植物耐盐的生理生态适应性研究进展

 植物耐盐机制的研究对盐渍土改良利用和选育培育耐盐植物新品种具有重要意义。盐分胁迫下,植物表现一系列生理生态适应性变化。根据近年来对植物耐盐的研究,本文重点阐述了植物体内渗透调节、抗氧化酶活性、光合途径的转变、激素信号转导、植物体内相关蛋白的高表达、形态结构的改变等耐盐的生理生态适应性机制。进一步分析表明,植物耐盐的适应性受多方面调节和控制,应该把多方面的因素都联系起来综合考虑。     

铜、水分胁迫下金属型植物海洲香薷耐性和生长变化

金属型植物生长土壤重金属含量高,保水性和持水能力差,易造成重金属和干旱双重胁迫.据此,本项目选用污染区(CS)、非污染区海洲香薷(NCS)为试材,以水培方法构成Cu、水分胁迫,研究金属型植物的耐性和生物量的变化.结果表明,Cu、水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”处理6d和14 d后,NCS的根耐性指数(TI)均明显下降,但是CS的TI仅在水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”处理14 d明显下降.幼苗处理14 d后,NCS的生长受到Cu、水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”的明显抑制,CS的生长受到水分胁迫和“Cu+水分胁迫”的明显抑制,但是NCS的生长抑制作用更为明显.此外,20 μMCu对CS生长无明显影响.综之,CS耐Cu胁迫,耐短期干旱,耐“Cu+短期干旱”复合胁迫,但是NCS对这3种形式胁迫均比较敏感.实验结果可为矿山生态恢复及其它污染土壤植物修复提供科学依据.     

多胺与NO在植物逆境适应中的协同效应

综述了多胺和NO在植物遭受生物胁迫以及干旱胁迫、盐胁迫、高温/低温胁迫和重金属胁迫等非生物胁迫下的单一及协同效应研究进展.在信号级联及相互作用过程中,NO可能作为信号转导的中间分子受到多胺诱导释放,同时也能反馈调节多胺.绘制两种关键信号物质协同作用的基本路径图,为开展植物胁迫生理和生态机理研究提供理论参照.     

持续干旱下4个柳树无性系生理生态适应性研究

为比较柳树无性系对干旱胁迫生理生态适应性的差异,通过盆栽试验研究了持续干旱胁迫下4个柳树无性系一年生扦插苗渗透调节?保护酶活性等指标的动态变化?研究结果表明,随着干旱胁迫时间的增加,电导率?丙二醛逐渐增加;4个无性系渗透调节物质脯氨酸?可溶性糖和保护酶系统过氧化物酶?超氧化物歧化酶在胁迫过程中整体呈上升的趋势,随着胁迫程度的加强,抗旱性弱的无性系最先表现出下降的趋势?利用主成分分析所有生理生态指标,对4个无性系抗旱性进行综合评价?     

干旱胁迫下蒙古沙冬青AmNAC1基因的表达差异及功能分析

测定蒙古沙冬青NAC家族成员的编码基因AmNAC1在干旱胁迫和外源ABA处理下的表达模式,通过转基因拟南芥在干旱胁迫下的表型分析,探究AmNAC1的功能和作用机理.结果显示:AmNAC1在蒙古沙冬青幼苗中受干旱以及外源ABA的诱导;超表达AmNAC1可以不同程度地提高转基因拟南芥对干旱胁迫的耐性,也可以提高转基因拟南芥离体叶片和幼苗在自然干燥期间的保水能力,但对其种子萌发期响应外源ABA的敏感性无明显影响.结果表明AmNAC1在植物响应和抵抗干旱胁迫中起重要调节作用.     

