干旱胁迫对文心兰抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响

以切花文心兰＂黄金2号＂（Oncidium Gower Ramsey‘Gold 2’）幼苗及成熟苗为材料,用盆栽控制浇水模拟干旱的方法,对不同程度干旱胁迫下其叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化进行研究。结果表明,文心兰＂黄金2号＂具有一定的耐旱性。随着干旱胁迫程度的加深,文心兰幼苗及成熟苗的相对含水量和相对电导率变化慢、幅度小,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性能保持一定水平,渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量持续上升,表明文心兰＂黄金2号＂对干旱胁迫具有较强的适应能力。     

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。     

转codA基因杨树耐旱性增强的生理机制

研究转胆碱氧化酶(codA)基因杨树对干旱胁迫的响应机制可为杨树耐旱育种及应用提供理论依据.在盆栽条件下研究土壤干旱胁迫及复水对转基因杨树(T)和野生型(NT)生长的影响及叶片中MDA、H_2O_2、甜菜碱含量和抗氧化酶活性等生理指标的影响.结果显示:(1)干旱胁迫后,转基因杨树和野生型的株高、总生物量增长都减慢,但转基因杨树生长状况优于野生型且复水后恢复较快;胁迫5周后,转基因杨树地上地下部的干重分别降低了21.01%和22.97%,而野生型地上地下部的干重则较对照分别降低了47.21%和52.11%,与正常供水相比,转基因植株地上地下部的干重显著高于野生型.(2)杨树叶片中过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量在干旱胁迫后先增加后降低,复水后继续下降,但转基因杨树积累量低于野生型;干旱胁迫下,转基因杨树叶片中游离脯氨酸和甜菜碱的含量显著高于野生型,干旱胁迫3周后,转基因杨树叶片中甜菜碱含量是野生型的2.38倍.(3)随干旱时间延长,杨树叶片中SOD、POD、CAT和APX酶活性逐渐增加,复水后下降,除POD外,转基因杨树抗氧化酶活性普遍高于野生型.本研究结果说明渗透调节物质含量的增加及抗氧化能力的增强是转基因杨树耐旱性和复水后恢复能力增强的内在生理机制.     

不同浓度CaCl_2对盐胁迫下巴西蕉幼苗生理的影响

为了解外源钙(Ca)对香蕉盐胁迫的缓解效应,采用水培试验法研究了在60 mmol L-1 NaCl胁迫下不同浓度的CaCl2对我国香蕉主栽品种巴西蕉(Musa AAA Cavendish var.Brazil)的叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量等生理响应特性的影响.结果表明:盐胁迫下,巴西蕉幼苗叶片Chl a、Chl b、Chl含量显著降低,Chl a/Chl b比值减小,叶片RWC显著降低,叶片和根系的质膜透性和脯氨酸含量显著增加,施加低浓度外源钙可在一定程度上缓解该现象,但高浓度(20 mmol L-1)反而使盐害程度加重,其中5 mmol L-1 CaCl2处理效果最好;处理期间,5、10 mmol L-1 CaCl2处理叶片RWC均显著高于盐胁迫处理,与对照相比较无明显差异;第5天(d 5)时,5、10、20 mmol L-1 CaCl2处理的叶片脯氨酸含量分别比盐胁迫处理高出85.4%、75.3%和86.6%,差异均显著,处理d 10时,根系和叶片脯氨酸均以5 mmol L-1 CaCl2处理的含量最高,与盐胁迫处理达到差异显著水平;此外,5 mmol L-1 CaCl2处理可降低盐胁迫下叶片及根系质膜透性,随着外源CaCl2浓度增加,叶片和根系质膜透性反而增加,处理期间,20 mmol L-1 CaCl2处理始终高于盐胁迫处理.综合各项测定指标及分析,认为施用适当浓度CaCl2可在一定程度上缓解盐胁迫对巴西蕉的影响,其中CaCl2浓度以5mmol L-1较为适宜.     

