淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

铝胁迫对青杨雌雄幼苗生理生态特征的影响

以青杨雌雄幼苗为对象,研究铝胁迫(Al³⁺浓度为216 mg·kg^-1)下其生理生态特征及光合作用的差异.结果表明：铝胁迫下,青杨幼苗的丙二醛和可溶性蛋白含量显著增加(P<0.001),且雄株的丙二醛显著低于雌株,而可溶性蛋白显著高于雌株;雄株过氧化物酶活性显著增加、超氧化物歧化酶活性显著降低,而雌株无显著变化;雌雄幼苗的光合速率显著降低(P=0.001),雌株的蒸腾速率显著下降(P=0.007)、瞬时水分利用效率显著增加,而雄株均无显著变化;雌株幼苗的叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b值显著降低,而雄株的叶绿素a/b值显著高于雌株;雌株的比叶面积显著降低、雄株的比叶面积显著增加,而叶和茎的干物质量无显著变化.与雌株相比,青杨雄株的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合速率较高,其抗逆性更强.     

铅污染对青杨雌雄幼苗铅富集和营养特征的影响

该研究以青杨雌雄幼苗为实验材料,采用盆栽控制实验的方式,设置20.5(CK)、50(T1)和100mg·kg-1(T2)3个铅浓度水平,分析面源水平铅污染条件下青杨性别间铅的积累和营养状况的差异。结果表明:(1)与CK相比,面源水平铅污染条件下,青杨雄株幼苗的总生物量未受到显著影响,雌株总生物量显著降低,但相同处理条件下雌株生物量均显著高于雄株。(2)2个梯度的铅污染均未显著影响两种性别青杨各器官中N的浓度,且雌雄间的性别差异不显著,但T2处理一定程度降低了两种性别各器官中P的浓度;与CK相比,雄株在受铅胁迫处理时N/P逐渐增加,说明此时雄株的生长可能会逐渐受到P素营养缺乏的影响。(3)随着铅处理浓度的增加,青杨雌株幼苗对铅的积累总量逐步增加,但雄株的积累总量的增加却不显著。可见,青杨雄株在面源水平铅污染条件下的抗性和耐受性优于雌株;雌雄青杨对土壤铅污染有不同的适应策略,雌株对铅的积累策略是其生物量下降以及营养平衡受到影响的主要原因,雄株对铅低吸收的策略使其更适应在铅污染区域生长。     

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料,研究了干旱（－０．６ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（０．１５ｍｌ／Ｌ ＮａＣｌ）和低温（６℃）胁迫下,不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明,干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积累脯氨酸,且随着胁迫时间的处长而加剧。在同一胁迫条件下,耐性强的品种脯氨酸积累较少,而敏感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。     

盐胁迫对黄瓜幼苗根系脯氨酸和多胺代谢的影响

以2个黄瓜品种‘长春密刺’(抗盐性较强)和‘津春2号’(抗盐性较弱)为材料,采用营养液栽培,研究了盐胁迫对幼苗根系脯氨酸(Pro)和多胺(PAs)代谢的影响。结果表明,盐胁迫能提高黄瓜幼苗根系吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)活性,抑制脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性,从而显著增加Pro含量,且‘长春密刺’变化幅度显著大于‘津春2号’;盐胁迫下,‘长春密刺’根系精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)和S-腺苷蛋氨酸脱羧酶(SAMDC)活性升高幅度显著大于‘津春2号’,而多胺氧化酶(PAO)活性升高幅度显著低于‘津春2号’,引起其根系内亚精胺(Spd)和精胺(Spm)含量显著增加;盐胁迫下,2品种根系腐胺(Put)含量呈先上升后下降的变化趋势,随着Put积累降低,Pro含量显著增加。可见,盐胁迫诱导根系较高的Pro、Spd和Spm积累有利于提高黄瓜幼苗对盐胁迫逆境的适应能力,盐胁迫下PAs代谢和Pro代谢密切相关,Put的积累一定程度上促进了Pro含量的增加。     

