处理后依然存活并恢复生长;固定沙地的白草和狗尾草可溶性糖增加89.82%和89.43%,脯氨酸增加2.49倍和2.53倍、可溶性蛋白质增加。因此,如果把胁迫中叶内积累的脯氨酸与胁迫后植株的存活结合起来看,两种胁迫中差不嘎蒿、狗尾草、白草体内积累的脯氨酸起保护性反应,而沙米、欧亚旋覆花的则是受害症状。     

沙漠生物土壤结皮中真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)对降雪的生理响应

以腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藓类结皮优势种真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)为研究对象,在野外条件下设置4个降雪处理,分别是无降雪(对照)、1/2降雪、1倍降雪、2倍降雪,降雪后测定植株光合色素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及丙二醛(MDA)含量,研究结皮层2种藓类植物对降雪的生理生态响应及其差异性。结果表明:随降雪量增加,真藓和土生对齿藓光合色素含量和可溶性蛋白含量均升高,且土生对齿藓含量上升趋势更明显;随降雪量增加,2物种脯氨酸含量、可溶性糖含量及丙二醛(MDA)含量均降低,且土生对齿藓可溶性糖含量与MDA含量下降趋势更明显。冬季降雪能够对结皮层藓类植物光合作用和生理活性起到一定促进作用;土生对齿藓对降雪的响应更明显。降雪量增加可能会改变藓类结皮层物种组成和结构,并对维持荒漠生态系统健康产生重要影响。     

骆驼蓬属叶中氨基酸组成与抗逆性的关系

实验结果证明：西北地区骆驼蓬属叶中总氨基酸和游离氨基酸组成中均以天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、和脯氨酸为主要组分。其中，天冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、和脯氨酸表现出种间的量值差异。不同生境下的骆驼蓬和多裂骆驼蓬均以天冬氨酸等９种氨基酸为主要组分，但因生境不同而在部分氨基酸含量上有明显差异。生于盐碱荒地的骆驼蓬，其脯氨酸含量为不同生境下同种的１１．３倍和８．８５倍。不同生境下的多裂骆驼蓬其脯氨酸含量依干旱胁迫减弱而降低。表明细胞中脯氨酸积累与植物的耐盐、抗旱性有关     

脱水对生物结皮中齿肋赤藓光合色素含量和叶绿体结构的影响

通过脱水对生物结皮中齿肋赤藓叶绿体结构特征和光合色素含量的影响研究,结果表明,在脱水过程中,齿肋赤藓光合色素含量及叶绿体结构变化特征表现为4个阶段:①启动期,脱水0～2 h,光合色素含量与完全湿润时差异不显著(P>0.05),此时透射电镜下叶绿体中基粒片层结构和类囊体清晰,纵向排列,叶绿体双层膜系统保持完好;②快速增加期,脱水2～6 h内,光合色素含量快速升高,在脱水6 h 时达最大值,此时叶绿体结构发育最为充分,嗜锇颗粒数量最多且集中分布;③相对稳定期,脱水6～10 h,光合色素含量在达到最大值后,逐渐降低,但差异不显著(P>0.05),叶绿体结构依然完整;④缓慢衰退期,脱水10 h后,直至完全干燥,光合色素含量逐渐降低,完全干燥时叶绿体趋于解体。研究还表明,齿肋赤藓光合色素含量变化明显滞后于形态结构变化,其含量在完全湿润时并非最高,而在脱水6 h时(RWC为26.4%)达最大值,而后随含水量降低而降低,与种子植物光合色素含量随含水量降低不同,这可能与其内部结构修复有关,再水化后光合色素完全恢复,说明齿肋赤藓光合色素对水分的响应是可逆的。     

准噶尔盆地新建防护林对林下土壤理化性状的影响

以准噶尔盆地西南缘克拉玛依新垦绿洲防护林(包括杨树林、沙枣林、榆树林、紫穗槐林和枸杞等)带内土壤为研究对象,测定其土壤理化性状。结果表明:不同防护林带内土壤表层的容重都低于土壤下层;新建林带后土壤肥力呈增加趋势,榆树林地土壤养分最高,沙枣和枸杞林地较低;不同建植林分的土壤盐分变化(增减)方式有差异;杨树林随着建成年限的增加,土壤中总盐含量明显降低。     

