干旱胁迫下保水剂对盘江白刺花幼苗生长和生理特性的影响

为探究保水剂(SAP)对灌木幼苗生长和抗旱性的影响,以盘江白刺花为试验材料,在盆栽条件下,测定并分析了干旱胁迫下不同保水剂处理对白刺花幼苗生长和生理指标的变化规律。结果表明:干旱胁迫下,施用低浓度保水剂显著增加了白刺花幼苗的株高、茎粗、叶长和叶宽;3种保水剂在施用浓度低于2%时,均可显著增加白刺花幼苗叶片的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,增强白刺花幼苗的抗旱性;主成分分析和隶属函数综合评价法分析表明,3种保水剂对白刺花幼苗的保水效果排序依次为:沃特保水剂钾盐型保水剂农林抗旱保水剂,且施用2%浓度的沃特保水剂可有效促进白刺花幼苗生长,减轻干旱胁迫对其幼苗的伤害,效果最佳。本研究结果为白刺花节水抗旱栽培提供了一定理论依据,可在栽培有白刺花的喀斯特山区推广使用。     

干旱胁迫下保水剂对盘江白刺花幼苗生长和生理特性的影响

为探究保水剂(SAP)对灌木幼苗生长和抗旱性的影响,以盘江白刺花为试验材料,在盆栽条件下,测定并分析了干旱胁迫下不同保水剂处理对白刺花幼苗生长和生理指标的变化规律。结果表明:干旱胁迫下,施用低浓度保水剂显著增加了白刺花幼苗的株高、茎粗、叶长和叶宽;3种保水剂在施用浓度低于2%时,均可显著增加白刺花幼苗叶片的可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,增强白刺花幼苗的抗旱性;主成分分析和隶属函数综合评价法分析表明,3种保水剂对白刺花幼苗的保水效果排序依次为:沃特保水剂>钾盐型保水剂>农林抗旱保水剂,且施用2%浓度的沃特保水剂可有效促进白刺花幼苗生长,减轻干旱胁迫对其幼苗的伤害,效果最佳。本研究结果为白刺花节水抗旱栽培提供了一定理论依据,可在栽培有白刺花的喀斯特山区推广使用。     

基于植株各器官生理响应对12种苜蓿抗旱性的综合评价

为筛选抗旱性强的苜蓿（Medicago sativa L.）品种,本试验以12个苜蓿品种为材料,利用聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG-6000）模拟干旱处理,设置了100 g·L^-1和200 g·L^-1两个胁迫梯度,分别测定叶片、茎、根颈、根系4个器官的渗透调节物质含量、抗氧化酶活性和植株根冠比,通过主成分分析计算植株各器官生理指标在抗旱性评价过程中所占权重,结合抗旱系数评价苜蓿品种的抗旱性。结果表明,在100 g·L^-1和200 g·L^-1 PEG模拟干旱胁迫下,植株的生长受到抑制,生物量、株高、叶面积、根长均减小,根冠比增加;各器官脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量增加;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性提高;在所有的生理指标中,脯氨酸、可溶性糖、过氧化氢酶活性对干旱胁迫的响应较敏感。不同器官生理调节物质的抗旱系数存在差异,叶片各指标对干旱胁迫的响应小于茎和根系,根颈脯氨酸和可溶性糖含量对干旱胁迫的响应大于叶片、茎和根系。在评价品种抗旱性时,根系可溶性蛋白含量、根颈脯氨酸含量、根颈可溶性糖含量、根系可溶性糖含量及根系过氧化氢酶活性占权重较大。综合分析得出,100 g·L^-1 PEG处理时,‘公农1号’、‘中苜1号’和‘前景’的抗旱性比较强;200 g·L^-1PEG处理时,‘骑士2’、‘东苜1号’、‘巨能2’和‘斯贝德’的抗旱性较强,可作为苜蓿抗旱栽培的参考品种。     

模拟干旱胁迫下几种冷季型草坪草抗旱性比较研究

研究了3种冷季型草坪草的6个品种在PEG-6000模拟干旱胁迫条件下的生长表现和生理指标。结果表明:高羊茅品种“家园”在干旱胁迫条件下具有较好的生长表现、在土壤中的根系分布最深、且能维持较高过氧化氢酶活性,与其他供试品种相比具有较强的抗旱能力。     

