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。     

不同干旱胁迫强度下白刺花幼苗叶片的生理生化反应

植物代谢产物和抗氧化酶活性与干旱胁迫强度的定量关系是评估植物适应干旱能力的重要科学问题.本文采用盆栽试验设计,设置土壤田间持水量(FC)80%、60%、40%、20%4个干旱胁迫处理.研究了不同强度的干旱胁迫梯度上2 a生白刺花(Sophora davidii)幼苗叶片内丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化特点.发现:(1)MDA与Pro含量随着干旱胁迫强度的增加呈线性增加趋势.(2)蛋白质和光合色素含量在干旱胁迫梯度上呈"钟型"抛物线变化趋势,在60%～40%FC下含量最高.(3)4种抗氧化酶活性的变化趋势不尽相同.其中SOD与APX的活性在干旱胁迫梯度上的反应均表现为多项式变化规律,即在中度干旱下的活性显著升高.而重度胁迫下降低;CAT活性变化规律与SOD和APX活性的变化正好相反;POD活性则表现为倒钟型趋势.60%FCT活性最低.综合分析表明,可溶性蛋白质和光合色素的含量、SOD、APX、CAT以及POD不仅能够较好地指示干旱胁迫对幼苗叶片的生理生化伤害程度,并且可反应叶片开始受胁迫伤害的土壤干旱水平.但是MDA和Pro含量则无法指示;60%FC左右的土壤含水量是白刺花2 a生幼苗叶片生理生化代谢受到伤害的干旱强度的阈值.图3参26     

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。     

异源表达胡杨PeCPD基因提高烟草对盐、高氮和干旱胁迫的抗性

油菜素类固醇(Brassinosteroids,BRs)在调节植物生长发育和提高植物对非生物胁迫的抗性中起着重要作用,CPD(Constitutive Photomorphogenesis and Dwarfism)基因编码一种甾醇类23a羟化酶,在BR的生物合成中发挥着重要作用.本研究克隆胡杨Pe CPD基因的c DNA序列,并利用农杆菌介导法,将Pe CPD基因植物过表达载体p BI121-35S::Pe CPD转化野生型烟草,筛选得到Pe CPD基因过表达的转基因烟草植株,并利用Na Cl、高氮和甘露醇分别对转基因和野生型烟草进行胁迫处理,检测转基因烟草的耐受性和相关的生理生化指标.结果表明:(1)在正常条件下,转基因烟草的鲜重是野生型烟草的1.47倍;(2)在Na Cl、高氮以及甘露醇的胁迫处理下,转基因烟草植株的根长、叶片叶绿素和类胡萝卜素的含量均显著高于野生型植株,抗氧化酶SOD和POD活性以及渗透调节物质脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖的含量也同样表现为转基因烟草显著高于野生型,而野生型植株的丙二醛(MDA)含量显著高于转基因植株.因此在烟草中异源过表达胡杨Pe CPD基因不但能够增加烟草的生物量,而且能够提高烟草对盐、高氮和干旱胁迫的抵抗能力.     

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     

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)     

农药和化肥对无尾两栖类蝌蚪的毒性效应研究进展

以两栖动物研究环境污染物的毒性效应进而监测环境的变化,已成为国内外的研究热点.两栖类的胚胎发育和变态过程对水的依赖性极强,而且鳃和皮肤有很强的渗透性,当其受到污染胁迫时,在细胞、组织及生理生化水平上都会发生显著变化,进而会影响其存活和生长发育.在总结国内外相关研究基础上,综述和分析了农药、化肥(氮肥)对无尾两栖类蝌蚪的行为表现、生长发育、组织结构和生理生化变化等方面的毒性效应,以期为农药、化肥的水环境监测及合理使用提供全面的科学依据.     

模拟干旱胁迫对岷江干旱河谷—山地森林交错带4种乡土植物抗氧化酶系统的影响

为解干旱河谷—山地森林交错带植物在干旱胁迫条件下的抗性生理特征,以交错带4种典型植物狗尾草(Setaria viridis)、岷江柏(Cupressus chengiana)、高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,测定干旱胁迫条件下植物叶片抗氧化酶活性以及游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)和色素含量的变化.干旱胁迫显著降低了4种植物叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,增加了叶片Pro和MDA含量,增加了细胞膜透性,提高了过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,表明交错带植物在干旱胁迫条件下具有较强的抗旱能力.相对于岷江柏和高山柳,狗尾草和沙棘在相应水分条件下表现出较高的叶绿素a/b、Pro含量及POD、SOD和CAT活性,抗旱能力较高;而高山柳叶片上述各指标相对较低,抗旱性相对较差.研究结果为了解交错带不同生活型物种在干旱条件下的适应提供了理论依据.图2表2参26     

沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

丛枝菌根对盐胁迫的响应及其与宿主植物的互作

丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizae Fungi,AMF)作为陆地生态系统的组成部分之一,在促进宿主植物对土壤养分和水分的吸收、提高植物生物量生产、调节种群和群落的结构、维持生态系统的稳定性等方面发挥了重要作用。其中,盐渍化是自然生态系统中广泛存在的一种胁迫生境条件,全球盐渍化土地约占耕地总面积的10%,因而探讨AM菌根在此胁迫生境下对宿主植物生长的影响具有重要意义。从以下几个方面,围绕盐胁迫条件、AM菌根和宿主植物三者之间的关系对当前国际上相关领域的研究进展进行了综述:1)AM真菌对盐胁迫的响应,包括菌根共生体形成、菌根侵染率、AM真菌的分布、菌丝体生长发育、孢子的形成和分布等;2)盐胁迫条件下AM菌根对宿主植物的效应,包括AM菌根促进宿主植物对P、N等元素的吸收、降低植物体内Na 的含量、提高光合作用能力,进而提高植物的生物量和对植物的群落结构产生影响等;3)AM菌根提高宿主植物耐盐性的机理,分别从植物根系形态的改变、水分吸收能力的加强、细胞内营养物质的平衡,以及细胞生理代谢的调节等方面对AM菌根促进植物抗盐性的机理进行了剖析。     

茉莉酸甲酯(MeJA)对水稻幼苗的抗旱生理效应

茉莉酸类物质(Jas)是植物体内广泛存在的生长调节物质,它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。选用抗旱性存在明显差异的两个水稻(Oryza sativa L.)品种中二欧六和丰华占作为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱 茉莉酸甲酯(MeJA)三种处理研究了茉莉酸甲酯对水稻幼苗的抗旱生理效应。研究结果表明,干旱胁迫后两个水稻品种幼苗叶片水势均显著降低,而干旱后喷施茉莉酸甲酯能明显增加叶片的水势,改善叶片的水分状况,抗旱性强的品种水势增加幅度较大。干旱胁迫后水稻叶片的抗氧化酶活性,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)和有机渗透调节物质,包括可溶性糖、脯氨酸及游离氨基酸含量均大幅度上升,而干旱 茉莉酸甲酯处理则能降低了这些物质的含量,两个水稻品种的变化趋势表现一致。研究结果表明外施茉莉酸甲酯在一定程度上能减缓干旱胁迫对水稻幼苗造成的伤害,有效地提高抗旱性,但这这种增强效应在不同水稻品种间存在一定差异。     

杨树抗旱性研究进展

The drought resistance of woody plants, in particular, Populus, was reviewed in this paper. Studies about drought resistance of Populus mostly focused on changes in growth properties, physiological adaptation and biochemical aspects, but a few on molecular biology. The indexes of drought adaptation and productivity were analyzed and these indexes could be employed to identify drought resistance of woody plants. Combination of such different approaches will, hopefully, give us a more complete understanding of the various regulatory mechanisms in trees than what we may have today. With development of the molecular biology of woody plants, the sluties on stress resistance of Populus which was regarded as a model plant, are summarised. Ref 96     

水分胁迫下内生真菌感染对黑麦草叶内保护酶系统活力的影响

比较了两种不同的水分胁迫方式（田间干旱迫和温室渗透胁迫）下，内生真菌感染对黑麦草叶内SOD、POD和CAT活性以及MDA含量变化的影响，结果表明，当植物未遭受水分胁迫时，感染植株叶内SOD和POD活性明显高于非感染植株，在温室渗透胁迫下，随着胁迫强度和胁迫时间的增加，感染植株叶内SOD活性明显高于非感染植株，MDA含量大大低于非感染植株，而在田间干旱胁迫下，感染植株的这种优势表现得并不明显，图2表2参23     

