盐胁迫对不同种质小黑麦幼苗水分利用效率和渗透调节的影响

为探讨小黑麦幼苗经过盐胁迫后水分利用效率和渗透调节系统的响应机制,选用10份不同种质小黑麦为对象,以土壤含盐量0.6%NaCl为胁迫组,正常浇水为对照组(CK),研究盐胁迫对小黑麦生长、水分利用特征、渗透调节物质含量的影响,以明确不同种质小黑麦苗期耐盐能力的强弱,为宁夏地区耐盐小黑麦品种评价提供理论依据。结果表明:盐胁迫抑制小黑麦的正常生长,促进其水分利用效率和渗透调节物质的积累与转移。在盐胁迫下,X-520的株高最高,X-516次之,SD的分蘖数和地上生物量最多;此外,SD、X-520和X-516的稳定碳同位素(δ13C)含量较高,分别为-27.33‰、-27.40‰和-27.39‰;SD的脯氨酸、可溶性蛋白和淀粉含量均为最高。相关分析表明,δ^(13)C与相对含水量、有机渗透调节物质、根系钠离子、叶片钾离子间均显著正相关(P<0.05)。通过聚类分析得出,不同种质小黑麦耐盐能力强弱可分为3类,耐盐性较好(SD、X-520、X-516),耐盐性一般(JIN、J-46),耐盐性较差(T-5、HN、T-9、XJ、T-11);同时,经主成分综合评价(PCA)得出不同种质小黑麦的耐盐性高低顺序依次为SD>X-520>X-516>J-46>JIN>HN>T-11>T-9>T-5>XJ。因此,建议将SD、X-516和X-520作为宁夏盐碱地推广种植的育种材料。

盐胁迫对薄皮甜瓜‘灰鼠’离子平衡、膜脂过氧化及渗透调节物质积累的影响

【目的】研究薄皮甜瓜‘灰鼠’对盐(NaCl)胁迫的生理响应机制,为甜瓜栽培及示范推广提供理论依据。【方法】采用基质盆栽试验,分别观测其在100 mmol/L NaCl胁迫5 d及胁迫20 d后在幼苗生长、离子稳态、抗氧化酶系统及渗透调节物质的变化情况。【结果】盐胁迫抑制了幼苗生长,破坏了离子平衡及抗氧化系统。甜瓜株高、叶柄长、叶片数随盐胁迫时间的延长而显著降低,茎粗、叶柄粗、叶片厚度随盐胁迫时间的延长而显著增加。盐胁迫后Na^(+)外排速度降低,Na^(+)含量增加,K^(+)外流流速增大,K^(+)含量减少。丙二醛含量显著增加,SOD、POD、CAT酶活性先升高后降低;可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量显著增加。【结论】盐胁迫下,薄皮甜瓜‘灰鼠’通过限制自身生长,增加叶片Na^(+)含量、减少K^(+)含量,并提高抗氧化酶活性,积累更多的渗透调节物质缓解盐胁迫。

饲料精氨酸含量对海水驯化虹鳟的渗透调节、抗氧化和免疫力的影响

实验旨在探究饲料添加精氨酸(Arg)对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)海水驯化前后渗透调节、抗氧化和免疫力的影响。选择初始体质量(67.04±6.93)g的虹鳟480尾,随机分为4组,分别投喂Arg含量为1.46%(A-1.46)、2.50%(A-2.50)、3.45%(A-3.45)和4.62%(A-4.62)的4种实验饲料。在淡水养殖5周后,对上述每组虹鳟分别进行为期2d(SA-2)和4d(SA-4)的海水驯化,SA-2为首日从盐度0升至15,次日升至本地海水盐度27;SA-4首日升盐同SA-2,随后每天以4/d的升盐速度至盐度27。在淡水养殖结束和入海后的1d、7d和21d采样并测定虹鳟渗透调节、抗氧化和免疫等指标。结果显示,在淡水养殖结束后,A-4.62组虹鳟末体重、增重率显著低于其他组,表明饲料Arg含量过高会使虹鳟生长受到抑制。在两种驯化方式下,随着入海时间推移,A-3.45和A-4.62组虹鳟血清K^(+)含量先升高后恢复,表明两组虹鳟离子转运能力较好;在入海后21d时,各组虹鳟肝脏总抗氧化能力(T-AOC)显著高于其相应淡水值,而A-3.45组虹鳟的综合生物标志物响应(IBR)最小,表明A-3.45组可能所受盐度胁迫较小。相比于SA-2方式,SA-4方式下各组虹鳟渗透压较平稳,表明SA-4方式更有利于虹鳟维持其渗透平衡。此外,在SA-2方式入海1d时,A-3.45组虹鳟将体内多余Na^(+)排出体外,使其更好适应海水环境;随着入海时间推移,A-3.45组虹鳟血清溶菌酶(LZM)含量显著升高,表明入海后A-3.45组的体液免疫力显著提高。在SA-4方式入海21d时,A-3.45组虹鳟降低鳃NKA活力来减少Cl^(–)流入,从而更好维持离子平衡。综上,在两种驯化方式下,饲料Arg含量为3.45%时,虹鳟的生长好,适应能力更强。

