水涝胁迫下番茄幼苗根系形态及生理特性分析

雨养旱地番茄栽培是一种针对我国北方地区干旱缺水而创建的一种抗旱栽培模式。近年来,旱地番茄栽培季节雨水过多产生的涝害危害严重。为了探究水涝胁迫下番茄幼苗根系形态及生理特性,通过对山西旱地番茄栽培较多的纳宝早圣、硬粉风暴和菲腾一号的3叶1心期幼苗进行水涝胁迫处理,分析番茄幼苗的结构形态及生理特性差异,以期为获得番茄耐涝性指标及筛选耐涝性种质资源提供参考依据。结果表明,水涝胁迫72 h内纳宝早圣幼苗会萌生大量不定根,而且随着水涝胁迫时间的延长,不定根的长度和数量明显增加,而菲腾一号在水涝72 h内萌生不定根的质量较差,长度和数量均低于纳宝早圣;纳宝早圣幼苗的根冠比、干质量最大,且显著高于硬粉风暴和菲腾一号这2个品种,同时纳宝早圣幼苗的丙二醛(MDA)含量明显降低,叶绿素含量明显升高。旱地番茄纳宝早圣属于耐涝性品种,根冠比、叶绿素含量和MDA含量可以作为其评价指标。

水涝胁迫对草石蚕生理特性的影响及抗涝性评价

以3个草石蚕(Stachys sieboldii Miq.)品种为试材,研究水涝胁迫对草石蚕生理特性的影响,并通过相关性和主成分分析,对草石蚕的抗涝性进行评价,以期为草石蚕抗涝性鉴定提供参考。结果显示,随水涝胁迫时间延长,3种草石蚕叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈先升高后降低的变化;“鲁引1号”和“赣引1号”的脯氨酸(Pro)含量先升高后降低,“贵栽1号”Pro含量则一直升高;“鲁引1号”和“贵栽1号”的SOD活性先升高后降低,“赣引1号”则一直升高;随胁迫时间的延长,3种草石蚕的MDA含量均一直增加。相关性分析发现草石蚕的叶绿素含量、可溶性糖含量、Pro含量、SOD活性、POD活性、CAT活性和MDA含量间具有密切的相关性,但相关程度不一致。基于主成分分析的抗涝性综合评价,3种草石蚕的抗涝性为赣引1号>鲁引1号>贵栽1号。

水涝胁迫下辣椒转录组特征分析及EST-SSR标记开发

为开发适当的生物学工具以探索辣椒对水涝胁迫应答的分子机制,该研究对不同淹水处理的辣椒样本进行转录组分析,获得了丰富的序列数据,并在此基础上对SSR分子标记进行挖掘。结果表明:(1)辣椒转录组检测共获得128939个Unigene,其总长度、平均长度和GC含量分别是55082725、1101 bp和40.57%。与七大功能数据库进行比较,分别有102123个(NR,79.20%)、110157个(NT,85.43%)、70203个(SwissProt,54.45%)、73539个(KOG,57.03%)、77646个(KEGG,60.22%)、77442个(GO,60.06%)以及68216个(Pfam,52.91%)Unigene获得功能注释。发现脂质代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢、环境适应、次级代谢物生物合成、信号转导和翻译等途径在辣椒水涝胁迫应答中起重要作用。(2)从辣椒转录组数据中发掘到26574个SSR位点分布在24889个Unigene中。SSR的出现频率为20.61%,其中单核苷酸重复所占比例(37.26%)最高,其次是三核苷酸(31.00%)和二核苷酸(25.44%)重复类型,三者占EST-SSR总数的93.70%。在单核苷酸与二核苷酸中最多的基序类型为A/T、AG/CT和TC/GA,其次是AT和TA;三核苷酸中最常见的基序类型是TTG/CAA和ACA/TGT。(3)用Primer 3在线工具设计了10002对EST-SSR引物,随机选择30对引物进行PCR扩增,均可获得有效扩增。对3份辣椒材料进行扩增,其中7对引物可以扩增出目标条带。综上所述,在辣椒中优势SSR重复类型的基序结构和其他品种基本相近,并初步探索了辣椒水涝胁迫应答的分子机制,开发了EST-SSR标记,为辣椒耐涝遗传育种提供了参考。

