淹水胁迫下鸭茅根系基因差异表达及相关通路分析

近年来我国南方地区洪涝灾害频繁发生,严重制约草牧业的发展。鸭茅作为重要的生态草种和优质牧草,耐淹性较差的特性严重影响其在频繁遭受洪涝区域的推广应用。本研究以国审品种“安巴”鸭茅为研究对象,对淹水胁迫0、8和24 h处理后的幼苗根系生理和转录等进行分析,以探究鸭茅在淹水胁迫下的响应机制。结果显示,淹水胁迫引起鸭茅根系中可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量显著增加,相对电导率先减少后显著升高。在淹水胁迫处理8 h后(相较于0 h),鸭茅根系中有5788个差异表达基因,包括上调基因2872个,下调基因2916个。胁迫处理24 h后,鸭茅根系中共有8807个差异表达基因,包括上调基因4123个,下调基因4684个。GO富集显示,这些差异表达基因功能主要涉及多糖代谢、微管结合、纤维素代谢过程、抗氧化反应等。KEGG富集显示,鸭茅根系主要通过苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢、氨基酸生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及糖酵解/糖异生等途径来响应淹水胁迫。进一步分析苯丙烷生物合成、碳代谢、谷胱甘肽代谢通路中的差异表达基因,推测HXK1、HXK2、ADH1、GST和APX2等关键基因在鸭茅响应胁迫中发挥重要作用。MYB、NB-ARC、WRKY、GRAS和AP2等转录因子家族基因在淹水胁迫中表达丰富,可能与鸭茅的耐淹性密切相关。本研究结果为进一步探究鸭茅耐淹的分子机理提供了基础数据,也为后续的鸭茅耐淹性状改良工作提供理论支撑。

5个景观防护树种对根部淹水胁迫的生理响应

通过对枫杨、水杉、中山杉601、苏柳172、腺柳5个树种扦插苗进行5 cm(浅淹水)、10 cm(深淹水)淹水胁迫处理,研究5个树种对不同淹水胁迫处理的生理响应,并对其耐涝性进行综合评价,以期为长江沿岸景观防护林的筛选提供参考。结果表明:淹水胁迫下,苏柳172的总叶绿素(Chla+Chlb)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)含量均显著升高,其叶片变小、叶色深绿,对淹水胁迫具有较强的适应性。水杉在淹水胁迫下总叶绿素/类胡萝卜素[(Chla+Chlb)/Car]比值和玉米素核苷/吲哚乙酸(ZR/IAA)比值均较高,其超氧歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和脯氨酸(Pro)含量也均较高。在淹水胁迫下,枫杨的Chla+Chlb含量、SOD活性显著下降,过氧化氢(H_(2)O_(2))含量显著升高,叶色明显变黄,但非光化学淬灭系数(NPQ)、类胡萝卜素(Car)、Pro、ABA含量提高,说明其具有较高的抗氧化能力。相比于深淹水处理,浅淹水处理下腺柳的苗高增量、光化学淬灭系数(qP)、光合色素、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)含量均较高,其可在浅淹水条件下生长,深淹水对其生长不利。淹水胁迫下,中山杉601的Chla+Chlb、CAT、ABA含量均出现显著的下降趋势,而丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)增量最大,说明其受到的氧化胁迫较其他树种大,但仍然能在淹水条件下生长。经综合评价,这5个树种在浅淹水处理下的耐淹性依次顺序为:枫杨>腺柳>苏柳172>水杉>中山杉601;在深淹水处理下的耐淹性排序依次为:苏柳172>水杉>枫杨>腺柳>中山杉601。综上所述,5个树种均对淹水胁迫具有较强的适应性,适合做为景观防护林树种。

