Physiological Indices and Selection of Methods on Rapid Identification for Sweet Potato Drought Resistance

The relationships between the changes of relative water content （RWC）, malondialdehyde （MDA） contents, superoxide dismutase （SOD） activity and free proline contents in sweet potato leaves, and drought resistant ability under different concentration of polyethylene glycol （PEG） treatment applied at rhizosphere of sweet potato seedlings were studied. A highly positive correlation between RWC and drought resistance （r =0.783, P〈0.01）, a highly negative correlation between MDA contents and drought resistance （r = -0.848, P〈0.01）, a highly positive correlation between SOD activity and drought resistance （r = 0.777, P〈0.01） was observed. Free proline contents in leaves was not related obviously to the sweet potato drought resistance under 25% PEG treatment. The stronger the drought resistance of variety, the less decrease of RWC and increase of MDA contents, the more increase of SOD activity. By determining these physiological indices in sweet potato leaves under 25% PEG treatment, rapid identification of drought resistant ability of different varieties can be obtained in the lab.

甘薯品种抗旱性生理指标及其综合评价初探

采用土壤干旱和室内PEG水分胁迫测定相结合的办法,研究有关生理指标与甘薯抗旱性关系。结果表明,水分胁迫下伴随着叶片相对含水量(RWC)的明显下降,丙二醛(MDA)含量显著增加,质膜相对透性(RPP)急剧上升,而过氧化氢酶(CAT)活性迅速下降;抗旱性强的品种叶片RFP和MDA的增加幅度显著低于不抗旱品种,而前者叶片RWC和CAT活性的下降速度显著慢于后者。并具有比后者较强的渗透调节能力,中等抗旱品种介乎两者之间。所选的五种生理指标与抗旱性的相关性次序是:RWC>CAT>RPP>可溶性糖>蛋白氮,这5种指标的隶属函数加权平均值(D值)与抗旱系数间的相关系数达极显著水平(r=0.956、P<0.01),其中前三者对抗旱性评价的累计贡献率达78％(以r权数计),其D值可近似代替五项指标。室内条件下的D值可用于甘薯品种的抗旱性评价与分级。

黄土高原主要造林树种的抗旱性研究

对黄土高原主要造林树种油松、侧柏、刺槐根际进行包埋处理 ,形成持续干旱环境 ,测定干旱胁迫条件下树木生理特性的变化和对树木生长的影响。结果表明 ,在相同的干旱条件下 ,侧柏的净光合速率始终大于油松 ,而蒸腾速率则相反 ;在干旱胁迫的第 2年 ,油松净光合速率比第 1年降低了 5 1.1% ,侧柏降低了 4 1.2 % ,刺槐降低了 5 4 .4 %。侧柏水分利用效率较油松高约 34%。中度水分胁迫 1年后 ,油松、侧柏、刺槐的叶量分别为对照的76 .1% ,81.7%和 79.3% ,2年后分别为 5 5 .2 % ,6 1.3%和 2 4 .2 % ,第 3年刺槐叶面积已缩小为对照的 75 % ,并出现大量落叶 ,油松、侧柏也有此现象。同时 ,持续干旱 1年后 ,油松、侧柏的枝长分别为对照的 6 4 .4 %和 6 6 .7% ;持续2年后 ,分别为对照的 37.6 %和 4 0 .9%。试验表明 ,各树种忍耐长期干旱的能力不同 ,侧柏最强 ,油松次之 ,刺槐最差 ,表明各树种林分抗旱稳定性不同。

水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性及内源激素IAA、ABA含量的影响

采用盆栽试验,以马铃薯克新1号为供试材料,设置中度水分亏缺(T1)、重度水分亏缺(T2)、正常供水(CK)和水涝胁迫(T3)4个水分处理,研究了水分胁迫对马铃薯出苗期根系生理特性和内源激素含量的影响,探讨了土壤水分胁迫对马铃薯出苗期根系生长发育及其生理过程的影响机制.结果表明:(1)随着水分亏缺程度的加剧和时间的延长,根系活力、MDA含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性和POD活性升高,在水分胁迫初期,根系中CAT、POD活性较SOD响应更敏感,表明胁迫前期主要依赖CAT、POD,后期通过CAT、POD和SOD共同作用来降低氧化伤害;水涝胁迫下,根系活力一直低于正常供水,MDA含量不断升高,可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、SOD活性、CAT活性和POD活性有先升高后降低的趋势,但不敏感;水分胁迫下,IAA含量降低,ABA含量升高,IAA/ABA比值降低,影响根系正常发育,影响吸收水分和养分、影响出苗.(2)IAA含量和可溶性蛋白含量呈极显著负相关,ABA含量与可溶性蛋白含量呈显著正相关,与CAT活性呈极显著正相关.研究表明,马铃薯出苗期根系通过对渗透物质、保护酶和内源激素的调节来维持自身的正常生理代谢功能,抵抗一定的水分亏缺,但亏缺加剧时,将严重影响马铃薯出苗.

