黄栌幼苗叶片气体交换对干旱胁迫的短期响应

[目的]本研究探讨不同产地黄栌苗木叶片气体交换特性对土壤水分胁迫的短期响应特点及规律.[方法]采用田间模拟试验,选取北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地的1年生黄栌幼苗为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75％ ～ 80％)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55％～ 65％)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35％ ～45％)3个水分梯度,利用LI-6400便携式光合测定系统和SPSS 20.0统计分析软件测定和拟合幼苗成熟叶片的光响应曲线(Pn-PAR)及CO2响应曲线(Pn-Ci),根据非线性最小二乘法的Levenberg-Marquardt迭代原理计算各光合参数.[结果]1)黄栌幼苗的CO2同化能力随干旱胁迫程度的加剧及胁迫时间的增加显著(P＜0.05)下降,主要原因是持续干旱胁迫环境中幼苗叶片CO2传导及光合电子传递受阻、光能利用率下降.受重度胁迫处理幼苗的CO2气孔导度+叶肉导度(gsc+gm)、表观量子产量(AQY)、光饱和点-光补偿点(LSP-LCP)、最大电子传递速率(Jmax)和最大电子传递速率/最大羧化速率(Jmax/Vc,max)分别比对照低50.5％,12.0％,21.0％,37.9％和16.9％,干旱胁迫环境中幼苗的gsc,gm,AQY,LSP-LCP,Jmax/Vc,max在胁迫后期比胁迫中期分别低18.7％,81.0％,19.3％,4.6％,5.5％.2)水分亏缺可在一定程度上刺激黄栌幼苗提高弱光利用效率及CO2羧化速率.3)受中度胁迫处理黄栌苗木的CO2气孔限制值(ls)、叶肉扩散限制值(lm)分别比对照高36.9％和25.3％,而受重度胁迫处理幼苗的ls,lm分别比对照高9.7％和103.0％;干旱胁迫环境中黄栌幼苗的平均ls及平均lm在胁迫中期分别比对照高17.7％和46.0％,在胁迫后期则分别比对照高47.0％和71.1％,说明气孔限制和叶肉扩散限制分别是适度干旱胁迫和严重干旱胁迫环境中导致幼苗净光合速率下降的主要原因.4)重度胁迫环境中,山西产地幼苗光饱和时的最大净光合速率(Pn,max)、CO2饱和时的最大净光合速率(Amax)、Rubisco活性和数量限制的最大净光合速率(Ac,max)、RuBP再生限制的最大净光合速率(Aj,max)、Vc,max、磷酸丙糖利用速率(VTPU)的降幅(相对胁迫处理前)分别比北京产地和山东产地的幼苗高38.0％和50.3％、40.7％和46.3％、45.7％和51.2％、52.4％和54.2％、47.3％和55.8％、55.5％和82.6％,而山西产地受持续干旱胁迫处理幼苗的LCP和暗呼吸速率(Rd)分别比北京产地和山东产地的幼苗低31.2％和47.5％、27.2％和9.2％.[结论]北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地黄栌幼苗对持续干旱胁迫环境反应的敏感性具有显著差异.总体而言,重度胁迫环境中山东泰山幼苗叶片的碳同化能力显著高于北京产地和山西产地,而北京产地幼苗叶片的碳同化能力显著高于山西产地.持续干旱胁迫环境中山西产地幼苗的CO2扩散阻力及光合电子传递阻力显著高于其他两产地,而该产地的LCP及Rd均高于其他两产地,因此,山西产地黄栌幼苗光合参数对水分亏缺的反应较北京产地和山东产地剧烈,但该产地幼苗通过降低光补偿点及暗呼吸代谢水平以保证光合同化产物积累的能力相对较强.     