浑善达克沙地C3和C4植物对干旱胁迫响应策略

 选取浑善达克沙地C₃植物羊草(Leymus chinensis)和C₄植物虎尾草(Chloris virgata)为研究对象,进行2种干旱胁迫处理,处理1将植物浇至饱和含水量后,使其自然干旱10d,之后复水至饱和含水量;处理2是在处理1的基础上,每天晚上让植物接受自然的大气凝结水.处理期间测定植物的叶片水势、比叶面积、气孔密度、氮含量及生物量等生理生态指标,探讨干旱胁迫及复水后不同光合功能型植物对干旱胁迫响应策略.研究表明,(1) 干旱胁迫显著降低了虎尾草的叶片水势,大气凝结水没有显著改变其叶片凌晨水势,干旱胁迫第10天时羊草叶片凌晨水势值显著降低,大气凝结水使羊草叶片的水势值保持在正常范围之内;(2) 不同干旱胁迫下,植物比叶面积和气孔密度与处理前相比呈下降趋势,但在复水后恢复到处理前水平;(3) 干旱胁迫显著提高了羊草叶片的氮含量,而虎尾草叶片氮水平变化不显著;(4) 干旱胁迫显著提高了羊草的根冠比,而虎尾草的根冠比影响不大,但干旱胁迫则显著提高了虎尾草的果重比.羊草在干旱胁迫下分配较多的生物量到根系,有利于水分的吸收,从而提高了其抗旱性,而虎尾草则分配较多的生物量到种子,使其不断扩大繁殖群体.     

油菜素甾族化合物对植物干旱适应性的影响及调控机理

总结了油菜素甾族化合物对植物渗透系统、保水性、抗氧化系统及生长和发育的生理效应的最新进展,并概括了这些现象的生理和分子调控机制.综述了BR调节植物干旱适应性的基因应答路径,这些路径与其他主要干旱胁迫激素(如脱落酸)之间存在复杂的"信号交互"效应,共同对植物生长发育起到系统调控作用.该方面的创新研究将是BR在生产应用上取得突破的理论基础.     

匍枝青藓(Brachythecium procumbens)对铅胁迫的生理响应

苔藓植物是对环境变化最为敏感的指示植物之一.以匍枝青藓(Brachythecium procumbens(Mitt.)Jaeg.)为实验材料,测定铅胁迫下藓类植物的生理生化变化,研究探讨匍枝青藓对重金属胁迫的响应.实验结果表明:匍枝青藓总叶绿素含量随着铅胁迫时间的延长和铅处理浓度的升高而表现为先升后降的趋势;过氧化物酶(POD)含量总体呈现升高的趋势,但在铅处理浓度为0.0010～0.0012 mmol/L时表现出了最大的耐受限度;丙二醛(MDA)含量随着铅处理浓度的升高呈现逐渐升高的趋势,随着铅处理时间的延长MDA含量整体呈现先升后降的趋势.结果说明匍枝青藓在铅胁迫下产生明显的生理生化指标变化,为进一步探索藓类植物对重金属胁迫的响应及其机理提供了科学依据.     

入侵植物加拿大飞蓬(Erigeron canadensis L.)生理生态适应初探

利用PEG-6000模拟根际干旱胁迫法,研究了入侵植物加拿大飞蓬(Erigeron canadensis L.)在水分胁迫下的生理生态变化.在干旱胁迫下,加拿大飞蓬体内的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、过氧化物酶(POD)酶活、超氧化物酶(SOD)酶活以及可溶性蛋白含量均发生了不同程度的变化.在不同胁迫强度下,MDA含量、Pro含量、可溶性蛋白含量和POD酶活均呈现上升趋势;在胁迫初期,加拿大飞蓬体内SOD酶活呈现上升趋势,胁迫中期出现下降趋势,后期又呈现出明显的上升趋势,表明其体内抗旱机制多种多样,能够适应多种生境.     

植物对重金属耐性机理的研究进展

从两方面综述了植物对重金属胁迫的耐性机理.（1）植物生理生化代谢途径对重金属胁迫的适应性反应,包括与重金属解毒螯合相关的硫代谢途径;与植物抗氧化相关的活性氧代谢途径;与酚类物质生成及植物木质化形成相关的次生代谢途径.（2）植物对重金属耐性的分子机理研究,包括对与重金属胁迫相关代谢途径中关键酶基因克隆和功能鉴定;金属硫蛋白（MT）和膜金属转运蛋白基因表达和调控;与重金属胁迫相关的植物逆境信号传导的研究.随着基因组学的发展,通过进化各异的模式生物基因组比较及通过使用一些如基因差异表达技术、表达序列高通量分析技术和功能获得或突变体互补等技术在植物重金属耐性机理的研究中也取得了一些进展.     