干旱胁迫及复水对伊犁绢蒿幼苗生长及生理特性的影响

为研究伊犁绢蒿（Seriphidium transiliense）幼苗对干旱胁迫的适应能力,本研究采用盆栽控水法分析了持续干旱胁迫及复水过程伊犁绢蒿幼苗生长及生理指标的变化。结果表明：随着干旱胁迫的加剧,幼苗地上部分生长逐渐减慢,重度干旱胁迫下幼苗株高和地上生物量较对照分别降低了50.29%和50.82%（P<0.01）;幼苗根长、地下生物量和根冠比则持续增加,重度干旱胁迫下各指标较对照分别增加了11.41%,10.69%和125.09%（P<0.05）;叶片相对含水量、叶绿素含量和根系活力持续下降;叶片和根系的相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖和脯氨酸含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性逐渐升高,而可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶活性则呈先升高后降低的趋势。综上所述,伊犁绢蒿幼苗可以通过调节生长和生物量的分配,并通过积累渗透调节物质和提高抗氧化酶活性来清除活性氧,维持其在干旱胁迫下的生长;复水后,叶片和根系的渗透调节物质及抗氧化酶活性大多能恢复至中度干旱胁迫水平,表明伊犁绢蒿幼苗具有较强的干旱适应能力。     

模拟干旱和氮沉降对唐古特白刺根系生长特征的影响

为深入了解氮沉降和干旱胁迫对植物生长特征的影响,本试验选择荒漠植物唐古特白刺（Nitraria tangutorum）,设置对照（田间最大持水量）与干旱（田间最大持水量的20%~40%）两个水分梯度以及0,6,36,60 mmol·L^-1 4个氮素浓度处理,研究模拟干旱和氮沉降对其根系生长特征的影响。结果表明：正常水分条件下唐古特白刺根系生长状况均优于干旱条件（P<0.05）;根直径和根尖数随着氮素浓度的增加而增加（P<0.05）;当氮素浓度为36 mmol·L^-1时,唐古特白刺的各项生长指标均表现为最佳状态。白刺各根系生长指标间相关分析表明,白刺总根长、根系平均直径、总表面积和总体积之间在水分和氮素交互作用下互相呈极显著正相关关系（P<0.01）。因此,本试验得出干旱胁迫抑制了氮素对根系生长的促进作用,而氮素的增加在一定程度上可缓减干旱对唐古特白刺的影响;在乌兰布和沙漠,干旱条件下氮沉降可能对唐古特白刺存在一定的补偿作用。     

油菜素内酯对干旱胁迫下羊草渗透调节及抗氧化酶的影响研究

受全球气候变化影响,我国牧区干旱现象日益严重,极大限制了草原生产力的提高。本文采用盆栽人工控水的方法,研究不同浓度油菜素内酯(BR)处理对羊草生长和抗旱特性的影响。结果表明干旱显著抑制植株的生长,而BR能有效减缓干旱胁迫对羊草造成的伤害。经过不同浓度的BR处理后,与干旱胁迫相比,株高、叶面积、干重、含水量、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、根系活力、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和5种抗氧化酶活性均随浓度增加而升高,但高浓度下又有降低的趋势,而丙二醛(MDA)和叶片电导率则相反,其中以BR浓度为0.1 mg/L时的抗旱效果最好。研究发现适当浓度的BR提高羊草株高、叶面积和光合色素含量,促进干物质积累和根系活力,与其降低膜脂过氧化产物MDA与质膜透性,提高脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质含量,增强超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等抗氧化酶活性密切相关。     

干旱胁迫和复水对冰草相关抗性生理指标的影响

干旱胁迫是干旱与半干旱地区限制植物生长的一个最主要的环境因子。本文研究了15 d的干旱胁迫和6 d的复水对冰草(Agropyron cristatum)叶片抗旱相关生理指标及抗氧化酶活性的影响。结果表明:在干旱胁迫下冰草叶片具有较强的水分保持能力,并且在复水过程中叶片相对含水量快速恢复;干旱胁迫对冰草光化学系统的影响较小,10 d的干旱胁迫下,F_v/F_m仅下降了6.62%;5 d和10 d的干旱胁迫对冰草叶片电解质外渗的影响与对照差异不显著,而随着干旱胁迫时间的延长,叶片电解质外渗显著升高。在水分胁迫下, 冰草超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,CAT对干旱胁迫最敏感,而POD活性下降最慢;复水后3种酶的活性升高,复水6 d后都恢复到干旱处理前的水平。由此表明,冰草的抗旱性可能和短期干旱胁迫下叶片的保水能力以及复水后叶片生理功能的快速恢复有关。     

