抗旱性不同的小麦幼苗对水分和NaCl胁迫的反应

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盐胁迫对小麦幼苗生理指标的影响

盐胁迫对小麦幼苗生理指标的影响

盐胁迫对小麦幼苗生理指标的影响杨颖丽;杨宁;王莱;安黎哲;张超强;杨珺;王存盼【期刊名称】《兰州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2007(043)002【摘要】以耐盐性不同的两种小麦89122和9614为实验材料,NaCl胁迫处理后检测生理指标的变化,揭示植物的抗盐机理.结果表明:NaCl处理后,89122和9614两种小麦叶片相对含水量、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均减少,而过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)质量分数却增加,但9614小麦的减少或增加幅度均大于89122小麦的.NaCl处理的早期,89122叶片可溶性蛋白质量分数增加,而9614叶片可溶性蛋白质量分数随处理时间的延长呈递减趋势.此外,盐胁迫引起89122小麦叶片K+质量浓度先增加后减少,而9614小麦叶片K+质量浓度变化不明显,但盐胁迫使两种小麦叶片Na+和Ca2+质量浓度均增加.【总页数】6页(P29-34)【作者】杨颖丽;杨宁;王莱;安黎哲;张超强;杨珺;王存盼【作者单位】西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070;中国科学院,寒区旱区环境与工程研究所,甘肃,兰州,730000;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070;中国科学院,寒区旱区环境与工程研究所,甘肃,兰州,730000;兰州大学,干旱与草地生态教育部重点实验室,甘肃,兰州,730000;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070;西北师范大学,生命科学学院,甘肃,兰州,730070【正文语种】中文【中图分类】Q946.1【相关文献】1.复合盐胁迫对小麦幼苗生理指标的影响 [J], 陈莉2.大豆异黄酮对小麦幼苗及盐胁迫下小麦幼苗生长的影响 [J], 叶梅荣;张会曦;孙晓武;程凯3.外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生理指标的影响 [J], 李金亭;赵萍萍;邱宗波;张元昊;王明梅;毕真真;张佩佩4.小麦拔节期盐胁迫对小麦近等基因系生理指标的影响 [J], 齐志广;张爱雨;孟伟娜;沈银柱5.几种化学调控物质对盐胁迫下小麦幼苗生长及生理指标的调控作用 [J], 刘良全;张水利;景小元;王璐;张永清因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

小麦幼苗对盐胁迫和水分胁迫的生理反应对比

小麦幼苗对盐胁迫和水分胁迫的生理反应对比

小麦幼苗对盐胁迫和水分胁迫的生理反应对比王兰兰;刘新;刘贺楠;田丹丹;吕永霞【摘要】Wheat seedlings were used to study the changes of relative electrical transmission rates of callus, Fv/Fm and contents of MDA, free proline, soluble sugar, chlorophyll under salt and water stress, in order to analyze the difference of leaves responses to water and salt stress. The results showed that relative electrical transmission rates of callus and contents of MDA increased under salt and water stress compared with control, when plants were under salt stress, the permeability of cytoplasm membrance and membrance lipid peroxidation increased compared with water stress, that maybe the effects of iron toxcity; Contents of free proline and soluble sugar increased under salt and water stress compared with control, but contents of soluble sugar was higher and contents of free proline was lower under salt stress than under water stress, that means soluble sugar was the main osmotic regulation under salt stress and free proline was the main osmotic regulator under water stress; Fv/Fm and contents of chlorophyll decreased under water and salt stress compared with control, and those were much more decreased under salt stress, that may also be co-effects of ion toxicity and cell dehydration.%以小麦幼苗为实验材料,研究等渗水分胁迫(PEG-6000)和盐胁迫(NaCl)对叶片相对电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、叶绿素含量和PSII最大光化学量子效率(Fv/Fm)影响.结果表明,两种渗透胁迫下,与对照比较,小麦幼苗相对电导率和MDA 含量显著升高,且等渗盐处理后,二者含量普遍高于水分胁迫,说明盐胁迫除对植物产生渗透胁迫外还存在离子毒害作用;两种渗透胁迫下,可溶性糖和游离脯氨酸含量普遍高于对照,等渗盐胁迫下可溶性糖含量普遍高于水分胁迫,而游离脯氨酸含量普遍低于水分胁迫,说明可溶性糖可能是盐胁迫下的一种主要渗透调节物质,而游离脯氨酸可能是水分胁迫下的主要渗透调节物质;两种渗透胁迫下,叶绿素含量和Fv/Fm普遍降低,等渗盐胁迫下叶绿素含量和Fv/Fm显著低于水分胁迫,这也可能是离子毒害和细胞脱水的累加作用所致.【期刊名称】《沈阳师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(031)001【总页数】4页(P120-123)【关键词】小麦;水分胁迫;盐胁迫;生理指标【作者】王兰兰;刘新;刘贺楠;田丹丹;吕永霞【作者单位】沈阳师范大学化学与生命科学学院,沈阳110034【正文语种】中文【中图分类】Q948.120 引言干旱和盐渍对植物生长和作物产量的不利超过其他自然灾害之和[1]。