茉莉酸甲酯(MeJA)对干旱胁迫下水稻幼苗光合作用特性的影响

茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)是广泛存在于植物体内的与抗性关系密切的生长物质,能显著增强植物在机械伤害、低温、盐害、干旱等非生物环境胁迫和病虫害等生物胁迫中的抗性.以水稻品种中二欧6为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱+MeJA、干旱+MeJA+水杨苷异羟肟酸(SHAM)四种处理,研究了干旱胁迫下施用MeJA及其代谢抑制剂SHAM对水稻幼苗的叶绿素荧光和光合作用特性的影响.研究结果表明,干旱胁迫下外源MeJA(0.25 μmol·L~(-1))处理可显著提高水稻幼苗的叶片水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数Fv/F_0和Fv/Fm值、蒸腾速率、叶片气孔导度、胞间CO_2浓度,降低ABA含量,从而提高水稻幼苗的抗旱性.然而,加入茉莉酸信号途径的抑制剂水杨苷异羟肟酸(SHAM)后MeJA诱导的水稻抗旱效应受到逆转,表现在水稻幼苗叶片水势、叶绿素荧光和光合作用参数等显著下降,ABA含量显著上升.     

Evaluation of drought tolerance of new grapevine rootstock hybrids

The drought tolerance is a very important property of grapevine rootstocks. For that reason the breeding and selection of new rootstock varieties is focused also on the evaluation of their drought tolerance. In this experiment, altogether 20 new hybrids and 4 existing rootstock varieties were compared and evaluated. The experimental scheme involved 3 variants of water supply. Evaluated were the following properties: growth intensity of annual shoots, CCI (chlorophyll content index) and visual characteristics of plants. The most resistant were hybrids from the pedigree groups C (Binova x B?rner), D /Binova x/(Binova x Teleki 5C/) x B?rner/, and F (Teleki5 Cx B?rner). The following hybrids were classified as drought-tolerant: 17-1-6 (C); 17-1-9 (C); 17-6-2 (C); 17-6-9 (C); 17-8-2 (D) and 9-20-1 (F). Based on obtained experimental results and also on correlations existing between individual traits it can be concluded that practically all traits under study may be used when evaluating the resistance of plants to drought. The obtained results indicated that the B?rner rootstock (and thus also the species Vitis cinerea) can be used as a suitable genetic resource for the purpose of the breeding grapevine rootstocks for tolerance to drought.     

植物叶片在食叶昆虫胁迫下的正向效应及其机制

植物对外界因素刺激的反应逐渐被人们认识．在食叶昆虫胁迫下，某些植物的叶片对一定程度损害的反应在缓解危害、弥补所造成的损失方面表现出了多方面的正向效应．幼叶在高食叶昆虫胁迫下幼叶延缓变绿和减少光合作用．在损失部分叶片后，光合速率的变化与剩余叶量之间的关联作用在维系整体营养、生长方面具有明显的峰谷效应；被食植物代谢方式的调整与代谢产物的变化对抵御食叶昆虫进一步危害、抑制虫体发育和影响下一代叶食昆虫质量与数量有明显作用．植物部分组织的损失在客观上缓解了余下植物体的水分胁迫，特别是干旱时期的水分胁迫，使得余下的组织功能得到更有效的发挥．另外，叶片部分养分在植物生长重要时期的转移与昆虫取食高峰的时差可称作是一种物候防御．参32     

茉莉酸类物质(JAs)的生理特性及其在逆境胁迫中的抗性作用

以茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(MeJA)为代表的茉莉酸类物质(JAs)是广泛存在于高等植物体内的一种新型植物生长调节物质,在调节植物生长发育、光合特性、抗逆反应等起着重要的作用。茉莉酸类物质能抑制植物生长,抑制种子和花粉粒萌发,促进叶片和果实衰老,加速细胞的分裂和膨大,促进气孔关闭,诱导禾本科植物的颖花开放;此外还能调节植物的光合作用和呼吸作用及保护酶活性。目前更多的研究表明,茉莉酸(酯)类物质是与抗性密切相关的植物生长物质,它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。在植物受到伤害时,植物体内茉莉酸及其衍生物的含量显著增加,进而诱导一系列与抗逆有关的基因表达,如蛋白酶抑制剂、硫蛋白和苯丙氨酸转氨酶(PAL)等,提高酯氧合酶活性,从而增强植物的抗性。研究还发现,在干旱逆境胁迫条件下,与脱落酸(ABA)的表现相似,茉莉酸类物质大量积累,外施能增强植物的抗旱性。茉莉酸与脱落酸在抑制生长、促进衰老和逆境胁迫的反应上作用极为相似,两者可协同起作用或独立发挥,而茉莉酸与水杨酸(SA)二者之间则大多研究认为存在相互抑制的拮抗作用,但也有一定协同作用。而茉莉酸与各种激素的信号传导途径的相互作用机制仍有待进一步深入研究。