马铃薯对块茎形成期水分胁迫及胁迫后复水的生理响应研究

以"克新一号"为材料,研究了块茎形成期不同程度水分胁迫下及复水后马铃薯的生理反应机制。结果表明,田间持水率(FC)的75%~85%处理下马铃薯各项生理指标变化幅度较小,且产量最高,表明75%FC^85%FC为块茎形成期适宜含水率;高于或低于75%FC^85%FC,都会造成叶片相对含水率、SPAD、根系活力降低,而相对电导率、脯氨酸、丙二醛、可溶性糖、SOD活性、CAT活性增加,且不同胁迫程度下各生理指标降低或增加的幅度不同。复水后,60%FC^70%FC和90%FC^100%FC处理下,各生理指标逐渐接近75%FC^85%FC的处理水平,而30%FC^40%FC和45%FC^55%FC处理下虽有所恢复,但仍与75%FC^85%FC处理呈显著差异。说明30%FC^55%FC对马铃薯的损伤较大,后期恢复供水,在一定时间内体内生理代谢也难以恢复到适宜土壤含水率水平。

淹水、干旱条件下北空越桔生理反应的研究

采用盆栽试验，研究了'北空'越桔在连续淹水、干旱条件下的生理反应。结果表明，在淹水和干旱条件下，越桔叶片的光合强度、叶绿素含量（Chla、Chlb、Chla＋b、Chla／Chlb）、光量子通量密度降低，而呼吸强度、气孔导度、蒸腾速率升高，随逆境时间加长，变化幅度增大。

园艺植物水分胁迫生理及耐旱机制研究进展

概述了园艺植物在水分胁迫下的生理生化、分子反应及耐旱机制研究进展 。

一氧化氮对水分胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响

以0.4mol/L的甘露醇(M)模拟水分胁迫状况,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对水分胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:(1)水分胁迫下,玉米种子萌发和幼苗生长受到抑制,叶片丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性、脯氨酸含量均显著增加;(2)SNP能显著提高水分胁迫下玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,增加玉米幼苗的根长、茎长、根重和整株干重,抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,降低脯氨酸含量。其中以100μmol/L和200μmol/LSNP对水分胁迫的缓解效果最佳。

快速鉴定甘薯品种抗旱性的生理指标及PEG浓度的筛选

用聚乙二醇(PEG)的不同浓度对甘薯进行根际水分胁迫处理,研究了叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性及游离脯氨酸(Pro)含量的变化与品种抗旱性的关系.结果表明,025kg·L-1PEG处理下,叶片RWC与品种抗旱性呈极显著正相关(r=0782,P<001),MDA含量与品种抗旱性呈极显著负相关(r=-0839,P<001),SOD活性与品种抗旱性呈极显著正相关(r=0780,P<001),Pro含量与品种抗旱性的关系不大.品种抗旱性愈强,叶片RWC下降幅度及MDA含量上升幅度愈小,SOD活性增加幅度愈大.因此。

马铃薯对土壤水分胁迫响应的研究进展

干旱是马铃薯生产的主要限制因子。本文综述了近年来马铃薯生长发育、生理生态特征、产量形成等对水分亏缺响应的研究进展。干旱胁迫可引起播种后的种薯延迟或者不能发芽,出苗后的植株生长缓慢、叶片光合能力降低,最终导致块茎产量和收获指数下降。同时,随着水分胁迫时间的延长和胁迫强度的增加,干旱的抑制作用也逐渐增大。马铃薯叶片扩张速率的土壤有效水(PAW)为0.73(低敏感性品种)~1.00(高敏感性品种),植株相对生长速率、光合速率、蒸腾速率的PAW阈值分别为0.87、0.60、0.60。目前马铃薯生产中基于土壤和植株两个方面监测作物水分状况的监测指标和要素包括基于土壤的土壤水分、潜在蒸发、蒸发皿蒸发等以及基于植物的气孔导度、复水后的光合恢复、叶片/茎秆水势、叶绿素、叶片扩张、叶片相对含水量、作物水分胁迫指数、冠层温度等。在此基础上,提出了未来干旱对马铃薯生产影响研究中应着重加强的关键科学问题,为防旱减灾奠定一定的理论基础。