水氮耦合对陕南烤烟渗透调节物质及抗逆生理特性的影响

以云烟99为材料,采用双因素完全组合法,设置W1(土壤相对含水量75%~85%)、W2(土壤相对含水量55%~65%)、W3(土壤相对含水量35%~45%)3个土壤水分条件和N1(4 g)、N2(5 g)、N3(6 g)3个单株施氮量,共9个处理,进行盆栽试验,旺长期控水15 d后测定烟叶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性及可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸(Pro)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)、丙二醛(MDA)、超氧阴离子自由基(O2-)含量,分析水氮耦合对烤烟渗透调节物质及抗逆生理特性的影响。结果表明:在W3条件下,增施氮可提高可溶性蛋白含量,与W3N1处理相比,W3N2、W3N3分别提高25.36%和42.86%,能降低可溶性糖含量,分别降低3.85%和12.32%;W2N2、W2N3与W2N1处理相比,SOD活性分别提高20.29%和31.19%,POD活性分别提高24.60%和44.89%;N2条件下,与W1N1处理相比,W1N2和W2N2处理的CAT活性分别提高40.26%、43.58%;W3处理增加了烟叶Pro、GSH、MDA及O2-含量,与W1N1处理相比,增幅分别达69.69%~222.49%、15.2%~89.36%、155.15%~162.37%、24.89%~72.34%。分析互作效应发现,土壤相对含水量对SOD、POD活性及Pro、GSH、MDA、O2-、可溶性糖含量的影响较大;而施氮量对可溶性蛋白含量、CAT活性的影响较大;二者的互作效应对AsA含量的影响较大。综合来看,轻度缺水时株施氮量6 g的处理对烤烟抗氧化酶活性的提升效果较好,而重度缺水时株施氮量为5 g的处理对烤烟渗透调节物质和抗氧化物质含量的提升效果较好。

胡杨异形叶渗透调节物质及抗氧化酶活性对地下水埋深梯度的响应

以塔里木荒漠区建群种胡杨(Populus euphratica Oliv.)为实验材料,研究3种典型异形叶的渗透调节物质和抗氧化酶活性沿地下水埋深(GWD)梯度的变化规律及适应干旱胁迫的策略。结果显示:(1)随GWD的增加,3种异形叶的相对含水量、叶水势、可溶性蛋白质(SP)含量和过氧化物酶(POD)活性呈降低趋势,水分饱和亏缺、游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖(SS)含量和丙二醛(MDA)含量呈增加趋势,而超氧化物歧化酶(SOD)始终保持较高活性且较稳定。(2)条形叶Pro、SS含量与GWD呈极显著正相关,卵形叶SS、SP含量与GWD呈显著正相关,锯齿阔卵形叶SS含量与GWD呈极显著正相关。(3)条形叶主要以Pro和SS协同维持细胞渗透势以应对水分胁迫,卵形叶以增强渗透调节能力(SP、Pro、SS)来提高其抗旱性,锯齿阔卵形叶则以SS、Pro维持细胞膨压,并通过POD、SOD清除活性氧(ROS)协同适应干旱的荒漠环境。