外源水杨酸对淹水胁迫下西瓜幼苗光合特性及抗氧化酶系统的影响

以‘雪龙1号’西瓜品种为材料,采用不同浓度(0.0、0.5、1.0、1.5、2.5、3.5 mmol/L)水杨酸(SA)溶液喷施幼苗叶片,测定淹水胁迫下西瓜幼苗的生长性状、根系构型、光合参数、叶绿素含量、SPⅡ光能转换效率和抗氧化酶活性等指标,结合主成分分析,研究水杨酸处理对淹水胁迫下西瓜幼苗生理特性的影响。结果表明:喷施SA溶液缓解了淹水胁迫对西瓜幼苗的不利影响,提高了淹水胁迫下西瓜幼苗的叶绿素含量、类胡萝卜素含量、实际光化学效率PSⅡ和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性,降低了植株的丙二醛(MDA)含量,提高了植株耐涝性;与0.0mmol/L的SA处理相比,1.0mmol/LSA处理的西瓜幼苗的株高、茎粗、鲜质量、干质量分别显著提高18.80%、34.74%、23.57%、67.27%;总根长、根尖数分别显著提高116.41%、101.25%;叶绿素a、叶绿素a+叶绿素b、类胡萝卜素含量分别提升了66.55%、67.46%、73.81%;CAT活性显著提高20.92%,MDA含量显著下降53.32%;主成分分析结果表明,1.0、1.5、2.5、0.5、3.5、0.0 mmol/L SA处理的西瓜的耐涝性依次降低。

不同品种薄壳山核桃幼苗对淹水胁迫的生理响应和耐涝性评价

为给5个不同品种薄壳山核桃(Carya illinoinensis)在广西的引种和推广提供科学依据,以绍兴、金华、贝克、卡多和波尼品种2年生薄壳山核桃幼苗为材料,设置半淹水和全淹水处理,研究幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和多酚氧化酶(PPO)活性及丙二醛(MDA)和可溶性蛋白(SP)含量的变化,并对幼苗的耐涝能力进行综合评价。结果表明,不同品种、处理时间和处理方法及其交互作用对SOD、POD、CAT和PPO活性及MDA和SP含量均影响极显著。不同抗氧化酶均能在胁迫初期响应淹水环境;淹水胁迫进行到中后期,大部分品种的MDA含量均处于较高水平,部分品种的抗氧化酶活性和SP含量也均处于较高水平;薄壳山核桃幼苗通过积累SP含量和提高抗氧化酶活性,减轻淹水胁迫造成的损伤。隶属函数分析表明,全淹水和半淹水处理下,金华和卡多品种的耐涝性均较好,绍兴、波尼和贝克品种的耐涝性均较差。

外源6−BA对淹水胁迫下杂交新美柳叶片保护酶系统的影响

以1年生杂交新美柳扦插苗为材料,采用盆栽模拟淹水加外源6−BA处理,测定不同时期植株生物量、叶片SP含量、MDA含量以及SOD活性和POD活性,分析其对淹水胁迫和外源6−BA的生理响应。结果表明:淹水胁迫下叶片SP含量呈下降趋势并降低了光合产物积累,抗氧化酶活性先升后降,MDA含量在45 d时大幅增加;外源6−BA对胁迫下植株光合产物积累和保护酶系统具有显著影响。1年生杂交新美柳表现出较强耐涝性,前中期喷施30 mg/L浓度的6−BA对提高光合产物积累和增强叶片保护酶系统具有显著作用。

淹水胁迫对菊芋幼苗生长形态及生理特性的影响

为探究菊芋耐涝机制,以不淹水为对照,设0、3、9 d等3个淹水时间,共6个处理,研究了淹水胁迫对本地白皮菊芋的生长形态和生理特性的影响。结果表明,淹水3、9 d,菊芋的叶绿素含量、地上部干质量和地下部鲜干质量都显著低于对照;淹水3 d时,菊芋的可溶性糖含量、脯氨酸(Pro)含量和乳酸脱氢酶(LDH)活性均显著高于对照,分别比对照增加了114.15%、449.02%、333.33%;淹水9 d时,菊芋的茎粗和过氧化物酶(POD)活性均显著高于对照,分别比对照增加了11.23%、100.00%。说明本地白皮菊芋比较耐淹,通过提高其LDH活性进行乳酸发酵、提高POD活性、增加可溶性糖和Pro含量来适应淹水胁迫,使得植株少受或免受伤害。