干旱和水涝胁迫对幼龄油松生长及光合作用的影响

干旱和水涝是影响油松成活、生长和树势健壮的主要生态逆境。采用盆栽试验方法,研究了生长季节持续干旱、水涝逆境对4年生油松幼树的根系、叶片生长、生物量分配及光合作用的影响,以阐明水分逆境对幼龄油松生长及光合生理特性的影响,探讨油松生长对不同程度水分胁迫的适应性。结果表明:1)干旱胁迫初期,根系粗度增加,毛细根数量增多;随着胁迫时间延长,树势逐渐衰弱,毛细根逐渐减少,土壤水势及小枝水势显著降低;干旱胁迫50 d以上植株逐渐死亡;净光合速率、气孔阻力、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率随胁迫时间的延长呈不断下降趋势。2)水涝胁迫初期对油松生长没有明显影响;随水涝程度的加重,油松表现为叶片发黄、失绿,土壤水势和小枝水势逐渐升高;持续水涝超过20 d,油松细根腐烂,植株逐渐死亡;气孔阻力及净光合速率呈下降趋势,且净光合速率逐渐接近为0,胞间二氧化碳浓度呈上升趋势。3)干旱胁迫和水涝胁迫2种水分逆境均显著抑制油松生长,水分胁迫处理后油松根、茎、针叶生物量呈现出不同程度降低,且干旱胁迫的下降幅度大于水涝胁迫。因此,旱季要控制油松幼苗土壤水分条件,促进油松毛细根的生长,增强其水分利用率;雨季及时排水,确保排水深度至根系集中分布层以下,以优化油松苗木培育、提高苗木造林成活率。

毛豹皮樟4个品种幼苗对水涝胁迫的生理响应

通过人为水涝胁迫以随机区组设计的方式研究了毛豹皮樟4个品种幼苗的生理特征的变化。结果表明:品种对于SOD活性及其MDA含量有显著性影响,对于叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量则无显著性影响;水涝胁迫对SOD活性和叶绿素含量有显著性影响,但对其他几个指标则无显著性影响;水涝胁迫过程中MDA呈上升趋势,Chl.(a+b)呈"升-降"趋势,SOD活性总体呈下降趋势,可溶性糖含量基本上无明显变化,可溶性蛋白总体呈下降趋势;这5个指标中只有SOD是品种和水涝胁迫均对其有显著性影响的指标,因此它是毛豹皮樟耐涝性测定的最好指标。对指标进行主成分分析综合评判得出,4个品种耐涝性强弱为8号>6号>12号>38号;SOD与毛豹皮樟抗涝性有极强的相关性。

17种云南乡土树种对不同程度水涝胁迫的忍耐性调查

以17种苗木为研究对象,调查了其在人工模拟根系全部淹没、1/2淹没和间隙性淹没等3种不同程度水涝胁迫下的死亡率及危害症状情况等,并对其耐水湿性进行了评价。结果表明:在根系全部淹没水涝胁迫14d时,毛果冬青、云南金钱槭出现死亡,死亡率分别为3.33%、13.33%;42d时,云南金钱槭死亡率达100%;56d时,毛果冬青、云南木樨榄、灯台树、水马桑的死亡率分别为86.67%、56.67%、80.00%、86.67%,这些树种均表现出耐水湿性弱。而肋果茶、香油果、红河榕、榉树、多果槭、金丝桃、厚皮香等树种,在根系全部淹没水涝胁迫56d时,虽然成活率高,但危害症状较重,在实际应用中只能作为稍耐水湿树种。而鳞斑荚迷、川滇桤木、连香树、枫杨在根系全部淹没63d时,均未出现植株死亡,尤其川滇桤木、连香树在根系全部淹没77d的水涝胁迫下,未出现植株死亡,表现出具有较好的耐水湿性。

