采用PEG模拟干旱胁迫及复水玉米光合补偿效应

采用聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫方法,研究玉米五叶期水分胁迫期间及复水后叶片叶绿素含量、叶绿素荧光动力学参数、光合参数和可溶性糖的补偿效应.研究结果表明,胁迫期间叶片叶绿素含量、PSⅡ原初光的转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光合速率均降低,而可溶性糖浓度升高,且降低幅度和升高幅度与胁迫程度正相关;复水后,叶片叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm、光合速率及可溶性糖浓度均逐渐恢复,出现补偿和超越补偿效应,恢复所需要时间与胁迫程度正相关.胁迫抑制植株生长,导致同化物消耗减少并在叶片内堆积,光合作用降低,表明旱后复水玉米的生长补偿与光合补偿之间具有正反馈机制.     

水分胁迫对钝顶螺旋藻光合色素和生长的影响

用高效液相色谱和光谱研究了水分胁迫下钝顶螺旋藻的色素变化及复水后的生长状况。结果表明：藻蓝蛋白对水分胁迫最敏感．其次为叶绿索a和类胡萝卜素;水分胁迫下叶绿素a含量下降,而类胡萝卜素含量无明显变化．导致类胡萝卜素与叶绿素a的比值升高;复水后藻蓝蛋白的吸收波段随失水状况呈下降趋势,其荧光发射峰由656nm蓝移至644nm;失水率为90％以下的藻复水后均能逐渐恢复到正常的生长状态;螺旋藻的水分临界值有可能介于70％～80％．     

低温胁迫对烟草保护性酶类及氮和碳化合物的影响

在6℃和10℃低温胁迫下,研究了2个烟草品种的膜透性、保护性酶类活性和N,C化合物含量的变化.结果表明:2个烟草品种幼苗的膜透性都随着胁迫温度的降低和胁迫时间的增加而增加;酶活性的变化趋势为:CAT和SOD随着胁迫温度的降低和胁迫时间的增加而降低,POD的变化则有相反的趋势;蛋白质含量在低温胁迫下下降,脯氨酸含量则增加,并且脯氨酸在叶片中的变化较为剧烈;可溶性总糖和蔗糖含量低温胁迫下在叶片中有所积累,而叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量则可能因叶绿体受损而下降.     

外源一氧化氮对PEG6000水分胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

采用10%的聚乙二醇6000对小麦幼苗根部进行轻度水分胁迫处理,并通过添加不同浓度的一氧化氮供体硝普钠(SNP),研究外源NO处理对水分胁迫下小麦幼苗生理特性的影响.结果表明,0.05 mM SNP能显著降低水分胁迫下小麦幼苗丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2-)产生速率,但能显著增加小麦幼苗叶绿素a,类胡萝卜素、叶绿素(a+b)含量及株高、根长、叶面积和干重.表明外源0.05 mM SNP处理对水分胁迫下小麦幼苗具有明显的保护作用,可以促进植株生长.     

作物水分胁迫补偿效应研究进展

根据国内外水分胁迫补偿效应的研究成果和笔者近年来的试验资料,对水分胁迫补偿效应的研究进展进行了分析和总结.分析结果表明,水分胁迫期间或旱后复水,作物在生长发育、干物质累积以及根系活力、叶绿素浓度、叶片光合作用等方面均可出现补偿效应;补偿程度与水分胁迫程度、胁迫时期和胁迫持续时间有关;营养生长阶段或生殖生长阶段的初期,水分胁迫往往具有较好的补偿效应.论述了光合作用、补偿生长之间的关系,对补偿效应产生的机制进行了初步探讨.提出了在补偿效应的产生条件、变化规律、生理生态机制以及在田间尺度上的效应等方面需要进一步研究的问题.     