内生细菌对盐胁迫下小麦幼苗脯氨酸和丙二醛的影响

以周麦18为试验材料,以内生菌252和254为供试菌株,试验采用盆栽法设置盐胁迫组、盐胁迫接菌组和对照组,研究不同盐浓度胁迫下接菌处理对小麦幼苗脯氨酸(Pro,proline)和丙二醛(MDA,malondialdehyde)含量的影响。结果表明:小麦幼苗在盐胁迫环境下,随着培养时间和盐浓度增加,盐胁迫组Pro含量先升后降。在前中期,盐胁迫组小麦Pro含量逐渐积累,提高了小麦抗逆性;在后期Pro含量较中期有一定程度下降,小麦逐渐对盐环境产生适应性。随着盐浓度升高,盐胁迫组小麦在不同培养阶段对盐环境的抵抗能力不同,每个时期对盐抵抗能力有一阈值,超过此盐浓度Pro含量下降,抵抗能力减弱。接菌处理后,小麦Pro含量升高,提高了抗盐胁迫能力,第14天时修复效果最明显,接菌252处理组和254处理组分别在盐浓度为200 mmol/L和250 mmol/L时高出盐胁迫组133.48%和91.48%。盐胁迫组MDA含量随时间延长先降后升,与Pro含量变化趋势相反。在前中期,盐胁迫组小麦膜质过氧化程度不高,对小麦正常代谢活动尚未造成严重影响,在后期MDA含量升高,盐胁迫组小麦逐渐枯萎。接菌后,降低了幼...     

外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢的影响

以小桐子幼苗为材料,设置盐胁迫(200mmol·L-1 NaCl)和外源水杨酸处理(0~2.0mmol·L-1 SA)水培试验,通过检测幼苗叶片脯氨酸含量、脯氨酸代谢关键酶活性及相关代谢酶基因的表达水平,研究了外源水杨酸对盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸代谢机理的影响。结果显示:(1)外源0.9mmol·L-1 SA处理可显著提高盐胁迫下小桐子幼苗的脯氨酸含量,上调脯氨酸合成关键酶Δ1-吡咯琳-5-羧酸合成酶(P5CS)和鸟氨酸转氨酶(OAT)活性,以及上调JcP5CS和JcOAT基因的表达水平。(2)SA也显著抑制了脯氨酸降解酶ProDH的活性及JcProDH基因的表达水平。(3)SA处理还显著提高了盐胁迫下小桐子幼苗的组织活力,降低了叶片电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量。研究发现,外源SA可通过活化脯氨酸合成的谷氨酸途径和鸟氨酸途径,以及抑制脯氨酸的降解途径来促进盐胁迫下小桐子幼苗脯氨酸的积累;外源SA处理也可提高小桐子幼苗的耐盐性,且这种提高可能与SA诱导脯氨酸的积累密切相关。     

盐胁迫激活大麦幼苗脯氨酸合成的鸟氨酸途径

２００mmol/L NaCl处理结合^14C-Ｇlu和^14C-Arg叶面饲喂６d龄大麦（Ｈordeum vulgareL.)幼苗,结果证明６d龄大麦幼苗体内普遍存在Ａrg（谷氨酸）→Ｏｍ（鸟氨酸）→Ｐro(脯氨酸）途径。直 迫明显激活了Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径,胁迫处理７d,大麦幼苗叶片和根系中该途径对Pro含量上升的贡献是Glu→Pro途径的１．０－１．５倍。而盐的“鉴４”品种Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径对Pro含量上升的贡献是对盐敏感的“科品７号”的１．７－２．０倍,结果表明盐胁迫下Ａrg→Ｏｍ→Ｐro途径的激活对大麦幼苗耐盐性的提高具有重要意义。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响

为探明外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜脯氨酸代谢的影响,以甜瓜品种‘雪美’为材料采用营养液栽培,对盐胁迫(100mmol·L-1 NaCl)、盐胁迫下添加外源脯氨酸(100mmol·L-1 NaCl+0.2mmol·L-1 Proline)以及对照3种处理后甜瓜幼苗叶片脯氨酸(Pro)含量、吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS)、鸟氨酸转氨酶(OAT)和脯氨酸脱氢酶(ProDH)活性进行测定,并对OAT和ProDH基因进行克隆及半定量表达分析。结果显示:与对照相比较,盐胁迫条件下甜瓜幼苗叶片内Pro含量显著增加,P5CS活性增幅大于OAT活性,OAT基因表达量大部分时段内没有增加,ProDH活性下降,ProDH基因表达量减少;盐胁迫下添加外源脯氨酸进一步使幼苗叶片内Pro含量增加、OAT、ProDH活性提高、P5CS活性降低,并且使OAT基因表达量迅速增加、ProDH基因表达量先增加后回落。研究表明,盐胁迫条件下,甜瓜幼苗体内脯氨酸积累主要是通过增强脯氨酸的谷氨酸合成途径和抑制脯氨酸降解来实现;适量外源脯氨酸可以增强盐胁迫幼苗脯氨酸的鸟氨酸合成途径,但对谷氨酸合成途径有一定的抑制作用;通过调节合成和降解2种代谢途径进一步提高了脯氨酸含量,从而增强甜瓜幼苗耐盐胁迫能力。     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗硝酸还原的影响