水涝胁迫下冬瓜幼苗的形态结构及生理响应差异分析

【目的】分析水涝胁迫下涝耐受型冬瓜RW101和涝敏感型冬瓜SW15幼苗的形态结构及生理响应差异,为获得冬瓜耐涝性指标及创制耐涝冬瓜种质资源提供理论依据。【方法】对5叶1心期的涝耐受型冬瓜RW101和涝敏感型冬瓜SW15分别进行水涝胁迫0、24、48、72和96 h处理,对比分析其应对水涝胁迫的形态结构及生理响应差异。【结果】RW101在水涝胁迫48 h后即可萌发不定根,且随水涝胁迫时间延长,不定根数量和长度明显增加;SW15在水涝胁迫72 h后才萌发不定根,且数量和长度均显著低于RW101(P<0.05,下同);除丙二醛(MDA)含量外,RW101的净光合速率(Pn)、幼苗存活率、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、乙醇脱氢酶(ADH)活性、羟自由基去除能力、脯氨酸(Pro)及可溶性糖含量均显著高于SW15。【结论】涝耐受型冬瓜RW101和涝敏感型冬瓜SW15幼苗的形态结构和生理指标在水涝胁迫下存在明显差异,可作为冬瓜种质资源耐涝性评价的参考指标。

水涝胁迫下海州常山形态和生理指标的变化

为研究海州常山Clerodendrum trichotomum的耐水涝胁迫能力,以海州常山1年生扦插盆栽苗（苗高为80~100cm,盆的直径为20 cm,高25 cm,盆土高度为22 cm）为试验材料,研究了不同水位高度对其叶片形态和生理指标的影响。结果表明：1/4和1/2盆土厚度水分处理对海州常山植株形态影响不大,各生理指标与对照的差异不显著（P〉0.05）,植株生长正常;2/3盆土厚度水分处理下,随着胁迫时间的延长,形态和各生理指标变化明显,叶片起皱、边缘卷曲、逐渐失水萎蔫、下垂,12 d后植株死亡;水位达到盆土表面和盆土表面以上5 cm时,短时间内形态和生理指标变化剧烈,叶片迅速失水萎蔫,8 d后植株死亡。海州常山耐水湿能力较强,1/2盆厚度水分是其极限水位,耐水淹能力一般且持续时间不长。随着胁迫程度的增加,可溶性糖质量分数、脯氨酸质量分数、相对电导率、丙二醛质量摩尔浓度不断增加,相对含水量、超氧化物歧化酶活性持续下降,叶绿素质量分数、可溶性蛋白质质量分数先降后增。海州常山植株具有很强的渗透调节能力,能通过脯氨酸和可溶性糖的大量积累来适应水涝环境。

水涝胁迫下烟草对水杨酸和硝普钠的生理响应

【目的】为了探明涝害胁迫下烟草对水杨酸(SA)和硝普钠(SNP)的生理响应,揭示SA和SNP对提高烟草耐涝性的生理机制。【方法】通过人工模拟水涝胁迫,研究SA和SNP单独和复合处理对烟草根冠比、根系活力、叶绿素含量、渗透调节物质及膜脂过氧化系统的影响。【结果】水涝胁迫下,SA和SNP可提高根冠比和根系活力,减缓叶绿素和类胡萝卜素含量的下降幅度;使叶片积累更多的可溶性糖、可溶性蛋白质和游离脯氨酸,增强细胞的渗透调节能力。SA和SNP还能提高涝害短期胁迫下SOD和POD的活性,延缓长期胁迫下酶活性的下降,降低过氧化氢的含量和氧自由基产生速率,进而降低丙二醛含量和相对电导率,增强烟草对水涝胁迫的适应性。【结论】生产上可用SA和SNP复合处理来缓解水涝胁迫对烟草的伤害,SA和SNP复合处理的效果最佳。