闽江河口湿地互花米草与芦苇光合特性及适应性研究

互花米草在闽江河口鳝鱼滩湿地中潮滩的入侵及快速扩张,已严重威胁到鳝鱼滩湿地的生物多样性及土著种沼泽植物生态系统的结构与功能。为了从植物光合速率的角度分析互花米草入侵及快速扩张的生理生态学机制,利用Li-6400便携式光合作用仪测定了互花米草与土著种芦苇的光合速率日进程及光合光响应曲线。结果表明,互花米草净光合速率的日均值与最大值均大于芦苇,互花米草可积累更多的光合作用产物,使其具有更快的生长速率和初级生产力。根据两种植物的光合光响应曲线可以看出,互花米草利用光合有效辐射的能力更强,显示出互花米草的高适应性。     

外源一氧化氮供体对盐胁迫下多裂骆驼蓬幼苗光合作用和叶黄素循环的影响

一氧化氮(NO)是植物体内新发现的一种活性分子。为了探讨外源NO对盐胁迫下荒漠植物光合生理响应的调节作用,以多裂骆驼蓬为试验材料,研究叶面喷施NO供体硝普钠(SNP)预处理对根施NaCl胁迫下叶片光合色素含量、气体交换参数、叶绿体Hill反应活力和ATPase活性、叶绿素荧光参数及叶黄素循环的影响。结果表明:①0.15 mmol·L-1SNP可显著缓解300 mmol·L-1NaCl胁迫下叶绿素a、b和类胡萝卜素含量及净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)的下降和细胞间隙CO2浓度(Ci)的升高;②SNP处理减小了NaCl胁迫诱导的叶绿体Hill反应活力和Ca2+-ATPase、Mg2+-ATPase活性的下降幅度;③NaCl胁迫下叶绿体最大荧光(Fm)、PSⅡ潜在光化学效率(Fv/F0)、最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)显著降低,天线热耗散(D)略微下降,初始荧光(F0)和非光化学猝灭系数(NPQ)明显提高。SNP处理使NaCl胁迫下的F0显著降低,Fm、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ、qP、NPQ和D明显提高;④NaCl胁迫引起叶黄素循环库(V+A+Z)显著降低和脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)明显提高,SNP处理使NaCl胁迫下的V+A+Z明显提高,(A+Z)/(V+A+Z)显著下降。由此表明,NO能够缓解盐胁迫下非气孔因素引起的光合速率的下降及光抑制对光合系统的破坏作用,而非光化学效率的提高和天线热耗散的增强可能是NO 保护光合系统并提高光合速率的重要机制之一。     

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。     

沙漠植物抗氧化酶活性及渗透调节物质含量与光合作用的关系

以科尔沁沙地生长的沙漠植物差不嘎蒿(Artimisia halodendron)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、扁蓄豆(Ruthenian medic)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、黄柳(Salix gordejevii)和猪毛菜(Salsola collina)为材料,研究了自然状况下光合作用、保护酶活性及渗透调节物质含量的日变化特征及相关关系。结果表明:(1)5个C₃植物光合作用日变化为中午降低类型,净光合速率(P_n)在10:00到达第1个高峰,在14:00出现第2个高峰,其中4个植物第2高峰平均P_n仅为第1高峰的37%。C₄植物猪毛菜光合作用为单峰型。(2)在第1个P_n高峰期间,伴随着光合有效辐射(PAR)增高6.5倍和气温(T_a)增高,叶片水分亏缺度(VPD)增加3~6倍、气孔导度(G_s)下降60%;叶片丙二醛(MDA)含量增加18%,P_n增加3~13倍;过氧化物酶(POD)活性(除了扁蓄豆)平均增高29%、过氧化氢酶(CAT)活性(除胡枝子)平均增加82%;叶片可溶性糖含量增加48%,脯氨酸含量(除差不嘎蒿)增加74%。(3)午间和午后在大气PAR和T_a较高、叶片VPD较大、MDA含量和P_n下降时,渗调节物含量和抗氧化酶活性仍维持较高水平。日间叶片光合特性与保护酶活性和渗透调节物质含量的日变化间具有一定的相关性。抗氧化酶(尤其是POD和CAT)和渗透调节物(脯氨酸和可溶性糖)不仅在P_n增加过程中维护细胞氧自由基代谢和水分代谢平衡,而且在P_n较低时抑制膜脂过氧化和维持水分平衡,因此它们在日间提高P_n和恢复叶片光合作用上起重要的生理保护作用。6种植物参与抗逆生理调节的抗氧化酶和渗透调节物种类上差异显著。     

