老芒麦幼苗糖代谢对PEG模拟干旱胁迫的响应

以青牧1号老芒麦(Elymus sibiricus cv.Qingmu No.1)为试验材料,采用不同浓度PEG模拟干旱胁迫,研究干旱对老芒麦幼苗糖代谢产物含量及酶活性的影响.结果 表明:随着干旱胁迫的持续,老芒麦幼苗体内糖代谢相关产物含量及相关酶活性均发生改变,且高浓度干旱胁迫下变化幅度更明显.其中,低浓度处理下,蔗...     

激动素对盐胁迫下老芒麦幼苗端粒酶活性及生理特性的影响

以2015年采自青藏高原高寒草地野生老芒麦为对象,研究了不同程度NaCl盐胁迫下激动素对老芒麦幼苗端粒酶活性及生理特性的影响,为土壤盐渍化地区的农业生产以及老芒麦人工草地改良提供科学依据。采用营养液砂培法,待幼苗生长至第3片叶抽出并刚展开时,对老芒麦幼苗进行不同浓度(0、50、100、150、200 mmol·L^-1)的NaCl盐胁迫处理168 h,随后用不同浓度(0、5、10、20、30 mg·L^-1)的激动素叶面喷施处理240 h并测定幼苗的端粒酶活性以及生理指标:叶绿素、游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)含量。结果表明,随着盐胁迫的增强,端粒酶活性呈现出先上升后下降的趋势,在50 mmol·L^-1的NaCl处理下,端粒酶活性达到最大值。当处理浓度大于50 mmol·L^-1时,随着盐胁迫的进一步增强,端粒酶活性逐步减小,渗透调节物质游离脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量均上升。可溶性糖在250 mmol·L^-1盐浓度下增加量最显著(P<0.05),与对照相比增加了101.5%。0 mmol·L^-1盐胁迫下经10 mg·L^-1 的激动素处理后,MDA含量下降64.9%。较高浓度激动素对盐胁迫的缓解效果显著(P<0.05),250 mmol·L^-1盐胁迫下经20 mg·L^-1激动素处理的植株,叶绿素含量较对照增加了17.3%,可溶性糖在100 mmol·L^-1盐胁迫下经20 mg·L^-1激动素处理,其含量较对照增加了165.6%。结果表明外源激动素对盐胁迫具有一定的缓解作用,适宜浓度的盐胁迫诱导了细胞端粒酶活性,高浓度盐胁迫可能造成了老芒麦细胞的氧化损伤,最终导致端粒酶活性下降。     

干旱胁迫下老芒麦遗传多样性分析

对干旱胁迫处理的20份不同居群的老芒麦10对多态性引物进行SSR分析,研究干旱胁迫处理对老芒麦遗传多样性的影响。结果显示:10对引物总扩增带数115条,平均每个引物对扩增11.5条,多态性带数为103条,占总条带数的89.57%,每对引物扩增7~15条,平均为10.3条,多态性信息含量(PIC)为0.255~0.473,平均为0.368,SSR标记效率(MI)为3.87;通过POPGENE软件得出供试材料的Nei’s遗传多样性指数(He)为0.332 4,Shannon指数(Ho)为0.492 6。NTSYSpc 2.1软件和POPGENE 32软件聚类结果均表明,胁迫处理材料与同批材料胁迫前的聚类结果差异较大。意味着干旱胁迫处理造成非编码区的微卫星序列的遗传变异和分化,致使其重复次数发生相应改变;而胁迫前后UPGMA聚类都表明产地相同的材料大多聚为一类,但不完全一致,其中,内蒙古的材料胁迫前后差异较大。分析结果表明,供试老芒麦材料间差异明显,遗传多样性丰富,应加快其开发和合理利用。     

老芒麦种质对干旱胁迫的生理响应

以3个老芒麦种质为材料,采用不同PEG浓度(0％、5％、10％、15％)模拟干旱胁迫,通过老芒麦苗期生理指标的变化,并用隶属函数对3种老芒麦抗旱性进行分析,研究老芒麦幼苗对干旱胁迫的生理响应.结果 表明:随着干旱胁迫程度的增加,老芒麦种质叶片相对含水量降低;超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等抗氧化物质均显著增加(...     

