苗期玉米根叶对干旱胁迫的生理响应

采用人工控制水分的方法,研究了干旱胁迫下苗期玉米(ZeamaysL.)根系和叶片的生理指标,用以明确苗期玉米根系和叶片对干旱的生理响应。研究结果表明,苗期中度干旱胁迫处理条件下,玉米根系和叶片均表现出对干旱胁迫的生理响应,并各具特点。与对照相比,干旱胁迫使玉米根系和地上部的生物量降低,叶片中的叶绿素含量显著降低、叶片光合面积减小,根冠比增大。干旱胁迫使玉米根系比表面积增大,根系氧化活力和还原活力增强。干旱胁迫导致玉米叶片的光合功能降低,初始荧光升高,初始光系统Ⅱ(PSⅡ)的原初光能转换效率、PSⅡ潜在活性、潜在光合作用活力均受到抑制。干旱胁迫下玉米叶片和根系脂质过氧化作用增强,根系和叶片中的游离脯氨酸含量升高。     

不同耕作方式对土壤性质与玉米生长的影响研究

通过种植前对土壤进行不同耕作处理试验,探讨不同耕作方式和耕作深度（30 cm,35 cm,45 cm）对土壤理化性状及玉米（Zea mays L）根系生长的影响。结果表明,三种耕作方式对土壤容重、土壤含水量、土壤微生物总量、玉米根系生长的影响表现为：深松耕作〉传统耕作〉免耕。其中,深松耕作对表层土壤（0～25 cm）容重降低作用大于深层土壤（25～45 cm）;对增加土壤含水量、增加土壤微生物总量、促进玉米根系生长方面的作用,深层土壤大于表层土壤;从不同耕作深度进行比较,深松45 cm〉深松35 cm〉深松30 cm〉传统耕作,即耕作越深,对土壤物理性状和作物根系生长影响越大。不同耕作处理间玉米产量无显著性差异。综合研究区的土壤性质、作物生长、自然环境等因素,雨养农区可采用免耕—深松的循环耕作模式,改良土壤性质,提高经济效益。     

Gateway技术构建盐和干旱胁迫下水稻根系混合cDNA文库及其质量鉴定

为研究水稻非生物胁迫响应信号转导的网络途径,揭示水稻抗逆的分子机制,以NaCl胁迫、干旱胁迫处理及正常生长的水稻根系为材料,采用Gateway技术构建了水稻根系受盐和干旱诱导的混合cDNA文库.cDNA文库质量分析表明,未经扩增的原始文库容量为1.5×106 cfu,插入片段大小主要为1 kb左右,重组率为100%.文库随机挑选克隆测序,结果显示插入序列完整性良好,文库中包含水解酶基因、逆境响应蛋白基因、氧化还原酶基因和富含甘氨酸的RNA结合蛋白质基因等.因此,本研究构建的盐和干旱诱导的水稻根系混合cDNA文库符合高质量文库的标准,可以用于进一步开展相关基因的克隆及功能研究.     

紫花苜蓿品种间根系发育过程分析

从根系发育角度分析了不同紫花苜蓿品种在甘肃黄土高原丘陵沟壑区的适应性．研究表明：品种间侧根发生总数差异较大，Ameristand201和Sandili均为14个，陇东苜蓿(Longdong)仅为6个，65％的侧根发生于营养生长阶段；品种间主根生长，根系体积、根系生物量的积累在各个生育期的表现分为3种类型，Ameristand201，Sandili，Ameri-graze401在整个生育期内的生长速率较快，且速率基本保持一致；陇东苜蓿，Derby，Sitel在整个生育期内生长速率较慢，但在盛花期(7月中旬)后，生长速率急剧增加；Goldenempress，Defi，Algonqiun介于前两者之间．从根系发育过程分析，Amefistand201，Sandili，Amerigraze401对黄土高原丘陵沟壑区的季节性降水反映相对迟钝，在干旱半干旱生境中具有较好的适应性．     