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     

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。     

喀斯特地区4种造林幼苗的抗旱性评价

以杜英、伞花木、侧柏、栾树1年生幼苗为试验材料,通过调控土壤含水量,设置1个无干旱胁迫对照和3个干旱胁迫强度处理(分别为每2、4、6、8 d浇水1次),比较4种幼苗叶片相对含水量(RWC),质膜相对透性(RMP),丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量,过氧化物酶(POD)活性的变化.结果表明,经干旱胁迫后,各供试树种叶片RWC减少,RMP增大,SS、Pro和MDA含量增加,POD活性变化趋势不同.利用隶属函数法对供试树种进行抗旱性综合评价,4个树种的抗旱性强弱为伞花木>侧柏>栾树=杜英.对6个生理牛化指标抗旱系数进行相关分析的结果表明,MDA含量、POD活性和Pro含量之间相关性较为紧密.对供试幼苗的测试指标做方差分析,并采用SSR法进行多重比较的结果显示,RMP、MDA含量、POD活性、Pro含量4个指标可用以评价供试树种苗期抗旱性强弱.     

9种草本观赏植物叶绿素含量和细胞膜透性对酸雨胁迫的响应

研究模拟酸雨(pH 2.0、3.0、3.5)对9种草本观赏植物叶片叶绿素(Chl)含量和细胞质膜透性的影响。结果表明,酸雨强度与草本观赏植物Chl含量呈负相关,酸雨胁迫次数越多,Chl含量越低,不同pH胁迫只是变幅之间存在差异,而在酸雨处理终止后,植物叶片Chl含量逐步恢复,且不同敏感型植物在各时段的恢复速度(或修复进程)不同,其规律为敏感植物<中等植物<抗性植物。酸雨强度与植物叶片质膜透性呈正相关,每增加1次酸雨胁迫,植物叶片质膜透性在前次基础上有所增加,增加幅度也表现出敏感植物>中等植物>抗性植物的基本规律。酸雨处理结束后,3类植物叶片质膜透性基本呈现“低—高—低”变化规律,质膜透性的变化峰值多出现在酸雨处理终止后的48 h,仅变化幅度存在差异,即敏感植物>中等植物>抗性植物。     

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     

水杨酸对小麦高盐毒害的缓解作用

以盐敏感品种中国春、农大８５０２１和抗盐品种冬６８、茶淀红等４个品种小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）为材料,研究盐分胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长的影响以及水杨酸对盐害的缓解作用．结果表明,水杨酸能够相对提高盐分胁迫条件下小麦种子萌发的数量、速度和质量;提高幼苗根和叶内游离脯氨酸、可溶性糖等渗透调节物质的含量,增强其渗透调节能力,同时提高幼苗体内超氧化物歧化酶、过氧化物酶等细胞保护酶的活性,抑制膜脂过氧化作用产物丙二醛的积累,降低叶片质膜透性和盐分胁迫对细胞膜的伤害．所有这些变化都有利于缓解盐害,提高小麦抗盐性     

甜椒穴盘苗对不同程度水分胁迫-复水的生理生化响应

对温室甜椒穴盘苗进行水分处理,探讨了不同程度水分胁迫-复水过程中叶片生理生化特性的变化.叶片相对含水量(RWC)、渗透势随基质水分减少而降低,渗调能力逐步增强.POD、SOD、CAT酶活性随水分减少而上升,SOD对水分胁迫最敏感,复水后主要由POD、CAT负责清除H2O2和过氧化物.游离氨基酸、脯氨酸随基质水分减少急剧上升,复水后大幅下降,可能为水分胁迫下主要渗透调节物质.水分胁迫下,甜椒叶片可溶性蛋白主要降解为氨基酸的形式参与渗透调节.RWC降至45%(停水后d3)时,可溶性糖显著积累,但明显晚于氨基酸,但它基础含量高,主要在较为严重的水分胁迫时发挥作用.尽管水分胁迫使保护酶活性和渗透调节能力均提高,但任何程度的胁迫均不可避免伤害幼苗.穴盘苗生产中,建议“水分胁迫锻炼”时间以不超过3d逐步达到RWC≥45%为宜.图4表2参12     

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。     

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。     

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.     