干旱胁迫对‘早钟6号’枇杷幼苗生长及生理特性的影响

以盆栽‘早钟6号’枇杷实生苗为试材，在4个水分梯度胁迫下，对其生长特性、根系形态、光合特性及其逆境相关生理指标进行研究。结果表明：随着土壤水分含量的减少，‘早钟6号’枇杷幼苗生物量显著下降；气孔导度、蒸腾速率、光合速率下降；叶片和根系内超氧阴离子自由基迅速积累，膜脂过氧化加重，丙二醛含量显著升高；过氧化氢酶活性在轻度干旱胁迫下显著增高，而后显著降低。且随着干旱胁迫的加重，地上部生物量的变化比地下部敏感；叶片内脯氨酸、MDA和超氧阴离子自由基3者的变化也比根系快。轻度干旱胁迫增加了枇杷幼苗的总根尖数、根冠比、水分利用效率和过氧化氢酶活性，说明枇杷对轻度干旱有一定的适应能力。因此，栽培中可以通过轻度干旱增加‘早钟6号’枇杷的抗逆性，但不能过度干旱。     

水分胁迫下扁穗牛鞭草根系保护酶活性变化

在水分胁迫下,以国审扁穗牛鞭草品种广益和重高为材料,研究2种牧草根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量变化情况。结果表明,在水分胁迫期间,广益和重高扁穗牛鞭草根系MDA含量和SOD、POD、CAT活性迅速升高,在14d时达到最大值,之后MDA含量和3种保护酶活性均出现大幅度下降。研究还表明,初期MDA含量上升主要是由水分胁迫引起的,而3种保护酶活性的上升则主要是MDA含量上升所致。14d后MDA含量和3种保护酶活性的下降可能是由于2种扁穗牛鞭草在渡过干旱阈值期后,表现出一定耐受性和适应性。在研究期间,重高扁穗牛鞭草根系MDA含量始终高于广益,综合2种扁穗牛鞭草萎蔫和枯萎状况,表明广益扁穗牛鞭草抗旱能力大于重高扁穗牛鞭草。     

柱花草和苜蓿抗氧化系统及光合作用的季节性变化

为探讨热带和温带牧草对温度胁迫抗性差异的生理机制,本文比较研究了柱花草(Stylosanthes guianensis)和苜蓿(Medicago sativa)叶片抗氧化系统、可溶性糖和叶绿素荧光参数的季节性变化。结果表明:柱花草在冬季丙二醛(MDA)含量升高,苜蓿MDA含量在夏季升高;柱花草超氧化物歧化酶(SOD)活性在越冬前和越夏前升高,苜蓿SOD活性在秋冬季较高,春夏季较低;柱花草和苜蓿的过氧化氢酶(CAT)活性在越冬前均升高,但柱花草春夏季维持稳定,苜蓿CAT活性夏季升高;柱花草抗坏血酸-过氧化物酶(APX)活性全年较稳定,苜蓿的APX活性在春夏季不断升高;柱花草抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量在越冬前、后均升高,而苜蓿只在越冬前升高,越冬后维持稳定水平;柱花草和苜蓿的可溶性糖含量在越冬前均积累,柱花草积累高峰出现得较晚,且在越冬后再次大量积累,苜蓿在越冬前就大量积累,更有利于提高抗寒性;柱花草光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)和非光化学荧光猝灭(NPQ)在冬季有一定程度降低,PSⅡ光化学量子效率(Ф_PSⅡ)和光化学荧光猝灭(q_p)等叶绿素荧光参数明显降低,苜蓿F_v/F_m、Ф_PSⅡ和q_p等参数较稳定,但NPQ在春夏季不断降低。这说明,柱花草和苜蓿抗寒和抗热性的不同与其抗氧化系统、可溶性糖和PSⅡ季节性变化的差异有关。     

