遮荫条件下蕺菜对基质水分变化的生理适应性研究

在遮荫条件下,对栽培基质设置重度干旱、中度干旱、轻度干旱、对照处理、轻度湿润、中度湿润、重度湿润和水淹共8种水分处理,研究湿生植物蕺菜(Houttuynia cordata)对基质水分条件的生理适应性。结果表明,在基质重度干旱处理下,蕺菜地上生物量、总生物量和茎叶含水量受到显著抑制;在水淹处理下,茎叶含水量显著增加;在轻度湿润处理下,蕺菜叶片叶绿素a和叶绿素b含量最高;在中度湿润处理下,蕺菜叶片叶绿素a与叶绿素b的比值最低;随着干旱和水渍胁迫的加剧,蕺菜叶片叶绿素a和叶绿素b合成都受到抑制;并且在干旱和水淹处理下,蕺菜叶片叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值增大,相反,适度湿润能提高叶片叶绿素b含量,因此,叶绿素a含量与叶绿素b含量的比值减小。蕺菜叶片的脯氨酸积累与可溶性糖含量的调节作用具有补偿作用特征;适度干旱促进蕺菜根系活力,湿润环境下其根系活力降低,并通过糖耗补充能量维持根系活力;硝酸还原酶活性无显著变化,直观地反映了其对基质水分变化的适应性。遮荫条件下,蕺菜能适应轻度干旱至水淹的基质条件。     

香蒲对淹水生境的适应性模拟实验

为了探讨香蒲(Typha orientalis)对淹水生境的适应性,设置了0 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm和60 cm的淹水深度,于2018年3月25日～7月22日,在鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室阳光房内,进行了120 d的模拟淹水实验,测量各淹水深度下香蒲的株高、基径、叶片特征和根的生物量等生长指标,测定光合色素含量和抗氧化酶活性等生理指标,研究香蒲对淹水生境的适应性。研究结果表明,当淹水深度为0～40 cm时,淹水对香蒲的生长影响较小,当淹水深度为50 cm时,在实验进行84 d后,香蒲接近死亡,当淹水深度为60 cm时,在实验进行60 d后,香蒲死亡;当淹水深度为20 cm时,在实验的第120天,香蒲根的生物量最大,为9.97 g/株;当淹水深度为10 cm或20 cm时,在实验的第60天,香蒲叶片中的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量都达到峰值,分别为1.48 mg/g、0.47 mg/g和0.39 mg/g;0～40 cm淹水深度下的香蒲叶片中的光合色素含量明显偏高;当淹水深度为20 cm或30 cm时,在实验的第90天,香蒲叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性都达到峰值,分别为275.91 U/g、196.10 U/(g·min)和123.67 U/(g·min);淹水深度和淹水时长对香蒲株高、叶片特征、叶绿素含量、类胡萝卜素含量和抗氧化酶活性表现出交互作用(n=21,p0.01)。香蒲是一种相对耐淹的植物,能较长时间在淹水深度不超过40 cm的条件下生长,其对50～60 cm的淹水深度可以耐受60 d左右。     

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。     

镍、铜对矿业废弃地先锋植物盐生草和骆驼蓬抗氧化物质和渗透调节物质积累的影响

以盐生草(Halogeton glomeratus)和骆驼蓬(Peganum harmala)幼苗为材料,采用盆栽试验研究土壤中不同浓度(0、50、100、200、400 mg·kg-1)镍(Ni)、铜(Cu)处理对盐生草和骆驼蓬幼苗过氧化氢(H2O2)、抗坏血酸(ASA)、维生素E(VE)、谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸和可溶性糖含量的影响。结果表明,盐生草和骆驼蓬叶片及根部过氧化氢(H2O2)含量随介质中Ni和Cu浓度的增加而增加。Ni胁迫下盐生草叶片中GSH含量随Ni浓度增加呈增加趋势,根部VE含量在高浓度Ni(≥100 mg·kg-1)胁迫下显著积累;Cu胁迫下盐生草叶片和根部GSH、ASA和VE含量较对照显著积累,三者协同作用缓解Cu胁迫诱导的氧化损伤。Ni胁迫下骆驼蓬叶片GSH和ASA含量、根部ASA含量较对照显著增加;Cu胁迫下骆驼蓬叶片中GSH和ASA含量随Cu浓度增加呈上升趋势,根部ASA含量较对照显著增加,VE在100 mg·kg-1和200 mg·kg-1的Cu处理下较对照显著增加。Ni和Cu胁迫使得盐生草和骆驼蓬幼苗脯氨酸和可溶性糖含量较对照显著积累。     

小叶章对氮沉降的生理生态响应

在非淹水(W1)和淹水(W2)条件下,分4个氮处理[分别相当于氮沉降率0 g/(m2·a)、1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)]模拟了氮沉降对三江平原典型湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)生长及其碳、氮代谢等生理生态指标的影响.结果表明,随着氮沉降量的增加,小叶章的叶面积、株高、植株分蘖数、生物量(叶、茎、根)均呈增加趋势.两种水分条件下,氮沉降处理平均小叶章叶绿素、叶片可溶性蛋白和游离氨基酸含量分别较对照处理增长20.37%、10.52%和19.18%,而可溶性糖含量则下降了14.69%.1 g/(m2·a)、3 g/(m2·a)和5 g/(m2·a)氮沉降处理的净同化率分别为对照处理的1.10倍、2.80倍和3.81倍.与非淹水条件相比,淹水条件下小叶章对氮沉降率的适应能力较强,氮沉降显著促进了小叶章的碳、氮代谢水平.     