老芒麦种子染色体端粒及抗氧化防御系统对自然老化的响应

为探讨老芒麦种子响应自然老化的抗氧化作用机制和细胞染色体端粒酶活性变化规律,本试验以‘青牧1号’老芒麦(Elymus sibiricus L.‘Qingmu No.1’)种子为试验材料,研究常温贮藏1,2,4,5和6年后,老芒麦种子活力、生理生化代谢产物、抗氧化酶活性以及端粒酶活性的变化规律。结果表明：随着贮藏时间增加,老芒麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数、芽长和活力指数均逐渐降低,端粒酶活性显著升高(P<0.05),葡萄糖含量和浸出液电导率明显上升;贮藏初期,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD),过氧化物酶(Peroxidase, POD)和过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性缓慢降低,贮藏2年以后,上述指标活性急剧下降,从而加快了老芒麦种子的老化进程。老芒麦种子在自然贮藏过程中抗氧化酶活性的降低造成活性氧不能及时清除,导致细胞膜脂过氧化,膜通透性增加,继而影响了种子的萌芽以及幼苗的生长。     

聚乙二醇模拟干旱胁迫对老芒麦幼苗生长及次生代谢部分产物的影响

本研究采用不同浓度的聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG-6000）溶液对老芒麦（Elymus sibiricus L.）幼苗进行模拟干旱胁迫,研究干旱胁迫对老芒麦幼苗生长、次生代谢相关酶活性和相关产物含量的影响。结果表明：与对照相比,干旱胁迫抑制了老芒麦幼苗生长,叶片不同程度萎蔫,显著降低了叶片相对含水量（Relative water content,RWC）、株高、根长、叶和根鲜重,且中度干旱的降幅大于轻度干旱;干旱胁迫下,过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性在中度干旱胁迫中响应比轻度干旱更迅速;苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase,PAL）活性在轻度干旱20 d和中度干旱15 d时最强;两种干旱处理第15 d时,老芒麦叶片的总酚、类黄酮和单宁含量显著高于对照（P<0.05）,且中度干旱胁迫下的增幅较大。综上所述,干旱胁迫导致老芒麦幼苗生长减缓,幼苗叶片POD快速响应,表现较为敏感,POD和PAL相互协作,促进部分次生代谢产物积累,从而使老芒麦适应干旱胁迫。     

干旱胁迫对2种不同抗旱性老芒麦幼苗ROS积累及抗氧化系统的影响

为探究不同抗旱性老芒麦（Elymus sibiricus L.）材料对干旱胁迫下幼苗活性氧（Reactive oxygen species,ROS）积累和清除的影响,从而为老芒麦抗旱生理机制的研究及抗旱材料的选育提供一定的理论基础,本试验选用抗旱性差异明显的2份老芒麦材料（抗旱性强的材料,记为Q,处理组QD,对照组QC;抗旱性弱的材料,记为S,处理组SD,对照组SC）,采用砂培法培养材料,待幼苗长到2叶1心时,用含有20% PEG 6000（W/V）的1/2 Hoagland营养液进行胁迫处理,2份材料的对照正常培养。在处理7 d、14 d和21 d取样,分别测定各项指标。试验结果表明,在整个胁迫过程中,QD的株高、叶片相对含水量（Relative Water Content,RWC）降幅及ROS和丙二醛（Malondialdehyde,MDA）增幅均低于SD,但是抗氧化酶活性的增幅以及抗氧化物质的比值高于SD。与各自的对照相比,干旱胁迫21 d后,QD和SD的株高分别下降39.11%和55.20%;RWC分别下降78.34%和84.52%;O₂^·-含量分别增加235.71%和323.03%;H₂O₂含量分别增加126.19%和234.88%;MDA含量分别增加318.99%和434.81%;超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性分别增加156.20%和83.83%;过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性分别增加32.39%和30.50%;抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate Peroxidase,APX）活性分别增加58.10%和172.89%;脱氢抗坏血酸还原酶（Dehydroascorbate Reductase,DHAR）活性分别增加66.54%和11.38%;谷胱甘肽还原酶（Glutathione Reductase,GR）活性分别增加227.07%和130.29%;抗坏血酸（Ascorbic Acid,ASA）和脱氢抗坏血酸（Dehydroascorbic acid,DHA）比值（ASA/DHA）的降幅分别为52.51%和73.69%;谷胱甘肽（Glutathione,GSH）和氧化型谷胱甘肽（Glutathiol,GSSH）比值（GSH/GSSH）的降幅分别为40.94%和61.43%。综上可得,干旱胁迫下抗旱性强的材料株高和RWC降幅、ROS积累和膜脂过氧化程度显著低于抗旱性弱的材料;抗旱性强的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和GR为主,抗旱性弱的老芒麦响应干旱胁迫时以SOD、CAT和APX为主;但是整体来看,抗旱性强的老芒麦表现出更强的抗氧化防御系统。     