拟穴青蟹对盐度变化的生态适应及渗透调节机制研究进展

拟穴青蟹(Scylla paramamosain)属节肢动物门(Arthropoda)、软甲纲(Malacostraca)、十足目(Decapoda)、梭子蟹科(Portunidae)、青蟹属(Scylla),其野生种群主要分布于中国东南沿海和其他印度洋-太平洋海域,是中国传统海水养殖蟹类之一。该蟹个体大、生长速度快、肉质鲜美、营养丰富,且具有较高的经济价值。人们对青蟹的需求呈现上升趋势,仅通过海捕天然蟹苗或增加养殖密度,难以达到预期的产量,且不具有可持续性。合理规划拟穴青蟹养殖区域,拓展养殖空间,是推动青蟹产业迅速发展、扩大生产规模的有力举措。目前,青蟹养殖还未充分利用河口和沿岸地区众多亟待开发的不同盐度水域。结合国内外有关研究报道,总结了青蟹对盐度变化的生态适应性,尤其是盐度对青蟹生长发育的影响,并分析其渗透调节的分子机制,为不同盐度水域养殖推广,以及青蟹耐盐等新品种的开发提供参考。

抽穗期不同程度水分胁迫对水稻产量和根叶渗透调节物质的影响

抽穗期是水稻生长对干旱胁迫比较敏感的时期,而渗透调节是作物适应逆境的重要生理机制之一。以水稻品种丰华占为实验材料,在人为控制水分的盆栽条件下,对水稻生长的抽穗期分别进行不同时间长短的控水处理,研究干旱胁迫对水稻干物质积累、产量、根系及叶片渗透调节物质的变化规律及其生理调节机制。结果表明,不同程度干旱胁迫后叶片水势均显著下降,除长期控水处理(12d)的可溶性糖含量下降外,其余控水处理(3～9d)的根系和叶片的有机渗透调节物质可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸均大幅度上升,而且水分胁迫程度越高,上升幅度越大,根系与叶片表现一致,但叶片的渗透调节能力大于根系,而根系的反应比叶片更迅速和敏感。短期干旱胁迫(3d和6d)再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量可恢复到对照水平,而长期干旱胁迫(9d和12d)则不能。除长期干旱(控水12d)造成无机离子显著下降外,其他不同程度的干旱胁迫后根系和叶片的无机离子K+、Ca2+、Mg2+等含量则变化不大或轻微下降。水分胁迫后水稻根系、茎叶和穗干物质积累显著下降,抽穗期短期控水(3d)对产量没有明显影响,而控水6,9,12d分别使产量下降12.09%,48.55%,58.30%。不同控水处理均显著增加叶片的水分利用效率,控水时间越长,水分利用效率越高。研究结果表明了水稻在抽穗期经受短期干旱胁迫能有效地进行渗透调节,产量影响较小,而有机渗透调节物质比无机离子对干旱胁迫的反应更为敏感。

盐胁迫下4种耐盐植物渗透调节物质积累的比较

为探索不同类型耐盐植物在盐胁迫下体内渗透调节机制,以沙柳、沙枣、柽柳和西伯利亚白刺为研究材料,研究了不同盐浓度(0、100、200、300 mmol·L-1Na Cl)处理下4种耐盐植物体内无机离子和有机溶质含量的变化,比较了其在植物渗透调节中的作用。结果表明:(1)盐处理后4种植物体内Na+、Cl-含量均上升,K+、Ca2+、Mg2+离子含量呈下降趋势;(2)稀盐型盐生植物白刺与泌盐型盐生植物柽柳以Na+为主要无机渗透调节物质,拒盐型耐盐植物沙枣与沙柳以K+为主要无机渗透调节物质;(3)可溶性糖是4种植物盐胁迫下共同的有机渗透调节物质,对沙柳和沙枣尤为重要;在高盐浓度(≥200 mmol·L-1Na Cl)下,脯氨酸是沙枣叶片中重要的有机渗透调节剂;白刺叶片中甜菜碱含量随盐浓度升高明显增加,对提高白刺耐盐能力具有重要作用。4种不同类型耐盐植物在盐渍环境胁迫下所积累的渗透调节物质种类与数量差异明显,渗透调节方式与耐盐机制不同。