林木根系衰老研究方法与机制

根系衰老研究方法主要有根窗直接观测和挖根取样间接观测。在整株水平上,树木同化碳的能力,碳在不同器官间的分配,尤其是在地上部分和地下部分间的分配比例,对根的萌生和衰老起着重要作用;地上部分的生长过程和健康状况也对根系的生长和寿命有很大影响;当树木的生长环境受到某种胁迫时,树木的抵抗力下降,容易招致病原菌的危害,造成根系衰老和死亡。在生态系统水平上,干旱洪涝、干扰等胁迫和树木一土壤间的养分循环都会引起树木生长环境的改变,对根系的衰老过程发生作用;季节变化使树木的地上部分和地下部分的生理活动处于不同的旺盛期,从而使碳的分配方式有些改变,影响到根系的生长;土壤中养分的存在形式,某些离子的浓度也直接影响到根的寿命;病原菌对根系的危害与土壤中养分含量变化有关。所以,衰老过程受环境条件的影响,伴随着代谢,RNA和蛋白质合成速率的下降和(或)膜与细胞器结构的改变。     

根系冗余对小麦籽粒产量和水分利用效率的影响

采用盆栽试验,在返青-抽穗期用不同的水分处理来影响冬小麦(Triticum aestivum)的根系,研究根系大小对籽粒产量和水分利用效率的影响.结果显示,到抽穗期,大根系处理小麦的根冠比显著大于小根系处理.两种水分条件下大根系处理小麦花期时的光合速率和根呼吸速率均显著高于小根系处理小麦,而花后干物质积累显著小于小根系处理小麦.在成熟期,两种水分条件下小根系处理小麦的籽粒产量均显著大于大根系处理小麦.而且,小根系处理还提高了小麦的水分利用效率,湿润、中度干旱条件下小根系处理小麦的水分利用效率分别比大根系处理小麦高33.91%和15.82%.因此,认为在干旱、半干旱区以群体产量为目标的小麦抗旱育种不应当选择根冠比大的品种.     

不同强度干旱胁迫对华南地区4种乡土树种生长和碳氮磷化学计量特征的影响

探究4种乡土树种对不同强度干旱胁迫的响应差异,可为华南地区乡土树种应对干旱的生理机制提供理论依据.选取华南地区4种乡土树种海南红豆（Ormosia pinnata）、降香黄檀（Dalbergia odorifera）、醉香含笑（Michelia macclurei）和黧蒴锥（Castanopsis fissa）为研究对象,人工搭建遮雨棚、开顶箱（OTC）和自动浇水系统来模拟干旱环境,设置对照（100%）,低度（75%）、中度（50%）和高度干旱（25%）4种处理,研究4种乡土树种生长、各器官中养分含量和化学计量学对不同强度干旱的响应.结果显示,干旱胁迫抑制了海南红豆和降香黄檀的生长,但醉香含笑和黧蒴锥的生长无显著影响.干旱降低了海南红豆叶片（氮）N含量、根系N和磷（P）含量,增加了海南红豆粗根碳氮比（C:N）、碳磷比（C:P）和氮磷比（N:P）,但降低了细根C:P和N:P.随着干旱胁迫程度增加,4个树种的叶片可溶性糖含量均升高,醉香含笑和黧蒴锥粗根的淀粉和非结构性碳水化合物（NSC）含量升高,降香黄檀和海南红豆NSC含量则下降.综上,在干旱胁迫下,海南红豆和降香黄檀表现出资源获取型策略...     

青藏高原东缘高寒灌丛根系分泌物碳氮输入对增温的响应

根系分泌物是植物根系向土壤输入有机碳和养分的重要途径之一,深刻影响着根际土壤碳和养分循环过程。环境温度变化可通过改变植物初级生产力和根系性状等直接或间接地影响根系分泌过程,但其具体机制仍缺乏必要关注。为了揭示气候变暖对高寒灌丛根系碳、氮分泌过程的影响,以青藏高原东缘典型的高寒灌丛类型-窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛为研究对象,设置OTC(Open top chamber)增温试验,采用根系分泌物原位连续动态收集技术,分析了窄叶鲜卑花根系分泌物碳、氮输入速率与通量对土壤增温(+1.3℃)的响应。结果表明:窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物碳、氮输入速率具有明显的季节差异,生长季中期根系分泌物碳、氮输入速率显著高于生长季初期和末期。整个生长季,对照处理根系分泌物碳、氮输入速率分别为0.55-0.74mg·g~(–1)·d~(–1)和0.05-0.08mg·g~(–1)·d~(–1),增温分别使根系分泌物碳、氮输入速率显著增加了14.0%-69.1%和15.3%-70.2%。对照组根系分泌物碳、氮输入通量分别为26.94 g·m~(–2)和3.03 g·m~(–2),增温分别使根系分泌物碳、氮输入通量显著增加了57.2%和46.9%。进一步分析表明,增温使根系分泌物碳、氮输入通量的增加主要归因于根系分泌物碳、氮输入速率和细根生物量显著提高。这些结果表明,气候变暖将促进青藏高原东缘高寒灌丛根系碳、氮分泌过程,提高根系分泌物碳、氮输入通量,进而加速该区域根际土壤碳和养分循环过程。     