干旱胁迫对老芒麦DNA表观遗传变化的MSAP分析

经田间旱作选育发现,老芒麦物候期较长、植株高大、叶量丰富、穗大、牧草产量高、抗逆性较强、适应北方干旱与半干旱气候条件生长。试验采用土壤模拟干旱胁迫方法,处理18号和153号优质老芒麦材料,并对其基因组DNA进行甲基化敏感扩增多态性(MSAP)分析。结果表明:老芒麦基因组中约有58.2%~85.5%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化;随着干旱处理强度的增加,基因组DNA发生甲基化变化的位点的比率持续上升;甲基化水平及状态变化存在材料差异性。由此推论,DNA去甲基化是植物耐旱机制的一部分。     

盐碱胁迫对藜麦幼苗叶片光合特性及抗氧化系统的影响

为探究混合盐碱胁迫下碱性盐比例及胁迫时间对藜麦(Chenopodium quinoa)幼苗光合作用及抗氧化能力的影响,本研究以藜麦种子为材料,用150 mmol·L-1盐碱混合溶液处理藜麦幼苗,分析其光合特征、丙二醛含量及抗氧化酶活性的变化.结果表明:随碱性盐比例及胁迫时间的增加,各盐碱胁迫处理组藜麦叶片叶绿素含量先升...     

老芒麦、诺丹冰草结实特性的研究

对老芒麦Elymus sibilicus和诺丹冰草Agropyron desertorum的结实特性进行了调查研究.结果表明,各穗之间结实率的变化较大;小穗上各小花位置的结实是随机的,最顶部的可育小花结实率明显低于其基部小花.每穗中部所结种子重于顶部和基部种子,基部种子最轻.对每小穗而言,基部小花所结种子最重,由基部向顶部种子质量逐渐递减.种子质量的变化与穗部开花顺序表现出一致性.     

遮荫对广东西部香根草光合特性及生长的影响

研究了不同遮荫（0％,75％和94％）条件下对广东西部香根草光合特性和生长的影响。结果表明：遮荫导致叶片的光合速率下降,香根草光饱和点（LSP）和光补偿点（LCP）也有所降低,94％遮荫处理的光补偿点与对照差异极显著（P〈0．01）,但是遮荫对表观量子效率（AQY）却有不同程度的提高。遮荫使香根草叶片中叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量显著增加,75％和94％遮荫处理的叶绿素总量分别比对照增加了23．28％和19．40％。遮荫也使香根草的植株含水量显著（P〈0．05）增加,并且94％遮荫与对照差异极显著（P〈0．01）。     

模拟酸雨对种子繁殖香根草生理特性的影响

研究了模拟酸雨对种子繁殖香根草叶绿素(Chl)含量、光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和水分利用率(WUE)的影响.结果表明,酸雨胁迫使香根草Chl含量明显下降,模拟酸雨pH值3.5是影响香根草Pn、Tr、WUE的临界点,pH≤3.5影响明显,pH>3.5影响不明显.在pH值1.5影响下的各项生理指标均最低,在此影响下的香根草已受到酸雨严重伤害而不能恢复,其余处理均能恢复.     

土壤含水量对冬季移植香根草生长发育的影响

土壤过度干旱或土壤淹水抑制冬季移植的香根草的株高、分蘖、根系生长发育及千物质积累，显著降低叶绿素含量，而土壤轻度干旱和土壤水分轻度超饱和对香根草生长影响较小；叶片含水量随着土壤含水量的降低而减少，叶片水分饱和亏缺和根茎比随着土壤含水量的降低而增加。     

坡度对香根草护坡植物群落早期特征的影响

对不同坡度的相邻两边坡上香根草(Vetiveria zizanioides)护坡植物群落早期阶段连续2年的调查与分析,结果显示:(1)菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、豆科(Lentil)3类物种最早在群落中定居,3类物种数占物种总数比例为56.00%～84.62%。(2)香根草种植两年后两坡面上植物群落开始出现分化。其中,1#坡面(坡度小)有利于香根草种群的发展,但也有利于乡土植物种在其中定居,植物群落保水效果也较好。(3)秋季植物群落特征规律明显,表现为:1#坡面(坡度小)植物群落丰富度指数R、多样性指数H′、均匀度指数J′随时间上升,植物群落优势度指数C′则呈现随时间下降;而2#坡面(坡度大)表现规律则相反。(4)植物群落丰富度指数R与群落中香根草物种优势度呈显著线性负相关;多样性指数H′和均匀度指数J′与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关;优势度指数C′均与群落中香根草物种优势度呈极显著线性负相关。     

