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     

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。     

干旱胁迫对香樟幼树生长及光合特性的影响

通过盆栽和持续干旱研究了干旱胁迫(以2 d为一个处理间隔,持续干旱0-16 d)对香樟(Cinnamomum camphora)幼树生长及光合特性的影响.结果显示:(1)干旱胁迫下香樟幼树的地径、树高生长量受到了抑制.轻度、中度干旱处理(干旱时间2-8 d)叶片含水量和叶片相对含水量与对照差异均不显著,重度干旱处理(干旱时间10 d)下显著低于对照(P0.01);(2)干旱胁迫影响了香樟叶片光合作用的日变化进程,妨碍了其有机物质积累;(3)干旱胁迫下香樟叶片光合色素总量先升高后降低,在干旱第8天达到最高.所有干旱处理的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均受到不同程度的抑制.气孔因素和非气孔因素共同作用影响香樟幼树的光合作用,在干旱初期(干旱时间2-8 d)气孔因素起主导作用,干旱后期(干旱时间10 d)非气孔因素起主导作用;(4)干旱胁迫下香樟幼树叶片的表观量子效率(AQY)、RuBP羧化速率(CE)、光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)及CO2补偿点(CCP)均显著降低,表明干旱会降低香樟幼树对环境中光照和CO2的利用及适应能力.综上,干旱胁迫下香樟幼树的水分生理状况变差,光合能力及光合日变化进程受到影响,对环境中光照和CO2的利用及适应能力也明显降低,最终香樟幼树的形态生长受到抑制.图3表3参35     

作物根系对干旱胁迫逆境的适应性研究进展

主要就作物根系的形态性状、根系提水作用、生理代谢、根系细胞壁蛋白及其生长性能与干旱胁迫间的关系作了综述;指出应加强对干旱逆境下根系发育及根系生长性状变化上的遗传机理研究。     

干旱胁迫过程中外源钙对忍冬光合生理的影响

以不同浓度Ca2＋对干旱胁迫处理下的忍冬进行化学调控,研究外源Ca2＋对干旱胁迫处理下忍冬叶片中叶绿素含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、过氧化氢酶活性以及光合速率的影响,以探讨外源Ca2＋对缓解干旱胁迫下忍冬光合作用下降的作用机制。结果表明,干旱胁迫下,忍冬的正常生理代谢明显受到抑制,叶绿素质量分数、可溶性糖质量分数、游离脯氨酸质量分数、过氧化氢酶活性以及光合速率分别降低到0.4 mg·g-1、0.06~0.1 mg·g-1、0.8 mg·g-1、0.25 u.mg-1和12~14μmol·m-2.s-1;当施入钙离子后,干旱胁迫对忍冬的伤害得到不同程度的缓解,并在最大程度上稳定叶绿素含量和CAT活性;并能使脯氨酸和可溶性糖的积累显著减少。说明外源Ca2＋能够在一定程度上弥补干旱胁迫导致的Ca2＋亏缺,使植物维持较正常的生理活动,稳定细胞膜结构,维持体内离子吸收平衡,维持较高的光合速率并保护光合结构。     

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。     

干旱胁迫对润楠幼苗生长和生理生化指标的影响

以2年生润楠(Machilus pingii)幼苗为试验材料,采用盆栽和持续停水的干旱处理方法,模拟研究不同干旱胁迫时段对润楠幼苗生长及抗性生理的影响,旨在为润楠幼苗的栽培和水分管理提供理论依据及技术参考.结果显示:(1)随着干旱胁迫时间延长和胁迫程度增加,土壤体积含水量(SWC)、叶片组织中相对含水量(LRWC)、苗高和地径生长量均下降,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素Car以及叶绿素a/b均呈先增加后降低的趋势;(2)主要渗透调节物质可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量随着干旱时间延长表现为先升后降,脯氨酸(Pro)含量逐渐升高;(3)丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量在轻度(SWC为10%-15%)和中度(SWC为6%-10%)胁迫下缓慢增加,重度胁迫(SWC<6%)下大幅度增加,说明膜脂过氧化作用加剧,膜透性增加;(4)在整个干旱过程中,超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸(As A)逐渐下降,而过氧化物酶(POD)活性在轻度和中度干旱过程中逐渐加强,重度胁迫下急剧下降,但胁迫结束时仍高于对照25.5%.本研究表明,在轻度和中度干旱条件下(SWC>7.6%),润楠幼苗能通过调节自身的抗氧化系统和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的生长及正常生理代谢,从而表现出一定的耐旱抗旱潜力;但在土壤水分亏缺较严重的条件下,润楠幼苗会受到严重伤害.     

土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片矿质营养元素含量的影响

研究了土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片10种营养元素含量的影响.结果表明:N、P、K、Ca、Mg含量在土壤干旱胁迫下的变化趋势基本相同,都是在轻度水分胁迫时略有下降,随着土壤水分胁迫的加重,含量逐渐增加,只有P含量在重度水分胁迫(土壤水势为-2.415 MPa)时有所下降;在土壤水势超过了萎蔫系数后,L.tridentata的各大量营养元素含量仍能维持在较高水平有助于增强其抗旱性;L.tridentata叶片微量元素(Fe、B、Mn、Cu、Mo)含量对土壤干旱胁迫的反映不敏感,各微量营养元素的含量在土壤干旱胁迫时与正常土壤水分状态时没有显著差异;总的来讲,在土壤水分胁迫状况下,L.tridentata能通过对自身营养元素调节的方式来提高自身的抗旱性,表现出较强的抗旱性.     

