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水土保持植物类芦对土壤酸胁迫的形态生理响应

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草业学报 2017年第4期26卷 143-149页

作者：陈雪娇韩航侯晓龙刘爱琴蔡丽平周垂帆马祥庆福建农林大学林学院福建福州350002 福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

土壤酸度低是限制一些金属矿山废弃地植被恢复的主要因素之一,类芦可在酸度极低的稀土矿废弃地正常生长,其中可能存在对酸胁迫特殊的形态生理响应机制。因此,采用室内土培盆栽模拟胁迫试验,设计不同强度酸胁迫处理(pH:3.5,4.5,5.0和5.6)... 详细信息

土壤酸度低是限制一些金属矿山废弃地植被恢复的主要因素之一,类芦可在酸度极低的稀土矿废弃地正常生长,其中可能存在对酸胁迫特殊的形态生理响应机制。因此,采用室内土培盆栽模拟胁迫试验,设计不同强度酸胁迫处理(pH:3.5,4.5,5.0和5.6),测定不同酸胁迫条件下,类芦地上部分和根系生长、生物量、抗氧化酶活性及MDA含量等指标,探讨类芦对土壤酸胁迫的适应策略。结果表明,类芦对土壤酸胁迫有一定的耐性,pH 3.5处理仍能较正常生长;随土壤pH的逐渐增大,类芦地上部分和根系各生长指标整体表现为先增大后减小的变化趋势,弱酸胁迫对类芦根系生长有一定促进作用,pH 4.5处理均达最大值,为类芦最适宜生长的土壤酸度;酸胁迫条件下,类芦可通过加快根直径的生长,增大根系的生物量分配,以适应酸胁迫条件,但酸胁迫对类芦体内抗氧化酶活性具有一定抑制作用。

关键词：类芦酸胁迫生长指标形态生理响应

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陌上菅(Carex thunbergii)对淹水弱光胁迫的形态生理响应

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上海交通大学学报（农业科学版） 2013年第3期31卷 16-21,28页

作者：杨文斌谭晓玲安徽师范大学环境科学与工程学院安徽芜湖241000

为研究陌上菅在淹水弱光条件下的响应机制,在室内模拟的水体中,采用人工遮荫的方法,设置了6个光强梯度,以株高、叶长、生物量、叶绿素a含量、抗氧化相关酶活性和丙二醛含量等为指标,探讨了淹水弱光环境对湿生植物陌上菅(Carex thunberg... 详细信息

为研究陌上菅在淹水弱光条件下的响应机制,在室内模拟的水体中,采用人工遮荫的方法,设置了6个光强梯度,以株高、叶长、生物量、叶绿素a含量、抗氧化相关酶活性和丙二醛含量等为指标,探讨了淹水弱光环境对湿生植物陌上菅(Carex thunbergii)的形态生理影响。研究表明:(1)在持续淹水60d后,相对光强低至0.60%时陌上菅才开始出现死亡迹象,表明陌上菅具有很强的耐涝能力,在相对光强0.60%处理下,陌上菅仍能启动自身的抗性机制,表明相对光强0.60%左右水平可能是陌上菅淹水后受弱光环境胁迫的耐受下限;(2)淹水环境中,陌上菅抵御弱光胁迫的机制包括伸长叶长和株高、改变能量分配方式、提高叶绿素的含量和减缓新陈代谢等;(3)各弱光处理组MDA含量显著高于对照组,出现死亡迹象的处理组MDA含量高达对照组的40.17倍,同时抗氧化物酶活性与MDA含量呈一定的负相关。

关键词：淹水弱光胁迫形态生理响应陌上菅

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红海榄对污水-淹水双重胁迫的响应研究

红海榄对污水-淹水双重胁迫的响应研究

作者：伍朝运海南热带海洋学院

学位级别：硕士

红树林是指位于热带以及亚热带河口处的木本植物群落,因其处于低纬度沿海地带,不仅要忍受周期性潮水淹浸,还要承受咸淡水不断冲刷,同时红树林也面临着污水污染等环境胁迫。由于海平面上升以及人类生产活动带来的负面影响,天然红树林群... 详细信息