干旱胁迫及复水对刺槐苗水分运输过程的影响

为探讨在干旱胁迫及复水条件下,植物对体内水分运输过程的调控能力,以盆栽2年生刺槐苗木为材料,用改良的"冲洗法"测定了干旱及复水处理条件下刺槐苗木体内水分运输过程参数。结果表明:1刺槐苗木水分运输过程胁迫指数随干旱胁迫程度的增大而增大,不同处理间胁迫指数均差异显著(P<0.05)。不同时期刺槐苗木水分运输过程胁迫指数从大到小呈现为:生长初期、生长旺期、生长末期的趋势。2干旱胁迫复水24 h后,刺槐苗木水分运输过程参数均有不同程度恢复,恢复度变化随干旱胁迫程度的增加而减小,不同处理间恢复度均差异显著(P<0.05)。3干旱胁迫复水24 h后,刺槐苗木水分运输过程存在补偿效应且主要出现在苗木的生长旺期轻度干旱胁迫条件下,补偿指数随胁迫强度的增加而下降,不同处理间差异显著(P<0.05)。因此,干旱胁迫会对植物造成一定的伤害,然而植物为保持正常的生理活动,能够启动一系列应激反应来阻止、降低或修复干旱胁迫造成的伤害且恢复程度与苗木生长时期及干旱胁迫程度密切相关。复水24 h后,刺槐苗木水分运输过程存在明显补偿现象,这是生物保存自身的一种重要机制,弥补干旱胁迫对苗木所造成的损失。     

生育中期水分亏缺复水对水稻根冠及水肥利用效率的补偿影响

为明确水分亏缺复水补偿效应,通过盆栽试验研究了不同施氮水平和不同生育阶段水分控制下限对水稻生长特性的影响.结果表明:不同水氮条件下,水稻根冠干物质累积、根冠异速性生长关系、产量构成因子和水肥利用效率均随胁迫阶段的推进差异显著.分蘖末期水分胁迫复水后能够产生明显的补偿效应,该阶段高氮施肥水平(300kg/hm2)下,重度水分亏缺(40%土壤饱和体积含水率)复水后能够较少影响水稻生长,可以看做是合理的水稻调亏控制指标.     

干旱和复水过程中荒漠植物红砂叶片和枝条超微结构的变化

为了探讨红砂适应极端干旱的生理生态机制,对盆栽红砂停止浇水造成土壤持续干旱直到叶片完全脱落,然后复水.干旱和复水期间,对土壤、叶片和枝条的相对含水量、叶片和枝条中的叶绿素质量分数以及超微结构进行了测定和观察.结果表明:在干旱初期,叶片中叶绿素a和b质量分数上升,枝条中的下降并在随后的干旱过程中保持不变;复水后新叶片叶绿素a和b质量分数、枝条中叶绿素a质量分数低于对照.超微结构研究表明红砂嫩枝的亚细胞组织中含有叶绿体.正常条件下,无论是枝条还是叶片的亚细胞组织,叶绿体紧贴细胞壁,叶绿体中的类囊体排列整体有序.随着干旱的加剧,叶绿体脱离细胞壁,向细胞中央靠近.严重干旱造成了叶片叶肉细胞和叶绿体结构不可恢复性的破坏,而嫩枝的亚细胞组织和叶绿体都保持完整.因此,红砂通过叶片脱落减少光照面积来适应极端干旱对自身造成的伤害,通过保持枝条中叶绿体的完整性和一部分叶绿素,为在复水条件下光合作用的快速恢复提供了保证.     

水分胁迫对小麦幼苗生长及抗氧化能力影响

盆栽试验研究了水分胁迫条件下小麦幼苗叶绿素含量及小麦抗氧化能力的影响.结果表明:随土壤水分的减少,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均呈降低趋势;叶片脯氨酸含量、MDA含量以及叶片SOD、POD活性均呈增加趋势.说明,在干旱胁迫下,小麦幼苗叶片通过改变内部的生理特性以提高自身的抗旱性.     

