沙冬青种子萌发期抗逆性研究

 利用不同浓度的聚乙二醇(PEG)和NaCl溶液处理沙冬青种子,测定种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗叶片电导率、可溶性蛋白含量及丙二醛(MDA)含量。结果表明,随着胁迫强度增加,沙冬青种子萌发能力下降,幼苗叶片电导率上升,MDA含量上升。PEG浓度由5%升至15%时可溶性蛋白质含量上升,超过15%时,可溶性蛋白含量下降; NaCl浓度在0到1.5%范围内,沙冬青幼苗可溶性蛋白含量随NaCl浓度增大而上升。对两种胁迫条件下生长及生理指标的综合分析表明,沙冬青在种子萌发期和幼苗期有较强的抗旱和抗盐能力。     

不同深度淹水下南荻幼苗生长和生理特性室内模拟研究

以南荻(Triarrhena lularioriparia)幼苗为实验材料,设置了淹水深度为0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、淹没植株(南荻植株全部没于水下)的实验组以及对照组(常规浇水,土壤水分含量为45%),从2017年5月3日～6月1日,在室内进行30 d实验,研究淹水对南荻幼苗生长和生理特征的影响。研究结果表明,随着淹水深度的增加,南荻的生长减缓甚至停滞,叶片数减少,水下叶片变黄、变薄,并生出不定根;南荻叶片的抗氧化酶活性和丙二醛含量都呈现单峰型变化;当淹水深度为20～30 cm时,实验结束时,南荻叶片的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性最大,分别为153.52 U/(g·min)、1 139.17 U/(g·min)和63.61 U/(g·min);当淹水深度为10 cm时,实验结束时,南荻叶片的丙二醛含量最大,为113.77 nmol/g;当淹水深度为30 cm时,南荻叶片的可溶性蛋白含量最小,为1.00 mg/g;与淹水前相比,淹水后的南荻根系活力减弱,并随着淹水深度的增加不断减弱,在淹没条件下,南荻根系活力最弱。     

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。     

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。     

盐胁迫下梭梭幼苗膜脂过氧化和保护酶活性

使用0、50、100、200、350、500 mmol/L NaCl处理梭梭幼苗,分三次取样,并测其相应指标,结果表明梭梭幼苗细胞膜透性在10天时保持稳定;当胁迫到20天、30天时,同化枝膜透性随盐浓度的增加及胁迫时间的延长逐渐增加.整个试验过程中,丙二醛含量逐渐增加,但前期增加幅度不大,后期梭梭幼苗同化枝的丙二醛含量在NaCl胁迫30天时为2.569 μmol·g-1.SOD和POD活性在整个试验过程中相对于对照而言整体呈增加趋势,但在前期增加得较快,后期较慢.CAT活性在整个过程中则一直呈增加趋势.     

胡麻生理生化代谢指标对干旱胁迫的响应及其模拟模型的研究

为进一步研究胡麻生理生化代谢指标响应干旱胁迫时对胡麻产量的影响,采用盆栽控水法模拟胡麻干旱胁迫,依据2013—2014年甘肃省定西市西巩驿镇胡麻试验数据,建立并检验胡麻干旱胁迫模型,模拟干旱胁迫时对胡麻生理生化指标及产量影响,利用均方根误差（RMSE）和决定系数（R²）描述模型拟合度。结果表明：（1） 模型产量模拟值的RMSE为41.3159~155.6685 kg·hm^-2,平均值为80.1837 kg·hm^-2;R²为0.8929~0.9894,平均值为0.9387,该模型具有较好的拟合度、可行性也较强。（2） 在重度干旱胁迫下,抗氧化代谢指标——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）中,CAT活性表现趋势为下降,终花期POD活性增幅（26.09%~28.00%）最大;渗透调节的3种物质含量均显著上升,其中脯氨酸增幅最大,达236.22%。（3） 呈现出极显著相关性的各指标有3组,分别是脯氨酸与叶绿素、丙二醛和CAT活性;可溶性蛋白与丙二醛和CAT活性;POD活性与SOD活性。胡麻生理生化指标响应不同程度干旱胁迫与胡麻的产量有极强的关联,此模型的建立是对胡麻生理生化指标响应干旱胁迫的科学补充,进一步为胡麻的高效生产管理及农业生产系统提供理论依据和支持。     