淹水胁迫对西蒙得木幼苗根际土壤真菌多样性、群落结构和功能组成的影响

为了解西蒙得木(Simmondsia chinensis)在淹水胁迫下根际土壤真菌群落的变化规律,以田间持水量的70%为对照(CK),设置轻度、中度和重度淹水胁迫处理,对2月龄西蒙得木幼苗进行7天淹水胁迫,采用高通量测序技术对不同淹水胁迫处理的西蒙得木幼苗根际土壤真菌多样性、群落结构和功能组成进行分析。结果表明,西蒙得木幼苗根际土壤真菌以子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)为主。轻度、中度淹水胁迫处理的根际土壤真菌多样性和丰富度与CK差异不显著,重度淹水胁迫处理的根际土壤真菌多样性和丰富度高于其他处理。NMDS和PCA分析结果表明,轻度和中度淹水胁迫处理的根际土壤真菌群落结构和功能组成较相似,重度淹水胁迫处理的根际土壤真菌群落结构和功能组成与其他处理差异明显。腐生营养型真菌在不同淹水胁迫处理的根际土壤真菌群落中占主导。在我国南方种植西蒙得木时,在苗期要避免积水,并结合其他栽培和防治措施进行综合治理,防止病害发生和蔓延。

淹水胁迫对纽荷尔脐橙幼苗微量元素吸收的影响

以枳砧纽荷尔脐橙幼苗为试验材料,进行盆栽土壤淹水试验,试验分为对照处理和淹水处理,通过测定不同时间各处理脐橙幼苗叶片和根系中B、Mn、Fe、Cu、Zn 5种微量元素含量,研究淹水胁迫对纽荷尔脐橙幼苗根系和叶片微量元素吸收的影响。结果表明,淹水胁迫初期(5d),对上部叶B、Mn、Fe、Cu含量和根系Mn、Fe、Cu含量影响较大;相对短期(20d内)淹水胁迫,对上部叶B、Mn、Fe、Cu含量以及下部叶B、Cu含量和根系Mn、Fe、Cu、Zn含量影响较大;长期(45d)淹水胁迫,则对上部叶B、Mn、Zn含量以及下部叶Fe、Cu、Zn含量和根系B、Mn、Fe、Cu、Zn含量影响较大。与对照相比,淹水胁迫不仅显著降低了各部位的B含量,而且显著降低了下部叶Cu含量和根系Mn、Fe、Zn含量,增加了根系Cu含量。淹水胁迫促进了叶片Mn、Fe、Zn的吸收和根系Cu的吸收,但抑制了叶片B、Cu和根系B、Mn、Fe、Zn的吸收。微量元素在一定程度上可以反映植株的生长状况,长期淹水胁迫显著影响纽荷尔脐橙幼苗对必需微量元素B、Mn、Fe、Cu、Zn的吸收与分配。

叶面喷施褪黑素对淹水胁迫下贡菊幼苗生长的影响

为有效减少淹水胁迫对贡菊的伤害,促进贡菊产业发展,本文研究了叶面喷施褪黑素对淹水胁迫下贡菊幼苗生长的影响。结果表明,与仅浇营养液对照相比,淹水胁迫下贡菊叶片丙二醛含量及相对电导率分别显著增加了81.54%和105.91%,其净光合速率、气孔导度及蒸腾速率显著下降了46.93%、39.52%和42.30%,胞间二氧化碳显著增加了16.06%,幼苗的鲜重、总干重分别减少了52.11%、44.96%。贡菊幼苗生长显著受抑。淹水胁迫下叶面喷施100μmol/L褪黑素后,贡菊叶片丙二醛含量、相对电导率较淹水胁迫处理分别减少了26.89%和23.86%,净光合速率、总干重分别增加了14.46%、18.13%。可见,淹水胁迫下贡菊幼苗生长显著受抑,叶面喷施100μmol/L褪黑素可减轻淹水胁迫下贡菊幼苗的膜脂过氧化,缓解淹水的伤害。