黄河三角洲不同生态型芦苇对盐度适应生理的研究Ⅰ.渗透调节物质及其贡献

山东省黄河三角洲分布４种不同生态型芦苇——淡水沼泽芦苇、咸水沼泽芦苇、低盐草甸芦苇和高盐草甸芦苇。１９９４年与１９９５年的８～９月份对不同生境生态型芦苇的生长情况、群落组成及优势度进行观测，并测定４种不同生态型芦苇的有机和无机渗透剂以及渗透势和渗透调节能力。结果表明：不同生态型芦苇的多度、盖度、植株高度、叶片含水量和渗透势均随生境盐度的增大而降低；低盐度下的芦苇其渗透剂以Ｋ＋和可溶性糖为主，高盐度下以Ｎａ＋、Ｃｌ－为主；芦苇根部Ｎａ＋含量大于叶片，其渗透调节能力也高于叶片；植物体的Ｎａ／Ｋ比值随生境盐度而变化，而高盐度下Ｎａ／Ｋ比为１左右；在渗透调节中有机和无机渗透剂的贡献随生境盐度而变化，有机渗透剂贡献随生境盐度增大而减少，无机渗透剂贡献则随盐度增加而增大。上述结果证明芦苇是一种应性较强的植物，从抗盐机理考虑可以认为它是一种假盐生植物。

不同生育期水分胁迫对水稻根叶渗透调节物质变化的影响

干旱是限制水稻(Oryza sativa)作物产量的主要生态因子之一,渗透调节是作物适应干旱逆境的生理机制之一。在人为控制水分的盆栽条件下,对水稻生长的分蘖期、幼穗分化期、抽穗期、结实期分别进行水分胁迫,研究水稻根系及叶片渗透调节物质的变化规律。结果表明,不同生育期干旱胁迫后叶片水势均显著下降,根系和叶片的有机渗透调节物质如可溶性糖、游离氨基酸、脯氨酸和无机渗透调节物质包括K+、Mg2+等含量均大幅度上升,而且幼穗分化期和抽穗期这两个对水分胁迫最敏感的时期上升幅度最大,其中又以有机渗透调节物质变化最显著。不同生育期渗透调节大小的顺序为:抽穗期>幼穗分化期>结实期>分蘖期,反映了不同生育时期渗透调节能力的差异。同时幼穗分化期和抽穗期水分胁迫结束后再复水后根系和叶片的有机渗透调节物质含量仍长期明显高于对照,而无机离子则变化规律比较复杂,有的升高有的则降低。叶片的渗透调节能力大于根系,无论是叶片或根系都是K+对渗透调节的贡献最大;其次是Ca2+,6种渗透调节物质含量大小排列顺序为K+>Ca2+>可溶性糖>Mg2+>游离氨基酸>脯氨酸。

植物渗透调节的研究进展

介绍了渗透调节的过程,并从植物信号转导、渗透调节物质、水通道蛋白等方面对植物渗透调节研究进展进行了探讨。

长期水分胁迫对小麦生育中后期根叶渗透调节能力、渗透调节物质的影响

以 2个抗旱性强的和 2个抗旱性弱的小麦品种为材料 ,研究了中度及严重水分胁迫对根系及叶片渗透调节能力的影响。结果表明 :随着水分胁迫的加剧 ,叶片的渗透调节能力增强 ,但在籽粒迅速扩大的灌浆期 ,叶片的渗透调节能力下降。去穗处理明显地提高叶片的渗透调节能力。说明叶片渗透调节能力的高低与同化物的供应及分配有关。不同品种根系渗透调节能力与叶片基本一致 ,但根系的渗透调节能力低于叶片。开花、灌浆期根系的渗透调节能力大大降低 ,严重水分胁迫下根系的渗透调节能力低于中度水分胁迫。这一方面与同化物的供应有关 ,另一方面严重水分胁迫还会对根细胞造成损伤 ,对根系的渗透调节能力产生影响。渗透调节物质的变化趋势与渗透调节能力基本一致。叶片中 K+对渗透调节的贡献最大 ;其次是可溶性糖 ,6种渗透调节物质排列顺序为 K+>可溶性糖 >游离氨基酸 >Ca2 +>Mg2 +>Pro。根系中仍以 K+占绝大部分 ,但根系中 Ca2 +也是不可忽视的成分之一。