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。     

外源NO对野生早熟禾幼苗抗寒性的影响

以野生草地早熟禾（Poa pratensis）和硬质早熟禾（Poa sphondylodes）为材料,通过人工室内模拟低温逆境胁迫,研究外源一氧化氮（NO）供体亚硝基铁氰化钠（硝普钠,SNP）对低温胁迫下野生早熟禾幼苗生长、渗透调节和抗氧化系统的影响,探讨外源NO提高早熟禾抗寒性的生理机制。结果表明,低温胁迫下：0~700 μmol·L^-1浓度范围内,随SNP浓度的增大,两个供试材料的地上生物量和生长速度先增大后减小,相对膜透性、丙二醛（MDA）含量、游离脯氨酸（F-Pro）含量先减小后增大,可溶性糖（SS）和可溶性蛋白（SP）含量先增加后减小,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性先增强后减弱;高浓度NO产生伤害,低浓度NO则有保护作用;SNP浓度100 μmol·L^-1时,膜脂过氧化水平最低,渗透调节物质积累最多,保护酶活性最强,对低温胁迫的缓解效果最佳。硬质早熟禾对低温胁迫下外源NO的缓解较草地早熟禾敏感。     

盐胁迫对红砂(Reaumuria soongorica)种子吸胀过程中生理特性的影响

以0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的NaCl和CaCl2溶液处理红砂(Reaumuria soongorica)种子,探讨了两种盐胁迫对种子吸胀过程中生理特性的影响及对种子的伤害程度。结果表明:红砂种子发芽率随两种盐胁迫的加剧极显著下降。种子丙二醛(MDA)含量在NaCl溶液胁迫后先下降后上升,在盐溶液浓度为1.0%时达到最小值,在2.5%处达到最大值;经不同浓度的CaCl2溶液胁迫后,MDA含量呈上升趋势,且均高于对照,最大值出现在3.0%处;种子内可溶性糖含量随NaCl和CaCl2溶液浓度的增大先下降后上升,分别在盐溶液浓度为1.0%和2.0%时达到最小值;种子过氧化氢酶(CAT)活性的变化较小;过氧化物酶(POD)活性随两种盐浓度的增加显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)的活性随两种盐溶液浓度的增加先下降再上升又下降,但总体低于对照。经综合分析得出,CaCl2对红砂种子的伤害程度大于NaCl。     

铅、镉及其复合胁迫对黄菖蒲幼苗生长和生理抗性的影响

采用液体培养法,研究了铅(Pb)和镉(Cd)及其复合胁迫对黄菖蒲(Iris pseudacorus)幼苗生长及生理的响应。将黄菖蒲幼苗培养于250mL培养瓶中,以1/2Hoagland营养液预培养7d后,然后进行500mg/LPb、25mg/LCd和500mg/LPb+25mg/LCd复合胁迫处理,28d后测定幼苗的各项生长及生理指标。结果表明,在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb胁迫下,黄菖蒲幼苗地上部和地下部干重与对照相比都显著下降,所有处理的地下部干重与对照处理相比都显著下降;在所有处理下,幼苗的叶绿素a含量都下降;在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb处理下,幼苗的叶绿素b和胡萝卜素含量下降都不显著;在500mg/LPb和25mg/LCd+500mg/LPb处理下,幼苗根和叶中的丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量和过氧化物酶(POD)活性都增加,但是在25mg/LCd处理下,幼苗根和叶中的POD活性和叶中的MDA含量都显著减少。Pb和Cd可以有效诱导黄菖蒲幼苗Pro的合成,能提高黄菖蒲幼苗的抗性。     

盐角草(Salicornia europaea)对NaCl处理的生理响应

用含有NaCl的Hoagland培养液处理盐角草(Salicornia europaea)11d。检测其鲜重,干重,离子含量,电导率,溶解性总固体(TDS)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)浓度。结果表明:随着NaCl浓度的增加,盐角草干重和鲜重呈现先上升后下降的趋势,相对电导率、TDS、SOD、POD、CAT及MDA均呈现先下降后上升的趋势,在NaCl溶液浓度为200mmol·L-1左右时,干重和鲜重的值达到最大,电导率、TDS、SOD、POD、CAT、MDA含量达到最小值;500mmol·L-1和800mmol·L-1时,SOD和CAT活性下降,电导率、TDS、POD、MDA含量则急剧上升。由此说明,一定浓度的NaCl溶液促进了盐角草的生长,200mmol·L-1左右是其生长的最适浓度,500mmol·L-1和800mmol·L-1高盐浓度会对盐角草的膜结构、酶系统等造成不同程度的损伤。盐角草主要将Na+、K+积累在地上部,且随着NaCl处理浓度的增大,Na+含量逐渐增加、K+含量逐渐降低,这可能是盐角草调节细胞内离子平衡对抗盐胁迫的一种适应策略。     