淹水胁迫下葡萄根际细菌群落结构变化

为探讨根际细菌和葡萄耐涝性的关系,采用盆栽淹水法,对1年生巨峰葡萄扦插苗进行淹水胁迫21d以及淹水后恢复7 d的处理,运用16S rRNA高通量测序技术对土壤细菌进行测序,分析其细菌群落组成和结构,探究淹水胁迫对巨峰葡萄根际细菌群落结构组成的影响。结果显示:淹水21 d巨峰葡萄根际细菌的丰度最高,淹水14 d巨峰葡萄的根际细菌多样性最高;胁迫后恢复期间,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度显著增加;根系细菌功能预测分析显示脂质、萜类和聚酮类化合物代谢有显著变化。结果表明,短期淹水胁迫促进植物产生代谢物改变细菌群落以应对逆境胁迫,但长时间淹水使植物代谢发生紊乱,导致潜在有害细菌类群的丰度增加,植物有益菌群减少。

东北稻区淹水胁迫下水稻反应机理及减灾措施

近年来,由于全球气候变暖引发的极端天气现象不断加剧,东北地区亦频繁发生洪涝灾害,对水稻生产造成严重威胁。文章探讨了淹水胁迫对水稻形态结构、产量和品质的影响机理,提出了洪涝灾害后的水稻减灾措施,包括及时排水清淤、分类治理受损植株、加强病虫害监测、科学合理使用农药等。

淹水胁迫下中国南瓜转录组及差异表达基因分析

近年来,受全球气候变化的影响,洪涝灾害频繁发生,已严重影响我国南瓜生产。为研究南瓜耐涝机理,以耐涝性强和淹水敏感的2份中国南瓜为试材,采用双套盆法进行淹水胁迫,利用转录组测序及实时荧光定量PCR进行差异表达基因分析。结果表明:淹水胁迫后,耐涝型南瓜材料013-2叶片氧化酶基因相对表达量整体上调,均高于淹水敏感型南瓜材料367-2;013-2和367-2叶片鉴定出3231个差异表达基因,其中上调表达基因1778个,下调表达基因1453个。GO富集发现差异表达基因显著富集在光合作用、乙烯反应、磷酸信号转导系统、细胞对乙烯刺激的反应、乙烯激活信号通路等生物过程中;KEGG注释发现有947个差异表达基因被注释到121条代谢通路中,包括光合作用-天线蛋白、植物激素信号转导、MAPK信号通路、植物-病原体相互作用、苯丙烷类生物合成等。KEGG GSEA发现植物激素信号转导、昼夜节律、MAPK信号通路、植物-病原互作等基因集得最高分。研究结果可为进一步探索与南瓜耐涝相关的基因奠定基础。

9个紫花苜蓿品种对淹水胁迫的响应及耐涝性评价

【目的】筛选淹水胁迫下适应性相对较强的紫花苜蓿(Medicago sativa)品种,为紫花苜蓿耐涝性研究提供基础材料。【方法】采用套盆法模拟淹水条件,探究淹水对紫花苜蓿苗期生物学特性的影响。【结果】淹水7 d时,紫花苜蓿株高均高于对照,巨能7耐湿、角斗士、巨能801、WL440HQ、WL525HQ和WL656HQ品种的茎干重、叶干重和地上干生物量都高于对照,巨能995、角斗士、巨能801、WL525HQ、WL656HQ、WL712的主根长高于对照。淹水胁迫至第14 d时,仅有2~3个品种主根长、茎干重、叶干重和地上干生物量等指标高于对照。【结论】采用主成分分析法和隶属函数法进行耐涝性综合评价,巨能995、WL440HQ、角斗士等品种耐涝能力较高。