不同抗旱性狗牙根地上地下表型特征及内源激素对干旱胁迫的响应

为了研究干旱胁迫对不同抗旱性狗牙根形态建成及内源激素的影响,明确不同抗旱性狗牙根响应干旱的表型特征及内源激素差异,探讨狗牙根表型特征与内源激素的相关性,丰富狗牙根抗旱理论以及生产实践中利用外源激素调控其抗旱性提供参考。采用PVC管栽植狗牙根,控制不同水分达到预设梯度维持10 d,对其叶、根相对含水量、相对电导率、内源激素[吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)、玉米素核苷(ZR)、油菜素内酯(Br)]、叶部特征(叶长、叶宽、叶面积)、根部特征(总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根干重、最长根长、根系活力)进行测定,分析干旱胁迫下不同抗旱性狗牙根叶、根内源激素比例变化及表型特征与激素的相关性。结果表明,随着干旱胁迫加剧,显著降低了2类狗牙根的叶长、叶宽、叶面积、根平均直径,促进了根部生长发育;提高了叶、根ABA含量,降低了IAA、GA₃、ZR、Br含量,且IAA/ABA、GA₃/IAA与叶部指标、根部指标呈相反相关性,这均从侧面表明狗牙根叶、根在干旱胁迫下选择了相反的生存策略,即促进地下部生长,抑制地上...     

CO2浓度升高及降水变化对红砂植物碳氮特征的影响

本研究以荒漠优势植物红砂（Reaumuria soongorica） 1年生幼苗为研究对象,采用开顶式生长箱（Open top chambers,OTCs）模拟CO₂浓度变化（350和700 μmol·mol^-1）,研究了降水变化（-30%,-15%,0,+15%和+30%）及其协同作用对红砂地上和地下部分碳、氮含量与积累量的影响。结果发现：CO₂浓度倍增和降水对红砂地上和地下部分有机碳、全氮含量和有机碳积累量以及地上全氮积累量影响极显著,并且表现出极显著的交互作用。CO₂浓度倍增下,红砂地上和地下部分有机碳、C/N和有机碳积累量以及地下部分全氮显著增加。随着降水增加,红砂地上和地下部分有机碳含量和积累量以及地下部分全氮均呈增加趋势,地上和地下部分C/N呈先降后升趋势,而地上部分全氮先升后降。综上所述：未来CO₂升高时,降水增加协同高CO₂浓度有助于红砂植株有机碳积累,从而促进红砂植株对氮素的吸收,降水减少则有利于红砂调节自身碳氮平衡从而提高其抗旱性。     

降水变化和生长方式对红砂和珍珠化学计量特征的影响

为揭示典型荒漠植物不同器官养分利用和调控策略对降水变化和生长方式的响应规律，本研究以红砂（Reaumuria soongorica）与珍珠（Salsola passerina）为材料，测定了不同降水梯度（年降水量50~300 mm，Δ=50）下单生和混生红砂和珍珠不同器官中的有机碳（C）、全氮（N）含量。结果表明：随降水量的减少（干旱胁迫增加），单生红砂叶C，C/N和茎N含量逐渐减小；单生珍珠茎和根C含量整体呈增大趋势，表明干旱胁迫加剧时，单生红砂茎受N限制作用增强，但红砂会通过降低叶片有机C含量和C/N以提高生长速率；单生珍珠会选择适当地增加地下部分根系的C分配比例，并将多余的C储藏在茎中。各降水量条件下，混生红砂叶C，C/N和根C，N含量均大于单生，茎C含量小于单生；混生珍珠茎C，C/N和根C，N含量均小于单生，叶C，C/N含量大于单生，表明混生后红砂倾向于向根系分配更多C，N，而珍珠主要通过降低茎的C/N来提高地上部分生长速率。     

不同降水量条件下C3植物红砂—C4植物珍珠混生光合特性研究

为探明种间关系和降水变化对混生植物群落光合特性的影响,以C₃植物红砂（Reaumuria soongarica）和C₄植物珍珠（Salsola passerina）为研究对象,沿自然降水梯度测定单生和混生红砂与珍珠光合参数。结果表明：混生可提高红砂的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度,平均分别增加12.3%,13.7%,20.4%;而珍珠相反,平均分别减少5.5%,14.1%,28.9%。随降水的减少,混生红砂与珍珠的光合速率并没有显著提高,表明随干旱胁迫梯度增加其互惠作用并没有得到加强,并不支持胁迫梯度假说。西北干旱区和半干旱区红砂的净光合速率（Net Photosynthesis Rate,Pn）、蒸腾速率（Transpiration Rate,Tr）和气孔导度（Stomatal conductance,Gs）整体高于珍珠,平均分别增加6.6%,36.9%,27.8%,但其水分利用效率（Water Use Efficiency,WUE）低于珍珠,降低13.9%。研究表明,红砂可通过种间互惠更好地利用养分资源适应种间竞争及干旱胁迫环境,而混生珍珠竞争作用加强,在我国西北干旱和半干旱区红砂主要是通过提高光合速率来适应干旱环境,珍珠则通过提高水分利用效率来维持生长。     