15份不同暖季型草坪草生长量对长期水淹和水涝胁迫的响应

以6种15份暖季型草坪草的种质资源为材料,研究了两个月的水淹(涝)胁迫对其生长的影响。结果表明:水涝胁迫对双穗雀稗‘P018’和‘P019’(Paspalum distichum)、海滨雀稗‘P021’(P.vaginatum)和伪针茅‘PX02’(Pseudoraphis spinescens)等材料的生长有一定促进作用,但明显抑制杂交狗牙根‘C807’(Cynodon dactylon×C.transadlensis)及狗牙根‘C134’(C.dactylon)等的生长。基于对15份草坪草在水涝胁迫下表现的综合分析,所有材料的耐涝性强弱依次为双穗雀稗‘P018’>双穗雀稗‘P019’>海滨雀稗‘P021’>伪针茅‘PX02’>双穗雀稗‘P020’>假俭草‘E194’(Eremochloa ophiuroides)>杂交狗牙根‘C751’>狗牙根‘C291’>海滨雀稗‘P006’>狗牙根‘C106’>假俭草‘E193’>杂交狗牙根‘C807’=狗牙根‘C852’>狗牙根‘C851’>狗牙根‘C134’。水淹胁迫下15份材料受到的伤害均明显大于水涝胁迫,两份假俭草材料在两个月水淹胁迫后均已死亡。基于15份材料水淹胁迫下的表现,其耐淹性由强到弱依次为双穗雀稗‘P018’>双穗雀稗‘P019’>伪针茅‘PX02’>双穗雀稗‘P020’>狗牙根‘C291’>杂交狗牙根‘C751’>杂交狗牙根‘C807’>海滨雀稗‘P006’>狗牙根‘C852’>狗牙根‘C851’>海滨雀稗‘P021’>狗牙根‘C106’>狗牙根‘C134’>假俭草‘E194’=假俭草‘E193’。所有材料中,由于双穗雀稗‘P018’、‘P019’和伪针茅‘PX02’具有优良的耐淹性和耐涝性,是理想的河湖岸带植物群落修复和生态系统构建植物。

水涝胁迫对银杏内源激素和细胞溶质含量的影响

研究了水涝胁迫对银杏叶片中内源激素和细胞溶质含量的影响。研究结果表明，水涝胁迫使银杏叶片中GA1.3、IAA和ZRs含量明显降低，在受涝后的第35天时，银杏叶片中的GA1.3、IAA和ZRs含量分别降为7．13、3．27、9．67nmol／g。正常情况下，银杏叶片中ABA含量在4．74～8．57nmol／g，始终保持在较低水平，受涝后的第5、10、15、20、25天，银杏叶片中ABA含量分别为15．35、18．41、20．56、22．63、24．91nmol／g，明显比对照高，且随胁迫时间的延长，增加的幅度呈上升趋势。水涝胁迫使银杏叶片中可溶性总糖、还原糖、蔗糖和脯氨酸含量增加，而使银杏叶片中淀粉和蛋白质含量降低。正常情况下，银杏叶片脯氨酸含量在22．21～30．08mg／g，始终保持在较低水平，受涝后，银杏叶片中脯氨酸含量急剧上升。

多花黑麦草对水涝胁迫的生理响应

采用盆栽法,研究在不同水涝胁迫条件下,2个多花黑麦草品种‘Maximus’和‘Hercules’的生理生化抗性表现。结果表明:在轻度水涝胁迫条件下(水位与土层平齐),脯氨酸含量‘Maximus’比对照上升225.6%、‘Hercules’比对照上升509.7%,其他指标与对照组相比差异不显著(P>0.05);在重度水涝条件下(水位在土层上4cm),2个品种叶片中叶绿素含量‘Maximus’比对照下降23.5%、‘Hercules’下降63.5%;丙二醛含量‘Maximus’比对照上升48.9%、‘Hercules’上升76.2%;脯氨酸含量‘Maximus’增加405.9%、‘Hercules’增加531.8%;过氧化物酶活性分别上升204.0%和74.1%,与对照组相比差异显著(P<0.05),超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性均表现为先升后降。在轻度水涝胁迫时,各个指标变化不显著或从处理第7d开始变化显著;在重度水涝胁迫4d后各个指标开始剧烈变化。因此认为多花黑麦草在轻度水涝时可正常生长7d,在重度水涝时可正常生长4d。