淹水胁迫对酸枣幼苗生理特性的影响

以盆栽酸枣幼苗为试材,设正常水分(对照)和淹水处理,通过分析淹水组与对照组在酸枣幼苗生长过程中叶片和根系的生理指标差异,探究淹水胁迫对酸枣幼苗生理特性的影响。结果表明,与对照相比,淹水胁迫显著降低了中后期酸枣幼苗叶片的叶绿素、可溶性蛋白含量,在处理第12天时的降幅分别为22.82%和32.88%,而对类胡萝卜素含量无显著影响。酸枣幼苗在淹水前中期较对照提高了相对电导率和过氧化氢含量,第3天分别增加了3.16百分点和18.89%。淹水处理的酸枣幼苗较对照在中后期提高了丙二醛和脯氨酸含量,且均在第9天时增幅最大,分别为22.74%和88.99%。酸枣幼苗在淹水后显著降低了CAT和POD活性,而在处理末期提高了SOD活性。酸枣幼苗在淹水第9天时根系活力和质膜透性最低,较对照分别显著降低了37.18%和24.81百分点。综上,酸枣幼苗通过调节叶片和根系的生理代谢对淹水胁迫表现出良好适应性。

两个鸭茅品种根系响应淹水胁迫的比较代谢组学分析

鸭茅是世界著名温带冷季型牧草。近年来,我国部分地区涝害频发,严重影响饲草作物生产。为探究淹水胁迫下鸭茅根系的响应机制,以耐涝型鸭茅“滇北”(DB)和涝敏型鸭茅“安巴”(AB)为材料,设置2个淹水处理(时长8和24 h),以不淹水处理为对照(0 h),观察形态并对0、8和24 h 3个时间点的幼苗根系进行代谢组学分析。结果表明,淹水胁迫处理后,2个品种的鸭茅根系长势均变弱,根系变黑,且DB在处理24 h后产生了不定根。在DB_(8h)vs DB_(0h)组筛选出了120个差异代谢物;DB_(24h)vs DB_(0h)组筛选出155个差异代谢物;AB_(8h)vs AB_(0h)组筛选出93个差异代谢物;AB_(24h)vs AB_(0h)组筛选出118个差异代谢物;DB_(0h)vs AB_(0h)组筛选出了80个差异代谢物;DB_(8h)vs AB_(8h)组筛选出125个差异代谢物;DB_(24h)vs AB_(24h)组筛选出48个显著差异代谢物。在耐涝型鸭茅DB中发现了6个黄酮类化合物,即:橙皮素、甘草素、芹黄素、新橙皮苷、柚皮素和柚皮苷,参与的代谢途径是类黄酮生物合成途径;而在涝敏型鸭茅中发现4个氨基酸及其衍生物,分别是:O-磷酸-L-丝氨酸、L-谷氨酸、L-酪氨酸和色氨酸,参与的代谢途径是氨酰-tRNA生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、硫代葡萄糖苷生物合成、苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成以及色氨酸代谢途径。通过比对相同淹水胁迫时长下DB和AB的差异代谢物发现,DB中存在的差异代谢物主要是蔗糖、异麦芽糖、6-磷酸海藻糖、L-鸟氨酸、L-组氨酸、D-鸟氨酸和芹菜素,参与的代谢途径分别是ABC转运因子、淀粉和蔗糖代谢、β-丙氨酸代谢、类黄酮生物合成以及黄酮和黄酮醇的生物合成代谢途径。这些差异代谢物可能是2个品种耐涝性存在差异的原因。该结果为解析鸭茅响应淹水胁迫过程中的差异代谢物质和代谢途径奠定了基础,为进一步研究鸭茅对淹水胁迫调控的分子机理提供参考。