钠硅互作提高白刺抗旱性的研究

采用盆栽试验,研究了单施NaCl和钠硅互作施用(NaCl和Na₂SiO₃)对白刺生长及抗旱性的影响。结果表明,1.2 g/kg NaCl和0.3 g/kg NaCl+0.72 g/kg Na₂SiO₃互作施用均能显著促进白刺的生长并提高其抗旱性。单施NaCl时,1.2 g/kg NaCl处理培育的白刺株高、根长和干重与对照相比分别增加了47%,25%和236%。钠硅互作施用时,0.3 g/kg NaCl+0.72 g/kg Na₂SiO₃互作处理对促进白刺生长并提高其抗旱性的效果要比单独施用0.3 g/kg NaCl效果更为显著;与单施0.3 g/kg NaCl处理相比,0.3 g/kg NaCl+0.72 g/kg Na₂SiO₃互作处理白刺株高、根长和干重分别增加了81%,43%和193%。这表明适量水平的NaCl和 Na₂SiO₃互作施用要比单独施用NaCl更有效地促进白刺生长并提高其抗旱性。     

干旱胁迫对4种景天科植物生理生化指标的影响

为筛选适合北方地区的屋顶绿化植物,以4种景天科植物为试材,采用盆栽控水法研究干旱胁迫对植物叶片相对含水量、相对电导率及丙二醛含量等抗旱性生理指标的影响,并结合植物生长状况及隶属函数法综合评价4种植物的抗旱能力强弱。结果表明,随着干旱胁迫时间的增加,形态上卧茎景天(Sedum sarmentosum)、长药景天(Hylotelephium spectabile)和堪察加景天(S. kamtschaticum)的评价等级为生长一般,德国景天(S. hybridum cv.Immergrunchell)生长受抑制。各种景天的叶片相对含水量都呈下降趋势,卧茎景天的相对电导率及丙二醛含量增幅较小,抗旱性较强。通过隶属函数综合评价,4种景天植物的抗旱能力大小为卧茎景天>长药景天>堪察加景天>德国景天。     

发根农杆菌介导的细茎柱花草毛状根转化体系的建立

细茎柱花草(Stylosanthes gracilis)是圭亚那柱花草(S.guianensis)的野生近缘种，具有茎秆直立、种子落粒性低、抗旱能力较强等特点。为开发一种高效的细茎柱花草毛状根转化体系，本研究以细茎柱花草子叶节为外植体及4个发根农杆菌为供试菌种，探索菌液浓度、侵染时间、共培养时间对毛状根转化效率的影响。结果表明MSU440为诱导毛状根发生的最优菌株，诱导率为88.3%。其中，该菌株诱导毛状根产生的最佳条件为菌液浓度OD600=0.3、侵染时间为15 min、共培养4 d,转化效率达34.72%。同时，获得的转基因材料通过聚合酶链式反应(PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)分子鉴定方式，证实了外源基因已整合到细茎柱花草毛状根的基因组中。因此，本研究成功建立了一种细茎柱花草的毛状根转基因体系。     

柠条抗氧化保护系统对干旱胁迫的响应

为阐明柠条(Caragana korshinskii Kom.)抗氧化保护系统在旱逆境下的适应性调节机制,采用盆栽试验,于2006年7~9月测定了不同土壤水分处理下1年生柠条苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)、过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量的动态变化。结果表明:与适宜水分条件相比,在中度及重度干旱胁迫下柠条的Car含量均长期无显著变化,CAT活性、GSH、AsA、H₂O₂和MDA含量均在一定时期显著增加(P<0.05);在中度干旱胁迫下SOD、APX和GR活性均长期无显著变化,但重度干旱胁迫下SOD与APX活性均有显著增加(P<0.05),GR活性则长期显著降低(P<0.05);在中度及重度干旱胁迫下柠条的CAT、AsA和GSH具有重要抗氧化保护作用,此外SOD与CAT良好的协同作用及中度干旱胁迫下AsA、GSH、GR与APX良好的协同作用下,能使对活性氧的清除更加有效;干旱诱导的氧化胁迫与氧化伤害在重度胁迫时更早发生。