干热胁迫对杨树叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响

为了探讨干热胁迫对不同品种杨树叶片气体交换和叶绿素荧光参数的影响,以吴屯杨、小青杨和小美旱杨一年生嫩枝为材料,利用人工气候箱和PEG浓度控制生长温度、干旱条件,处理24 h后测定气体交换和叶绿素荧光参数以及光合色素的含量。结果表明:1)随着胁迫程度的增加,3种杨树叶片的净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)随着干热胁迫的程度增加均呈先上升后下降的趋势,胞间CO2浓度(Ci)则整体呈下降趋势,吴屯杨和小美旱杨的蒸腾速率(Tr)呈先上升后下降的趋势,而小青杨叶片的蒸腾速率持续增加,在重度干热胁迫时达到最大值;2)3种杨树在重度干热胁迫条件下光系统Ⅱ反应中心及其电子传递链的结构均受到了不同程度的损伤;3)3个杨树品种的类胡萝卜素含量随干热胁迫程度的增加呈稳定上升的趋势,总叶绿素与叶绿素a、b含量总体呈下降趋势。4)综合各项生理指标结果分析,3种杨树中,小青杨和吴屯杨的耐干热能力较强,小美旱杨最弱。     

朝鲜冷杉种子层积过程中萌发特性和内源激素ABA、IAA含量的变化

朝鲜冷杉(Abies koreana Wils.)为常绿矮生树种,高达1 m,树冠塔型,树皮褐色,大枝轮生平展,叶条形,正面为亮绿色,背面被两条白色气孔带,具有鲜艳美丽的球果,观赏价值较高,在韩国为优良地貌风景林树种和行道树种[1],并在欧美等国家园林中已得到广泛应用,我国目前未见有引种报道.在国家林业局"948"项目的资助下,引进朝鲜冷杉的种子,但其种子具有一定的休眠习性,如不经过任何处理,发芽率仅为40%左右,且不整齐,严重抑制了种苗的生产,提高了成本.国内外学者对冷杉属(Abies Mill.)部分植物的种子休眠习性和萌发特性进行了研究.     

胡杨叶片不同叶形的分形特征研究

通过测定阿拉尔地区胡杨相同叶形及不同叶形的叶片叶脉的分形特征,对胡杨叶片的分形特征进行了研究。结果表明:胡杨叶片存在柳形、卵状菱形和鸡爪形等3种叶形;同一株胡杨相同叶形的成熟未老叶片在统计意义上具有相似的分形特征;同一株胡杨不同叶形的成熟未老叶片的分形特征不同。     

干旱胁迫对胡杨叶片色素及光谱特征影响的研究进展

胡杨作为塔里木河流域的建群种与生态恢复的指示器,是遏制土地荒漠化和保护群落稳定结构的天然屏障.仅依靠人工调查对荒漠河岸林进行监测已不能满足当下维系塔里木流域生态环境,高光谱遥感成为当下胡杨种群监测识别的重要手段.就沙漠干旱地区胡杨叶片色素高光谱遥感监测的主要研究成果做出了概括,并经过对有关论文内容的总结与数据的梳理,明...     

基于光谱指数的胡杨叶片氮含量估算

为获取胡杨叶片光谱反射率及氮含量的实测值,采用Savitzky-Golay滤波器及小波变换对原始光谱曲线进行前处理,然后自由组合构建归一化光谱指数(NDSI)、差值光谱指数(DSI)和比值光谱指数(RSI)变量,优选出最佳的光谱指数组合作为模型输入量,构建估测胡杨叶片氮含量的反向传播神经网络(BPNN)模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型。结果表明,基于Savitzky-Golay平滑数据构建的光谱指数,建立的BPNN模型和PLSR模型的决定系数(R²)分别为0.879、0.722,验证集的R²分别为0.838、0.739;基于小波变换数据构建光谱指数,建立的BPNN模型和PLSR模型的R²分别为0.887、0.615,验证集的R²分别为0.866、0.607。对比可知BPNN模型在预测能力、估算精度和稳定性上都优于PLSR模型,而以小波变换数据构建的3种光谱指数组合作为输入量建立的BPNN模型在估测胡杨氮含量上具有优势,可为胡杨的健康监测提供参考依据。     