渐进水分胁迫对小麦叶绿体光化学活性及类囊体膜蛋白组分水平的影响

小麦幼苗经渐进水分胁迫处理后，叶绿体的电子传递活性将随处理时间逐渐的增长而降低．２４ｈ轻度胁迫下，光合全电子链、ＰＳⅡ和ＰＳⅠ电子传递活性有轻微下降，而４８ｈ中度和７２ｈ重度胁迫，将使它们明显降低．这表明，叶绿体电子传递活性对水分胁迫的响应与胁迫程度有关．ＰＳⅡ的ＤＣＩＰ光还原活性与ＰＳⅡ电子传递活性有相同的变化模式．类囊体膜和ＰＳⅡ膜蛋白组分稳态水平的电泳分析表明，在中度和重度水分胁迫下，叶绿体光化学活性的降低与光合功能蛋白组分含量的减少有关．还讨论了植物光合电子传递功能对水分胁迫的敏感性     

棉花长期干旱后复水叶片光合特性及碳氮含量的变化

在田间条件下,选用棉花品种新陆早45号为试验材料,研究长期干旱后复水后棉花新发育叶片的光合能力、比叶重和碳氮比的变化过程。结果表明:在整个测定周期内,干旱后复水新发育叶片的净光合速率、气孔导度和叶面积明显高于对照,叶片叶绿素含量和氮含量也有不同程度的增加,差异最大时,分别高于对照处理25.66%和50.34%;干旱后复水新发育叶片不仅具有较高的氮含量,而且碳氮比上升时间也较早。这表明棉花经过长期干旱后复水叶片光合特性发生了变化,较高的气孔导度、叶绿素含量和氮含量都为叶片较高的净光合速率提供了基础条件;而碳氮比较快上升可能是干旱后复水棉株光合物质更多用于生殖生长。     

干旱胁迫过程中外源钙对华南忍冬光合生理的影响

通过添加不同浓度外源Ca2+和人工控制水分模拟干旱来研究外源Ca2+对华南忍冬在干旱胁迫处理下的化学调控机制,并探讨外源Ca2+对干旱胁迫处理下华南忍冬叶片中叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢酶活性以及日光合速率的影响,以期望为岩溶干旱农业的高效生产提供理论依据.结果表明,干旱胁迫下,华南忍冬的正常生理代谢明显受到抑制;当施入钙离子后,华南忍冬遭受的胁迫得到不同程度的缓解,从而有效防护干旱胁迫所致的氧化损伤,维持较高的叶绿素含量、游离脯氨酸含量、可溶性糖含量以及CAT活性,进而维持植物较正常的生理活动何细胞膜结构.     

黄河口日本鳗草(Zostera japonica)在环境胁迫下的光合响应研究

本文针对黄河口日本鳗草面临的水体浊度变化造成的光限制及重金属污染等双重胁迫,综合野外监测和室内控制实验,分别研究了水体浊度、重金属Cu胁迫以及重金属Cu与浊度耦合胁迫下的日本鳗草光合响应特征。研究发现:浊度胁迫、浊度与低浓度重金属Cu耦合胁迫下,日本鳗草叶片叶绿素含量降低,光合色素的合成受到抑制;叶绿素a与叶绿素b的比值较高,这一结果表明,捕光色素复合体II含量低的同时,叶片通过减少对光能的捕获,降低了日本鳗草光合机构遭受破坏的风险;而在单一的浊度胁迫下,随着光化学猝灭系数下降,日本鳗草用于电子传递的能量逐渐减少,光能利用效率降低;随胁迫时间延长,日本鳗草最大光化学效率也出现下降;同样单一重金属Cu胁迫下,日本鳗草对Cu长期处理表现出抗性差,其光合作用也受到较大影响。据此推测,日本鳗草是对浊度胁迫有一定适应性的海草种类,但污染胁迫如重金属Cu对日本鳗草光合作用影响比水体浊度胁迫影响更大。      