红树林是指位于热带以及亚热带河口处的木本植物群落,因其处于低纬度沿海地带,不仅要忍受周期性潮水淹浸,还要承受咸淡水不断冲刷,同时红树林也面临着污水污染等环境胁迫。由于海平面上升以及人类生产活动带来的负面影响,天然红树林群落面积锐减,已成为全球重点关注以及保护的对象。我国红树植物群落较为复杂,在其生态序列结构中,不同红树植物在面对盐度、淹水或污水等环境胁迫时,其形态及生理也会发生不同程度的改变,从而影响整个红树林生态系统。本文选取了我国典型的红树植物红海榄(Rhizophora stylosa),分别设计了海水和淡水两种不同水体环境,通过正交实验并人工模拟污水-淹水胁迫环境,研究在不同污水浓度及淹水时间下红海榄的形态及生理响应,测定其形态和生理指标,以此探讨红海榄对环境胁迫的适应机制,为红树林生态系统可持续发展提供理论支持。研究表明:(1)在海水环境下,随着污水浓度增加,不同淹水处理组的红海榄株高、基径、光合作用指标和叶绿素含量均呈现先升后降趋势,且在低浓度污水时出现骤变分界点,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和电导率均与污水胁迫呈正相关关系。随着淹水时间增加,不同处理组的基径、净光合速率、气孔导度和电导率先升后降,株高、蒸腾速率和SOD先降后升,MDA含量与淹水胁迫呈正相关关系。(2)在淡水环境下,不同淹水处理组的红海榄株高、基径、光合作用指标和叶绿素含量均随着污水浓度增加而表现出先上升后下降的趋势,且均在中浓度污水时出现骤变分界点,SOD酶活性和电导率则先降后升。随着淹水时间延长,不同污水处理组的基径、光合作用指标、MDA含量和叶绿素先升后降,株高、SOD酶活性和电导率则先降后升,电导率则与淹水胁迫呈正相关关系。(3)单因素和双因素方差分析表明,在红海榄形态变化方面,污水和淹水两者的交互作用对其均无显著影响,淹水时间因素对其影响则较为轻微,而污水浓度因素占据主导地位并发挥主要作用;在红海榄生理变化方面,污水淹水及两者交互作用对其均有一定程度上的影响。(4)红海榄在淡水环境下比在海水环境下能接纳更高浓度污水而自身受污染影响较小。(5)在污水-淹水双重胁迫下红海榄生长最佳范围:污水浓度为低浓度至中浓度(即COD:100-200 mg·L,TN:25-50 mg·L,TP:3-6 mg·L),淹水时间为12-24 h·d。

关键词：红海榄环境胁迫污水淹水形态生理响应

镉胁迫对不同马铃薯品种形态和生理特性的影响及评价

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种子 2020年第9期39卷 41-46页

作者：夏蔓蔓何冠谛符东顺付天岭郭超杨世梅何腾兵贵州大学农学院贵阳550025 贵州大学生命科学学院贵阳550025 贵州大学新农村发展研究院贵阳550025

以青薯9号(QS 9)、威芋7号(WY 7)、云薯505(YS 505)、毕薯2号(BS 2)、LZ川(LZC)和云薯801(YS 801)等6个马铃薯品种为试验材料,进行镉(Cd)胁迫处理,探讨Cd胁迫对不同马铃薯品种形态及生理特性的影响,并利用隶属函数值法对6个品种耐镉性... 详细信息

以青薯9号(QS 9)、威芋7号(WY 7)、云薯505(YS 505)、毕薯2号(BS 2)、LZ川(LZC)和云薯801(YS 801)等6个马铃薯品种为试验材料,进行镉(Cd)胁迫处理,探讨Cd胁迫对不同马铃薯品种形态及生理特性的影响,并利用隶属函数值法对6个品种耐镉性进行综合评价。结果表明,Cd胁迫对6个马铃薯品种的株高和最大节间距指标影响最显著,在Cd胁迫45 d时6个马铃薯品种的株高及最大节间距指标均显著下降,但WY 7的降幅最低。Cd胁迫也引起了不同马铃薯品种中MDA的积累,其中BS 2的MDA积累增幅最大,达40%。另外,WY 7的叶绿素(Chl)含量降幅在所有测定品种中最低,为33.9%。抗氧化酶(AOEs)活测定结果表明,Cd胁迫显著提高了WY 7和YS 801中AOEs活性,但对YS 505的POD活性和BS 2的PAL活性变化影响较小。光合相关指标测定表明,Cd胁迫后马铃薯6个品种中,WY 7的净光合速率(Pn)降幅最小,为36%,而QS 9和BS 2的Pn降幅最大,均为54%。通过模糊隶属函数值法综合评价该6个品种耐镉性,强弱依次为WY 7>YS 801>LZC>YS 505>QS 9>BS 2。

关键词：镉胁迫形态生理响应隶属函数耐镉性评价

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油菜盐胁迫的生理、转录响应及BnaNHXs家族核心基因的鉴定