九龙江口秋茄和白骨壤的渗透调节剂及其贡献

于1994年和1995年，在福建省九龙江口龙海市海岸采集秋茄和白骨壤样品，采用原子吸收分光光度法、而定法和比色法分析了其叶片组织中无机和有机渗透调节剂的含量及其贡献。结果表明，秋茄和白骨壤的无机渗透调节剂在总渗透调节中的贡献分别为87.8％和87．4％，有机渗透调节剂的贡献仅分别为12．2％和12．6％。在无机渗透调节剂中，Na+和Cl-占主导地位，其次为K+，而Ca2+、Mg2+和NO3-的贡献很小。在有机渗透调节剂中，可溶性糖占主导地位，游离氨基酸和有机酸的贡献较小。另外，秋茄和白骨壤根据分析的无机和有机渗透调节剂浓度计算出的渗透调节能力均小于实测值，说明存在其它一些未知的渗透调节剂。

盐浓度对3种单子叶盐生植物渗透调节剂及其在渗透调节中贡献的影响

单子叶盐生植物星星草 (Puccinelliatenuiflora (Griseb .)Scribn .etMerr.)、碱草 (Aneurolepidiumchinese (Trins .)Kitag .)和獐茅 (Aeluropussinensis (Debeaux)Tzvel.)的种子萌发后长至 3cm高 ,用 0、5 0、10 0、2 0 0和 40 0mmol/LNaCl处理 2周后 ,测定 3种植物幼苗的生长、无机和有机渗透调节剂、渗透调节能力、Na+ /K+ 比、蔗糖 /可溶性糖比以及它们在渗透调节中的贡献。结果表明 ,在无机渗透调节剂中 ,3种植物的Cl-和Na+ 含量随外界盐浓度的升高而增大 ,K+ 则相反 ,Ca2 + 、Mg2 + 、NO-3 则有升有降 ,叶片中总无机离子在渗透调节中的贡献随外界盐浓度的升高而下降 ,其中Na+ 、Cl-、K+ 起主要作用。 3种植物叶片中的 4种有机渗透调节剂除有机酸外 ,均随外界盐浓度升高而增大 ,增加最大的是可溶性糖 ,其中蔗糖占 1/ 2以上 ,叶片中有机溶剂在渗透调节中的贡献随外界盐浓度升高而增大 ,其中可溶性糖起主要作用 ,特别是蔗糖。 3种植物Na+ /K+ 比除獐茅的较大外 ,其余的都在 1左右。 3种植物的实测渗透势 (MOP)均大于计算渗透势 (COP) ,说明除本实验所测的 11种渗透调节剂外 ,植物体中还存在未测定的渗透调节物质。 3种植物的渗透调节能力随处理盐浓度的升高而增大 ,其大小顺序是 :星星草 >碱草 >獐?

植物在渗透胁迫下的渗透调节作用

概述了植物在渗透胁迫下的渗透调节作用,渗透调节物质的种类,在细胞中的定位及功能,渗透调节的生理生化基础,以及在植物抗逆育种中的应用前景。

不同生境黄柳叶片渗透调节物质含量及抗氧化酶活性研究

渗透调节物质与抗氧化酶活性在植物生态适应中发挥着重要的调控作用。本研究对浑善达克沙地不同生境黄柳(Salix gordejevii)叶片渗透调节物质、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量进行测定,并分析其与土壤理化因子的相关性,以期揭示黄柳的生理生态适应机制。结果表明:(1)不同生境黄柳叶片游离脯氨酸(Pro)含量具有显著性差异,流动沙地Pro含量最大,为20.27μg.g^(-1),半固定沙地最小,为11.21μg.g^(-1);可溶性糖和可溶性蛋白含量无显著性差异。(2)不同生境黄柳叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性具有显著性差异,丘间低地SOD活性(242.61 U.g^(-1))和CAT活性(337.50 U.g^(-1))高于其他生境;各生境过氧化物歧化酶(POD)活性和MDA含量无显著性差异。(3)不同生境间具有明显的异质性,但土壤理化因子与黄柳叶片渗透调节物质、抗氧化酶活性及MDA间无相关关系。Pro、SOD和CAT是黄柳适应浑善达克沙地不同生境的主要调节物质,反映了黄柳具有较强的生理生态适应性。