银杏对水涝胁迫的生理反应(Ⅰ)——水涝胁迫对银杏膜脂过氧化作用及保护酶活性的影响

为探索银杏在水涝胁迫下的生理反应 ,进行了水涝胁迫对银杏膜脂过氧化作用及细胞保护酶活性影响的研究。结果表明 ,水涝胁迫后第 2 5d、30d ,银杏叶片中的MDA含量比对照增加了近 1倍 ,第 35d ,达到 12 1 0 4nmol/g ,比对照增加 6 4 74nmol/ g ;水涝胁迫后第 15d、2 0d、2 5d、30d、35d ,银杏叶细胞膜相对电导度分别达到 8 71%、2 0 0 5%、35 43%、4 9 6 2 %、6 6 45% ,而对照的细胞膜相对电导度为 5 70 %～ 9 32 % ;水涝胁迫下银杏叶片中MDA含量与细胞膜相对电导度呈极显著正相关 ;水涝胁迫后 15d ,银杏叶片中超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高 ,15d后酶活性降低。

水涝胁迫对玉米细胞保护酶同工酶的影响

以鲁单9001玉米品种为试验材料,在土培条件下采用模拟水涝胁迫的方法,采用同工酶电泳技术,初步研究水涝胁迫对玉米细胞保护酶同工酶的影响。结果发现,用水涝胁迫处理鲁单9001玉米品种后,在取样时间内,试验组的CAT和POD同工酶谱带均明显强于对照组,而SOD同工酶谱带的变化不明显。说明水涝胁迫处理可使CAT和POD的活性增强,而对SOD的活性影响不大。因此,水涝胁迫对玉米不同的细胞保护酶同工酶的影响程度是不同的,玉米细胞保护酶在玉米对水涝胁迫的抗性中可能具有重要作用。

不同辣椒栽培种的根和叶在水涝胁迫下显微结构的变化

以国际植物遗传资源委员会(IBPGR)确定的5个辣椒栽培种为材料,以1个野生种为对照,研究水涝逆境下辣椒根、叶的显微结构变化。结果表明:水涝胁迫下辣椒根的中柱变粗、变扁,导管发达,木质部向心分化速度加快,木质部增多;叶的栅栏组织变薄,叶肉上下表皮细胞变扁,下表皮细胞部分或全部解体。5个栽培种中,CC的根、叶显微结构变化较大,CP的变化较小;而野生种CBY的显微结构变化最小。这表明,CC对水涝胁迫最敏感,CP耐水涝能力较强,野生种CBY的抗水涝能力更强,这2个材料可以做亲本应用于辣椒杂交育种中,以此筛选抗水涝能力较强的品种。

水涝胁迫下细叶景天生理生化指标的变化

采用人工灌水方法,研究了细叶景天在水涝胁迫条件下的生理生化指标变化。结果表明:SOD活性、CAT活性、MDA及可溶性糖含量呈上升趋势;质膜相对透性呈先下降而后上升变化;可溶性蛋白、叶绿素含量呈下降趋势。在20天的水涝胁迫下植株生长仍然良好,表明细叶景天具有较强的耐水涝能力。