杨柳科植物对干旱胁迫的性别响应差异

杨柳科(Salicaceae)植物多为雌雄异株植物,在自然种群中常出现性别偏倚现象,雌雄植株之间不同的资源吸收和利用策略以及外界环境压力是造成性别偏倚的重要因素.干旱胁迫是影响植物生长的不利因素之一,了解雌雄异株植物对干旱胁迫的性别差异响应对全面认识植物在有限水分条件下的抗性机制至关重要.本文从形态、生理、分子水平的变...     

不同地理种群紫茎泽兰种子萌发对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG(6000)溶液模拟水分胁迫条件,通过相对发芽率、萌发抗旱指数、活力指数3个指标,研究了14个不同地理种群紫茎泽兰(EupatoriumadenophorumSpreng.)的耐旱能力,并采用模糊隶属法用上述3个指标对14个不同种群的耐旱性进行综合评价.结果表明,LP、PZH、YJ种群较为耐旱,耐旱隶属函数总平均值分别0.766、0.689、0.658,SM种群则较为敏感,耐旱隶属函数总平均值为0.065.图2表3参23     

森林对氮饱和的响应

氮素缺乏是大多数北半球森林生态系统普遍存在的现象，是森林生长的主要限制因子之一．但是化石燃料和氮肥施用使得大量的氮化合物进入大气，多余的氮输入引起森林衰退和土壤酸化，出现了“氮饱和”现象．本文就氮饱和的定义、研究手段及监测指标、森林对其的生理和群落响应等进行初步分析，并提出建议和展望，以期能为森林对氮饱和的响应的进一步研究提供科学依据．表1参46     

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     

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     

铝毒在不同作物上的差异及温度的影响

采用水培法研究了作物耐铝性差异及温度对作物铝毒的效应，结果表明，铝首先伤害根生长，抑制作物对养分的吸收和利用，其中对大麦和蕃茄的危害尤为明显，并导致出现缺素症。耐铝能力为水稻＞大豆＞大麦＞蕃茄，而它们的耐铝机理不完全相同。铝对作物的毒害因温度而异，作物在其最适生长温度范围内受铝伤害最明显。作物体内的铝含量有随铝处理浓度增高而增加的趋势，并明显受温度的影响。     

小麦铝抗性和敏感品系对铝胁迫的生理生化反应

研究了冬小麦Triticum aestivvum L.铝抗性品系T202和铝敏感品系T105幼苗经0，50μmol L^-1，75μmol L^-1，100μmol L^-1和150μmol L^-1铝处理后根部的生理生化变化．结果表明：小麦根生长被严重抑制；酸性磷酸酶活性增强，磷代谢激活；硝酸还原酶受到一定程度的抑制；葡萄糖-6-磷酸脱氢酶对铝浓度极其敏感；葡萄糖含量下降；而膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量上升，超氧化物歧化酶(SOD)的活性升高和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量下降．证实：铝胁迫造成了氧化伤害，激活了植物体内的抗氧化系统．分析还表明，T202耐铝的各项指标优于T105，前者的代谢酶活性对铝胁迫的反应更为迅捷，并有良好的能量储备和调动机制来抵御铝胁迫及由此产生的胁迫．图8参14     

甘蒙柽柳与沙棘抗旱性研究

在野外条件下,应用ＰＶ技术研究了中龄的甘蒙柽柳和沙棘的水分参数［ｐｓ（ｓａｔ）、ｐｓ（ｔｌｐ）］及其生理生态学意义、季节变化规律．探讨了水分胁迫条件下树木的适应性．结果表明,水分参数具有一定的的季节变化规律．干旱胁迫条件下树木具有一定的渗透调节能力,其幅度大小随季节而发生变化;嫩枝生长时期,树木的抗旱性和渗透调节能力都很弱,随着枝条的木质化和叶子的革质化程度的增强,树木的抗旱性逐渐增强．     

金沙江干热河谷区土著花生根瘤菌耐旱性初步研究

在摸拟干旱条件下,对分离自金沙江干热河谷区４５株土著花生根瘤菌进行耐旱性鉴定分析。结果显示,代停工菌株耐旱能力呈现多样性特征,同时,这些供试菌株在模拟干旱条件下的生长模式表现出多样性特征。     

水稻对低磷反应的基因型差异及其生理适应机制的初步研究

选取构建水稻分子连锁图谱的两个亲本ＪＸ１７和ＺＹＱ８为材料,在３低磷胁迫下,对磷营养效率有关指标进行分析,结果表明,ＪＸ１７在与磷吸收效率有关的生理指标,如根干重、根分泌质子、根分泌有机酸等方面,都明显优于ＡＹＱ８,说明ＪＸ１７表现较高的相对干物重,低磷胁迫反应不敏感。