盐胁迫对小麦种子萌发及生长的影响

盐胁迫对小麦种子萌发及生长的影响

盐胁迫对小麦种子萌发及生长的影响摘要:【目的】研究盐胁迫对小麦发芽及幼苗生长的影响。

【方法】以某小麦品种为材料,研究不同浓度的NaCl 盐溶液对小麦种子发芽及幼苗生长的影响。

【结果】随着盐分浓度的增加,四种浓度(0、20 、40 、60 mmol/L)的小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数、芽长及芽根都呈下降趋势,均与盐浓度呈极显著负相关。

盐胁迫下,小麦种子出苗延迟,根数则呈先上升后下降趋势。

关键词:盐胁迫小麦种子萌发幼苗生长一.前言国内外关于盐胁迫对小麦生长的研究颇早,而且已经做出了许多是全球人类受益的结果,包括盐胁迫对不同品种小麦的影响和对小麦幼苗形态以及生理特性的影响等许多方面。

本实验主要研究不同浓度盐胁迫对小麦种子萌发及生长的影响,如小麦种子在多大盐浓度下发芽率最高,多大盐浓度下可以促进幼苗生长,为麦田施肥,改善土壤酸碱度,探索小麦耐盐机制。

二.材料与方法2.1 材料及来源材料:某小麦品种来源:植物生理学实验室2.2 实验设计本实验是由一个实验大组共同完成,每一小组完成一种浓度的测试,最后各小组将结果进行统一分析,从而得出结论。

首先将供试种子用0.5% KMn4消毒2min,蒸馏水冲洗3次。

然后各实验小组数取100粒小麦种子放入培养皿中,分别用NaC脓度为20mmol/L、40mmol/L、60mmol/L培养,以蒸馏水为对照,在室温下培养。

每天记录室内温度,发芽数。

发芽试验结束后,测量幼苗长度和鲜重。

根据结果计算发芽势,发芽率,简易活力指数,并进行叶绿素含量测定,根系活力测定,形态指标测定及MD含量测定。

2.3 分析测试方法:氯化三苯基四氮唑(TTC)法[11](注:将实验中根重改为根数)分光光度法[11][11]TBA 法2.4 数据统计与处理(1)发芽势、发芽率、简易活力指数计算方法发芽势=第3天正常发芽的种子数/供试种子总数X 100%发芽率=终期正常发芽的种子数/供试种子总数X 100%简易活力指数=G X S( G为发芽率,S为幼苗平均长度或平均鲜重)(2)幼苗长度和鲜重的测定方法:对试验中各处理的每个重复中的幼苗,分别测其幼苗长度和鲜重,然后计算平均值.三.结果与分析3.1结果本实验从四个实验结果来反映小麦种子萌发和幼苗生长情况,分别是1)根系活力大小2)叶绿素含量测定3)形态指标测定4)MDA含量测定3.11根系活力测定在实验中由同学绘制出标准曲线:y=0.0365x , R 2=0.9987 (y:吸光度x :TPE浓度)根系活力(ugTPE. g FW h-)=(C X V X 100)/(W X t)(C :由标准曲线查得的浓度V :提取液体积W;根数t:反应时间)由实验测的663nm 645nm下光密度为0.028、0.013按下列Arnon公式计算材料中的叶绿素a、b及叶绿素总含量。