生长调节剂对芍药切花瓶插期渗透调节物质的影响

以芍药‘春晓’(Paeonialactiflora‘Chunxiao’)的切花为试材,采用室内瓶插的方法,在基本瓶插液(3%蔗糖+200 mg/L 8-羟基喹啉+150 mg/L柠檬酸)中分别添加不同浓度的PP333、B9、CCC,通过对渗透调节物质含量的测定,探讨了PP333、B9、CCC对芍药切花采后瓶插水分平衡的影响。结果表明:适宜浓度的PP333、B9、CCC可有效提高切花的可溶性蛋白和可溶性糖的含量;改善切花的水分平衡值,降低脯氨酸含量,减少水分胁迫对切花造成的伤害;从而延缓衰老,延长瓶插寿命。200 mg/L PP333处理的效果最佳,瓶插寿命比对照延长3 d。

土壤水分胁迫对红富士苹果叶片渗透调节特性的影响

在盆栽条件下,以10 a生长富2苹果为试材,设土壤相对含水量70%-80%（CK）、50%-60%（轻度水分胁迫）、40%-50%（中度水分胁迫）和30%-40%（重度水分胁迫）4个处理,应用P-V技术测定叶片的水分参数指标〔饱和含水时的最大渗透势（ψπ^100）、膨压为0时的渗透势（ψπ^0）、膨压为0时的相对含水量（RWC^0）、相对渗透含水量（ROWC^0）、束缚水含量（Va）、细胞最大弹性模量（ε^max）〕和渗透调节相关物质（脯氨酸和可溶性糖）的含量,对不同程度土壤水分胁迫下红富士苹果的渗透调节特性和维持膨压的能力进行了综合分析。结果表明：随着土壤相对含水量的降低,红富士苹果叶片的ψπ^100和ψπ^0均呈逐渐降低趋势,且不同处理间的指标差异均达到了极显著水平（P〈0.01）,其中,ψπ^100与ψπ^0的差值（ψπ^100-ψπ^0）在中度水分胁迫时最大（1.302 1）但与重度水分胁迫处理差异不显著;RWC^0和ROWC^0呈逐渐降低趋势,但均〉80%且显著0.05）;Va呈逐渐增大趋势,其中,重度水分胁迫与中度水分胁迫处理差异不显著（P〉0.05）,但二者均极显著〉轻度水分胁迫处理（P〈0.01）;ε^max呈逐渐降低趋势,且不同胁迫处理间的差异均达到了极显著水平（P〈0.01）;叶片脯氨酸含量和可溶性糖含量均呈逐渐增加趋势,分别在中度、轻度水分胁迫时即与CK差异达到显著水平（P〈0.05）。当土壤相对含水量≥30%时,红富士苹果能够通过叶片的渗透调节来适应干旱环境胁迫。

水分胁迫下扶芳藤幼苗保护酶活性和渗透调节物质的变化

扶芳藤 (Euonymusfortunei(Turcz .)Hand . Mazz)作为北方城市园林的新优攀援藤本和地被植物越来越受到重视 ,新品系的抗逆性筛选工作迫在眉睫。本文采用聚乙二醇 (PEG -60 0 0 )模拟水分胁迫的方法 ,测定其生理指标 ,研究水分胁迫对扶芳藤不同品系幼苗叶片保护酶活性和渗透调节物质的影响 ,旨在摸索出这些生理指标与植物抗旱性的关系。研究结果表明 ,随着模拟干旱时间的延长 ,扶芳藤幼苗叶片中相对含水量 (RWC)逐步下降 ,保护酶活性上升 ,脯氨酸和可溶性糖含量急剧上升 ,并且抗旱性强的品系保护酶活性和渗透调节物质含量较高。