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。     

盐生植物萌发期对盐胁迫和干旱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,生态环境日渐恶劣,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。本文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,综述了近年来各位学者对盐爪爪、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依据。     

白草和赖草无性系生长对干旱胁迫的反应

研究桶栽条件下干旱胁迫对白草和赖草无性系生物影响的结果表明:干旱胁迫对白草和赖草无性系的生长均具有抑制作用,但同一胁迫强度所导致的抑制程度因植物种类的不同而各有差异。在形态方面,白草的根茎总长度和总芽数大于赖草,而节间长度则小于赖草,产生的分株数目也比赖草多;在生物量的分配上,白草比赖草对地下部分的投资更多,须根所占的比例更大。白草无性系因具这些可塑性变化而比赖草对干旱胁迫更具适应性。     

荒漠植物红砂在持续干旱胁迫下的光保护机制研究

红砂（Reaumuria soogorica）是一种广泛分布于中国半荒漠地区的多年生半灌木,自然生境下具有很强的耐旱、耐高温和高辐射的能力。本实验在人为控制水分进行持续干旱胁迫的过程中,通过测定红砂的气体交换和叶绿素荧光参数的日变化来研究红砂干旱胁迫下的光保护机制。结果表明,土壤相对含水量下降的过程中,红砂叶片水势也相应地下降;净光合速率（Pn）的日变化由‘双峰型’逐渐趋向‘单峰型’;水分利用效率（WUE）随着干旱程度的增加而升高,植物接近休眠时下降;净光合速率 (Pn)、PSⅡ最大光化学效率 (Fv/Fm)和PSⅡ非循环式电子传递效率(ΦPSⅡ)在中午都明显降低;干旱胁迫下初始荧光(F0)出现明显的升高,日变化趋势为先上升后下降。说明红砂在干旱期间,采取了依赖于叶黄素循环的热能耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种光抑制的保护机制来度过干旱维持生存。     

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。     

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。     

陇中黄土高原区旱地春小麦产量对干旱胁迫响应的模拟研究

为进一步探明陇中黄土高原区旱地春小麦产量形成对不同干旱胁迫的响应机制,依据甘肃省定西市安定区凤翔镇安家沟村2016—2018年大田控水试验数据以及定西市安定区1971—2018年气象数据,验证农业生产系统模拟(Agricultural production systems simulation,APSIM)模型模拟不同...     

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。     

木豆种子萌发生理对干旱胁迫的响应--岩溶水和外源水处理的对比

本文通过对比岩溶水环境与非岩溶水环境（外源水）中木豆种子的萌发生理对干旱胁迫的响应,来探究木豆对岩溶环境的适应性。结果表明：（1）在20% PEG-6000的干旱胁迫时,岩溶水培养下的木豆种子7天的种子萌发率、活力指数、发芽指数、生物量均大于外源水处理组,种子萌发胁迫指数显著小于外源水处理组,表明岩溶水环境对木豆种子萌发更有利;（2）在无干旱胁迫时,岩溶水培养下的木豆种子MDA、SOD活性均小于外源水组,但在干旱胁迫时,SOD活性显著高于外源水组,表明岩溶水中木豆SOD能更快速的响应外界干旱胁迫,提高自身的活性来减少其对植物的毒害;（3）在有和无干旱胁迫时,岩溶水组可溶性蛋白均高于外源水组,游离氨基酸均低于外源水组,在干旱胁迫时这种差别更明显,表明岩溶水环境更有利于可溶性蛋白的积累而形成较大的生物量。因此木豆是一种适合于岩溶区高钙偏碱环境下生长的树种,对岩溶山区的植被恢复及石漠化治理有重要意义。     

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。     

干旱胁迫下4种锦鸡儿属植物叶脉密度与最低水势关系

以内蒙古中间锦鸡儿(Caragana intermedia)、小叶锦鸡儿(Caragana microphylla),新疆北部粉刺锦鸡儿(Caragana pruinosa)、多刺锦鸡儿(Caragana spinosa)为材料,探讨4种植物叶脉特征是否存在差异,是否促进干旱胁迫下叶忍耐的最低水势的分化。结果表明:中间锦鸡儿、小叶锦鸡儿叶忍耐的最低水势分别为-6.0 MPa和-6.5 M Pa,粉刺锦鸡儿、多刺锦鸡儿忍耐的最低水势分别为-4.0 M Pa和-4.4 M Pa;最低水势与一级脉密度、二级脉密度无线性关系,但随三级叶脉密度和细脉密度的增加而线性增加;最低水势随一级脉、二级脉、三级脉和细脉导管壁厚与导管腔直径比值的三次方(t/b)3增加而增加,但只与细脉(t/b)3显著线性相关。和新疆分布种相比,内蒙古分布种三级脉和细脉密度的增加,细脉抗塌陷能力的增强促进了叶干旱胁迫下忍耐的最低水势的下降。     