灌浆期淹水胁迫对广西骨干玉米自交系生理生化特性的影响

【目的】探究灌浆期淹水胁迫下2个广西骨干玉米自交系在生理生化水平上的应答差异,为玉米耐涝性评价及耐涝栽培提供理论依据。【方法】以广西骨干玉米自交系88M-1-8和先21A为供试材料,设灌浆期授粉后正常水分处理14 d(CK-14)、18 d(CK-18)和淹水处理14 d(W-14)、18 d(W-18)共4个处理,分别测定不同处理玉米自交系的叶片含水量、叶绿素含量(SPAD值)、丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、脱落酸(ABA)含量及抗氧化酶活性,利用主成分分析和隶属函数法综合评价淹水胁迫对灌浆期玉米叶片生理生化特性的影响。【结果】88M-1-8在W-14时叶片含水量、SPAD值、SOD和POD活性均高于先21A,在W-18时叶片含水量、SPAD值、CAT活性和ABA含量均显著高于先21A(P<0.05,下同)。随着淹水天数的增加,88M-1-8叶片中CAT活性显著上升,Pro含量、SOD和POD活性显著下降;先21A叶片中MDA含量、SOD和POD活性上升,叶片含水量、CAT活性、SPAD值和ABA含量显著下降。与正常水分处理相比,淹水导致88M-1-8和先21A叶片POD活性、MDA和Pro含量上升,SPAD值和ABA含量下降,其中先21A变化幅度更大,差异均达显著水平。相关分析结果表明,叶片含水量与SPAD值呈极显著正相关(P<0.01),叶片含水量、SPAD值与MDA含量呈显著负相关,CAT活性与SOD活性呈显著负相关。利用主成分分析及隶属函数法对玉米叶片的8个生理生化指标进行综合评价,其结果为88M-1-8在W-14处理的耐涝性最强,在W-18处理的耐涝性次之;先21A在W-14处理的耐涝性第3,在W-18处理的耐涝性最差。【结论】灌浆期淹水胁迫可导致玉米叶片POD活性、MDA和Pro含量上升,SPAD值和ABA含量下降。自交系88M-1-8的变化幅度低于先21A,随着胁迫时间增加,88M-1-8的耐涝性明显优于先21A。CAT活性和ABA含量可作为玉米灌浆期叶片耐涝性的初步评价指标。

红三叶响应淹水胁迫的相关通路及差异表达基因分析

淹水胁迫是影响植物生长发育和分布的重要非生物胁迫,对植物淹水胁迫的研究是解决近年来极端强降水天气下植物生产管理的关键。红三叶作为优质豆科牧草,耐淹性较差,长期水淹会导致烂根死亡。为研究红三叶淹水胁迫下的分子响应机理,本研究通过Illumina高通量测序平台,以耐涝型品种“红龙”淹水胁迫下0、8和24 h三个时间点的幼苗叶片为材料进行转录组测序,将测序数据与参考基因组比对后进行差异表达基因(DEGs)分析和功能注释。结果显示,与对照0 h相比,“红龙”在淹水胁迫8 h后,有5065个DEGs,其中,上调表达基因2442个,下调表达基因2623个;在淹水胁迫24 h后,有9022个DEGs,其中,上调表达基因4279个,下调表达基因4743个。基因本体数据库富集结果显示,DEGs主要富集于代谢过程、细胞过程、生物调节、细胞、催化活性等条目;东京基因与基因组数据库富集结果显示,DEGs显著富集于植物激素信号调节、植物-病原互作、碳代谢和乙醛酸及二羧酸代谢等通路中,其中乙醛酸及二羧酸代谢通路中过氧化氢酶和甲酸脱氢酶等抗氧化酶相关基因高表达;并且发现差异表达的AP2/ERF、WRKY、bHLH、NAC、bZIP等重要转录因子在红三叶响应淹水胁迫中也发挥重要作用。最后利用qRT-PCR对DEGs进行表达模式的分析验证,发现其与RNA-Seq结果一致,证实了测序结果的准确性。本研究根据转录组信息对DEGs展开功能注释、代谢通路、转录因子等方面的分析研究,初步了解红三叶对淹水胁迫的分子响应机理,为后续候选基因功能挖掘提供了基础数据和理论支撑。

