干旱胁迫对油茶的影响

干旱胁迫对油茶的影响（共10篇）

干旱胁迫对油茶的影响 篇1

摘要：随着现代工业的崛起, 工业排放的废弃物给全球的环境造成了恶劣的影响, 例如, 臭氧层空洞现象, 酸雨, 泥石流, 海啸, 飓风, 沙尘暴, 以及干旱等。特别是像中国这样的人口大国, 粮食对人类及其重要, 并且要求供求平衡。但是, 现在环境的恶化导致的大面积地区的干旱现象, 对农作物减产损伤很大。不但是人类的生存难问题会相继出现, 同时也会导致经济的紊乱, 破坏了市场经济和生活安定和谐的局面, 要解决这一难题, 还需要各个国家从不同方面着手解决。本文针对干旱胁迫对于苗木蒸腾耗水的影响进行了如下分析, 以期为我国的农业种植方面方面提供相关技术指导。

关键词：自然灾害,干旱,苗木,蒸腾作用,耗水,抗蒸腾剂

植物的蒸腾作用在植物水分代谢中起着很重要的调节支配作用, 而蒸腾速率是衡量植物水分平衡的一个重要生理指标, 可以反映树种调节自身水分损耗能力及适应干旱环境的不同能力, 其作为树木的一个重要水分参数, 早已受到广大学者的关注和长期的研究, 取得了很多研究成果。对许多树木在不同水分状况下的蒸腾速率进行的测定和研究表明, 蒸腾作用随着干旱胁迫的发展而降低。然而, 蒸腾作用是一个复杂的生理过程和物理过程, 受树种、环境、时间、空间等多种因素的控制, 难以准确、定量地得到结果。在以往的研究中, 多以蒸腾速率为指标, 由于蒸腾速率只能测定叶片上单位面积的瞬时耗水量, 只反应植物潜在耗水能力的大小, 不能完全代表整株林木或整个林分的总体耗水, 故不能作为评价植物耗水量的指标。近年来的研究已开始关注单株林木的蒸腾耗水总量和林分的水量平衡, 使用一些新的方法来探索气孔导度、叶水势、叶面积、边材面积、树体水力结构等之间的相互关系, 寻找树木水分的运移和贮存控制机理。

1 干旱胁迫对苗木蒸腾耗水变化影响

通过调查资料后发现, 在逐渐干旱的过程中, 植株均受到了不同程度的干旱胁迫, 蒸腾耗水量呈减少的趋势。在各树种的蒸腾耗水连日变化均在第6、9、13、18、24天出现波谷。从气温和相对湿度的折线变化可以看出, 气温在第6、9、13、18、24天出现4~5个波谷;在气温出现波谷的同时, 相对应的相对湿度为5个波峰。而这5天均为阴雨天气。单株蒸腾耗水量的波谷与气温的波谷和相对湿度的波峰出现的时间对应一致。随着干旱胁迫的加剧, 不同树种单株蒸腾耗水量的差异越来越小, 其波动的范围 (正常水分条件下为63.1~0.7g, 严重干旱胁迫下为10.9~0.7g) 也越来越小。因而在严重干旱胁迫的情况下, 各树种的特性不再是影响蒸腾耗水量的主要因子。

不同水势梯度下蒸腾耗水规律:因为苗木供水良好, 其叶水势都处于正常范围, 随着供试苗木的蒸腾失水, 苗木开始遭受干旱胁迫而叶水势逐渐降低。但是由于各树种的蒸腾耗水量不同, 因而在同一时间段受到的干旱胁迫程度也不同, 叶水势下降的幅度也有差异。其中, 灌木树种沙棘的叶水势在整个测定期间 (30天) 一直稳定在正常水势范围内, 这表明覆膜可以有效地防止干旱胁迫的发生, 特别是对单株耗水量较低的树种来说效果更加明显。

不同水势梯度下日平均耗水量变化:盆栽土壤经覆膜密封处理后, 蒸腾耗水是供试苗木向外界失水的唯一途径, 并由此使供试苗木遭受到不同程度的干旱胁迫。随着干旱胁迫的发展, 供试苗木的蒸腾耗水量也随之减少。在不同的水势梯度下, 供试苗木的蒸腾耗水量各不相同。

不同水势梯度下苗木昼夜耗水量规律:随着干旱胁迫的发展, 白天耗水量与夜晚耗水量的差距越来越小, 在供水充足的晴天里, 夜晚耗水量占白天的11.2%。在轻度干旱胁迫时, 夜晚的耗水量占白天的13.5%。在中度水分胁迫时, 夜晚耗水量占白昼的24.9%。在严重水分胁迫时, 夜晚耗水量占白天的28.5%。在侧柏受到重度水分胁迫时, 夜晚耗水量为负值, 这说明在苗木受到严重的干旱胁迫时, 存在水分从空气到叶片的倒吸现象。

2 案例分析

干旱环境下苗木首先出现蒸腾现象的部位是根系, 如果有效及时地处理其变化, 蒸腾速度可以减少20左右, 效果比较明显。

我们以大豆苗木为例, 分析干旱对植被的蒸腾加剧现象。大豆是营养价值最高的豆类产品, 其中含有丰富的蛋白质, 不饱和脂肪酸, 多种微量的元素, 维生素。加工后的大豆产品可以预防高血压, 动脉硬化, 心脏病等心血管常见的疾病, 是一种普遍生产的优良产品。随着干旱胁迫时间的延长, 土壤含水量下降, 大豆细胞内部自由基代谢平衡失调, 会产生过多的活性氧自由基, 引发甚至加剧膜脂质的过氧化性, 细胞膜的系统损伤, 细胞膜的通透性增加, 最终苗木蒸腾, 耗水增多。

一般人认为, 生理抗旱要比对苗木的解剖结构抗旱性重要得多, 依据不同的植被对抗旱能力不同的情况, 很难用统一的标准鉴定植被的抗旱能力。所以, 在现有的农作物技术条件下, 应该改良植被的抗旱性, 可以分为3种:御旱能力, 耐旱能力, 避旱能力。避旱性的农作物, 生物特点是生长周期短, 但是生命周期也短, 抗旱能力也弱;御旱性的农作物, 在干旱胁迫下仍然能保持一部分的水分, 但不受干旱的防御能力, 蒸腾的速率相对较低, 反之, 就是固水能力强, 固定水和自由水的比值相对较高;耐旱性的农作物, 在缺水干旱条件下, 蒸腾的速率低, 但是保水能力比较弱。这3种植物特性, 在根据地理位置环境的不同, 栽种不同的农作物, 以及对土壤成分的鉴定对比, 使用生物科技栽培新的优良品种, 特别是耐旱作物。

3 结语

各树种蒸腾耗水的连日变化都呈递减的趋势, 但在递减过程中存在一定的波动, 其波动的情况与气温和相对湿度的波动一致。在正常的水分条件下, 不同的树种单株蒸腾耗水量存在较大的差异, 同时随着环境因子的变化存在一定的波动。随着干旱胁迫的增加, 不同树种单株蒸腾耗水量的差异越来越小, 在严重干旱胁迫时, 各树种单株蒸腾耗水量相当接近, 树种间的差异不再显著, 蒸腾耗水量主要随环境因子的变化而变化。在相同的水分状况下, 不同树种有不同的蒸腾耗水量。在不同的水势梯度下, 同种苗木的蒸腾耗水量随干旱胁迫程度的增加而减少。在不同的水势梯度下, 白天蒸腾耗水量的降低幅度比较大, 而夜晚降低的幅度比较小。夜晚蒸腾耗水量相对稳定, 而且随着干旱胁迫的加剧, 白天耗水量与夜晚耗水量的差距越来越小。在相同的水势梯度下, 不同树种有不同的耗水速率, 同种苗木在不同的水势梯度下, 耗水速率也不相同。随干旱程度的增加, 其耗水速率均有不同程度的降低。

参考文献

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干旱胁迫对油茶的影响 篇2

表油菜素内酯浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响

用0.05mg/L的表油菜内酯浸种24 h后,对其中部分种子用10%PEG模拟干旱胁迫,另一部分待出苗后对幼苗用10%PEG模拟干旱胁迫,测定种子萌发及幼苗生长过程中的相关指标.结果表明:与对照相比,表油菜素内酯浸种能显著提高干旱胁迫下玉米种子萌发指数、根长,但对萌发率、根数、根重、芽长、芽重并无显著影响;显著提高幼苗叶片光合速率、气孔导度,极显著提高叶片蒸腾速率,而叶片相对电导率、水分利用效率显著降低,但对胞间CO2浓度、叶绿素含量及叶片细胞渗透势并无显著影响.