干旱胁迫下三江平原湿地毛苔草光合作用日变化特性研究

为了探讨干旱胁迫下毛苔草的光合特性,选三江平原湿地毛苔草（Carex lasiocarpa）无性系种群进行桶栽模拟实验,采用Li6400型便携式光合仪测定毛苔草光合作用日变化特性。结果表明：毛苔草对干旱的适应能力较强,在土壤含相对水量保持在300g／kg的干旱处理（S1）下,仍能进行光合生产,但其光合参数除气孔限制值（Ls）外,均较对照（CK,水位在0—10cm波动的自然降水）有所降低。2种水分处理下毛苔草的光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的日变化趋势均呈单峰曲线变化,干旱处理的峰值均出现在8：30,而对照处理的峰值出现在10：30;胞间CO2浓度（Ci）的日变化均呈“V”字型,干旱和对照处理的最低值分别出现在10：30和12：30。毛苔草Pn日变化过程即有气孔限制的贡献也有非气孔限制的作用。毛苔草在干旱处理下Pn与Gs和Tr均呈极显著正相关,与Ci和Ls的日变化呈不显著的负相关关系;而在对照处理下Pn与Ci极显著负相关,与Tr呈极显著正相关,而与Gs呈显著正相关关系,与Ls呈不显著的相关关系。干旱胁迫使光合速率与其它光合参数之间的相关性发生较大变化。     

甘肃几种早熟禾内源激素水平及干旱适应性

以甘肃陇西、清水、秦州野生草地早熟禾为试验材料,商用品种午夜2号为对照,采用优化的HPLC法测定了干旱胁迫下草地早熟禾叶片中玉米素(ZT)、脱落酸(ABA)和吲哆乙酸(IAA)含量的变化.结果表明:干旱胁迫后,清水和秦州野生草地早熟禾植株萎蔫死亡,相比较之下陇西野生草地早熟禾和午夜2号却能够较好地适应干旱逆境.与此同时,供试材料的ZT含量均下降,下降幅度59.25%～66.02%;ABA和IAA含量均先上升后下降,但与对照相比ABA含量显著上升,上升幅度为23.63%～59.55%;IAA含量显著下降, 下降幅度为48.34%～53.35%;此外,供试材料的ZT/IAA、ZT/ABA和(ZT+IAA)/ABA均下降,以减少生长量来主动适应干旱胁迫.在激素水平上评价材料的抗旱性大小为陇西野生草地早熟禾>午夜2号>秦州野生草地早熟禾>清水野生草地早熟禾.     

柠条适应极端干旱的生理生态机制 ——叶片脱落和枝条中叶绿体保持完整性

 为了探讨柠条适应极端干旱的生理生态机制,对盆栽柠条停止浇水造成土壤持续干旱直到叶片完全脱落,然后复水。干旱和复水期间,对土壤、叶片和枝条的相对含水量、叶片和枝条中的叶绿素含量以及超微结构进行了测定和观察。结果表明,干旱脱水过程中叶片中的色素含量下降,枝条中类胡萝卜素含量下降。复水4 d后,叶片中色素含量和枝条中类胡萝卜素含量上升并逐步达到正常水平。超微结构研究表明,柠条嫩枝的亚细胞组织中普遍含有叶绿体。正常条件下,无论是枝条还是叶片的亚细胞组织,叶绿体紧贴细胞壁。叶绿体中的类囊体排列整体有序。随着干旱的加剧,叶绿体脱离细胞壁,向细胞中央靠近。严重干旱造成了叶片叶肉细胞和叶绿体结构不可恢复性的破坏,包括外膜和膜片层结构,类囊体膜解体,淀粉粒消失,部分细胞器裂解成碎片。而嫩枝的亚细胞组织和叶绿体都保持完整。因此,柠条通过叶片脱落减少光照面积来适应极端干旱对自身造成的伤害,通过保持枝条中叶绿体的完整性和一部分叶绿素为复水条件下光合作用的快速恢复提供了保证。     

固沙植被区典型生物土壤结皮类型下土壤CO2浓度变化特征及其驱动因子研究

对固沙植被区典型分布的藻类结皮、藓类结皮和流沙下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型生物土壤结皮下土壤CO2浓度的变化特征,及土壤温度和土壤水分对它的影响。结果表明,藻类结皮和藓类结皮在0~40 cm处的土壤空气CO2浓度平均值基本保持在600~1 100 μmol·mol-1之间,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值,但三者之间的差异并不显著。土壤温度与土壤CO2浓度呈正相关关系,且在表层相关性最强,具体表现为流沙>藓类结皮>藻类结皮。土壤水分对土壤CO2浓度的影响在表层0~5 cm为流沙>藻类结皮>藓类结皮,但在下层10~40 cm处为藻类结皮>藓类结皮>流沙。