拉瑞尔Larrea tridentata光合特性对CO2摩尔分数和干旱的响应

利用Li-6400光合测定系统测定拉瑞尔L.tridentata的光合生理特性及其对CO2摩尔分数升高和干旱的响应。结果表明：土壤水势在-0.884 5 MPa以上,L.tridentata的光合器没有任何损害,抵御干旱的能力很强;适当的增加CO2摩尔分数有利于提高光饱和点、光量子利用效率和最大净光合速率,且CO2摩尔分数升高的正效应要大于土壤水分胁迫的负效应,因而在一定程度上CO2摩尔分数的增加,提高了L.tridentata的抗旱能力;随着光合有效辐射的增强和CO2摩尔分数的升高,叶片净光合速率、CO2饱和点和羧化速率都有增大趋势,叶片对高摩尔分数CO2利用效率提高;不同土壤水分条件下,叶片气孔导度和蒸腾速率都随着CO2摩尔分数的升高而降低,水分利用效率随着CO2摩尔分数的升高而升高;既能饱和叶片的RubisCO,又不至于造成气孔大量关闭的CO2摩尔分数在700~800μmol.mol-1左右,说明目前的CO2摩尔分数还不足以饱和拉瑞尔的RubisCO酶。未来CO2摩尔分数升高,将对拉瑞尔的光合作用有所促进,并可能提高拉瑞尔对干旱的适应能力。     

16种室内观赏植物对甲醛净化效果及生理生化变化

采用气体密封舱熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,对16种常见室内观赏植物进行甲醛熏气处理,以熏气12h后植物单位叶面积吸收甲醛的量作为指标评价了不同植物对甲醛气体的净化能力,同时测定了熏气后植物的外观形态变化和叶片的SPAD值、相对电导率、丙二醛含量及POD活性等指标。结果显示,被测植物在一定程度上均可以有效吸收甲醛,单位面积吸收量从大到小依次为香石竹（Dianthus caryophyllus）、瑞典常春藤（Lsodon amethystoides）、蚊净香草（Saivia spp.）、比利时杜鹃（Rhododendron hybrida）、柠檬（Citrus limon）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、龟背竹（Monstera deliciosa）、冷水花（Pilea cadierei）、长寿花（Kalanchoe blossfeldiana）、‘粉冠军’（Anthurium spp.）、巢蕨（Neottopteris nidus）、吊竹梅（Zebrina pendula）、栀子花（Gardenia jasminoides var.grandiflora）、百合竹（Dracaena reflex）、口红花（Aeschynanthus radicans）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）。不同植物在甲醛熏气后表现出不同程度的受害反应和生理生化指标的变化,综合分析结果表明香石竹、瑞典常春藤、蚊净香草、袖珍椰子、冷水花、巢蕨等对甲醛的综合净化能力和抗性较好。     

砖厂废气污染对橡胶树光合生理特性的影响

选取砖厂废气排放方向种植的橡胶树（Hevea brasiliensis）品系＂云研77-2＂为研究对象,在距离砖厂200、400、600 m处设置3个研究点,研究分析砖厂排放废气污染对橡胶树光合参数的影响。结果表明：砖厂废气排放对3个不同距离处橡胶树叶片光合参数有显著影响（P〈0.05）。随着橡胶树与砖厂距离的缩近,即污染加剧,橡胶树叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2（Ci）、蒸腾速率（Tr）、最大光合速率（Pmax）、光饱和点（LSP）、暗呼吸速率（Rd）和叶绿素含量（Chl）均呈下降趋势;最大荧光（Fm）、可变荧光（Fv）和最大荧光比（Fv/Fm）也下降,初始荧光（Fo）升高。该研究结果证明,砖厂废气污染对橡胶树光合生理特性有显著影响：相距砖厂600 m范围内,越靠近砖厂,橡胶树叶片光合特性越低。     

铬、镉、铅胁迫对青菜叶片几种生理生化指标的影响

研究了溶液培养条件下铬、镉、铅胁迫对青菜叶片细胞膜透性、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等的影响,结果表明：随着Ｃｒ＾６＋,Ｃｄ＾２＋,Ｐｂ＾２＋处理时间的延长和处理浓度的增加,青菜叶片细胞膜透性显著增大,叶绿素ａ／ｂ值逐渐降低,游离脯氨酸含量明显增加,其中游离脯氨酸含量增加的时间比细胞膜透性增大明显超前,而叶绿素ａ／ｂ植降低的时间在这３种重金属中未见明显的规律性。