作 者：高红明 温爽 张小丽 张庆 作者单位：扬州大学生物科学与技术学院,江苏,扬州,225009刊 名：安徽农业科学 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年，卷(期)：34(20)分类号：Q945.78关键词：表油菜素内酯 干旱胁迫 玉米 种子萌发 幼苗生长

干旱胁迫对油茶的影响 篇3

关键词 干旱胁迫；聚乙二醇（PEG-6000）；种子萌发；出苗率；鲜质量；干质量

中图分类号：S565.4 文献标志码：A 文章编号：1673-890X（2016）01-0-02

目前，全球面临水资源短缺的极大挑战，给不同作物的生长都带来了极大的危害；同时，制约着农业的迅速发展。因此，鉴别培育出抗旱性强的品种，并且推广生产利用，可以有效缓解水资源短缺带来的压力，降低了旱灾造成的巨大损失。

本实验研究油菜属于双子叶植物，十字花科，芸薹属，有甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜3个种，它在中国、美国和加拿大等国家都分布广阔。油菜是我国最重要的油料作物之一，年均种植面积上亿亩，总产上千万吨左右，均居世界首位。干旱是一个世界性问题。目前，世界上干旱、半干旱地区面积约占土地总面积的35%，占总耕地面积的43.9%[1-3]。在所有的非生物胁迫中干旱对农作物造成的损失占首位，仅次于病虫害造成的损失。我国的有大面积的干旱、半干旱地区，如华北、西北、内蒙古和青藏高原等地区，其面积约占全国土地面积的1/2。作为全球主要的油料作物之一，而油菜的发芽和幼苗生长期正值秋冬严寒之时，气候干燥水分缺少，正因为缺水的生长环境条件制约，植株苗期矮小，容易倒伏导致其产量低，产油量低，品质差等问题的频频出现。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 試剂

聚乙二醇（PEG-60000）、乙醇消毒液（浓度75%）、浓度1%的次氯酸钠（10%次氯酸钠稀释10倍）、纯水、超纯水。

1.1.2 器材

干净、无损的直径150 mm培养皿、移液枪（0～5 mL）、烧杯、玻璃棒、200 mL量筒、光照培养箱。

1.2 实验过程与方法

1.2.1 种子的消毒处理方法

乙醇消毒液浸泡5 min，1%的次氯酸钠浸泡10 min，纯水清洗3遍，超纯水清洗一遍。

1.2.2 实验方法

首先挑选健康饱满，无病毒侵染的油菜种子，种子经过消毒处理后，将其移到垫有的2层滤纸的直径为15 cm的培养皿中，每皿30粒（排列整齐，方便计数），每株系2次重复，并设立对照实验，分别加入17%PEG-6000溶液，设置对照组，加入等量的超纯水，第1天加入4 mL，自第2天起每天加入2 mL，放入恒温培养箱（25 ℃，光照16 h，黑暗8 h）。

记录每个培养皿首先发芽的时间，记录达到50%发芽率的时间，7 d后，测量出苗率，鲜质量，再放入70 ℃烘箱2 h，称量其干质量，计算幼苗活力指数。

一般发芽数占总数的1/2左右就是所要的筛选浓度，经过大量前期实验得出杂交油菜种子的筛选浓度在16%～18%。本实验所用杂交种筛选浓度为17%[4-7]。

1.2.3 测定项目与方法

第8天测定出苗率。TSW千粒质量（g），FG是最先发芽时间（h），T50是达到50%发芽率的时间（h），出苗率，鲜质量，干质量（70 ℃）。

1.2.4 数据处理方法

发芽率=正常萌发种子数/供试种子数

出苗率=正常出苗的种子数/供试种子数

2 结果与分析

PEG-6000模拟干旱胁迫后，幼苗的相对活力指数在0.31～0.75，15个品种的平均相对活力指数为0.5。干旱胁迫后，15个油菜品种的平均苗高比对照降低39.68%，平均单株鲜质量比对照降低33.2%，平均单株干质量比对照降低38.2%，平均，出苗率比对照降低18%。在各种指标中，相对活力指数较为直观、综合地反映了发芽和生长性状，可作为油菜发芽期抗旱鉴定的主要指标。用17%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫条件，实验组和对照组在形态指标上发生明显差异，并且干旱对植株的危害是显著的，鲜质量和干质量的显著减少，表明植株在生长过程中光合作用能力下降，产生的有机物质含量降低，这对果实的收获是极其不利的。因此，应该有效地提高油菜作物的抗旱能力，以达到增产增收的目的[8-10]。

参考文献

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干旱胁迫对不同蓝莓品种的影响 篇4

蓝莓, 属越桔科越桔属, 果实深蓝色, 原产北美[1]。作为一种新兴的果品, 从栽培上说, 投入低, 收入高;从市场上说, 味道美, 功能好, 受到人们的青睐, 英国权威营养学家将蓝莓列为15种健康食品之首[2], 引起了人们极大的兴趣, 世界各地纷纷建起了蓝莓果专项研究所, 对其野生资源进行选育, 进行商业性栽培。经过一个世纪的研究, 科学家们通过反复试验, 使蓝莓果圆润、多汁、甘甜[3], 美观, 不论是外观品质还是内在的风味质地都得到了优化和改进, 使其便于栽培管理。蓝莓被国际粮农组织列为人类5大健康食品之一[4], 世界各地开始了种植蓝莓的热潮, 我国也紧跟时代步伐迎接蓬勃发展的蓝莓产业。

蓝莓野生资源分布于我国东北、华北等山区地区, 且种质资源丰富。20世纪80年代初, 中国吉林农业大学郝瑞教授率先对长白山地区的野生蓝莓资源进行了系统调查[5], 自此中国的蓝莓产业进入了高速发展的阶段。吉林、江苏南京、山东、浙江、贵州等科研院所[6]相继从国外引进蓝莓品种并进行引种驯化工作。经过20多年的发展研究, 蓝莓种植技术日趋完善, 蓝莓种植区从东北的黑龙江省到西南的云南省、西北的新疆都有, 纵跨全中国, 其中吉林、辽宁、山东、浙江、贵州等省发展十分迅速。吉林省的长白山区和黑龙江省的大小兴安岭地区可以被认为是我国蓝莓种植发展最有潜力的地区。在长江以北地区, 美登、北陆和蓝丰为三大主栽品种, 兔眼蓝莓则在南方地区种植比例较大[7]。2006年以来, 贵州省麻江县大力发展蓝莓产业被科技部授予“中国蓝莓产业科技创新十强县”、“南方蓝莓繁育及栽培技术引导成果示范推广基地”等称号[8], 贵州发展蓝莓产业以星火燎原之力迅速在全省扩展开来。

蓝莓为浅根性植物, 主根不明显, 无根毛, 根系主要集中分布在0~20cm的土壤中, 对于吸收利用深层土壤中的水分较为困难[9], 因此蓝莓对于土壤水分条件的要求较为苛刻, 很容易受到干旱胁迫的伤害。现如今, 蓝莓作为一种新兴的水果[10,11], 风味独特, 保健功能强大而风靡世界各地, 并且价格不菲。美国已经选育出多种条件栽培的优良品种100多个[12], 已形成了美国北部、东部、南部各州蓝莓产区[3,13,14]。日本则是亚洲地区唯一一个形成了蓝莓的产业化生产的国家, 也是近些年来蓝莓果需求量增加最快的国家之一[15]。

近年来, 我国农林业产业布局也更加重视蓝莓产业发展, 各地积极开展引种试种试验环节, 从而筛选出蓝莓适栽地区。目前, 在东北三省, 华中、华北等多地区开展规模种植, 且生长表现良好。贵州地区麻江县作为贵州省蓝莓产业之火源, 已开展了蓝莓的品种选育、栽培生理等研究, 初步筛选出适合该地区适栽品种。本课题针对黔东南地区引种蓝莓对干旱胁迫响应情况开展相关研究, 初探蓝莓干旱机理并筛选适合该地区的抗旱品种。

2 材料与方法

2.1 试验材料

本试验材料取自贵州省丹寨县蓝莓示范栽培基地。选择夏普蓝、奥尼尔、蓝丰、园蓝4个品种, 且长势一致的2年生苗。

2.2 测定方法

干旱处理:在2015年4月1日开始干旱胁迫, 试验采用避雨栽培的方式人工模拟干旱胁迫。干旱胁迫设置4个程度:对照 (未进行干旱胁迫) 、轻度胁迫 (干旱胁迫处理7d) 、中度胁迫 (干旱胁迫处理14d) 、中度胁迫 (干旱胁迫处理21d) 。在基地采用随机取样方法选定每一品种各30株材料, 搭建避雨棚, 并进行充分灌水, 使土壤含水量基本达到饱和, 然后让土壤水分进行自然蒸发, 进行土壤含水量的测定, 随着蒸发天数的不同, 土壤含水量呈下降趋势, 干旱胁迫程度加深。除进行土壤水分处理外, 试材均进行常规管理, 随后进行各指标的测定。各指标测定技术重复3次。

叶片相对含水量采用称重法测定, 丙二醛含量采用巴比妥酸法测定[16];电导率采用电导率测定仪测定, 过氧化物酶 (POD) 活性测定采用愈创木酚法, 超氧化物歧化酶 (SOD) 活性测定采用氮蓝四唑 (NBT) 法, 可溶性糖含量采用蒽酮比色法, 游离脯氨酸的测定采用茚三酮法测定, 具体参照李合生的《植物生理生化实验原理和技术》中相关方法[17]。