土壤水分胁迫对胡杨、灰叶胡杨光合作用-光响应特性的影响

采用盆栽试验研究正常供水(土壤相对含水量70%～80%)、中度水分胁迫(50%～60%)和重度水分胁迫(30%～40%)条件下,胡杨和灰叶胡杨2年生幼苗光合作用-光响应特性.结果表明:胡杨、灰叶胡杨光合作用-光响应曲线符合非直角双曲线函数.在正常供水条件下,胡杨、灰叶胡杨的最大光合速率(Pn max)分别为24.59、16.68 μmol CO2· m-2s-1,表观光合量子效率(AQY)分别为0.059、0.036 μmol CO2·μmol-1photons,光饱和点(LSP)分别为603、517 μmol photons·m-2s-1,光补偿点(LCP)分别为42、41 μmol photons·m-2s-1、暗呼吸速率(Rd)分别为2.99、1.45 μmol CO2·m-2s-1.土壤水分胁迫能显著降低胡杨、灰叶胡杨Pn max、AQY、LSP,而对LCP及Rd无显著影响.无论在正常供水还是在土壤水分胁迫条件下,胡杨均表现出更高的光合活性,其Pn、Pn max、LSP、AQY及Rd值均比灰叶胡杨高,而LCP值,二者之间无显著差异.表明生长在同一生境中的胡杨对光照、土壤水分的生态适应能力高于灰叶胡杨.     

养分添加对白桦叶片气孔和气体交换异质性影响研究

以白桦Betula platyplylla当年生播种苗为对象,采用L₂₅(5~6)正交试验设计方法,进行了氮(N-尿素;1.965、1.310、0.764、0.655、0.382 g/株)、磷(P-过磷酸钙;0.847、0.564、0.329、0.282、0.164 g/株)、钾(K-硫酸钾;2.281、1.520、0.887、0.760、0.443 g/株)25种配比的养分添加试验。在生长季(8月上旬),在完全展开叶的不同区域(叶尖、叶中、叶基)测得叶片的气孔密度(SD)和净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s),评价白桦叶片不同区域SD和各项气体交换特征对不同养分配比的响应,并分析二者间关系。结果表明:1)白桦叶片的叶尖各项气体交换特征参数虽然明显大于叶中和叶基,但叶片不同区域SD相差不大;2)养分添加对叶片各区域的P_n和G_s均存在显著影响(P<0.05),并对叶中的SD影响显著(P=0.042);3)N、P以及N、P和K的交互作用(NP、NK、PK、NPK)对叶片各区域的P_n均有显著影响(P<0.05),尤以N处理对P_n影响较大;4)除白桦叶基的T_r受P处理影响显著外(P=0.048),其它各种处理对叶片T_r影响均不显著;5)N、P、K处理对叶片各区域G_s影响均不显著,但N、P和K的交互作用(NP、PK)对叶片各区域G_s影响显著(P<0.05);6)虽然N、P和K的交互作用(NP、NK、PK)对叶片各区域SD影响均不显著(P>0.05),但P、K、NPK处理对叶中SD影响均显著(P<0.05);7)白桦叶片各区域P_n与G_s间均呈极显著正相关关系,而SD与前述各项指标间却均呈不显著相关关系,表明白桦叶片不同区域气体交换特征存在差异可能是由于气孔密度以外的因素引起的;8)上述结果也说明进行叶片气体交换特征研究时应考虑同一叶片不同部位间的差异。     