几种植物生长延缓剂对香根草矮化与分蘖形成的影响

3种植物生长延缓剂 (B9,PP333和CCC)对香根草的株高生长、分蘖速度和抽穗开花等方面都产生影响 ,但不同的药剂种类和浓度所产生的影响相差较远。在本实验浓度下 ,低浓度的延缓剂不仅不抑制香根草的株高生长 ,而且还有显著的促进作用 ,高浓度的B9虽有抑制作用 ,但这种抑制也只是短期的。延缓剂对分蘖的形成具有促进作用 ,其中以 4 g/L的B9对分蘖的促进效果最显著 ,PP333明显地提早和促进香根草的抽穗扬花 ;而CCC的总体作用效应最弱。总之 ,3种延缓剂对香根草的作用效果比对一般作物的作用效果差 ,这可能是香根草的抗性较强 ,常规浓度的延缓剂对它不能产生明显影响所致     

夏季高温条件下香根草耐旱性研究

夏季高温条件下香根草Vetiveria zizanioides耐旱能力很强,在高温干旱条件下停水可持续24～42 d之久.试验研究表明:高温条件下随着受旱时间的推移,地上部生长受到抑制,分蘖下降,株高降低,茎叶含水量下降,叶片受伤害程度变重,同时地下部根系生长也受到抑制,根体积和根生物量几乎不再增加;不同高温条件下香根草的耐旱能力不同,温度高,香根草受伤害就越重、越明显,持续耐旱时间变短,返青复活的可能性变小.     

NaCl胁迫对老芒麦种子发芽及幼苗荧光特性的影响

采用不同浓度NaCl溶液(0,100,150,200,250 mmol·L^-1)处理老芒麦(Elymus sibiricus)种子,通过种子发芽特性和幼苗荧光特性的变化,研究其种子和幼苗对盐胁迫的反馈机制,为老芒麦在盐碱地的建植提供参考。结果表明:不同NaCl浓度处理对老芒麦种子发芽特性具显著影响,老芒麦种子的发芽率、根长、苗长、发芽指数和活力指数均随NaCl浓度的升高而降低;不同NaCl浓度处理显著影响老芒麦幼苗叶绿素荧光特性,随着NaCl浓度的升高,幼苗叶片初始荧光(F_o)、最大荧光(F_m)、可变荧光(F_v)、PSⅡ光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o)值均呈降低趋势,量子产量(Yield)与荧光光化学淬灭系数(qNP)无明显变化;随NaCl浓度增加非光化学淬灭系数(qNP)呈先升后降的趋势,当NaCl浓度为200 mmol·L^-1时qNP值开始降低。     

淹水对粤选1号匍匐翦股颖保护酶活性的影响

淹水1~5 d对粤选1号匍匐翦股颖及原品种Penncross叶片膜脂过氧化与保护酶活性影响的研究结果表明,2品种叶片丙二醛(MDA)含量随植株淹水时间延长先升后降,粤选1号仅在淹水3 d时MDA含量略高于Penncross,其余时间均低于Penncross。2品种叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随植株淹水时间延长呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性为先升后降,但淹水期间粤选1号匍匐翦股颖叶片保护酶(SOD,POD和CAT)活性远高于Penncross。     

亚精胺对水分胁迫下白三叶脯氨酸代谢、抗氧化酶活性及其基因表达的影响

以广泛栽培的“拉丁诺”白三叶为供试材料,对其在不同水分胁迫处理下叶片相对含水量、活性氧成分、膜脂过氧化产物、抗氧化酶活性、脯氨酸含量及其代谢酶活性等生理指标进行测定,并利用RT-PCR技术分析4种抗氧化酶基因在不同胁迫条件下的表达特性,分析外源亚精胺缓减水分胁迫的效应。结果表明,水分胁迫下白三叶叶片相对含水量逐步降低,活性氧和丙二醛含量不断升高,外源亚精胺能显著提高胁迫下叶片相对含水量,有效降低活性氧和膜脂过氧化产物的积累;外源亚精胺使水分胁迫下白三叶抗氧化酶活性和基因表达量发生改变,提高了水分胁迫下白三叶叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化酶(APX)基因的表达从而提高抗氧化酶活性,缓解了水分胁迫造成的氧化胁迫伤害;外源亚精胺提高了脯氨酸合成代谢关键酶Δ’-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)和分解代谢关键酶脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,促进了水分胁迫下脯氨酸的代谢,但对脯氨酸合成代谢鸟氨酸途径中关键酶——鸟氨酸转氨酶(OAT)没有影响。外源亚精胺能有效提高白三叶的抗水分胁迫能力,这与亚精胺诱导了胁迫下白三叶抗氧化酶基因表达,提高抗氧化酶活性和促进脯氨酸的代谢从而减轻由水分胁迫造成的氧化伤害、稳定了细胞膜系统及提高渗透调节能力密切相关。