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。     

水淹胁迫下空心莲子草的光合和荧光特征及其生理和生态响应

为了筛选用于洪水淹没带和植物退化河岸带的生态恢复优先物种,选择乐安河典型河岸带优势物种空心莲子草(Alternathera philoxeroides)作为实验材料,通过模拟野外浸润、半淹和全淹下的环境条件,与对照处理(自然状态)相比,研究浸润、半淹和全淹处理下移植了14 d后的空心莲子草的光合和荧光变化特性、生理和生态适应性特征。结果表明,在浸润处理和半淹处理下,空心莲子草叶片的叶绿素含量和净光合速率变化不显著,但是,在全淹处理下,空心莲子草的最大量子产率、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数、总叶绿素含量、净光合速率和蒸腾速率都显著减小,与对照处理相比,分别减小了50.0%、57.1%、46.0%、68.9%、78.9%和92.6%;而有效量子产率和胞间CO2浓度都显著高于其它处理。随着水淹强度的加剧,空心莲子草叶片的过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性都显著增强,而过氧化氢酶活性波动变化且在全淹处理下其活性最弱。水淹胁迫抑制空心莲子草的生长主要表现在抑制茎的生长,且在全淹处理下空心莲子草的生物量和比茎重为对照处理的40.5%和57.3%。空心莲子草具有较强的耐淹性,可以作为洪水淹没后植物退化河岸带的生态恢复优势种。     

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。     

几种甘草（Glycyrrhiza）光合特性、形态特征及生物量比较

采用TPS-2型光合测定仪对乌拉尔甘草（Glycyrrhiza uralensis）、胀果甘草（G.inflata）、刺果甘草（G.pallidiflora）、光果甘草（G.glabra）和黄甘草（G.eurycarpa）栽培植株上部叶片光合日变化特征进行研究,对光合色素、形态和生物量进行测定和分析,并比较上述指标的种间差异,为甘草栽培技术和综合利用模式提供科学依据。结果表明：（1）各种的叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用率和气孔导度日变化均呈“双峰”型,峰值分别出现于12：00和16：00,14：00存在明显的光合“午休”现象;叶片细胞间隙CO₂浓度日变化均呈“W”型,峰值分别出现于08：00、14：00和18：00,低谷出现于12：00和16：00;叶片温度日变化均呈“倒V”型,峰值出现于14：00,低值出现于08：00和18：00;且各种上述指标存在不同程度的差异性。（2）各种的叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量及叶绿素总量和叶绿素a含量/叶绿素b含量大小各不相同,其中叶绿素a含量存在种间显著差异。（3）各种的主茎分枝数、叶片数、主茎高、主根长、地上部分干重、地下部分干重及总生物量存在一定的差异性。（4）净光合速率日均值与气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、叶面温度日均值和叶绿素a含量正相关,相关系数分别为0.984、0.977、0.927、0.909和0.933,与胞间CO₂浓度负相关,相关系数为-0.972。乌拉尔甘草具有较高的光合性能和经济产量,适于在该区大规模推广栽培;胀果甘草、光果甘草和刺果甘草总生物量较大,除地下部分药用外,应加强对其地上部分的开发利用;黄甘草光合性能、经济产量和总生物量均显著低于其他种,但地上部分鲜嫩,建议对其加强畜牧业方面的开发利用。     

不同地下水埋深柽柳、芦苇的生理响应

结合塔里木河中游沙吉力克断面、阿其河断面地下水位的动态监测,对柽柳、芦苇叶片的叶绿素、可溶性糖、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)等生理指标进行分析测试.研究表明,随着干旱胁迫加强,柽柳、芦苇的可溶性糖含量,MDA含量,SOD活性呈显著增加,叶绿素含量和POD活性显著减少,显示出植物受到了不同程度的干旱胁迫,并通过调节自身生理代谢过程,以增强抗旱性;柽柳、芦苇叶片各生理指标和地下水埋深存在着密切的相关关系,与可溶性糖含量、MDA含量、SOD活性呈正相关,与叶绿素含量、POD活性呈负相关;地下水位是影响塔里木河流域植物生理特征的的主要环境因子;在相同水分胁迫下,芦苇的生理过程比柽柳强烈,对地下水埋深变化更为敏感.