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。     

NaCl胁迫对胡杨和新疆杨幼苗体内K+、Na+和Cl-分布的影响

采用盆栽沙培,研究了不同浓度NaCl处理下耐盐性不同的胡杨和新疆杨2种杨属物种幼苗体内K+、Na+和Cl-在器官间的区域化分布及其吸收运输特性,以揭示其耐盐性差异机制。结果表明：①NaCl胁迫下,2种植物体内K+含量下降,Na+和Cl-含量增加。不同器官中,K+含量叶中最高,茎中次之,根中最低;Na+含量由高到低依次为叶>根>茎;Cl-含量在2种植物间存在差异,胡杨叶中Cl-含量最高,根中次之,而新疆杨则是根中最高,叶中次之,但均是茎中最低。就各离子变化幅度而言,胡杨体内K+含量下降幅度及Na+增加幅度均低于新疆杨;胡杨根和茎中Cl-含量增加幅度小于新疆杨,而在叶中的增加幅度大于新疆杨。②2种植物体内K+/Na+值均随着NaCl浓度的升高而降低;除了低盐胁迫的茎以外,胡杨各器官中的K+/Na+值均显著高于新疆杨。与耐盐性较弱的新疆杨相比,胡杨根-茎运输选择性SK,Na值较低,而茎-叶运输选择性SK,Na值较高,根系截留Na+的能力较强。③随着NaCl浓度的增加,胡杨根向茎运输的SCl,Na值呈降低趋势,而新疆杨呈先降低后增加的趋势。耐盐性强的胡杨根向茎运输的SCl,Na值显著高于新疆杨,而茎向叶运输的SCl,Na值均低于新疆杨（2.0%NaCl处理除外）。以上结果表明,NaCl胁迫下胡杨是将盐分离子优先积累在根系来抵抗盐害,而新疆杨则是将盐分离子优先积累在茎部抵抗盐害。胡杨细胞拒盐性及液泡对盐分离子区隔化能力、维持K+、Na+平衡的能力较新疆杨强是其耐盐性优于新疆杨的主要原因。     

单一与混合重金属在泥蚶体内的累积特征

通过室内半静态暴毒实验, 在铜、铅、镉三种重金属的单一胁迫与两两联合胁迫条件下, 研究了繁殖期泥蚶(Tegillarca granosa)对重金属的富集规律。结果表明: 泥蚶对单一Cu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的生物富集系数(BCF)分别为210.16～1 178.66、128.15～603.84 和198.84～659.37; 联合重金属胁迫条件下, Cd²⁺对Cu²⁺的富集具有一定的拮抗作用; Cd²⁺和Cu²⁺在泥蚶体内以可溶形式存在, 而Pb²⁺以不溶形式存在;Cu²⁺和Cd²⁺对泥蚶富集Pb²⁺有一定的协同效应; 砂滤海水中的暂养的泥蚶, 其体内的重金属含量除Cu²⁺外都较为稳定。     

金属离子对中肋骨条藻的胁迫效应及叶绿素a 合成的影响

研究中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长对不同质量浓度的5种金属离子胁迫的响应,探讨5种金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成的影响.结果显示:生长方面,中肋骨条藻对Cd2+和Ba2+的响应较明显,培养至第10天,Cd2+质量浓度为1、10 mg/L组生长量仅有对照组的59％及43.6％; Ba2+质量浓度为2 mg/L组到第10天是对照组的69.4％,而0.5 mg/L组超过对照组38.9％;中肋骨条藻对其他金属离子的胁迫响应不明显;叶绿素合成方面,Cd2+质量浓度为1 mg/L时,叶绿素a合成量达最高,高于对照组157％;而Ba2+质量浓度为0.5、1 mg/L时,超出对照组的116％和483％;其他金属离子对中肋骨条藻叶绿素a合成均起抑制作用,各个质量浓度组均低于对照组,其中pb2+质量浓度为0.3 mg/L、Mn2+质量浓度为1 mg/L及Li+质量浓度为0.1 mg/L时,叶绿素a含量达最低值,仅为对照组的34.1％、37.5％和17.6％;结论是质量浓度为0.5 mg/L的Ba2+可促进中肋骨条藻的生长及叶绿素的合成,对其产业化规模培养具有重要意义.     

干旱胁迫对唐古特白刺(Nitrariatangutorum)种子吸胀萌发和幼苗生长的影响

以生长在荒漠地区的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)种子为材料,采用PEG-6000模拟干旱条件,研究了6种渗透势(-0.05、-0.148、-0.295、-0.490、-0.734、-1.032 MPa)下种子吸水特性、萌发特性和幼苗生长特性.结果显示:唐古特白刺吸水速度快,效率高,3 h吸水量随水势的降低而增高;随着干旱胁迫程度的加剧,唐古特白刺种子的萌发率、发芽指数、活力指数降低,萌发起始天数推迟,初生芽高度和幼苗生长量表现出降低的趋势,而幼苗干重、根干重和根冠比均呈先升后降的趋势,表明唐古特白刺种子在适当的干旱胁迫下可以提高幼苗的抗旱性,有利于培育壮苗;唐古特白刺种子萌发对水势变化既敏感又抗旱,种子能够萌发的最低渗透势阈值为-0.490 MPa;因干旱胁迫未能萌发的种子复水后萌发率较高.唐古特白刺种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应特征对幼苗的成功定植和避旱具有重要生态学意义,但在人工栽培时保证土壤墒情应是保障建植成功的关键措施.     

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.     

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。     

MODIS短波红外水分胁迫指数及其在农业干旱监测中的适用性分析

植被土壤水分状态的微小变化能引起短波红外光谱反射率的巨大变化。利用MODIS第6波段和第7波段构建短波红外光谱特征空间,依据不同土地利用类型分析不同地物在光谱特征空间中的分布规律,提出MODIS短波红外水分胁迫指数MSIWSI。利用实测20 cm土壤相对湿度验证MSIWSI、EVI以及MPDI与实测数据相关性关系并对比分析不同指数敏感性,利用不同物候期春小麦土壤墒情分析MSIWSI指数适用性。研究结果表明:与其他指数相比,MSIWSI模型与实测土壤湿度的相关性更高;MSIWSI能够反映不同物候期春小麦土壤水分变化趋势,相关性都达到极显著性水平。     

山东平邑卓家庄金矿中的碲硒矿物特征

山东平邑卓家庄金矿富含碲矿物和少量硒矿物,通过一系列测试方法手段对其特征和相互关系进行了研究,认为该高品位金矿的形成与富碲低温热液活动密切相关.