蚕豆(Vicia faba L.)对不同水分胁迫的光合适应性研究

以重庆市的蚕豆当家品种之一的大白豆为材料,通过人工水分胁迫处理,发现随干旱程度的增加,蚕豆叶片的叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素总降低,Hill反应活力下降,净光合速率下降,同化产物的积累减少,最终表现为植株生物量的降低,水分胁迫下植株净光合速率下降,光饱和点降低,光补偿点提高,CO2补偿点提高,光呼吸增大,生长减弱,这时导致生物量积累减少的主要原因。     

土壤盐分及水分含量对落羽杉光合特性的影响

应用温室盆栽试验方法，采用完全随机试验设计，研究了1年生落羽杉实生苗在不同土壤盐分和水分条件下的光合特性。结果表明，在各种土壤水分条件下，落羽杉净光合速率、气孔导度、叶绿素a和叶绿素b的浓度、叶绿素含量都随着土壤盐分浓度的增加逐渐减少，细胞间隙CO2浓度、叶绿素a与叶绿素b比值逐渐增大，蒸腾速率和呼吸速率因土壤水分的不同随土壤盐分浓度的增加表现出不同的变化趋势；在各种土壤盐分条件下，随着土壤水分含量的降低，落羽杉净七合速率逐渐下降，细胞间隙CO2浓度、叶绿素a浓度和叶绿素含量均在土壤含水量为田间持水量的75％处理下最高，蒸腾速率、气孔导度、呼吸速率、叶绿素b浓度和叶绿素a与叶绿素b比值因土壤盐分的不同随土壤水分含量的降低有不同的变化趋势；在土壤水分供应充足的条件下，落羽杉净光合速率随着土壤盐分浓度的升高而下降主要是非气孔限制所致，而在干旱条件下，落羽杉净光合速率随着土壤盐分浓度的升高而下降则有气孔限制和非气孔限制两种原因，盐胁迫导致叶绿素a浓度的下降也是落羽杉在盐胁迫下净光合速率下降的原因之一。     

增施铁对镉胁迫下柳树生长及光合生理性能的改善

【目的】了解Cd胁迫及增施Fe对不同柳树生长及光合生理的影响,探讨增施Fe对降低柳树Cd毒害和提高Cd耐性以及对柳树Cd修复的Fe调控作用。【方法】以旱柳‘Levante’和蒿柳无性系79026及790260为材料,利用1/2 Hoagland营养液(含25 μmol/L EDTA-Na₂Fe)培养法,以不同Cd浓度(0、10、50、100 μmol/L)(不增施Fe)和上述Cd浓度下增施Fe(25 μmol/L)两组处理,培养42 d后测定不同柳树生长量(苗高和地径)、干物质量(根、茎、叶)、光合作用指标(叶绿素a、b含量、叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度)和Cd、Fe含量(根、茎、叶)。【结果】①随着Cd浓度增大,3个无性系/品种生长量、干物质量、叶绿素a、b含量、净光合速率、气孔导度和Fe含量(茎、叶)减少,叶绿素a/b、胞间CO₂浓度、Cd含量(根、茎、叶)增大,但根Fe含量在低中浓度Cd(10、50 μmol/L)时逐渐增大,在高浓度Cd(100 μmol/L)时减少。在相同Cd浓度胁迫下,3个无性系/品种Cd和Fe含量大小为根﹥叶﹥茎,旱柳根Cd含量大于蒿柳,但叶Cd含量小于蒿柳。②与低浓度Cd时增施Fe相比,在中高浓度Cd时增施Fe后,3个无性系/品种叶绿素a、b含量、旱柳‘Levante’和蒿柳79026生长量和干物质量(旱柳‘Levante’茎除外)、旱柳‘Levante’叶绿素a/b和叶片净光合速率均显著减小,而3个无性系/品种Cd含量增大,Fe含量减少。在高浓度Cd时增施Fe后旱柳‘Levante’和蒿柳790260叶Cd含量均小于中浓度Cd时增施Fe的,且旱柳Cd含量(根、茎、叶)和Fe含量(叶)均小于蒿柳。③增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长和干物质量、叶绿素a、b含量、气孔导度及胞间CO₂浓度,特别是在高浓度Cd时增施Fe后降低了3个无性系/品种根和叶Cd含量,增加了茎Cd含量,旱柳Cd含量(根、茎和叶)均小于蒿柳。【结论】Cd胁迫抑制了柳树生长和干物质积累以及叶绿素合成、光合作用,在中、高浓度Cd胁迫时,对旱柳生长和干物质量积累的抑制作用大于蒿柳; 柳树根的Cd和Fe积累能力大于茎和叶,蒿柳Cd积累能力大于旱柳。增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长量和干物质量以及叶绿素含量,不同程度地增加了Cd含量和Fe含量,一定程度上缓解了Cd胁迫对柳树光合作用的影响,且对旱柳的影响作用大于蒿柳,这证实了Cd胁迫下增施Fe改善Cd胁迫下柳树对生长和生理的适应性。     