采用营养液水培方法,以＂雪美＂品种甜瓜（Cucumis melo L.）为材料,研究了外源脯氨酸（Proline）对盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系硝酸还原的影响。结果表明：（1）盐胁迫提高了甜瓜幼苗叶片和根系内铵态氮（NH4＋-N）和可溶性蛋白含量;降低了硝态氮（NO-3-N）含量和硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）活性。（2）外源施用脯氨酸明显地提高了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NO-3-N和可溶性蛋白含量;降低了盐胁迫下甜瓜幼苗叶片和根系内NH＋4-N含量;增强了盐胁迫下甜瓜幼苗体内NR活性。研究结果表明,外源脯氨酸可以通过调节甜瓜幼苗体内硝酸还原酶活性和氮化合物含量来缓解盐胁迫对甜瓜幼苗植株的伤害。     

丛枝菌根真菌预处理对铅胁迫下美洲黑杨雌雄株生理生化特征的影响

该研究以美洲黑杨(Populus deltoides)雌、雄株为对象,采用盆栽实验方法,通过接种丛枝菌根真菌(AMF)预处理美洲黑杨雌雄株后再进行铅(Pb)胁迫(200mg/kg)处理,雌、雄株分别设置4个处理(对照、只接种AMF处理、只进行Pb污染处理、接种AMF后进行Pb污染处理),分析不同处理下美洲黑杨雌、雄株生物量积累与分配、叶铅浓度、抗氧化酶活性、氧化还原平衡、活性氧分子(ROS)含量的变化,以明确接种AMF预处理对美洲黑杨雌雄株Pb耐受性差异的影响并探讨其生理机制,为美洲黑杨在重金属污染区的性别选择推广提供理论依据。结果显示:(1)Pb污染对美洲黑杨的生物量积累与分配、叶铅浓度、抗氧化能力等方面具有显著影响且存在性别差异,雄株根冠比和ROS含量的变化幅度显著低于雌株,SOD和APX活性显著高于雌株,表现出更高的耐受性,而雌株对Pb胁迫更敏感。(2)接种AMF能显著提高美洲黑杨雌株抗氧化酶活性和氧化还原平衡能力,促进抗氧化物的合成,抑制ROS产生,缓解膜脂过氧化程度,减轻Pb离子的毒害作用,但菌根对雄株的影响不显著。(3)相关分析显示,除总生物量、TG含量、ASA/DHA比值和POD活性外,性别差异对美洲黑杨其他指标均有显著影响;Pb处理极显著地影响除SOD和GR活性以外的所有指标;接种AMF对美洲黑杨总生物量、根冠比与GR活性影响显著,对叶铅浓度、TG含量、ASA/DHA比值、H_2O_2与MDA含量、SOD和APX活性影响极显著。研究表明,美洲黑杨雄株比雌株对Pb胁迫的耐受性更强,而雌株更敏感,与AMF的共生可提高雌株对于Pb污染土壤的适应性,缓解雌株受Pb胁迫的影响,但菌根与雄株的共生不利于雄株适应Pb污染环境,这可能与接种AMF促进雄株叶片的Pb含量有关;在Pb污染较严重的区域(Pb200mg/kg)推广种植美洲黑杨雄株更为适宜。     