干旱胁迫下外源ABA对观赏海棠叶片可溶性蛋白和脱水素积累的影响

以抗旱性较强的观赏海棠品种‘王族’和抗旱性较弱的品种‘红丽’幼树为试材,采用"喷施ABA+干旱处理"和"喷水+干旱处理(对照)"2个处理组,测试不同干旱条件下ABA处理的观赏海棠叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、可溶性蛋白含量(SPC)、可溶性蛋白和脱水素表达情况。结果显示:与对照相比,ABA处理的‘王族’叶片RWC显著升高,REC和SPC显著降低,而‘红丽’的相应指标变化则相反。SDS-PAGE分析表明:ABA处理分别引起了干旱处理过程中‘王族’叶片14.8,18.0,46.2,50.9,78.1,145.2ku和‘红丽’叶片14.4,18.0,32.8,46.2,89.6,141.0ku可溶性蛋白的变化。免疫蛋白印迹法测定结果表明:干旱处理分别诱导‘王族’叶片14.8,51.0ku和‘红丽’叶片14.4,32.8ku脱水素的积累;ABA处理显著地的诱导2品种叶片干旱处理开始时脱水素的积累,并降低干旱处理7天后‘王族’叶片14.8,51.0ku和‘红丽’叶片14.4ku的积累。ABA能够诱导正常水分条件下观赏海棠叶片脱水素的表达,但当植株处于干旱胁迫时,ABA抑制其叶片中被诱导的脱水素的积累,并且此抑制作用与品种间抗旱性呈正相关性。     

小胡杨2号对不同强度盐胁迫响应机制研究

本文通过大田控制试验,以库布其沙漠栽植的4 a生小胡杨2号为研究对象,用不同梯度NaCl处理(0、100 mmol·L^-1、200 mmol·L^-1、300 mmol·L^-1),探究其光合及其酶活性对盐胁迫的响应,结果显示：(1)轻度盐胁迫可以提高小胡杨2号的净光合速率,而中、重度盐胁迫下则会抑制净光合速率。(2)随盐胁迫程度的加重,小胡杨2号的光饱和点和最大净光合速率逐渐下降,光补偿点和暗呼吸速率在一定盐溶液浓度范围内逐渐下降,其降低了对强光的利用能力,但另一方面也提高了对弱光的利用能力,同时减少呼吸消耗保存光合产物以抵御逆境。(3)随盐浓度的升高,小胡杨2号叶片的可溶性蛋白含量逐渐上升,过氧化氢酶及过氧化物酶活性呈先上升后下降的趋势,其通过积累渗透调节物质及提高保护酶活性等减少有害物质对细胞的损伤,维持细胞的正常代谢,但重度盐胁迫下其生理保护作用会受到抑制。综合分析表明：200 mmol·L^-1以上的盐胁迫对小胡杨2号产生抑制作用,但大田条件下,仍在小胡杨2号的耐受范围。     

Effects of antibiotics on plantlet regeneration via organogenesis in Populus euphratica

Four antibiotics, kanamycin, geneticin, carbenicillin and cefotaxime,were evaluated for their effect on the regeneration of adventitious buds, shoot differentiation, rooting from regenerated shoots of Populus euphratica as well as on their control of Agrobacterium -mediated transformations. Results showed that the optimum concentration ranges of kanamycin and geneticin were 15-20 and 10-15 mg·L-1 at the stage of transgenic plantlet selection. The inhibitory effects of cefotaxime and carbenicillin varied among different genotypes of Agrobacterium. The inhibition of cefotaxime on Agrobacterium C58 was stronger than that of carbenicillin. The optimum concentration of cefotaxime was 100 mg·L-1. Cefotaxime and carbenicillin had similar effects on Agrobacterium LBA4404 and their optimum concentrations were both 150 mg·L-1.     

额济纳绿洲不同树龄胡杨狭叶和阔叶耐旱特征

应用压力室技术对胡杨幼苗、幼树和成熟胡杨的狭叶和阔叶测定,绘制PV曲线并利用相关公式计算不同树龄胡杨狭叶和阔叶的水分参数,同时结合角质层蒸腾和气孔蒸腾测定结果研究胡杨狭叶和阔叶耐旱特征。研究结果表明：胡杨阔叶的耐早性强于狭叶,二者的耐旱方式存在差异,阔叶渗透物质含量高,忍耐低渗透势的能力强;狭叶主要通过高弹性的细胞壁维持膨压,其忍耐低渗透势的能力不及阔叶。成熟胡杨无论狭叶还是阔叶主要的水分散失形式是气孔蒸腾,体内的水分平衡主要通过气孔进行调节。     