3 结果与分析

3.1 干旱胁迫对蓝莓叶片相对含水量的影响

随着干旱胁迫程度的加深, 蓝莓叶片的相对含水量逐渐降低。叶片相对含量变化较为剧烈的为园蓝, 变化相对平稳的为蓝丰和夏普兰, 奥尼尔在第七天出现反弹现象。4个蓝莓品种的叶片相对含水量变化范围为84%~90%, 叶片失水情况不严重, 叶片未出现严重萎蔫现象 (图1) 。

3.2 干旱胁迫对蓝莓叶片相对电导率的影响

干旱胁迫会对植物的膜造成伤害, 使得质膜的通透性增大, 从而导致叶片的相对电导率会增大, 因此相对电导率可以反映植物受干旱胁迫伤害的程度, 反应植物的抗旱能力。由图2可以看出, 随着处理天数的增加, 4个品种蓝莓叶片的相对电导率呈上升趋势。其中蓝丰电导率随时间延升上升的较快, 园蓝较其它品种变化表现缓慢。

3.3 干旱胁迫对叶片丙二醛含量的影响

丙二醛 (MDA) 变化情况表明干旱胁迫下蓝莓体内的自由基积累发生改变, 使膜脂过氧化作用加强, MDA含量越多, 表明受伤害程度越大。由图3可知, 4个品种的蓝莓叶片中MDA的变化趋势不明显, 园蓝呈上升再下降的变化趋势, 其他三个品种呈现下降再上升的变化趋势, 尤其是在21d时, 4个品种的MDA均明显升高。

3.4 干旱胁迫对蓝莓叶片POD活性的影响

过氧化物酶 (POD) 是植物体内重要的抗氧化酶之一, 可以清除体内的氧自由基, 维护氧代谢平衡, 保护和稳定生物膜。图4结果表明, 随着处理时间加长, 奥尼尔蓝莓叶片中POD的活性逐渐上升, 在处理时间到达21d时, POD活性达到最高, 而园蓝、夏普蓝、蓝丰3个品种则随着处理时间增长, 先上升, 土壤处理时间到14d时活性最高, 随后, POD的活性逐渐下降。

3.5 干旱胁迫对蓝莓叶片SOD活性的影响

超氧化物歧化酶 (SOD) 也是植物体内清除自由基的最关键的保护酶之一, 对清除活性氧、维护氧代谢平衡有重要作用。由图5可知, 4个品种的蓝莓叶片中SOD活性随时间延升均呈现下降趋势。夏普兰的SOD检测结果在14d时出现反弹现象, 而奥尼尔和蓝丰均在21d时出现活性升高显现, 园蓝则在生长期中表现出SOD下降趋势。

3.6 干旱胁迫对蓝莓叶片可溶性糖含量的影响

植物受到水分胁迫时, 体内会进行可溶性糖的积累增加, 使细胞的渗透势降低, 增强植物吸收水分的能力, 以维持细胞内代谢的正常进行。图6结果表明, 蓝莓植株通过积累大量的可溶性糖来维持植物生长所需要的膨压, 这是叶片在干旱胁迫下的保护性生理反应, 随着干旱胁迫程度的加深, 可溶性糖的含量呈先上升后下降的变化趋势。在蓝莓处于轻度干旱胁迫和中度干旱胁迫时, 随着土壤相对含水量的降低, 可溶性糖的含量呈明显的上升趋势, 可溶性糖含量对干旱胁迫的反应是敏感的, 且随着干旱程度的加深, 可溶性糖的积累越明显;之后随着土壤相对含水量的继续下降, 可溶性糖的含量有开始呈下降趋势, 即在中度干旱胁迫处理下, 可溶性糖的含量最高。

3.7 干旱胁迫对蓝莓游离脯氨酸含量的影响

渗透调节是植物适应干旱胁迫的重要生理机制, 植物通过细胞内主动积累溶质, 降低渗透势从而降低水势, 以保持从外界继续吸水、维持细胞膨压等生理过程的一种调节作用。在高等植物中, 脯氨酸、甜菜碱等有机物质以及一些无机离子起到渗透调节作用。图7在蓝莓受到干旱胁迫时, 体内会积累脯氨酸。在轻度胁迫下, 园蓝、夏普蓝、蓝丰3个品种的脯氨酸含量呈现增加趋势, 而奥尼尔缺表现为明显下降后增加的变化趋势。夏普兰在干旱胁迫过程中脯氨酸含量一直稳定上升, 但增幅不大。

4 讨论

蓝莓作为一种新型的果品, 引入我国的时间相对较短, 对于其在水分逆境下的反应还没有系统的研究。而国外对于蓝莓水分逆境的相关报道也较少, 且大多集中于蓝莓对于淹水条件下的反应[18,19]和对干旱的部分生理反应方面[20]。

本试验对园蓝、夏普蓝、奥尼尔和蓝丰4个品种进行了干旱胁迫的人工模拟, 并在不同的水分条件下测定了相关的生理指标, 来探究干旱胁迫对蓝莓的影响。

4.1 干旱胁迫对4个不同品种蓝莓的影响

从蓝莓叶片的相对含水量来看, 随着干旱胁迫程度的加深, 蓝莓叶片的相对含水量呈现下降趋势。在干旱胁迫下蓝莓会通过渗透调节系统, 通过积累可溶性糖、脯氨酸等来降低细胞水势。受到干旱胁迫时, 蓝莓体内的可溶性糖表现出先上升后下降的趋势, 表明在重度干旱时, 蓝莓的自我调节能力会降低, 而游离脯氨酸则为上升趋势。水分胁迫会使植物积累大量的活性氧, 形成一些有害物质如丙二醛。在干旱胁迫下, 蓝莓叶片中的丙二醛呈上升趋势, 干旱越严重, 上升趋势越明显, 伤害越大。为了避免活性氧的伤害, 蓝莓体内的活性氧清除系统会发挥作用, 随着土壤相对含水量的降低, 蓝莓叶片中POD和SOD活性均表现为先上升, 达到中度干旱胁迫程度时达到最高, 在重度干旱胁迫时呈现下降趋势, 表明蓝莓植物叶片在干旱胁迫过程中的自我修复能力逐渐减弱。蓝莓叶片的相对电导率反映了蓝莓在干旱胁迫下膜系统受伤害的程度, 相对电导率随着土壤相对含水量的降低而增强, 说明膜的受伤害程度越来越严重, 且干旱越严重, 受伤害程度越深。

4.2 不同品种蓝莓抗旱性比较

在蓝莓抗旱性鉴定中引入抗胁迫系数作为鉴定的方法[21]。为了消除单个指标带来的片面性用隶属函数法将各抗旱指标扩展到 (0, 1) 闭区间上, 用公式分别计算各抗旱指标的隶属函数值。权重是衡量指标集中某一指标对干旱胁迫损伤程度相对大小的量, 权重越大, 表示干旱胁迫对该指标的影响程度越大, 采用客观赋值法, 通过计算超标比来取得, 最后得出综合评价值。各品种各指标抗旱性综合评价计算结果见表1。

根据以上7个指标的隶属函数加权平均值, 对蓝莓的4个品种进行抗旱性的综合评价。由表1可以看出, 园蓝的隶属函数加权平均值为0.67, 其次为奥尼尔, 隶属函数加权平均值为0.64, 这2个品种的抗旱性相对较好, 蓝丰和夏普蓝的隶属函数加权平均分别为0.59和0.57。综上所述, 4个蓝莓品种的抗旱性顺序为:园蓝>奥尼尔>蓝丰>夏普蓝。

摘要：为探究干旱胁迫对几个不同蓝莓品种的影响, 分别以南高丛中的夏普蓝、奥尼尔, 北高丛的蓝丰以及兔眼系列的园蓝4个品种的蓝莓为材料进行干旱胁迫的模拟处理, 分别测定了叶片的相对含水量、电导率、丙二醛含量、POD及SOD的活性等一系列的生理指标的变化情况。结果表明:4个蓝莓品种随着干旱胁迫程度的加深叶片的相对含水量呈下降趋势, 相对电导率呈上升趋势, 而丙二醛含量、可溶性糖含量、SOD及POD的活性呈先上升而后下降的变化趋势。在相对含水量、相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量的变化情况分析得出园蓝较其他品种抗旱。综合指标分析抗旱性大小为园蓝>奥尼尔>蓝丰>夏普蓝。