青杨雌雄株叶际微生物群落多样性和结构的差异

【目的】本论文探究了青杨雌雄株的叶际微生物的群落结构差异及其主要环境影响因素。【方法】以河北小五台山的天然青杨林为研究对象,采用基于16S rRNA/ITS1基因的MiSeq高通量测序技术,分析了青杨雌雄株叶际细菌和真菌的群落结构,并耦合分析其与叶片理化性质的相关性。【结果】测序结果表明细菌和真菌的多样性指数ACE、Chao1、Shannon、Simpson在雌雄株间都无显著性差异(P>0.05)。Metastats组间群落显著性差异分析表明,在门水平,青杨雌雄株叶际细菌和真菌都无显著差异。而在属水平,青杨雌雄株的叶际细菌Amnibacterium和Spingomonas及真菌Aureobasidium、Elmerina、Exobasidium、Endoconidioma、Monilinia和Rhodotorula的相对丰度在雌雄株叶际有显著差异(P<0.05)。基于OTUs的菌群分析表明,青杨雌株和雄株的叶际环境上都有其各自的特有菌群,如雌株的特有真菌Pringsheimia(0.15%)和细菌Chitinophaga(0.04%)。RDA冗余分析表明,叶片含水量与青杨叶际真菌的群落结构有显著相关性(P<0.05),而未发现青杨细菌群落结构与测定的叶片理化性质有显著相关。【结论】青杨雌雄株叶际微生物在属水平有显著分异的菌属,且可能受叶片理化性质影响,该结果为揭示雌雄异株植物的叶际微生物差异有重要借鉴意义。     

外源ABA对楸树幼苗NaCl胁迫的缓解效应及其生长生理响应特征

以2年生楸树(苏楸1号和008-1)扦插苗为材料,采用盆栽试验法,分析盐胁迫(0.5%NaCl)处理下楸树幼苗生长、生理的变化,并分析不同浓度外源ABA(15、25、35 mg/L)对盐胁迫(30 d)楸树幼苗的缓解效应及其生理生化特性,以探索重度盐胁迫下适合楸树幼苗生长的适宜外源ABA浓度,为增强盐碱地楸树的耐盐性、提高盐碱地的利用提供理论依据。结果显示:(1)0.5%NaCl胁迫下,两品种楸树幼苗叶片表现出不同程度的盐害症状,且‘苏楸1号’叶片盐害症状较‘008-1’严重;随胁迫时间延长,两品种楸树幼苗的相对电导率(REC)均呈先上升后下降的变化趋势,叶绿素(Chl)、相对含水量(RWC)均呈降低趋势,可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)、脯氨酸(Pro)以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先上升后下降趋势,但‘008-1’的REC显著低于‘苏楸1号’,Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD均显著高于苏楸1号,表明‘008-1’的耐盐性较‘苏楸1号’更强。(2)喷施外源ABA使得盐胁迫下‘008-1’楸树的苗高显著增加、新叶提前萌发,表明外源ABA在一定程度上能够缓解盐胁迫对楸树生长的影响;喷施外源ABA降低了盐胁迫下‘008-1’楸树幼苗叶片的REC,提高了Chl、RWC、SS、SP、Pro、SOD、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,促进了内源激素生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3)以及玉米素核苷(ZR)的积累。研究表明,楸树品种‘008-1’的耐盐性更强;外源喷施适宜浓度ABA能够缓解盐胁迫对楸树幼苗生长的影响,降低幼苗叶片细胞膜透性,促进幼苗渗透调节物质的积累,增强渗透调节能力,并提高盐胁迫下幼苗的抗氧化酶活性,促进植物对内源激素含量的调节,从而提高楸树的耐盐性,且以25 mg/L ABA处理的效果最好。     

外源5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下黑果枸杞幼苗生理及生长的影响

5-氨基乙酰丙酸(ALA)是植物血红素、叶绿素等四吡咯化合物的关键生物合成前体,对植物适应非生物胁迫至关重要。为验证外源ALA对黑果枸杞幼苗生理生长的影响,该研究用300 mmol·L^-1 NaCl和不同浓度(0、5、10、15、20、25 mg·L^-1)的ALA共同处理黑果枸杞幼苗,并测定其相关的生理指标和生长指标,综合评价各处理幼苗的耐盐性。结果表明：(1)NaCl胁迫使黑果枸杞幼苗总生物量和叶片总叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖含量以及过氧化物酶(POD)活性较CK分别显著降低了33.39%、19.06%、24.38%、39.57%和47.91%(P<0.05),使黑果枸杞幼苗脯氨酸和丙二醛的含量较CK分别显著增加了165.74%和49.16%。(2)当外源ALA和NaCl同时处理时,黑果枸杞幼苗叶片类胡萝卜素和丙二醛含量、POD和过氧化氢酶(CAT)活性以及株高、总生物量均恢复至对照水平,叶片总叶绿素和脯氨酸含量以及SOD活性较CK显著增加。(3)黑果枸杞幼苗叶片叶绿素和脯氨酸含量以及抗氧化酶活性、生物量等指标随ALA浓度增加均呈先...     