外源芦丁预处理对水分胁迫下玉米幼苗的生理效应

以玉米(Zea maysL.)品种‘郑单958’为材料,采用营养液水培法,研究了外源芦丁(Rutin)对聚乙二醇(PEG)胁迫下幼苗叶片质膜相对透性、脯氨酸、可溶性糖含量及保护酶活性的影响。结果显示:(1)在15%PEG-6000胁迫下,玉米叶片的MDA含量、质膜相对透性、脯氨酸和可溶性蛋白质含量均显著增加,保护酶SOD、CAT、POD活性显著升高。(2)一定浓度芦丁(>0.40 g/L)预处理可显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,并诱导SOD、POD和CAT活性提高,降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量。说明外源芦丁能够提高玉米幼苗的抗氧化作用,缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,保护细胞膜免受或减少损伤,达到提高植物抗旱性的目的。

干旱胁迫后供水与施氮对甘薯生长与产量的影响

干旱胁迫是制约我国北方地区甘薯高产的主要因素.采用旱棚内盆栽试验方法,研究了甘薯前期（插秧30-45d）遭受干旱胁迫后,供水与施氮对甘薯生长、生理特性及产量的影响,旨在明确供水及水氮耦合对干旱胁迫的缓解效应.结果表明：1）与持续干旱处理相比,旱后供水、水＋氮处理,甘薯叶片中丙二醛（MDA）与脯氨酸（Pro）含量均显著下降（P〈0.05）;甘薯叶片的荧光参数最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（PI（ABS））显著提高,旱后供水、供水＋氮均对甘薯前期干旱胁迫具有显著的缓解效应.2）旱后供水、水＋氮处理15d（插秧60d）时,甘薯地上、地下部的干物质积累量、最大蔓长、叶片数与持续干旱处理之间显著差异（P〈0.05）,供水与施氮可显著促进甘薯的营养生长与干物质积累,旱后水＋氮的效应高于旱后供水.3）水＋氮处理可显著提高甘薯茎叶的含氮量,与正常供水处理相比,甘薯产量仅减产2.7%,差异不显著,旱后水＋氮处理更有利于甘薯缓解干旱胁迫.

水分胁迫下玉米幼苗对外源原儿茶醛的生理响应

以玉米（Zea may L.）品种＂郑单958＂为材料,采用0.15 g.mL-1聚乙二醇（PEG-6000）模拟水分胁迫,研究外源原儿茶醛根施预处理对玉米幼苗叶片相对含水量（RWC）、活性氧代谢系统、抗氧化酶类以及渗透调节物含量的影响。结果表明,0.15 g.mL-1PEG-6000胁迫16 h,玉米叶片的活性氧代谢系统（丙二醛含量、细胞膜透性、超氧阴离子自由基水平）、超氧化物歧化酶（SOD）与过氧化物酶（POD）活性、以及主要渗透调节物（可溶性蛋白、可溶性糖）均极显著升高,而RWC、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性极显著降低;原儿茶醛（0.5~25 mg.L-1）预处理可极显著抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片活性氧代谢系统以及渗透调节物含量的上升,并诱导SOD、POD和APX等抗氧化酶类活性提高,提高叶片RWC。说明原儿茶醛能够提高玉米幼苗的抗氧化能力,减少水分胁迫诱导的活性氧自由基积累,缓解膜脂过氧化,有效增强植株抗水分胁迫的能力。

水分胁迫下二甲亚砜对香蕉幼苗的生理效应

采用营养液水培法,研究不同浓度二甲亚砜（DMSO）对聚乙二醇胁迫下香蕉幼苗的生理效应。结果表明,在10%PEG-6000胁迫下,香蕉叶片的可溶糖含量、可溶性蛋白质含量、质膜透性、丙二醛含量和脯氨酸含量均显著增加,根系活力和超氧化物歧化酶（SOD）活性显著升高。0.1%0.4%DMSO处理缓解水分胁迫引起的膜脂过氧化,抑制水分胁迫下香蕉苗叶片丙二醛含量上升,降低脯氨酸和可溶性蛋白质含量,降低根系活力。0.4%DMSO处理香蕉叶片质膜透性和丙二醛含量比胁迫对照分别下降24.8%和25.2%,根系活力比胁迫对照下降22.8%。

作物对水分胁迫反应的研究进展

干旱是制约作物生长发育的重要环境因子,了解作物对干旱胁迫的反应,是选育抗旱品种的前提。综述了作物的耐旱机制、水分胁迫下的生理生化反应及超微结构变化的研究进展,并指出了今后需要进一步研究的问题。