干旱胁迫对油茶的影响 篇5

关键词：干旱胁迫；金线兰；同工酶酶谱

中图分类号：Q945.78文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）11-0208-02

干旱胁迫导致植物体内产生大量的活性氧，活性氧可以导致蛋白质、膜脂、DNA及其他细胞组分严重损伤[1-3]。在植物的抗氧化酶系统中，POD能将H2O2分解为无害的H2O和O2，降低细胞内活性氧的浓度，对维持植物正常的生理功能具有重要意义[4-6]。金线兰[Anoectochilusroxburghii（Wall.）Lindl]，别名花叶开唇兰，为兰科开唇兰属植物[7]，生活在阴湿环境中，干旱胁迫对金线兰的伤害较其他逆境严重。目前，金线兰组培快繁已经取得成功，已经进行工厂化生产，但是有关金线兰组培苗抗旱的研究鲜见报道，本试验对干旱胁迫下金线兰的POD活性和同工酶变化进行研究，为进一步了解干旱胁迫条件下金线兰的生理响应机制提供参考。

1材料与方法

1.1材料

材料为生长一致的金线兰组培苗，由贵州师范大学生命科学学院培养室提供。

1.2方法

取出金线兰组培苗，无菌水将幼根冲洗干净，放入MS营养液中适应性培养3d，再移入含不同浓度PEG6000的溶液中进行根际干旱胁迫处理。PEG6000的干旱胁迫设4个浓度处理：10%（处理Ⅰ）、20%（处理Ⅱ）、30%（处理Ⅲ）、40%（处理Ⅳ），每种处理重复3次。同工酶分析选择20%PEG6000处理的金线兰组培苗，培养温度为（23±2）℃，每天光照12h（08：00—20：00），光照强度为3000lx。

1.2.1粗酶液的制备准确称取成熟鲜叶0.50g，加入预冷的酶提取液（50mmol/LpH值7.8磷酸缓冲液内含0.1mmol/LEDTA，0.3%TritonX-100，4%PVP）5mL，冰浴充分研磨，于冷冻离心机（4℃）12000r/min离心20min，上清液即为粗酶液，冷藏备用。

1.2.2过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚法[8]，3.0mL反应混合液（50.0mmol/L磷酸缓冲液500mL中含0.28mL愈创木酚和30%的H2O20.19mL）中加入50.0μL酶液，迅速摇匀，测D470nm。每30s读数1次，以每分钟吸光度变化值表示酶活性大小，单位为U/（min·g）。

1.2.3电泳

1.2.3.1加样

浓缩胶聚合之后，小心拔出梳子，用滤纸条吸干梳孔中的水分，并注入预冷已稀释10倍的电极缓冲液。从冰箱冷冻室中取出样品，4℃下解冻，待样品解冻后，用微量进样器吸取80.0μL酶液，小心注入梳孔底部，同时记录样品号和相应的样品槽号，加入1滴0.1%的溴酚蓝指示剂。将电泳槽小心移入4℃冰箱中电泳。电泳条件：120min前电泳电压100B，120min后电泳电压200B，电泳时间22h。

1.2.3.2过氧化物同工酶染色

胶电泳完毕并经双蒸水冲洗3次后，在染液（0.1g联苯胺，5.0mL无水乙醇，10.0mL1.5mol/L乙酸钠，10.0mL1.5mol/L乙酸）中加入6～10滴30%的H2O2，迅速摇匀后倒在凝胶上，并将染色盒置于水平摇床上，室温下轻微摇动。待橙黄色酶带完全出现（约15min）后，倒出染色液，自来水冲洗，数码相机拍照后放入7%乙酸中保存。

2结果与分析

2.1干旱胁迫对金线兰组培苗叶片过氧化物酶（POD）的影响

由图1可知，干旱胁迫下不同处理叶片POD活性总体上呈现“M”形的变化规律，处理1在处理后2d，达到第1个峰值，达152.94U/（min·g），胁迫3～4d逐步降低，胁迫5～6d再次升高，到胁迫6d达第2个峰值。处理2、处理3、处理4的第1个峰值在胁迫3d出现。胁迫3～5d逐步降低，胁迫5d达最低，胁迫6d又迅速升高，达第2个峰值，胁迫7d再次下降。各处理第1次的峰值大于第2次的峰值，第1次峰值的大小顺序依次为：处理2[298.098U/（min·g）]>处理4[232.888U/（min·g）]>处理3[195.584U/（min·g）]>处理1[152.941U/（min·g）]。可见，金线兰对不同浓度的PEG6000干旱胁迫处理影响存在很大差异，其中20%的PEG6000处理，POD活性上升最高，因而选取这一浓度处理用于后续同工酶分析。

2.2组培苗过氧化物同工酶分析

組培苗POD同工酶电泳结果见图2。从图2可见过氧化物同工酶谱带共11条。随着干旱胁迫时间的延长，酶带表现一定的变化。胁迫1～2d，在“-”区产生4条新的酶带，表明在干旱胁迫下，金线兰试管苗迅速诱导POD新酶带产生以适应胁迫环境。胁迫3d，酶带条数减少到5条，与此同时POD活性也降到最低。胁迫4d起，在“+”区产生2条新的酶带，表明在干旱胁迫过程中，金线兰可能通过2种响应途径产生POD同工酶。

3结论

水分是植物的重要组成部分，是植物赖以生存的必要条件之一，无论是长期干旱还是短时间的水分亏缺都可能对植物的生长发育产生不同程度的影响。近年来，国内外学者对植物抗旱机理作了大量研究，取得了较好的研究成果，但是金线兰分布范围较窄，长期以来人们多关注于金线兰的药效研究，对于其抗旱性研究较少。周黎等以3种不同来源的金线兰组培苗（种子苗、根状茎苗、地上茎苗）为试验材料，研究金线兰组培苗渗透调节物质在土壤干旱胁迫下的变化规律[9]，但是他们仅仅研究了可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和游离脯氨酸受干旱胁迫后的变化情况，未提及POD在干逆胁迫条件下的变化情况。POD是重要的抗旱相关酶，对金线兰干旱胁迫下POD活性及同工酶带的变化进行研究具有重要的意义。

nlc202309040611

本研究结果表明，在持续干旱胁迫下，金线兰POD同工酶的电泳条带发生变化，即在干旱胁迫处理1～2d，金线兰POD同工酶的酶带数量逐渐增加，胁迫2d酶带数量达到最大。胁迫3d酶带数量急剧减少到最少，胁迫4～6d的酶带数量有所回升，这个变化与金线兰POD活性的变化基本一致。可能的原因是，在干旱胁迫的过程中，由于金线兰POD同工酶的部分酶带前体的活化，产生了新的酶带，这可能是在干旱胁迫下，金线兰POD酶带在胁迫1～2d有所增加的原因。隨着胁迫时间的延长，酶发生了降解或部分降解，导致部分酶带消失或变浅，这可能就是干旱胁迫4dPOD同工酶酶带减少至最少的原因。而后3dPOD酶带有所增加，这可能是金线兰在受到较长时间的干旱胁迫后启动了新的POD的机制。由于POD较易失活，金线兰POD同工酶酶带的变化也可能完全是由相关基因的关闭和开启造成的，即在干旱胁迫的初期，金线兰迅速打开应急机制增加POD含量，随着胁迫的持续，金线兰增加POD含量的应急机制逐渐失效，导致胁迫3dPOD酶带减少至最少，胁迫5～7d金线兰POD酶带的增加，可能是由于金线兰启动了抵抗干旱胁迫的长效机制。然而金线兰在干旱胁迫条件下POD活性及酶带的变化究竟是由哪种机制调控的，需要进一步分子生物学的研究，以深入了解干旱胁迫下金线兰POD相关基因表达的变化情况。

参考文献：

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[8]金冬雁，黎孟枫.分子克隆实验指南[M].北京：科学出版社，1992：55-56.

[9]周黎，龚宁，彭健.干旱胁迫下金线兰渗透调节物质的变化规律[J].贵州科学，2008，26（4）：68-71.