外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

以2个不同耐盐强度的甜瓜品种‘玉皇’（耐盐性强）和‘雪美’（耐盐性弱）为材料,采用营养液栽培方法,研究外源脯氨酸对盐胁迫下甜瓜幼苗根系抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响。结果显示：（1）盐胁迫下,2个甜瓜品种根系内的还原型抗坏血酸（ASA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量降低,氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量升高,且‘雪美’变化幅度大于‘玉皇’;（2）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系中ASA和GSH的含量,降低了GSSG含量,同时也提高了GSH/GSSG的比值,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’;（3）盐胁迫处理3 d时,2个甜瓜品种根系的抗坏血酸过氧化物酶（APX）、脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、谷胱甘肽还原酶（GR）活性均下降,且‘雪美’下降的幅度较大;随着胁迫时间的延长（5 d时）,‘玉皇’幼苗根系内APX、DHAR、GR活性有所上升,‘雪美’根系中这3种酶活性则进一步降低;（4）盐胁迫下,施用外源脯氨酸提高了2个甜瓜品种根系内的APX、DHAR和GR的酶活性,且对‘雪美’的作用大于‘玉皇’。本研究结果表明,外源脯氨酸可以通过增加非酶促抗氧化物质ASA、GSH的含量和抗氧化酶活性,提高抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除活性氧的能力,从而缓解盐胁迫对甜瓜植株的伤害。     

干旱胁迫对黄柳雌雄扦插苗生长和生理特性的影响

以黄柳雌雄扦插苗为试验材料,通过称重控水法研究干旱胁迫下其生长和生理特性,以揭示黄柳雌雄植株对干旱胁迫的生理适应性及抗逆能力差异。结果显示：(1)在对照处理下,黄柳雌雄扦插苗在株高、基径、总叶片数、单叶面积、茎干重、根干重、光合色素含量(除叶绿素a)、气体交换、叶绿素荧光、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量等方面均没有显著的性别差异。(2)干旱胁迫显著降低了黄柳雌雄扦插苗的生长和光合作用,扰乱了其渗透调节功能和抗氧化酶系统;与雄株相比,雌株具有较高的株高、总叶片数、单叶面积、茎干重、根干重、总叶绿素含量、净光合速率(P_n)、PSⅡ最大化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ有效光量子产量(Φ_PSⅡ)和叶片RWC,以及较低的非光化学淬灭系数(qN)、MDA含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量;且雌株叶干重、叶绿素a含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)活性始终大于雄株。研究表明,干旱胁迫对黄柳雌雄扦插苗的生长和生理特性均具有严重的抑制作用,且雌雄株之间的响应存在显著的性别差异;雌株通过维持较高的光合作用以保证植株的生长,从而表现出比雄株更强的抗旱性,这也是其天然种群性比偏雌的重要原因之一。     

丛枝菌根真菌对盐碱胁迫下杜梨幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽实验,设置梯度盐碱环境(0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5 g·kg^-1),接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri),对比分析杜梨幼苗苗高生长、叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数及抗逆生理指标的变化,探讨在混合盐碱胁迫下接种菌根真菌对杜梨幼苗生长和抗逆性的影响,为盐碱地杜梨菌根化栽培提供理论依据。结果表明：(1)根内根孢囊霉能够与杜梨根系形成良好的共生,但在盐碱浓度6.0和7.5 g·kg^-1时侵染率分别下降为47.98%和32.97%。(2)盐碱胁迫条件下,接种Ri显著提高了杜梨苗高生长量和生物量,同时显著提高了杜梨叶片光合色素的含量和净光合速率;尤其在高盐碱程度(6.0 g·kg^-1、7.5 g·kg^-1)下显著提高了气孔导度和胞间二氧化碳含量,有利于光化学淬灭系数提高和非光化学淬灭系数的降低,促进实际光化学效率提升。(3)接种Ri显著降低了杜梨幼苗叶片细胞膜透性和丙二醛的含量,显著增强了超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性,并提高了可溶性糖和可溶性...