盐度对三种荒漠植物渗透调节物质积累影响的研究

 以甘肃省河西走廊荒漠盐碱地生长的盐爪爪、罗布麻和苏枸杞为研究材料，测定了其在不同盐度下叶片几种渗透调节物质的含量和Na⁺、K⁺-ATPase活性。研究了3种荒漠植物对盐胁迫的生理响应及适应特征。研究结果表明，盐爪爪叶片的Na⁺/K⁺比和Na⁺+K⁺的总量均明显高于罗布麻和苏枸杞;土壤盐分增加，盐爪爪叶片的Na⁺、K⁺-ATPase活性增强，而罗布麻和苏枸杞叶片的Na⁺、K⁺-ATPase活性降低;盐爪爪可溶性糖分和脯氨酸的积累量均明显提高，而罗布麻和苏枸杞叶片可溶性糖分和脯氨酸的变化趋势不一致。可见盐爪爪对盐胁迫的耐受力和渗透调节力均强于罗布麻和苏枸杞。     

盐生植物萌发期对盐胁迫的适应研究进展

目前我国盐渍土地面积较大,尤其是青藏高原的盐渍地,常伴有干旱、半干旱的生境,导致植物不易生长,生态环境相对恶劣,这种生态现状亟待解决。盐生植物具有一定的耐盐性和耐旱性,是改善盐渍地的首选植物,种子的活力决定了种子萌发的情况,多数学者为改善严峻的生态环境开始了盐生植物引种的研究。测定种子活力有直接方法和间接方法,大多数学者采用的是直接方法,即在实验室模拟一定条件直接测定萌发率。简述了盐生植物的概况、制造胁迫的主要方法以及检测种子活力的指标,综述了近年来不同学者对盐爪爪、白刺等具有代表性的22种盐生植物在种子萌发期的耐盐性以及抗旱性的相关研究,为改善盐渍地的生态环境、提升盐渍地的生产量提供了理论基础。     

盐水处理对沙拐枣气体交换特征、光合色素和可溶性糖含量的影响

通过对室外不同浓度盐水(0、4、12、20、28 g/L粗盐)灌溉的桶栽沙拐枣(Calligonum spp.)气体交换参数、光合色素和可溶性糖含量随时间变化情况的分析结果表明:随着盐处理时间的延续,(1)低盐(4～12 g/L)处理条件下沙拐枣光合作用先逐渐增强,后又因非气孔因素限制而下降;高盐(20～28 g/L)处理条件下植株前期受气孔因素限制,后期受非气孔因素限制,光合作用严重下降.(2)不同盐处理条件下沙拐枣叶绿素a(chla)、叶绿素b(chlb)、总叶绿素(chl)含量均下降,类胡萝卜素(car)、chla/b、car/chl先增加后下降,但低盐处理较高盐处理变化小.(3)低盐处理对沙拐枣可溶性糖含量变化不大,而高盐处理下其极显著增加.因此,短期低盐处理促进沙拐枣光合作用,但长期盐处理亦使植物光合作用下降;高盐处理抑制沙拐枣生长,长期处理将导致植物死亡.     

Involvement of anti-oxidative enzymes, photosynthetic pigments and flavonoid metabolism in the adaptation of Reaumuria soongorica to salt stress

Reaumuria soongorica is a short woody shrub widely found in semi-arid areas of China. It can survive severe environ- mental stress including high salinity in its natural habitat. Thus, we investigated the involvement of anti-oxidative enzymes, photosynthetic pigments and flavonoid metabolism in the adaptation of R. soongorica to saline environments. R. soon- gorica was treated with 0, 100, 200 and 400 mM NaC1 solutions for 14 days. Soil salt content increased significantly by watering with high content of NaC1 solution, and no variation between 8 and 14 days during treatment. The levels ofpe- roxidation of lipid membranes （measured by malondialdehyde content） and the activities of three antioxidant enzymes （superoxide dismutase （SOD）, peroxidase （POD） and ascorbate peroxidase （APX）） increased under salt stress. Chlorophyll and carotenoid content decreased with increasing salt content. The ratio of Chl a/Chl b and carotenoid/Chl exhibited sig- nificant increase under 400 mM NaC1. However, total flavonoid and anthocyanin contents and key enzyme activities in the flavonoid pathway including phenylalanine ammonialyase （PAL） and Chalcone isomerase （CHI） decreased under salt stress. These findings possibly suggest that R. soongorica has an adaptation protection mechanism against salt-induced oxidative damage by inducin~ the activity of antioxidant enzymes and maintaining a steady level of carotenoid/Chl.