多花胡枝子对干旱胁迫的生理响应初步研究

实验采用聚乙二醇6000(PEG6000)在室内模拟干旱条件,研究不同程度干旱胁迫对多花胡枝子相对含水量、相对电导率、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活力和脯氨酸含量的影响,旨在探求其在沙质条件下的生存能力.结果表明:随着干旱胁迫的加强,电导率和丙二醛(MDA)明显增加,而叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和叶片相对含水量均呈显著下降趋势.以30%PEG6000处理对多花胡枝子的伤害最大.在胁迫处理12h,30%浓度处理的植株电导率高至(50.7%)比对照组高13.4%;SOD活性最低为100.4 U/g;在胁迫处理24h时,10%浓度处理的植株脯氨酸含量高达1 024 Ug/g,此后逐渐降低;在处理48h时,30%浓度处理的植株MDA含量为17.58 nmol/g,高于其他胁迫处理.在PEG6000处理过程中,处理0~12h为植株的抗性阶段,处理12~48h为植株的耗尽阶段.可见,在干旱胁迫下,多花胡枝子可以通过改变体内物质含量来提高抗性,渡过逆境.     

A vacuole localized β-glucosidase contributes to drought tolerance in Arabidopsis

The phytohormone abscisic acid (ABA) plays a critical role in plant growth, development, and adaptation to various stress conditions. The cellular ABA level is constantly adjusted to respond to changing physiological and environmental conditions. To date, the mechanisms for fine-tuning ABA levels remain elusive. Here, we report that BGLU10, a member of a multigene family of β-glucosidases, contributes to drought tolerance in Arabidopsis. The T-DNA insertion mutant bglu10 exhibited a droughtsensitive phenoty...     

鄂西北主要造林树种耐旱生理特性分析

通过盆栽苗木水分胁迫试验,对鄂西北地区主要造林树种的耐旱生理特性进行了对比研究,着重分析了在水分胁迫条件下湿地松、杉木、刺槐、侧柏、沙棘(引种)、柠条(引种)等树种的形态、水分生理、生理代谢等指标的变化特征,并以此为依据,对以上苗木耐旱特性进行了综合评价。结果表明,6个供试苗木都具有较强抗旱性能,而其中柠条、侧柏抗旱能力比湿地松、杉木、刺槐、沙棘的要强。     

用基因芯片技术分析干旱胁迫下生殖生长期大麦的基因表达

耐旱性是干旱地区稳定和增加大麦产量的一个关键因素。鉴定出与耐旱性相关的功能基因,一方面可了解大麦的耐旱机理,同时还可以促进利用生物技术来改良大麦的耐旱性。在研究中,2个在耐旱性上具有明显差异的大麦品种Tadmor(耐旱)和WI2291(干旱敏感)被选作材料,采用22000个ESTs(基因表达序列标签)的Affymetrix大麦基因芯片Barley1来分析生殖生长期干旱胁迫下2个大麦材料的差异表达基因。研究结果表明,干旱胁迫下2个大麦材料中有77个共调节基因,其中部分基因已被报道过可能与抗旱性相关。这些基因中已有功能注释的基因按其生物学功能被分为14组,猜测它们是干旱胁迫的响应基因,在抗旱性上可能不起重要作用,或者是必需的但单独不足以提高大麦的抗旱性。进一步比较2个材料差异表达的基因,发现二材料之间有372个受干旱调节基因的差异。这些基因中有功能注释基因的生物学功能中可分为15组,其中一些已被认为与抗旱性相关;而对那些未知功能的基因,推测可能亦在大麦的抗旱性上扮演一定的角色。研究所得结果可为阐述生殖生长期大麦的耐旱性机理提供新的认识。     