干旱胁迫对植物根际环境影响的研究进展

全球气候变化下频发的干旱灾害已成为一个世界范围内的重大气候问题.根际环境是植物适应极端环境的有效方式之一,探讨干旱胁迫下根际环境改变及其与植物抗逆性和生产力的关系,已逐渐成为包括植物营养学、植物生理学、土壤学、微生物学等多学科的研究热点.本文在介绍干旱的严重性及根际环境的重要性的基础上,根据近年来国内外关于干旱对植物根际环境影响的研究成果,重点阐述干旱胁迫对植物根系分泌物的组成和含量、根际土壤碳氮磷养分状况、根际土壤酶活性及根际微生物数量和种群结构的影响,结果表明干旱胁迫不仅会提高植物根系分泌物的数量,改变其组成,而且会改变根际土壤酶活性及土壤微生物群落结构多样性与功能,同时也会改变土壤养分的循环与可利用性,从而影响植物生长,且这些改变会因植物种类、植物所处发育阶段、干旱胁迫强度与时间等的不同而异;但这些研究仅从现象上对其变化趋势进行了探究,目前对其相关机理性的研究仍非常缺乏、不够系统深入.未来应结合一些现代的新技术和方法,从根际化学信号及微生物组学的细微尺度上,加强干旱胁迫及其与其他环境胁迫耦合下植物根际环境变化与机理的系统深入研究,对丰富和推进植物对干旱逆境的适应与响应机理性的认识具有重要意义.(参91)     

马尾松和木荷幼苗主要功能性状对氮磷和石灰添加的响应

植物功能性状能够反映植物个体对环境的响应和适应.为探究氮沉降对亚热带优势乔木树种功能性状的影响并寻求缓解过量氮沉降影响的措施,选择马尾松(Pinus massoniana)和木荷(Schima superba)幼苗为研究对象,设置了6个实验处理对照、加氮(20 g m~(-2)a~(-1))、加碳酸钙(100 g m~(-2)a~(-1))、加氮和加碳酸钙、加磷(10 g m~(-2)a~(-1))、加氮和加磷.结果显示:(1)氮添加显著增加木荷的根茎叶生物量,分别增加了319.83%、67.79%和66.14%;但对马尾松生物量的影响不显著.(2)氮添加显著增加木荷的总叶面积(增加了96.13%),但显著降低木荷的根系分叉数(降低了34.26%);马尾松叶片和根系功能性状对氮添加的响应不显著.(3)高氮添加背景下,碳酸钙添加显著降低了木荷的根叶生物量、总叶面积和比根长,分别降低了63.39%、30.56%、44.67%和80.81%;也显著降低了马尾松的比根长、比根面积和根分叉数,分别降低了54.11%、43.12%和59.39%;但对马尾松生物量无显著影响.(4)同时添加氮磷显著增加了木荷的根茎叶生物量,分别增加了96.41%、14.30%和34.65%;但对马尾松的生物量及根系功能性状无显著影响.本研究表明木荷对氮沉降的敏感程度较马尾松高,氮沉降可能通过改变物种的叶片和根系功能性状影响木荷的生长;高氮沉降背景下,碳酸钙添加可能抑制木荷和马尾松幼苗的生长,但磷添加可进一步促进木荷的生长.(图3表2参37)     