水分胁迫对构树生理及形态的影响

构树广泛分布于我国中低海拔地区,是优良的造纸原料林树种,也是荒山造林的"先锋"树种。以不同的水分处理构树苗木,探讨其生理反应及形态变化,了解其对不同干旱环境的适应机制。结果表明:构树苗木在充分供水下生长良好,在20%水分处理下生长最差,生物量低;但在较低水势(-2.87MPa)条件下,缺水处理比充分供水处理时的光合作用调适能力强。

外源ABA对水分胁迫条件下甘薯幼苗生理特性的影响

为了探究外源ABA提高甘薯苗期抗旱性的生理机制,筛选出最佳施用浓度,以抗旱品种济薯21和不抗旱品种济紫薯1号为试验材料,研究水分胁迫条件下外源ABA对甘薯幼苗生理特性的影响。结果表明,水分胁迫后济薯21和济紫薯1号的叶片相对含水量、叶绿素含量以及根系活力均低于清水对照,而叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量均高于清水对照;济薯21的叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量显著低于济紫薯1号,而根系活力和叶绿素含量显著高于济紫薯1号。水分胁迫条件下,外源ABA处理两品种的叶片相对含水量、叶绿素含量以及根系活力均显著高于对照,而叶片相对电导率、叶片和根的MDA含量显著低于对照;不同浓度的外源ABA均可显著提高甘薯的抗旱性,以150μmol/L处理的效果最显著。因此认为,外源ABA降低叶片相对电导率和MDA的积累,可以缓解干旱胁迫对膜的损伤,提高叶片相对含水量及叶绿素含量,提高根系活力从而增强根系吸收能力。

基于渗透胁迫的马铃薯试管苗抗旱评价体系的构建

为探明抗旱生理生化机制和筛选抗旱品种,建立科学有效的马铃薯实验室抗旱评价体系,本研究分析了不同浓度PEG(polyethylene glycol6000)对CIP 397098.12、CIP 391180.6、CIP 391724.1、CIP 392745.7、CIP 392759.1、CIP 393613.2、CIP 397035.26、CIP 302476.108、CIP 304345.102、CIP 304405.47、CIP 391930.1、CIP391931.1、陇薯3号及Atlantic马铃薯品种试管苗生理生化指标的影响,并利用隶属函数分析方法对供试材料的综合抗旱能力进行了评价。结果表明:随着PEG浓度的增加,马铃薯试管苗的地上部分及根系生长受到严重的抑制,对马铃薯试管苗的根系长度的抑制作用更明显。当PEG浓度为9%时,14个马铃薯品种间生长指标的差异最大,试管苗株高、根系长度等5个生长指标均显著低于对照,说明9%是用于鉴定不同马铃薯品种试管苗对水分胁迫响应的最适浓度。根据综合抗旱评价值对供试马铃薯材料的抗旱性进行了排序,由强到弱依次为:陇薯3号、CIP391930.1、CIP 397098.12、CIP 391931.1、CIP 304405.47、CIP 392759.1、CIP 397035.26、CIP 393613.2、CIP 302476.108、CIP 304345.102、CIP 391180.6、Atlantic、CIP 391724.1、CIP 392745.7。

水分胁迫对黄秋葵生理以及光合特性的影响

设置4个水分胁迫处理(每3 d一次浇水,每7 d一次浇水,每15 d一次浇水和每30 d一次浇水),通过测定黄秋葵幼苗期、花期和收获期农艺性状,产量和产量构成因素、生理生化反应以及光合特性等指标,研究水分胁迫对黄秋葵生长、生理以及光合作用的影响。结果表明,随着水分胁迫程度的增加,各生育期黄秋葵农艺性状、籽粒产量以及产量构成因素均显著降低,重度缺水导致黄秋葵绝收;黄秋葵叶片的净光合速率、气孔导度均随着水分胁迫强度的增加而减少,叶片叶绿素含量随着水分胁迫程度增强,呈现先增加后降低的趋势;黄秋葵的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、丙二醛含量均随着水分胁迫强度的增加而增加。

水分胁迫对马铃薯的生理反应

以中早熟品种“坝薯９号”、中晚熟品种“坝薯１０号”和“乌盟８５１”为试材，研究了干旱对马铃薯的影响，结果表明：①随着水分胁迫时间的延长和胁迫强度的增加，叶片相对含水量和叶水势下降，蒸腾强度减弱，伤流量减少；植株高度、茎粗、叶片长和宽、功能叶间距均降低；块茎单株产量和收获指数降低，块茎干物质含量提高；叶绿素含量与光合作用强度随水分胁迫时间延长而降低，但随胁迫强度的增加而提高．②单株产量与叶水势和收获指数是显著正相关，与块茎干物质含量是显著负相关．③坝薯９号和乌盟８５１是两个耐旱品种．