干旱胁迫对油茶的影响 篇6

豌豆苗是一种营养丰富和口感鲜嫩的绿色蔬菜,在四川、重庆地区备受广大消费者的青睐。在豌豆苗生产中,如果在萌发时水分不足,会造成萌发时间延长,出苗率低或幼苗瘦弱,后期生长严重缺水时会导致物质代谢紊乱,幼苗生长缓慢或者死亡。基于此,笔者就豌豆在干旱胁迫下的组织中游离氨基酸总量、还原糖含量、叶绿素含量和VC含量的变化与植物抗旱性的机制进行研究,从而为豌豆栽培和抗旱品种选育提供理论依据和技术参数。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为菜豌、黑眉一号、朱沙红3个豌豆品种。

1.2 试验设计

选取质量较好、大小均匀一致、易萌发的豌豆种子,培养土为自然土,种子经0.1%Hg Cl2消毒后浸泡12 h左右,播种于栽培钵(口径、高度分别为20、15 cm)中,每钵播种10粒,每一品种排苗6钵,外加一平行对照组,共计36钵。经15 d恢复生长后进行人工干旱胁迫处理。其余5钵进行断水处理,分别断水3、6、9、12、15 d。当植株出现不同程度的胁迫反应时测定各项生理指标。

1.3 生理指标的测定方法

选心叶外侧第2~3片功能叶为测定材料。游离氨基酸总量的测定采用茚三酮溶液显色法,还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸法[3];叶绿素含量测定采用混合液法[4];VC含量测定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[3]。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS软件二因素无重复方差进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对豌豆组织中游离氨基酸总量的影响

正常处理下不同豌豆品种叶片中游离氨基酸总量水平较为接近,但是在干旱胁迫处理后3个豌豆品种叶片中游离氨基酸总量大体上呈逐步增加趋势(图1)。随着干旱胁迫的加剧,豌豆生长受到一定影响,有轻微致死现象。3个豌豆品种叶片内游离氨基酸总量的变化幅度亦不同,其中菜豌的变化最为明显。断水6 d时,豌豆游离氨基总量增加比较缓慢,而断水12 d增幅增大,菜豌、黑眉一号、朱沙红分别比CK增加了66%、35%、22%,体现出不同豌豆品种对干旱胁迫逆境的适应能力不同。

2.2 干旱胁迫对豌豆组织中还原糖含量的影响

豌豆叶片中的还原糖含量在干旱胁迫时都高于CK(图2)。分析表明,各品种和处理之间均无显著差异。在断水3 d时,菜豌的还原糖含量迅速增加,黑眉一号和朱沙红变化不是很明显,但断水6 d时,朱沙红的还原糖含量明显增加,菜豌和黑眉一号则次之。另外,在干旱胁迫中3种试材的还原糖含量均高于CK。

2.3 干旱胁迫对豌豆组织中叶绿素含量的影响

随着干旱胁迫时间的延长,各处理下叶绿素含量在干旱胁迫初期都有不同程度的上升(图3);随着干旱胁迫程度的加剧,叶绿素总量表现为先升后降,最后又回升的趋势。分析表明,断水处理3、9 d与CK相比均达到了显著差异,菜豌与朱沙红间达到了显著差异。干旱胁迫初期叶绿素含量呈先升后降的趋势,说明在轻度水分胁迫下促进了豌豆叶绿素的合成。断水12 d以后,叶绿素又开始升高,这是豌豆对于干旱胁迫的一种适应。

2.4 干旱胁迫对豌豆组织中VC含量的影响

与CK相比,断水3 d时,菜豌和朱沙红的VC含量均升高;断水6 d时,朱沙红的Vc含量开始下降,而菜豌还在继续升高,直到断水9 d时,菜豌的VC含量开始下降;但是黑眉一号一直处于下降趋势(图4)。总之,随着干旱胁迫时间的延长,3种试材的VC含量均呈降低趋势,下降幅度为菜豌<黑眉一号<朱沙红。菜豌、黑眉一号、朱沙红的Vc含量分别较CK下降了6.7%、9.2%、21.7%。另外,在干旱胁迫下,朱沙红的VC含量显著低于黑眉一号,黑眉一号的VC含量低于菜豌。可见,品种保持相对较高的VC与其抗旱性强弱相关。

3 结论与讨论

3.1 结论

随着干旱胁迫程度的加剧和时间的延长,豌豆幼苗游离氨基酸和还原糖含量累积,胁迫程度愈严重,其值上升幅度越大,叶绿素含量呈先升后降、最后又上升的趋势,VC含量先降后升。不同品种间的生长差异显示:总体上菜豌保持相对较高的游离氨基酸总量、还原糖含量、叶绿素含量和VC,朱沙红则相反。3个豌豆品种的抗旱性强弱为菜豌>黑眉一号>朱沙红。

3.2 讨论

3.2.1 豌豆幼苗组织游离氨基酸总量与干旱胁迫。

在水分胁迫下,植物通过渗透调节主动降低渗透势是一种重要的调节方式[5],植物体内会累积大量游离氨基酸[6]。该试验中,干旱胁迫导致豌豆幼苗游离氨基酸的累积,干旱程度愈严重,其值上升幅度越大。且在同一胁迫梯度下,不同品种间游离氨基酸差异均表现较为明显。这可能是由于游离氨基酸的连续累积能降低渗透势,使豌豆具备了低水势抗旱的特征。可见,干旱胁迫下的游离氨基酸累积可作为抗旱性的鉴定指标。

3.2.2 豌豆幼苗组织还原糖含量与干旱胁迫。

还原糖是重要的渗透调节物质,在增强植物抗旱性方面具有重要作用[7]。该试验中,干旱胁迫后,与正常供水相比,豌豆叶片还原糖含量显著增加,这是豌豆主动进行渗透调节的一种反应,通过降低细胞水势,维持生长发育。

3.2.3 豌豆幼苗组织中叶绿素含量与干旱胁迫。

叶绿素是光合作用中最重要和最有效的色素,与植物抗旱性相关。该试验中,干旱胁迫初期叶绿素含量基本上要较高,随着干旱胁迫程度的加剧,3个豌豆品种的VC含量都呈先降后升的趋势,这说明豌豆起初能通过提高叶绿素含量而保证对光能的充分利用,提高转化率,以保证碳同化,增强体内的代谢活动,这种生理反应是对抗旱能力的表现,这与孔艳菊等[8]对黄栌的研究结果相似。但在胁迫后期,豌豆幼苗的水分吸收受到抑制,而导致叶片组织水和自由水的降低,造成叶绿素合成与降解的失衡,加剧了光合作用的降低[9]。因此,叶绿素含量可以作为豌豆抗旱性鉴定指标。

3.2.4 豌豆幼苗组织中VC含量与干旱胁迫。

VC又称抗坏血酸,具有很强的还原性,可缓解逆境胁迫中活性氧自由基对植物的伤害。该试验中,豌豆VC含量在处理第3天呈上升趋势,其作用可能是消除活性氧自由基对植物造成的伤害;但是随着干旱胁迫程度的加剧,VC含量迅速下降,这是由于细胞内产生大量自由基及其清除机制的平衡受到破坏,即发生毒害作用[10]。

参考文献

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干旱胁迫对油茶的影响 篇7

1 干旱胁迫对植物生长的影响

植物生长对水分不足有着极高的敏感度, 土壤和空气的干燥, 会使得植物的生在发生变化。土壤和空气的干燥, 会使植株营养不足, 发育迟缓, 最能说明问题是就是叶片生长速度。可以清晰的看到, 植物生长速度骤降, 这也就是土壤贫瘠干旱的地方草木不会肥美的原因了。科学家早期的研究成果是, 干旱之所以会延缓植物的生长速度, 关键在于膨压降低。但如今, 越来越多的实验结果表明了这种理论的不正确性。科学家做过试验, 在膨压基本不变的条件下, 玉米叶片的生长速率仍然缓慢和受到限制[2]。这就代表着, 这不仅仅是膨压引起的, 科学家们认为:这一切应该归咎于细胞壁的硬化。细胞壁的硬化现象被认为是植物主动适应环境变化的一种应激反应。在干旱环境的胁迫下, 植物生物量也有着明显的变化。干旱使得植物的叶片水分和营养供给不足, 植物生物量向根部聚集, 这就使得功能根的数目和长度均明显增加。研究表明, 面对干旱胁迫时, 抗旱植物的反应又区别于一般植物。抗旱植物在面对土壤缺水的干旱环境时, 各种生物量会智能的优先向根部和颈部分配, 而非抗旱植物则不具备这种“功效”, 非抗旱植物的分配机制不是很明显, 没有明确的智能调配机制。且抗旱植物根系比其他植物更为密集, 叶片稀疏, 所以, 干旱地区的植物一般都是根系庞大而繁多, 叶片小而干瘪, 这是因为干旱地区只有植物根系吸水能力强, 叶片蒸发能力弱的植物才能存活下来。

2 干旱胁迫对植物生理特性的影响

2.1 干旱胁迫对植物气孔的影响

气孔是植物叶片进行气体交换的主要通道, 气孔的开发和关闭情况影响着植物的光合速率和蒸腾速率。植物调节气孔分为两个阶段, 第一阶段是植物的“预警”防范, 空气中水分降低时, 为防止水分损失而关闭气孔, 此阶段叶子其他部位还没有产生水分亏损;第二阶段是空气湿度降低到一定程度引起气孔关闭, 这要归因于叶子的水势发生的变化[3]。

2.2 干旱胁迫下植物的渗透调节

渗透调节是植物抵抗干旱的重要方式。干旱环境下, 植物体内水分减少, 糖、氨基酸和无机离子等溶质不断积累, 植物渗透势降低, 从而从外界吸取水分, 保持一定的水压力, 这种生理活动被称为植物的渗透调节。渗透调节是植物在干旱胁迫下忍耐缺水的重要生理机制, 叶子可以通过细胞溶质的积累来降低渗透势, 从而维持一定的膨压, 提高植物抗脱水能力。