钠盐对冬小麦抗旱性增效作用调控机理的生理生态学分析

以冬小麦（烟台-2070）为实验材料,苗期对冬小麦进行不同浓度钠盐(NaCl、Na2CO3、Na2SO4)处理,在随后进行的干旱胁迫和复水过程中进行叶片抗逆生理指标变化对比分析,以期探究盐处理在提高小麦抗旱性中的作用和生理调节机理,为未来干旱区农业实施盐水灌溉提供理论依据。实验采用盆栽法,将冬小麦种子盆栽,待长到第7天进行不同浓度钠盐(70 mM, 135 mM, 200 mM, 270 mM)预处理8 d, 然后进行干旱胁迫12 d和复水5 d。分别在盐处理的第4天,第8天,干旱胁迫的第4天,第8天,第12天,以及复水第5天,从不同盐处理中采集冬小麦叶片,分析叶片相对含水量、丙二醛（MDA）、脯氨酸含量及抗氧化酶活力[超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢（CAT）、过氧化物酶(POD)]的动态变化,同时测定土壤含水量。结果表明,在干旱胁迫过程中,未经盐处理的对照组和低浓度(70 mM)NaCl、Na2CO3、Na2SO4溶液处理的土壤,土壤含水量急剧下降,同时冬小麦叶片相对含水量也相应的急剧下降;而用较高盐浓度处理的土壤和冬小麦叶片含水量降低较慢。在干旱胁迫过程中,对照组冬小麦在短时间（6 d）内干旱叶片便出现萎蔫,并伴随着丙二醛、脯氨酸含量、SOD等抗氧化酶活力急剧增加并一直高于盐处理的冬小麦。相反高浓度盐处理的冬小麦在干旱处理12 d时叶片直立生长良好,叶片MDA、抗氧化酶活力均增加,但增加幅度均低于对照。脯氨酸含量随干旱胁迫增加,但随盐处理浓度增加而上升幅度减小。在复水处理5 d后,叶片含水量均增加,MDA和脯氨酸含量下降,但抗氧化酶活力仍增高。荒漠环境土壤中盐离子一方面可提高土壤和植物的保水率,提高水分利用率,另一方面激活体内的抗氧化酶系统使植物较早获得抗逆能力,这可能是荒漠植物多抗逆性形成的部分生理生化原因。     

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。     

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。     

Effects of drought stress on antioxidant enzyme, photosynthetic pigment and flavonoid pathway in two desert shrubs

Antioxidant enzyme activity, photosynthetic pigment content, and free malondialdehyde (MDA), as well as flavonoid content and the key enzyme activity in the flavonoid pathway were determined in two desert shrubs, Caryopteris mongolica Bunge and Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim. under drought stress. The free MDA content was enhanced during the experimental period, which may be an indicator of oxidative stress. Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and ascorbate peroxidase (APX) activities in C. mongholica showed a significant increase during the experiment, but catalase (CAT) activity was slightly decreased. On the other hand, POD and APX activities showed a significant increase and SOD and CAT activity data had no significant changes in R. soongorica. APX, SOD, and CAT activities were higher in R. soongorica than in C. mongholica, but MDA content was lower, indicating that the lower values of MDA were attributed to higher activities of antioxidant enzyme in R. soongorica. Chlorophyll content decreased significantly in the two shrubs during the experiment, which indicated that there was a photoprotection mechanism through reducing light absorbance by decreasing pigments content. Caretonoids content increased in C. mongholica and decreased in R. soongorica. The ratio of Chla/Chlb decreased significantly but caretonoids/Chl revealed a significant increase in the two shrubs, which could be explained as no decrease of peripheral light-harvesting complexes and a higher tolerance to drought. Total flavonoid content and the activities of phenylalanine ammonialyase (PAL) and chalcone isomerase (CHI) showed different changes between C. mongholica and R. soongorica after treatment. These values decreased in R. soongorica and increased in C. mongholica except for PAL activity. However, anthocyanin content increased in the two shrubs, indicating that there was a different regulation response in the flavonoid pathway in the two shrubs under drought stress, and anthocyanin should be an important antioxidant both in the shrubs. Our results demonstrated the different responses of antioxidant defense and drought tolerance ability between the two shrubs.     

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。     

甘肃河西干旱区温室葡萄对地表覆盖的响应

试验了温室葡萄超氧化物气化酶（SOD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性、游离脯氨酸（Pro）含量、丙二醛（MDA）含量和果粒生长对地表覆盖的响应。结果表明：整个生育期内,砂土覆盖、秸秆覆盖、秸秆+白地膜覆盖及秸秆+黑地膜覆盖都对0~40 cm土层土壤有显著的保水作用,其中秸秆+黑地膜保水性能最强（土壤含水量比无覆盖的提高14.53%,P<0.05）,且各覆盖方式的保水能力随着土层的加深而增强。秸秆+白地膜覆盖下葡萄细胞的抗氧化酶活性最高。砂土覆盖极显著（P<0.01）提高果粒内Pro含量（约增加42.40%）。砂土覆盖后葡萄果粒粒径最大,秸秆+地膜覆盖、秸秆覆盖下的果粒粒径均小于无覆盖的粒径。秸秆覆盖能够提高土壤水分含量,抑制果粒的增长。砂土覆盖可以作为温室葡萄适宜覆盖方式。     

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.