干旱胁迫对两种沙地灌木能源树种光合特性的影响

为了研究干旱胁迫对两种灌木能源树种光合特性的影响,选择沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)1年生实生苗和多花柽柳(Tamarix hohenackeri Bunge)1年生扦插苗为试验材料,通过4个不同土壤水分条件下的盆栽试验,测定叶片叶绿素含量和光合参数。结果表明:多花柽柳在各个土壤水分条件下叶片叶绿素含量均低于沙枣,多花柽柳在中度干旱胁迫条件下叶绿素含量增加,沙枣在重度干旱胁迫条件下叶绿素仍然有较高含量。随着干旱胁迫程度加重,2个树种净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均呈下降的趋势,在中度干旱条件下净光合速率和蒸腾速率下降更明显,但胞间CO₂浓度呈上升趋势。多花柽柳净光合速率和蒸腾速率日变化均呈现出“双峰”曲线,11:00时出现“光合午休”现象,气孔导度呈现“单峰”曲线; 沙枣净光合速率日变化呈“单峰”曲线,上午明显高于下午。两树种蒸腾速率日变化和气孔导度日变化均表现为“双峰”曲线,呈现正相关性。     

干旱和复水对4个芍药品种生理指标的影响及品种抗旱性评价

【目的】通过盆栽实验,选取‘粉玉奴’、‘种生粉’、‘赵园粉’和‘晚霞红’4个芍药品种,研究逐渐干旱及复水条件对4个芍药品种生理指标的影响,以期为芍药抗旱品种的筛选及栽培种植提供依据。【方法】以4种芍药品种为材料,采用自然干旱及复水的方法,于干旱胁迫0、7、14、21 d及复水7 d后测定芍药叶片的生理指标,并进行抗旱性评价,筛选影响品种抗旱性的主要指标。【结果】随着干旱胁迫时间的延长,芍药幼苗叶片相对含水量(RWC)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)与蒸腾速率(T_r)呈下降趋势; 而电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量(SSC)呈现逐渐增加的趋势,气孔限制值(L_s)呈现先上升后下降的趋势,胞间二氧化碳浓度(C_i)与叶绿素含量(Chl)表现为先降低后升高的趋势; 复水后RWC、C_i与L_s均恢复到对照水平,其他指标则表现出不同程度的恢复。叶绿素含量在干旱胁迫条件下出现了叶绿素“浓缩”的现象,而在复水条件下则恢复正常。主成分分析表明,2个主成分可以代表芍药抗旱性91.459%的原始数据信息量,根据计算出的4个芍药品种的综合评价值(D),对4个芍药品种抗旱性进行了评价; 根据权重对各指标在抗旱中的重要性进行了评估。【结论】根据主成分分析结果,4个芍药抗旱性强弱依次为:‘粉玉奴’>‘种生粉’>‘赵园粉’>‘晚霞红’。依据各指标的权重大小,权重值较高的7个指标(P_n、T_r、G_s、SSC、REC、MDA和RWC)可以作为芍药抗旱性评价的主要指标。