2.3 干旱胁迫下脱落酸对植物的影响

脱落酸 (ABA) 是普遍存在于高等植物中的一种生长调节剂, 具有调节植物生长和分化的作用。一般水分充足的情况下, 脱落酸浓度增多, 植株生长变慢, 在干旱胁迫下, 脱落酸浓度增加, 还能抑制过量的乙烯的产生, 反而促使植物生长[4]。此外, 脱落酸浓度的高低还能直接影响到气孔的开发和光合速率, 脱落酸在气孔运动、维持光合作用稳定及基因表达等方面起着重要作用。总之, 脱落酸对提高植物对干旱环境的抗性有重要作用。

2.4 其他

干旱胁迫下, 除对上述的生理影响外, 还对植物的用水效率、抗氧化酶系统有影响。用水效率分为长期和瞬时, 是评价植物抗旱性能的常用指标。干旱条件下, 植物发展为节水型和耗水型两种策略。耗水策略使用与短期适度的干旱胁迫, 节水策略适用于鼓励的个体, 且受干旱胁迫时间较长。干旱胁迫会使植物细胞膜系统受到破坏, 植物体内自由基增加, 使植物细胞内氧气失衡是植物受损的重要原因。氧气增加, 膜脂过氧化, 产生丙二醛, 使细胞膜上的蛋白质、酶等失活, 破坏生物膜的结构和功能, 严重时还能导致植物死亡。此外, 干旱胁迫下, 一氧化氮对植物的作用也有着变化。一氧化氮对生物作用有两面性, 一方面, 低浓度的一氧化氮能快速出去超氧阴离子和自由基, 起保护作用;另一方面, 高浓度的一氧化氮与超氧自由基形成大量的过氧亚硝酸阴离子, 破坏生物大分子的结构和功能, 对生物产生毒性。

3 结论

干旱严重威胁到植物的生长、发育和繁殖, 影响到植物的形态结构和生理功能, 必须明确干旱胁迫对植物的生理和生长的影响, 提高植物的抗性, 尽早栽培出抗旱作物, 降低干旱对植物的影响, 提高农作物产量和更好的改善生态环境。

参考文献

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[3]杨晓宇, 王萍, 杨文秀, 等.干旱胁迫与植物光合作用关系的研究进展[A]//2007自然科学学术论文 (土壤肥料业可持续发展) [C]//2007.

干旱胁迫对油茶的影响 篇8

长期干旱对沙棘生长、分化、发育和结实影响如何,尚未看到系统研究资料的报道。作者近几年来在内蒙古鄂尔多斯高原九成宫基地,观察与研究了干旱胁迫对不同种源沙棘生长发育的影响。并就干旱对不同种源沙棘营养生长的影响已作过报道[1]。本文重点讨论长期干旱胁迫对沙棘生长、生殖和产量因素形成的影响,以便通过试验与分析,找出沙棘对干旱胁迫适应过程中,其生育和产量形成因子关系的一些内在规律,寻找抗旱、耐旱指标与措施,为沙棘种植、沙棘林抚育管理,为半干旱地区沙棘育种提供一些实践和理论参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验地环境概况

九成宫基地位于内蒙古鄂尔多斯市东胜区,地处鄂尔多斯高原的顶部,北纬39°47′,东经109°48′,最高海拔1506m,多年平均降水量380mm,蒸发量2400mm,2004～2007年的年均降水量不足300mm;定植沙棘的试验地块为风积沙土,地下水位在3m以下,在干旱年份无灌溉条件下,土壤含水量多在5%以下。定植的品种有俄罗斯(良种)沙棘和杂交沙棘;中国沙棘是营造在砒砂岩坡地。

1.2 供试材料与研究方法

中国沙棘实生子代苗木定植在九成宫15号林地; 9个俄罗斯良种沙棘(属蒙古沙棘亚种)的无性系苗木(它们是“优胜”、“金色”、“浑金”、“太阳”、“卡图尼礼品”、“丘伊斯克”、“阿尔泰新闻”、 “丰产”、“橙色”)定植在2号园地;对照为黑龙江省农科院绥棱桨果研究所和中国林科院林业研究所种植的俄罗斯良种(大果)沙棘[2]。

从春天花芽开放始,至秋季收果后,对每个供试材料,按其发育阶段都定时测量记录了枝条数、新梢数、枝条生长量、叶产量、结果枝上花芽数、成果数、果实密度、单果纵横径、百果重等;部分供试材料,还对其根系的木质部、韧皮部重量及贮水量等做了观察记录。果实产量的测算方法是:在果实成熟时,逐一采样测定了果枝数量、果径、百果重等数据,并以果实单株产量(kg)=果枝数(条)×果实密度(个/条)×百果重(g)/1000的公式,计算了各种源沙棘株系单株果实产量。

2 实验结果与分析

2.1 沙棘果实产量形成的表型因子和相互关系

从果实产量与几个产量形成因子变量间作图,相关分析后(图1～6)看到,新梢数量与叶产量显著相关(图1);果实产量与叶产量显著相关(图2);单株果实产量与果径没有相关关系(图3);单株果实产量与百果重也没有显著的相关关系(图4);而果实产量与果枝数(图5),果枝上果实密度(图6),却有着显著的正相关关系。这一结果说明,决定产量的主要因子是有效叶面积与同化力、果枝数和果枝上的结果数,因为它们都直接间接地决定了单株果实数量,即产量。

2.2 干旱胁迫对沙棘生育和产量形成因子的影响

在研究区内,沙棘林水分需求,全靠天然降水补给。从2003～2007年,九成宫基地降水量一直处于递减状态,大气和土壤都连年严重干旱,水分亏缺对沙棘生育和产量造成了极大影响。从表1资料中看到,连续干旱对营养生长的影响严重,使株高近于停止生长,地上部冠径缩小,新梢数量大幅减少。每株果枝数虽然有所增加,但每果枝结果数由2003年的85个,减少到2007年的14个;单株产量由2003年的1.48kg,降到2007年的0.27kg。这表明干旱不仅严重影响了营养生长势和量,更意味着有效叶面积减少,同化功能减弱,直接影响了生长发育,表现为花芽少、落果多,产量锐减。

可见,干旱对生长发育的影响,首先是果枝数减少,减少了成花基数;大量败育花和落果造成果枝上果实密度减少。2005年每果枝只结7个果,几乎接近绝收。表1资料还表明,都是干旱年份,结果枝数、果实密度、成果率和产量,年际间存在着较大差异的原因,是与年降水时期,一次降水量大小,降水次数与降水时间对应的沙棘生育期有关。干旱胁迫对生殖和产量的影响,远大于对营养体生长的影响。

九成宫基地月降水分配量如表2。从表1看出,2003是丰水年, 月降水都在50mm以上,且分配较为均匀,因此,当年的花多、果多、果大、丰产;并且为来年的新梢数和果枝数奠定了基础。但2004年4月份无雨,7月份降雨减少37.4%,虽9月份降雨增加了80.27%,但结果枝只增加了4个、果枝长度减少20.25%、果实数减少37.6%,百果重减少33.1%,因此,减产54.7%。2005年5月份降水量略高于2004年4.0%,但6月份减少56.3%、7月份减少67.2%、8月份减少62.0%。因此,大幅度减产达89.55%,几乎绝收。2006年,7～9月雨量比2005年分别增长了109.5%、46.3%和545.4%,新梢数增加8.88%,结果枝数增加87.1%,果实数增加200%,百果重增加20.77%,最后产量增加485.7%,但与2003相比,5～8月份降水量都偏低,因此产量降低了72.3%。由此可见,5～8月雨量是影响新梢数、结果枝数、果实数和百果重的重要生态因子,是决定产量的基础。

表3资料表明,5月份严重干旱胁迫,使3个中国沙棘株系座果率都减少40%以上,6～8月份严重干旱胁迫,使座果率减少30%以上。前期干旱比后期干旱对当年产量影响最大。

表4的资料反映了干旱胁迫对8个俄罗斯良种沙棘品种果径、百果重和果实产量的影响,也显示出与中国沙棘有着相似之处,反映果实大小的果径和反映重量的百果重与产量的相关性不显著。百果重与产量关系是于水肥条件有关,水肥条件好的绥棱基地和磴口基地百果重高,产量也相对高,九成宫基地百果重为绥棱基地的38.4%和磴口基地的43.6%;果实产量仅为绥棱基地的4.65%和磴口的3.79%。这是因为,在严重缺水时,落果造成的果实数量的减少对产量的影响远大于果实大小(百果重)对产量的影响,因此,百果重是有附加条件的,它的大小与果实膨大期降雨量有关,对产量影响较小。

注:绥棱基为调查果实产量当年(2003年)的年降水量[3]磴口基地为多年平均年降水量[4]

从表5资料看到,干旱使中国沙棘果实纵经减少13.6%,俄罗斯(良种)沙棘减少16.8%;从百果重来看,前者减少46.1%,后者减少61.6%;从产量来看,前者减少83.1%,后者减少95.4%。干旱对中国沙棘影响较小,对俄罗斯(良种)沙棘影响较大。这显示了种源生态条件不同,其抗旱性存在着明显的适应差异。