淹水胁迫对美国流苏幼苗生理特性和叶片结构的影响

以美国流苏2年生实生苗为材料,测定不同程度淹水处理(对照、轻度淹水、渍害、涝害)及其不同胁迫时间下幼苗生理指标和叶片结构特征,分析淹水胁迫对美国流苏幼苗生理生化和叶片结构的影响,探讨其耐涝性及其生理机制,为引种和栽培应用提供理论依据。结果表明:(1)美国流苏叶片过氧化物酶(POD)活性在轻度淹水和涝害处理下呈“下降-上升-下降”趋势,在渍害处理下呈先降后升趋势;在各淹水处理下,叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升后降趋势,相对电导率呈上升趋势,丙二醛(MDA)不同程度积累。在轻度淹水处理下,叶片可溶性糖(SS)、可溶性蛋白质(SP)含量呈先升后降趋势;在渍害和涝害处理下,叶片SS含量呈上升趋势,SP含量呈先降后升趋势。(2)随着淹水胁迫程度的加深,叶片厚度总体呈上升趋势,上、下表皮厚度总体呈下降趋势,栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织结构紧密度(CTR)和栅海比(P/S)总体呈先降后升趋势,组织结构疏松度(SR)总体呈先升后降趋势。(3)淹水胁迫使叶绿体形态膨胀变圆,多数不贴细胞壁,边缘降解,嗜锇颗粒和淀粉粒膨胀增多,基粒片层空泡化;随着淹水胁迫加剧,细胞核与叶绿体降解,淀粉粒大量聚集,细胞死亡。(4)叶片上表皮厚度与SOD、POD活性分别呈极显著和显著正相关关系;栅栏组织厚度与MDA和SS含量呈极显著正相关关系,与SP含量呈显著正相关关系;叶片厚度与叶片相对电导率、MDA、SS、SP含量均呈极显著正相关关系;海绵组织厚度与叶片相对电导率和SS含量呈显著正相关关系。研究发现,轻度淹水和渍害处理对美国流苏幼苗叶片生理特性和结构影响较小,幼苗能通过调节生理指标和叶片结构来适应胁迫,表现出一定的耐涝性;而涝害处理下,幼苗生理指标和叶片结构发生明显变化,植株大量死亡。

考虑淹水胁迫条件下的汉口江滩芦苇生长动态模拟

为研究汉口江滩芦苇生长过程与淹没水深和淹没历时的关系,考虑淹没水深和淹没历时对芦苇生长带来的胁迫作用,对现有芦苇生长动态物候模型进行改进,并利用改进后的模型模拟了汉口江滩芦苇在不同淹水胁迫条件下的生长过程。结果表明:汛期汉口江滩芦苇地上生物量因淹水胁迫而急剧减小,淹水胁迫效应不可忽视,且汛期水量越大、持续淹没时间越长,淹水胁迫导致的芦苇地上生物量减小速度越快;淹水胁迫导致汉口江滩芦苇地上生物量的减少值与淹没历时和水深大于2 m的淹没历时之间存在较好的幂函数关系,且水深超过芦苇适宜淹没阈值带来的淹水胁迫作用占主导地位。

芦竹生长及生理特性对淹水胁迫的响应

通过分析陆生和淹水环境对不同芦竹基因型生长和生理特性的影响,以期筛选获得一批适应洞庭湖湿地季节性干湿交替生境的优良种质,为退化湿地的修复提供材料支撑。以来源不同的3份芦竹种质为材料,设置淹水处理和陆生对照处理,观察分析不同基因型间在植株表型、光合特征指标(光合速率和蒸腾速率)及生理指标(超氧化物歧化酶、脯氨酸、丙二醛)上的差异。研究显示,芦竹是一种喜水的两栖植物类型,既可以适应陆生环境,也可以适应长期(>4个月)淹水环境。相较于陆生环境,淹水可以促进芦竹植株的生长。在供试的3个芦竹基因型中,来自新西兰的G1基因型在淹水与陆生环境下均表现最好。较强的蒸腾速率和较高的SOD活性是保证G1基因型表现最为优异的支撑。研究明确了芦竹用于洞庭湖退杨还湿地及退化湿地恢复修复的可行性,并筛选得到了优异种质,为洞庭湖退化湿地修复提供了理论及材料支撑。