小麦苗期耐旱品种筛选及其生理特性

 以收集及引进的50个小麦品种为材料,通过小麦幼苗干旱胁迫试验筛选耐旱小麦种质,结合旱胁迫相关指标测定,揭示耐旱生理指标与耐旱性能相关性。结果表明,小麦幼苗经干旱处理复水后品种间成活率差异显著,其中川麦42、西农2000和洲元936的成活率均高于65%,其他品种低于42%。进一步分析3个耐旱品种和随机选择的3个干旱敏感型品种在干旱胁迫下4种生理指标的差异表明,耐旱性小麦品种幼苗叶片中K+、可溶性糖及Pro含量均显著高于旱敏感型品种,而MDA含量降低,表明小麦苗期幼苗叶片中K⁺、可溶性糖、Pro及MDA含量与小麦耐旱性能具有相关性。     

层次分析法在干旱区园林树木评选中的应用

经过对新疆昌吉试验区的２８种榆属树木抗寒性、抗旱性、生态学特性系统的调查,并参考有关献,利用树木抗逆性指标、形态指标、生长指标,构建了榆属资源多级递阶结构模型,结合旱生榆属树木特点,提出了８种适合北疆平原园林绿化最佳榆属树木。     

木本植物响应干旱胁迫的研究现状

为深入了解木本植物响应干旱胁迫的分子机理，本文系统的从木本植物对干旱信号的感知、信号转导到转录调控、生理生化反应以及表型变化等方面总结了木本植物对干旱胁迫可能的响应过程.认为木本植物由于其固着根生的特点，不得不进化出相应的机制来应对不断变化的环境.当遭受干旱胁迫时，木本植物根系细胞膜上的感受器首先感知到土壤水分状态的变化，细胞内的蛋白质和激素调控系统触发相应的干旱适应反应.干旱信号通过细胞间的信号传导路径传递到植物体内的各个部位，主要的信号传导途径包括Ca²⁺信号、激素信号和转录因子调控等.一些关键基因和信号通路，如脱落酸(ABA)信号通路、DREB蛋白家族等也参与调控植物的干旱适应性.木本植物也会发生形态和解剖上的变化来减少水分蒸发和增强根系的吸水能力.本文可为抗旱型木本植物选育提供见解.     

甘蔗品种抗旱力与生理指标的关系

测定了四个甘蔗品种的茎伤流量、叶片游离脯氨酸、可溶性糖和叶绿素的含量四项生理指标。结果表明：品种间伤流量差异显著；正常供水植株品种间游离脯氨酸含量、可溶性糖含量和叶绿素含量差异不显著，而受旱后品种间上述三项指标差异（极）显著。从四项指标来判断，粤糖71-210和粤糖63-237是较耐旱品种，而粤糖57-423是较不耐旱品种。甘蔗抗旱力与四项生理指标密切相关。     

干旱胁迫下铁皮石斛愈伤组织生理特性研究

以铁皮石斛愈伤组织为材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫处理铁皮石斛愈伤组织,检测愈伤组织可溶性蛋白含量及SOD、POD和APX活性的变化动态。结果表明,不同浓度PEG胁迫下,铁皮石斛愈伤组织可溶性蛋白均高于对照;各浓度PEG胁迫1d后,SOD活性均高于对照,当PEG浓度为30%时,胁迫2d、3d后却低于对照;POD活性随着PEG浓度的增强先上升后下降,在25%PEG胁迫下达到峰值;当PEG浓度为30%时,APX活性随着时间的延长而降低,当PEG浓度低于30%时,APX活性呈上升趋势。铁皮石斛愈伤组织可通过可溶性蛋白含量的增加和保护酶的变化来适应一定程度的干旱胁迫。     

生态文明建设：在适应气候变化中前行

适应气候变化的基本内涵是通过不同手段化解气候风险,从而顺应气候变化的大趋势。从历史的角度看,人类文明的发展伴随着适应气候的变化。从现实的角度看,把＂减缓气候变化＂与＂适应气候变化＂相结合已成为人类应对气候变化的重要策略。适应气候变化与生态文明建设具有内在的联系,在适应气候变化中加强生态文明建设,体现了生态建设尊重自然、顺应自然和保护自然的基本内涵。合理规范人的行为成为适应气候变化,加强生态文明建设的必然要求,同时也体现了生态文明建设中的公平性和生态道德,也为生态文明建设提供了可持续的发展动力。