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油菜盐胁迫的生理、转录响应及BnaNHXs家族核心基因的鉴定

作者：崔嘉倩郑州大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化是广泛存在的生态问题和盐胁迫是制约农业生产的主要因素。异源四倍体油菜(Brassica napus L.)是一种甜土作物,是我国植物类食用油的主要来源。油菜的主产区土壤盐渍化现象严重,已经成为限制其产量与品质的重要因素。研究油... 详细信息

土壤盐渍化是广泛存在的生态问题和盐胁迫是制约农业生产的主要因素。异源四倍体油菜(Brassica napus L.)是一种甜土作物,是我国植物类食用油的主要来源。油菜的主产区土壤盐渍化现象严重,已经成为限制其产量与品质的重要因素。研究油菜耐盐机理,挖掘耐盐基因,培育油菜耐盐作物新品种是应对土壤盐渍化的重要策略。Na/H逆向转运蛋白(Na/Hantiporters,NHXs)在细胞内Na外排和液泡Na区隔中起着关键作用,对提高植物盐胁迫抗性具有重要意义。因此本研究采用营养液培育的方法,通过对盐胁迫下甘蓝型油菜的表型特征,生理特性和基因组的转录响应研究,初步揭示甘蓝型油菜的耐盐机制,进行甘蓝型油菜Bna NHXs基因家族系统分析,并进行基因的功能初步验证,为油菜盐胁迫的遗传改良提供优异的基因资源。主要研究结果如下:1.盐胁迫(200 m M Na Cl)条件下,油菜植株生物量显著降低,叶片变黄,枯萎甚至坏死,叶面积减小,根系生长受到抑制。电子显微观察分析表明,盐胁迫诱导叶片毛状体和气孔数目减少,气孔开度减小,蜡质层增厚,细胞质壁分离和叶绿体降解。主要代谢产物和激素的测定结果表明,盐胁迫导致丙二醛、花青素、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、果胶、纤维素、活性氧、抗氧化酶活性、脱落酸和茉莉酸浓度显著升高,导致光合色素、木质素、生长素、细胞分裂素和赤霉素浓度显著降低。ICP-MS离子组学结果表明,盐胁迫显著限制了氮、磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼等营养元素的吸收,并诱导了钠钾比的升高。全基因组转录分析表明,盐胁迫下差异表达基因主要参与光合作用、刺激响应、激素信号的生物合成/转导和营养物质的吸收转运。2.本研究在油菜基因组中鉴定出18个NHX同源基因,分为7个亚家族(NHX1-NHX8,不含NHX5)。Bna NHXs定位到9条染色体上(A亚基因组:A5、A6、A7、A9和A10;C亚基因组:C2、C5、C6和C9)。NHXs外显子数为13～24个,且大多数内含子与外显子数量与At NHXs基本一致;蛋白氨基酸数从529到1139。Bna NHXs系统发育分为3个进化分支,同一亚群的成员具有相似的理化特征、基因/蛋白结构和保守的Na转运基序。保守基序分析发现,Bna NHXs具有CPA家族保守结构域,且Bna NHX1s-Bna NHX4s中含有FFIYLLPPI结合位点。达尔文的进化压力分析表明,Bna NHXs遭受了强烈的负向选择。顺式元件分析揭示了拟南芥和甘蓝型油菜间NHXs的转录调控存在差异。盐胁迫下Bna NHXs家族成员的表达模式分析发现各成员表达模式各不相同,其中Bna NHX1s和Bna NHX2s在不同盐胁迫下表达差异显著,推测其在甘蓝型油菜Na液泡区室化介导的盐胁迫抗性中起主要作用,为油菜盐胁迫抗性遗传改良提供优良的基因资源。3.超表达Bna ***2提高了甘蓝型油菜的耐盐性,转基因植株的总根长显著增长,但在正常培养条件下,野生型比转基因油菜生长状况好。从300个甘蓝型油菜品种筛选到盐胁迫抗性品种ST187和盐胁迫敏感品种SS113,两个品种的Bna ***2基因对盐胁迫的表达响应结果表明盐胁迫下抗性品种ST187中Bna ***2基因的表达量显著高于盐敏感品种SS113,表明基因Bna ***2在油菜盐胁迫抗性中具有重要作用。本研究初步探究了油菜耐盐的生理和分子机制,鉴定了油菜盐胁迫的核心基因,将为油菜耐盐品种的培育提供优异的基因资源。

关键词：异源四倍体油菜盐胁迫形态生理响应基因差异表达离子稳态 Na+/H+逆向转运蛋白全基因组鉴定