石斛气生的兰科菌根组织结构及其对御旱研究

基于过去对铁皮石斛(Dendrobium candidum Wall.Ex Lindl.)气生的兰科菌根适应干旱环境胁迫机理的研究鲜为涉及,现开展了培养基质的不同水分质量分数(w(水分)=43.6%、16.8%、5.5%)对兰科菌根的外部形态以及内部组织结构影响的研究。研究结果表明:基质水分质量分数降低使石斛菌根外部形态发生多样变化;随着基质水分质量分数的不断降低,石斛的生长受到显著的抑制。当基质水分质量分数为5.5%时,石斛的多数生长指标均小于其它处理,但是根冠比(R/S)增加显著,高达2.22;通过不同切片多重镜检测定和图像分析,发现菌根的形态结构产生了天然的适应突变,独特的根被组织细胞层数多达5层以上,细胞壁相对加厚,细胞腔内网、羽状结构比其它两处理明显增多,石斛菌根通过形态结构的改变来适应水分胁迫并维持其生长发育,石斛菌根组织结构的这些改变大大提高了石斛御旱的能力;水分质量分数高低与菌根感染率呈负相关,越是干旱条件菌根真菌繁衍越活跃,菌丝团结构相持时间越长,菌根的这些适应性响应都提高了石斛的抗旱能力。     

石斛气生的兰科菌根组织结构及其对御旱研究

基于过去对铁皮石斛（Dendrobium candidum Wall．Ex Lindl．）气生的兰科菌根适应干旱环境胁迫机理的研究鲜为涉及,现开展了培养基质的不同水分质量分数（W（水）1=43．6％、16．8％、5．5％）对兰科菌根的外部形态以及内部组织结构影响的研究。研究结果表明：基质水分质量分数降低使石斛菌根外部形态发生多样变化;随着基质水分质量分数的不断降低,石斛的生长受到显著的抑制。当基质水分质量分数为5．5％时,石斛的多数生长指标均小于其它处理,但是根冠比（R／S）增加显著,高达2．22;通过不同切片多重镜检测定和图像分析,发现菌根的形态结构产生了天然的适应突变,独特的根被组织细胞层数多达5层以上,细胞壁相对加厚,细胞腔内网、羽状结构比其它两处理明显增多,石斛菌根通过形态结构的改变来适应水分胁迫并维持其生长发育,石斛菌根组织结构的这些改变大大提高了石斛御旱的能力;水分质量分数高低与菌根感染率呈负相关,越是干旱条件菌根真菌繁衍越活跃,菌丝团结构相持时间越长,菌根的这些适应性响应都提高了石斛的抗旱能力。     

根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量的影响

通过盆栽试验研究了根修剪对冬小麦根系效率、水分利用及产量形成的影响.结果表明,在不同水分条件下,根修剪均减少了小麦的根量及根呼吸速率,但对根冠比没有显著影响.在湿润和中度干旱条件下,根修剪提高了小麦花期的光合速率和根系效率;在严重干旱胁迫条件下,根修剪小麦的光合速率显著下降,但根系效率与对照相比没有显著差异.在湿润条件下,小剪根处理对籽粒产量并没有显著的影响,而大剪根处理小麦的籽粒产量显著下降;在中度干旱胁迫条件下,小剪根处理小麦的产量(25.18 g pot-1)显著高于对照(22.31 g par-1),但大剪根处理小麦的产量(18.34 g pot-1)显著下降;在严重干旱条件下,两个剪根处理小麦的产量均显著下降.在湿润和中度干旱胁迫条件下,小剪根处理籽粒产量水平的水分利用效率(分别为1.57 g kg-1和1.85 g kg-1)显著大于相应的对照处理(分别为1.46 g kg-1和1.55 g kg-1),但大剪根处理水分利用效率和对照相比没有显著差异;在严重干旱条件下,各剪根处理的水分利用效率和对照相比没有显著差异.可见,在湿润和中度干旱条件下进行的适当根修剪根对作物生产是有利的.图1表3参15     

松科植物对干旱胁迫的反应

水分亏缺是制约树木生长的重要环境因子，植物通过形态、生理以及分子水平来适应水分亏缺．渗透调节使植物在低水势下维持正常生理活动，是植物忍耐水分亏缺的重要生理机制．干旱胁迫下，植物形态结构变化有利于水分吸收和传导，从而提高水分利用效率；同时，生物量向根部的分配增加，叶面积/边材面积比发生变化，这种生物量分配转移提高了根和茎向叶片输水能力，从而防止气穴现象；干旱胁迫容易引起光能过剩，过剩的光能会对光合器官产生潜在的危害．依赖于叶黄素循环的热耗散是光保护的主要途径；同时酶促及非酶促系统也是防止光合器官破坏的重要途径；脱落酸作为一种激素逆境信号，活化了与抗旱诱导有关的基因．本文从形态变化、渗透调节、气穴现象、光合作用、水分利用效率、脱落酸以及分子机理等方面阐述了松科植物对干旱胁迫的响应，并对耐旱指标的筛选进行了讨论，干旱胁迫下，各耐旱机理相互制约，需要联合各个方面的因素来考虑整个植物对干旱的反应．参99。     