2.3 不同种源沙棘根系结构与贮水力比较

表6资料表明,在九成宫基地相同干旱条件下,中国沙棘与俄罗斯(良种)沙棘其根部含水量,前者平均是169.7%,后者为147.2%,前者含水量高于后者13.26%。高出的主要原因是前者韧皮部占根部的百分比(63.8%)大于后者(49.8%),韧皮部是由薄壁细胞组成的,是根系的主要贮水组织,因此,前者比后者多贮水24.59%。木质部贮水力基本相同。可见,中国沙棘在长期干旱的生态适应进化中,根部结构也产生了相应进化,增多了薄壁细胞数量和贮水能力,减轻了干旱胁迫的损伤作用。

注:根段包括一定长度的全部根组织,根皮包括周皮和韧皮部;各指标均为重量百分比。

3 讨论

在缺水的半干旱和砒砂岩地区,干旱胁迫对沙棘的危害影响是程序性的,连续叠加的,伤害是不可逆的,最终限制了生长势和生长量,导致严重减产。多年来人们都在褒沙棘的防风固沙水保功效,也在惋惜因产量低而影响其开发利用。如何认识、减轻和改善干旱胁迫的危害,提高沙棘单产,是今后需要认真研究和解决的大课题。

沙棘生育上有2个最大特点:营养生长和生殖生长是并行的,前者长势和干物质的积累必然决定着后者的产量;中后期的生长势和干物质的积累又决定着来年的长势和产量。因此,在不同生育期严重的干旱胁迫下,不仅影响着当年生育和产量,也持续地影响着来年的生育和产量。

作者前期研究[5]和本期研究结果表明,组成沙棘产量的主要因子是:植株生长势和生长量;有效叶面积和水分利用效率;新梢果枝数和果枝上的花芽数;座果率和百果重;根系贮水力[6]。

5月份干旱胁迫,影响败育花数和座果率;6月份干旱胁迫,严重影响植株生长势和生长量,果实发育,落果,来年果枝分化与生长;7月份干旱胁迫,进一步严重影响植株生长势,果实膨大,落果,来年果枝继续分化与生长;8月份干旱胁迫,严重影响来年果枝上花芽分化,百果重。

叶片的水分利用效率和根系贮水能力间的供需平衡,是沙棘抗旱的遗传与生态适应基础。中国沙棘和俄罗斯沙棘抗旱性相比,前者根系贮水能力大于后者,后者叶片的水分利用效率又优于前者,但前者比后者抗旱,这充分说明根系贮水能力是抗旱的重要基础和重要指标之一。

总之,深入揭示沙棘各生育期与降雨量关系;沙棘各生育期降雨量与产量因子形成间的关系,有利于指导沙棘科学栽培、管理和抗旱育种所必需的基本实践和理论依据。

摘要：为了探讨、揭示干旱胁迫对沙棘生育与产量形成因子间的关系。本文采用田间调查与室内实验分析相结合。结果表明沙棘单株生育与产量关系受干旱胁迫影响最大,造成植株生长势衰弱与减产。沙棘产量的形成,决定于植株生长势、水分利用效率、根系贮水能力、果枝数、座果率。

关键词：沙棘,干旱胁迫,营养生长,生殖生长,适应性,相关性,果实,根系,中国沙棘,俄罗斯良种沙棘

参考文献

[1]金争平,温秀凤,顾玉凯,等.不同种质沙棘在干旱条件下的营养生长适应性[J].国际沙棘研究与开发,2008,6(1).

[2]张建国.大果沙棘优良品种引进及适应性研究[M].北京:科学出版社,2006:43,65.

[3]刘金江.降雨量对沙棘品种单株产量的影响[J].国际沙棘研究与开发,2005(4):28.

[4]黄铨,于卓德主编.沙棘研究[M].北京:科学出版社,2006,323.

[5]金争平,李永海,温秀凤,等.干旱对中国沙棘人工生态林果实产量影响的研究[J].国际沙棘研究与开发,2005,3(1):14-19.

干旱胁迫对油茶的影响 篇9

1材料和方法

1. 1种子来源

苜蓿种子,黑龙江畜牧研究所提供,各苜蓿种质材料编号见表1。

1.2试验设计

1. 2. 1苜蓿幼苗培养及胁迫处理挑选籽粒饱满的种子,播撒在盛有营养土的营养钵里,待幼苗长到3叶期后,定期浇灌1 /2 Hogland营养液。取4 ~ 5叶期的幼苗放在1 /2 Hogland营养液里培养3 d左右, 待其完全适应培养液环境后将各品种幼苗置于用1 /2 Hogland营养液作为溶剂配制的20% 聚乙二醇 ( PEG) 溶液中胁迫处理24 h。

1. 2. 2酶液的提取取各品种苜蓿叶片0. 3 g( 2个重复) ( 每个品种均设胁迫组和对照组2组) ,纯化水洗净后用滤纸吸去表面的水分,放在冰浴中的研钵中,加入3 m Lp H值为8的样品提取液,研磨成匀浆后,4℃、12 000 r/min离心20 min,上清液就是粗酶提取液,- 80 ℃ 冰箱中保存,备用。

1. 2. 3聚丙酰胺凝胶电泳采用浓缩胶浓度4% 、 分离胶浓度7% ,上样量19 μL,2组交替点样,酶液和溴酚蓝比例为1∶1,电流强度为40 m A,电泳时间为3 h左右,待溴酚蓝指示剂达到距离底部胶1 cm时终止电泳进行染色[3]。POD同工酶采用醋酸联苯胺染色法[4]染色。将联苯胺染色液倒入培养皿中, 再将凝胶倾入培养皿中,轻轻摇动培养皿约2 min, 即可看出清晰的蓝紫色的条带,迅速用纯化水清洗, 乙酸固定保存,用相机拍照记录。

1.3数据处理和分析

采用Bandcan 5. 0软件分析出酶谱带的数量及深浅度,用Excel计算迁移率,然后绘制模式图。

公式: Rf = r/R。

式中: Rf为酶带的相对迁移率,r为酶带迁移距离,R为溴酚蓝指示剂的距离。

2结果与分析

2.1POD同工酶酶谱类型

24份供试材料电泳图谱及模式图见图1,2。从图1可以看出,12种苜蓿的POD同工酶酶谱带数量和酶谱带的颜色深浅均有差异,都具有本身特有的谱带特征。苜蓿品种间的酶带数有所不同,共出现139条酶带,POD同工酶最多有10条,最少有4条。 依据酶带迁移率、酶谱可将酶带大致划分为3个区: A区( 0. 15 ~ 0. 28) ,B区( 0. 42 ~ 0. 64) ,C区( 0. 70 ~ 0. 88) 。共出现16种酶带类型,分别为A1 = 0. 15, A2 = 0. 17,A3 = 0. 28,A4 = 0. 42,A5 = 0. 51,A6 = 0. 55,A7 = 0. 57,A8 = 0. 59,A9 = 0. 61,A10 = 0. 64, A11 = 0. 70,A12 = 0. 73,A13 = 0. 76,A14 = 0. 81, A15 = 0. 85,A16 = 0. 88。各苜蓿品种的POD同工酶迁移率在A区无论是对照组还是在胁迫组均出现2条相同的酶带,分别为A1和A3,且活性较强、分布较集中,部分品种的酶谱带颜色深浅不同,可视为各品种间的相同带。B区的酶活性仅次于A区,位居第2位,对照组和胁迫组都有相同的酶谱带A4,各品种间的酶带变化不一,可看做是品种间的特征带。C区的酶活性最弱,2组间出现的酶带数增加、减少或缺失情况不同。

2.2干旱胁迫对POD同工酶酶谱的影响

PEG胁迫对苜蓿POD同工酶A区的酶带影响较小,而对B区和C区的酶带有不同程度的影响。 在A区除对照组的1,2,5号和胁迫组的10号缺失A2带外,其他组酶带都相同; B区所受影响较大。有新的酶带产生,干旱胁迫后在B区1,2,9号苜蓿POD同工酶酶带缺失了A5和A10的酶带; 6,8, 12号有新增的酶带,分别为A9、A7、A10酶带,4,5,7号苜蓿POD同工酶酶带数无变化,但有新的酶带A7和A9产生,而10,11号苜蓿POD同工酶酶带数无变化; 在C区4号苜蓿POD同工酶无酶带,3,5,9, 12号有缺失酶带,1,6,7,8,10,11号出现新增酶带, 为A6、A11、A12、A13、A14、A16。