胡杨多态叶光合速率与荧光特性的比较研究

成年胡杨叶片为多态形,呈现从披针形到锯齿卵圆形的规律性变化。为揭示多态叶发育变化的生态适应机制,本文选择锯齿卵圆形、卵圆形和披针形三种典型叶,采用PPS便携式光合仪和PAM2100荧光仪对胡杨多态叶进行光合特性的比较发现,胡杨三种形态叶的光合速率、初始荧光、最大荧光和PSⅡ原初光能转换效率都存在显著差异。利用SDS-PAGE测得胡杨三种形态叶的Rubisco含量基本一致。研究结果表明,胡杨叶片在发育过程中在光合特性上也发生了变异,以适应其生境的变化。     

极端干旱区绿洲胡杨叶片性状及其对水分条件的响应

为探究荒漠植物对极端干旱环境的响应,对额济纳绿洲胡杨5个叶功能性状及其对水土异质性的响应进行测定与分析。结果显示:胡杨叶功能性状具有不同程度的变异幅度,变异系数最大的为比叶面积;比叶面积与叶片厚度呈显著负相关,与叶氮、磷含量呈显著正相关,其是反映胡杨适应干旱环境的关键指标;地下水与土壤含水率对胡杨叶性状解释率最高,表明水分是胡杨叶性状的主要影响因素,可以通过合理的分水措施对胡杨种群进行加以保护。     

胡杨、灰叶胡杨种子萌发期抗盐性的研究

新疆位于我国西北地区，由于位居欧亚大陆中心，四周距离海洋甚远，加上四周高山高原的阻挡及盆地内塔克拉玛干和库尔班通古特两大沙漠的“热锅效应”，更加剧了气候的干旱程度，从而形成了占统治地位的荒漠自然景观。     

胡杨幼苗黑星病初步研究

对发生于新疆吉木萨尔是胡杨上的黑星病进行了调查研究，经鉴定该病是由山杨黑星孢菌[(Fusicladium tremulas (Fr.)Aderh]引起。病害的发病程度与品种有关，不同胡杨品种的感病程度依次为：胡杂1号＞胡杂3号＞胡杂4号＞胡杂2号＞胡杂5号；苗高、地径及叶甲数量与感病指数之间无显著相关性。     

胡杨引种与嫁接技术研究

以山西省北部风沙区为胡杨引种试验区,以新疆北部的石河子和南部的库尔勒为种源地,进行引种和种源对比试验,以群众杨和旱柳为砧木进行胡杨炮捻嫁接繁育试验。结果表明：根据栽植成活率和生长量,石河子为适宜种源;群众杨和胡杨的亲和力很高,嫁接成活率最高达81%,平均成活率69.5%,群众杨是胡杨嫁接繁育的适宜砧木;炮捻嫁接扦插成活后,在封垄高度达到25 cm,垄内水分充足,地温和气温很高的第2年7月,形成自生根系。     

水培胡杨抗盐特性的研究*

1987和1989年,利用1、2年生胡杨苗,在水培条件下,通过电导率仪控制培养液浓度,对受盐害苗木进行了分析。研究结果表明,几种盐对苗木危害的排序是:Na_2CO_3>NaHCO_3>NaCl>CaSO_4>MgSO_4>以NaCl为主的盐渍皮。CaSO_4对苗木没有毒害作用。1年生苗比2年生苗受盐害后症状明显,但总的趋势是一致的。蒸馏水催根苗木,在蒸馏水中加盐后死亡浓度是:Na_2CO_3 0.05％、NaHCO_3 0.07％、NaCl 0.17％、CaSO_4 0.7％、MgSO_4 1.9％、以NaCl为主的盐渍皮3.5％。0.1％相应盐水催根苗在盐水培养液中加盐后,抗盐极限提高到:NaCl1.1％、MgSO_4 3.5％、NaCl为主的盐渍皮3.7％。说明胡杨幼苗经过抗盐处理后,可以显著地提高抗盐害能力。