超氧化物歧化酶在植物响应干旱、盐碱和冷害中的作用

超氧化物歧化酶(SOD)在植物细胞中广泛存在,主要分为Mn-SOD,Fe-SOD以及Cu/Zn-SOD 3大类,它们可以在细胞中发挥不同的防御作用,增强植物的耐受力。此外在蓝细胞和海洋生物中存在的Ni-SOD有待探究。该研究根据SOD所包含金属离子的不同对其理化性质和作用机制进行分析;阐述了在干旱、盐碱、冷害等胁迫下SOD在植物中发挥的作用,并对该酶在未来植物生长发育进程中的作用进行展望,为有关逆境环境下植物生长发育机制的研究提供参考。

不同水淹条件下河岸带优势植物类群的生理与生态响应特征

为探究水淹胁迫下河岸带植物的生理和形态变化特征及其响应机制,以乐安河河岸带采集的优势植物类群狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthria altissima)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)和蓼子草(Polygonum hydropiper)为材料,在室内进行土壤盆栽培养,利用钢化玻璃水缸控制水位,设置对照、浸润、半淹、全淹4种不同水淹胁迫条件,测定不同胁迫周期各物种的叶绿素含量、光合指标、荧光参数、荧光成像的变化及形态学变化特征,分析各物种对水淹胁迫的抗逆响应.结果表明:短时间(7 d)水淹胁迫下,浸润组、半淹组和全淹组各植物的w(Chlt)(叶绿素总量)、Pn(净光合速率)、Tr(蒸腾速率)、QY_(max)(最大量子产率)、株高、叶片数等指标与对照组相比总体呈降低趋势,其中浸润组植物叶片中w(Chlt)、P_n、QY_(max)等均略高于对照组(CK),而Ci(胞间CO_2浓度)呈上升趋势,NPQ_lss(非光化学淬灭)呈先降后升趋势;长时间(14 d)水淹胁迫下,各植物的上述生理、形态学指标的变化规律与短时间水淹胁迫下基本一致,其中全淹条件下各植物的w(Chlt)、Pn和叶片数在较短期水淹胁迫下大幅下降,各植物3个指标分别显著(P<0.05)低于对照组,显著差异值分别为:狗牙根100%、100%、100%;牛鞭草62.3%、67.9%、63.8%;喜旱莲子草73.6%、83.2%、89.6%;蓼子草54.5%、100%、100%,狗牙根和蓼子草在全淹条件下接近死亡.研究显示,水淹胁迫对4种植物的生长有不同程度的抑制,同时植物也做出抵消胁迫的抗逆响应.

荒漠植物内生菌多样性及其增强农作物抗旱和耐盐性的研究进展

与内生菌共生是荒漠植物应对极端环境的重要策略。内生菌可促进宿主植物抗旱和耐盐生长,且荒漠植物内生菌可以相似方式促进非宿主农作物的抗逆生长,有望解决极端环境下粮食减产问题。本文综述了近年来荒漠植物来源的内生菌种类及其宿主植物多样性,并从植物-微生物共生互作的生理(激素、代谢物、抗氧化物及渗透势调节)到分子(酶和基因)水平,系统分析了内生菌对宿主及非宿主农作物发挥协同抗旱和耐盐的作用机制。结合本课题组多年从事荒漠植物内生菌的研究进展,在获得大量具有促生抗逆功能的菌株并探明其作用方式的基础上,为荒漠生态植被恢复及农业可持续发展探索备选方案。