水涝胁迫下海滨锦葵幼苗根尖细胞内Ca^(2+)分布与变化

采用醋酸双氧铀染色与透射电镜技术,以海滨锦葵为试验材料,连续观测水涝胁迫下及涝后恢复期间海滨锦葵根尖细胞内Ca^(2+)的分布与变化特性。结果显示:随着水涝时间延长,海滨锦葵根尖细胞间隙与细胞核、液泡中钙离子沉积密度逐步降低,质体外膜上存在Ca^(2+)分布,但低于对照组,而Ca^(2+)向细胞质移动,在局部区域聚集,导致细胞质钙离子增加。水涝去除20 d后,细胞壁中出现钙离子沉积,细胞间隙、质体外膜上与液泡中所分布钙离子增加,细胞质所聚集的Ca^(2+)逐步分散,基本不存在Ca^(2+)沉积。研究认为,水涝胁迫下,海滨锦葵根尖细胞内Ca^(2+)浓度迅速上升;涝后恢复期间,Ca^(2+)浓度逐渐下降,起着外界信号传递的作用。

水涝胁迫下芝麻内源激素及表型响应

为探究芝麻内源激素及其表型对水涝胁迫的响应特征,在盛花期盆栽条件下,对两个耐湿水平差异显著的基因型ZZM2541(耐湿)和鄂芝2号(敏感)进行水涝胁迫,利用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)测定两个组织(顶端倒三叶和茎尖组织)内源IAA和ABA在胁迫3h、9h、15h及撤水后20h的含量变化,另外分析两种基因型在连续水涝胁迫72h脱落叶片数、植株高度以及顶端倒三叶叶绿素含量变化。结果表明,两种基因型顶端倒三叶中IAA含量均在胁迫开始至胁迫9h后逐渐上升、而后下降,茎尖IAA含量在胁迫9h后仍有所升高。整个过程中ZZM2541两个组织的IAA含量都明显高于鄂芝2号。ABA含量在不同耐湿基因型的两个组织中均表现为在水涝开始至15h持续下降,撤水后急速上升,且耐湿基因型叶片ABA含量上升速度比敏感基因型快,在撤水后20h耐湿材料的两个组织ABA含量是敏感材料的2倍左右。相对而言,耐湿基因型的株高生长和叶绿素含量受胁迫的影响较小,但有更多的叶片脱落,这可能是一种保护机制。本研究显示水涝胁迫初期(9h以内)IAA含量和撤水后20h的ABA含量可明显区分上述两种不同基因型。

3个牡丹品种对干旱和水涝胁迫的生理响应

采用盆栽试验,以西北牡丹品种群三年生嫁接苗冰山藏玉、粉容素妆、金城女郎为供试材料,研究干旱胁迫和涝害胁迫下3个牡丹品种体内可溶性蛋白含量、可溶性糖含量以及细胞膜透性的变化规律。结果表明,随着胁迫程度的增加,3个品种可溶性蛋白含量降低,可溶性糖含量和细胞膜透性则上升。随着胁迫时间的延长,可溶性蛋白和可溶性糖含量出现先上升后下降的趋势,细胞膜透性则持续上升。在半水淹环境下,3个品种指标的变化幅度最大,受到的伤害也最大,均不耐半水淹。在半水淹饱和水处理下,冰山藏玉指标的变化幅度最大,金城女郎最小。在35%水淹处理下,金城女郎变化幅度最大,粉容素妆最小。冰山藏玉及粉容素妆在35%水淹处理下指标变化幅度小于饱和水处理,金城女郎则正相反。从上述3个指标的变化幅度规律综合评价3个牡丹品种的耐旱性,依次为粉容素妆>冰山藏玉>金城女郎,耐水渍性依次为金城女郎>粉容素妆>冰山藏玉。

水涝胁迫对常绿欧洲荚蒾生理指标的影响

以盆栽常绿欧洲荚蒾幼苗为试验材料,研究了幼苗在浸水处理条件下的相关生理指标。结果表明:在水涝胁迫下,常绿欧洲荚蒾叶片中脯氨酸含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量显著高于对照,表明常绿欧洲荚蒾通过积累这些物质来适应水涝逆境。到水涝胁迫处理12 d,尽管叶片的叶绿素含量有所下降,相对电导率增至24.8%,但与对照相比,植株外表的生长状况并无多大变化,说明常绿欧洲荚蒾较耐水涝。