逆境下植物叶性状变化的研究进展

介绍了逆境下植物叶性状变化的研究进展。在逆境下,植物的叶片形态、解剖构造和内含物质等方面产生变化或特化,以保证植物正常的生命活动。解剖构造与树木的抗旱性关系密切,渗透调节是一个重要的抗旱性和抗盐性机制。植物为了减少虫害的发生,采用防卫和逃避相结合的策略保护自己。叶片中午受到强光胁迫时存在明显的＂避光运动＂,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来调整对光辐射的吸收,减少光胁迫。植物在阴蔽的环境中,通过大的叶面积等方式保证在弱光条件下充分利用光能。在干旱和盐胁迫下,叶片变小或消失,叶片表皮角质化,在叶片或细胞外形成一些机械组织,叶肉质化,白天叶片气孔关闭等方式增加耐盐性。多年生落叶树木和不落叶的植物通过不同的方式增加抗寒力。基因对叶性状的影响尚有争议。叶性状的差异可能是对不同环境的反映,或者是它们的年龄和基因引起的。最后,对叶性状的研究前景作了展望。     

内生真菌感染对黑麦草若干抗旱生理特征的影响

对周期性干旱胁迫下内生真菌感染（EI）和非感染（EF）的黑麦草植株的几项生理指标进行了比较。结果表明，干旱胁迫导致EI和EF叶片相对水分含量下降，细胞膜透性增加，游离脯氨酸累积，叶绿素，类胡萝 纱和淀粉含量下降，可溶性糖含量增加，与EF植株相比，干旱胁迫下EI植株可溶性糖含量较高，膜透性及脯氨酸含量均较低，从生理生化角度说明内生真菌可提高其宿主植物的抗旱性。图3参39     

大豆根系分泌物和根细胞壁对难溶性磷的活化

探讨了不同磷效率大豆品种根系细胞壁和根分泌物对难溶性铝磷的活化与吸收能力。结果表明，砂培条件下，磷高效品种(巴西10号)对难溶性铝磷的吸收显著高于磷低效品种(本地2号)。铝磷处理条件下，根系总表面积巴西10号是本地2号的131％，而钾磷处理二者没有明显差异。根系细胞壁对铝磷的活化表明，大豆苗期根系细胞壁对铝磷的活化量显著高于成熟期。苗期、成熟期巴西10号对铝磷的活化量为本地2号的119％、176％。不同栽培方式根系细胞壁对铝磷的活化量表现为水培大于砂培，水培条件下两个大豆基因型对铝磷的活化量没有差异。不同生育时期、栽培方式根分泌物对铝磷的活化量表现为，成熟期大于苗期，砂培大于水培。巴西10号根分泌物对铝磷的活化量比本地2号分别高出69．3％(成熟期)和40．1％(砂培)。上述研究结果表明，大豆根分泌物和根细胞壁对难溶性铝磷的溶解具有促进作用，有利于大豆对铝磷的吸收。     

植物对干旱胁迫的响应研究进展

植物在经受干旱胁迫时,通过细胞对干旱信号的感知和传导,调节基因表达,产生新蛋白质,从而引起大量形态、生理和生化上的变化.干旱胁迫对植物在细胞、器官、个体、群体等水平上的形态指标有显著影响,也会影响其光合作用、渗透调节、抗氧化系统等生理生化指标.植物对干旱胁迫的分子响应较复杂,包括合成一些新的基因如NCED、dehydrin基因和CBF、DREB等转录因子.另外,干旱胁迫还能造成蛋白质组学的变化.参52     

吉林省农田景观动态与农业自然灾害相互关系研究

分别从作物生境、作物形态和作物种类角度分析吉林省近50a的农田景观动态变化情况,结合农业旱灾、水灾、风雹灾、霜冻灾害和作物病虫害成灾面积动态变化和各种农业自然灾害的成灾面积与受灾面积比的变化趋势,探讨农田景观动态与农业自然灾害的相互关系,指出农田景观生态多样性的降低是农业自然灾害频繁和灾损增加的一个主要原因。为了减轻自然灾害的损失,农业生产布局多样化是今后发展的方向。