3讨论

同工酶为植物体内最活跃的酶系之一,它的合成和活性受到体内遗传基因的控制和调节。逆境可以引起酶基因的变异,导致酶结构及其活性改变,这种改变使同工酶的酶谱和酶带数量产生不同,通过同工酶的初步分析可以了解各种植物对逆境的适应情况[5,6]。干旱胁迫使得植物细胞中积累较多的活性氧,造成氧化性损伤,使植物体内的蛋白质、膜质、 DNA等受到严重破坏。植物体内存在有效的抗氧化防御系统,可以清除活性氧,POD同工酶就是其中重要的一员,能催化过氧化氢及一些酚类的分解,有利于缓解干旱造成的负氧离子和过氧化物对细胞膜的伤害[7]。宋旸等[8]在研究盐胁迫对小麦幼苗POD同工酶的影响中指出,POD同工酶酶谱对不同小麦品种的影响是不同的,小麦幼根的POD同工酶酶谱带比小麦叶深,盐胁迫后小麦根和叶的POD同工酶酶谱均有不同程度的加深。马彦军等[9]在研究PEG胁迫对尖叶胡枝子幼苗超氧化物歧化酶( SOD) 和POD同工酶的影响时发现,在不同浓度PEG胁迫下, POD和超氧化物歧化酶( SOD) 受到的影响不同。在本试验中发现,12个品种苜蓿在干旱胁迫处理条件下POD同工酶均发生一系列的变化,不同品种苜蓿的POD同工酶谱有较大差异,说明不同苜蓿品种在受到干旱胁迫后POD同工酶的表达不同,与前人研究结论一致。在12种不同苜蓿品种中,POD同工酶谱具有3条完全相同的谱带,说明苜蓿品种虽产地不同,却有着相近的亲缘关系,酶谱带相似性在一定程度上反映了品种间的亲缘关系。

同工酶的变化与苜蓿的抗旱性有一定的相关性[10],1,2,5号胁迫组比对照组增加了A2条带,且1,2,5号处理组A2均为中强带,1号A3带为强带, 5号A3为中强带,2号A4为强带。结合1,2,5号酶带中强带的数量及酶带活性表明,干旱胁迫后1,2,5号苜蓿品种抗旱性强。同时6,8号苜蓿品种在B区和C区中均出现了条带数目增加,也可能其抗旱性有所提高。苜蓿的抗旱性不仅表现在POD同工酶的变化上,还可反映在其他生理生化指标上,因此准确评定苜蓿的抗旱性强弱需要多项指标综合分析。

摘要：为了研究干旱胁迫对苜蓿的过氧化物(POD)同工酶的影响,试验采用聚丙酰胺凝胶方法,测定了聚乙二醇(PEG)干旱胁迫处理对12种不同品种的苜蓿幼苗POD同工酶酶谱的影响。结果表明:干旱胁迫对不同品种苜蓿的POD同工酶酶带数量和酶活性产生一定的影响,苜蓿各品种间及干旱胁迫处理后的酶带数有所不同,POD同工酶谱带最多有10条,最少有4条。不同苜蓿品种的POD同工酶酶谱在A区的酶带变化较小,酶活性较强;B区出现新酶带,但酶活性较弱;C区酶带变化不同,酶活性最弱。

干旱胁迫对油茶的影响 篇10

玉米是我国第二大粮食作物,在可利用水资源不断匾乏的情况下,研究其耐旱性的重要性显得更加突出。近年来,有关玉米的生长、抗旱改良方式的研究取得了一些成果。如吕山花、王延峰等研究表明,适当浓度的壳聚糖包衣和浸种可促进玉米种子及幼苗的生长,有助于提高玉米的抗逆性能[7,8]。同时,近年来发现干旱胁迫下壳聚糖可增强小麦、蝴蝶兰等幼苗保护酶的活性[9]。本试验选择壳聚糖作为处理剂,探讨在干旱胁迫下不同浓度的壳聚糖溶液对玉米幼苗保护酶活性的影响,为壳聚糖溶液处理玉米幼苗抵抗干旱胁迫提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

玉米品种:供试玉米品种为“鲁丰”德农利988(纯度≥96%,净度≥99%,发芽率≥85%,水分≥13%),购自威海种子站。

供试土壤:供试土壤为细沙与园林土3∶1的混合物,细沙采自山东威海国际海水浴场,园林土采自山东大学(威海)校园。细沙取回后经混匀、冲洗、风干、过滤四步后,与园林土混匀配制成pH 7.0±0.2的供试土壤待用。

1.2 试验设计

盆栽试验时取粒大饱满、生长程度相似的种子375粒,然后随机分成25组,每组15粒,即每盆15粒,种在装有800g供试土壤的25个聚乙烯塑料盆内(盆高25cm、直径30cm),置于25℃、光照强度为4000LX的光照培养箱中培养,每天光照12h,植株每日定时浇透水,水份维持在田间持水量23%。待玉米长至三叶期时开始进行干旱处理,此时植株停止浇水。自玉米播种后的第12天开始自然干旱,每两天定时喷一次不同浓度的壳聚糖溶液。即每隔两天处理1次,共处理4次。试验分为A、B、C、D、E 5组,每组各5盆:B、C、D、E组为试验组,每次分别喷洒0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的壳聚糖溶液20mL;A组为对照组,喷洒等量的蒸馏水。喷洒过程中将花盆摆成正六边形,保证每盆玉米均匀受喷,喷施至叶面布满水珠而不滴水为宜。

1.3 测试项目与方法

保护酶活性测定:自玉米播种后的第14天开始,每隔两天测定相应酶活。采用氮蓝四唑法[10]测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用愈创木酚显色法[10]测定过氧化物酶(POD)活性,采用可见分光光度法[11]测定过氧化氢酶(CAT)活性。

数据处理:试验数据使用SPSS 17.0整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 壳聚糖对玉米幼苗保护酶CAT活性的影响

CAT作为生物体内的重要物质,具有非常重要的生理功能,其中最主要的就是参与活性氧代谢过程。CAT是植物机体在逆境中的保护性酶类蛋白之一,其活性与植物代谢活性、抗旱及抗病能力有一定关系,它可将H2O2分解成H2O和O2,从而减小活性氧对有机体的毒害,因此测定CAT活性可以反映出植物体内的代谢及对逆境的响应情况。从图1可见,使用不同浓度的壳聚糖溶液喷洒玉米幼苗,随着干旱时间的延长,总体上CAT活性先上升后下降,且波动平缓。从壳聚糖的喷洒效果来看,各浓度下CAT活性较对照组变化不明显,但在第20天时0.1%和0.2%浓度处理组的效果与对照组差异较显著(P<0.05)。

2.2 壳聚糖对玉米幼苗保护酶SOD活性的影响

SOD是抵御活性氧自由基介导的氧化损伤的第一道防线,可通过Haber-weiss反应清除植物体内多余的超氧根阴离子。SOD是保护酶体系中的关键酶之一[12],在植物细胞逆境胁迫防御机制中起到非常重要的作用。从图2可知,随着干旱程度的加强,SOD活性总体呈下降趋势,与张伟伟[13]等在玉米上、朱启忠等[9]在小麦上得到的结果相似。与对照组相比,0.2%和0.3%浓度的壳聚糖溶液处理玉米幼苗SOD活性较大。综合4次测定的结果可见,0.2%浓度下的处理效果最佳,SOD活性比对照组高58%,差异非常显著(P<0.05)。

2.3 壳聚糖对玉米幼苗保护酶POD活性的影响

POD是植物体内普遍存在的活力较高的一种酶,在植物生长发育过程中,其活力不断发生变化。它对逆境的反应较灵敏,是细胞内重要的内源性活性氧的清除剂,因此可作为植物体内抗性指标之一。不同浓度的壳聚糖溶液处理玉米幼苗后,测得的POD酶活力随时间的变化趋势结果见图3。从图3可见,随着干旱时间的延长,POD活性总体呈升高趋势。0.1%和0.4%浓度处理玉米幼苗的POD活性与对照组相比差异性极显著(P<0.05)。综合4次的测定结果可见,0.4%浓度下的处理效果最佳。

3 讨论

在正常生长条件下,活性氧的形成和清除保持一种动态平衡;在干旱胁迫下,植物体内活性氧会积累过多,从而造成活性氧代谢平衡被破坏,导致膜脂氧化,破坏这种平衡。CAT、POD、SOD等共同组成了生物体内活性氧防御系统,在清除超氧自由基、H2O2和过氧化物以及阻止或减少羟基自由基形成等方面发挥着重要的作用,其中SOD和CAT作用大于POD[14]。

本试验研究结果显示,随着干旱程度的增加,POD活性总体呈升高趋势,CAT活性先上升后下降,而SOD活性总体呈下降趋势,三者作用效果不同;壳聚糖处理的玉米幼苗的保护酶活性较对照组均有一定程度的提高,其中0.2%浓度下SOD活性最高。综合以上试验结果表明,喷洒一定浓度的壳聚糖溶液对玉米幼苗的保护酶活性具有增强作用,对今后玉米抗旱改良方式的研究有一定的借鉴意义。

摘要：干旱条件下,采用喷洒不同浓度的壳聚糖溶液处理玉米幼苗,测定其过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)保护酶活性。结果表明,壳聚糖溶液处理的玉米幼苗保护酶活性较对照组均有一定程度提高,说明干旱胁迫下壳聚糖溶液处理玉米幼苗有利于其生长,为壳聚糖溶液处理玉米幼苗抵抗干旱胁迫的影响提供了理论依据。