NaCl胁迫对小麦苗期和灌浆期生理生化特性及产量性状的影响

NaCl胁迫对小麦苗期和灌浆期生理生化特性及产量性状的影响

陈刘平,陈巧艳,李新华,等.NaCl胁迫对小麦苗期和灌浆期生理生化特性及产量性状的影响[J].江苏农业科学,2019,47(13):85-90.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2019.13.022NaCl胁迫对小麦苗期和灌浆期生理生化特性及产量性状的影响陈刘平,陈巧艳,李新华,王紫娟,欧阳娟,乔 红,欧行奇(河南科技学院,河南新乡453003) 摘要:研究NaCl胁迫对小麦生理生化及产量的影响,为小麦耐盐品种的选育及筛选耐盐基因提供理论依据。

以相对耐盐品种百农207和相对盐敏感品种华育198为材料,在小麦幼苗期[NaCl浓度为0(CK)、50、100、150、200、250mmol/L,时间梯度为1、2、3d]和灌浆期[NaCl浓度为0(CK)、300、600、900、1200mmol/L,梯度为5、10d]进行NaCl处理,研究NaCl胁迫下小麦生理生化特性的变化,并在成熟期调查结实率及千粒质量。

结果表明:随NaCl浓度增加,结实率和千粒质量逐渐降低,百农207结实率和千粒质量分别较对照降低17.94%、56.49%,而华育198分别较对照降低87.4%、84.34%。

苗期(50mmol/L)和灌浆期(300mmol/L)低浓度NaCl胁迫可以增加叶绿素含量,但是高浓度NaCl胁迫明显降低叶绿素含量;苗期和灌浆期NaCl胁迫使光合速率、气孔导度、蒸腾速率、可溶性蛋白含量下降,胞间二氧化碳浓度和脯氨酸含量上升。

苗期,NaCl胁迫使SOD和POD活性、MDA含量升高,CAT活性在NaCl胁迫后3d逐渐下降;但灌浆期,NaCl胁迫使SOD、POD和CAT活性、MDA含量均升高。

百农207受NaCl胁迫的影响程度小于华育198,表现出较好的耐盐性。

在NaCl胁迫下,耐盐品种表现出较强的抗氧化能力与调节细胞渗透势的能力,维持体内水分平衡,增强对NaCl胁迫的适应性。

关键词:小麦;NaCl胁迫;生理生化特性;产量性状 中图分类号:S512.101;Q945.78 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2019)13-0085-06收稿日期:2018-12-14基金项目:河南省重大科技专项(编号:151100110700)。

韩星 氯化钠和碳酸钠胁迫对小麦幼苗生理特性的影响

韩星 氯化钠和碳酸钠胁迫对小麦幼苗生理特性的影响

河南科技大学本科生毕业论文氯化钠和碳酸钠胁迫对小麦幼苗生理特性的影响摘要本试验以科大小麦种子为材料,研究不同浓度NaCl和Na2CO3对小麦种幼苗生理特性的影响,探讨不同盐分胁迫对小麦种子幼苗生长量、根冠比、含水量、叶绿素以及幼苗可溶性糖含量的影响。

试验主要采用纸床发芽法进行培养,两种盐分均以Na+浓度为标准,设置了5个处理:50、100、150、200mmol·L-1,以0 mmol·L-1的NaCl处理作为对照。

研究结果表明:1、不同浓度的NaCl和Na2CO3对小麦种幼苗生理特性均产生影响,受害程度随盐胁迫浓度的增加而趋于严重,碱性盐Na2CO3对小麦幼苗生长量、根冠比的抑制作用大于中性盐NaCl。

2、NaCl和Na2CO3胁迫下小麦幼苗的叶绿素含量、可溶性糖含量随Na+浓度的增加而下降,在相同Na+浓度下,Na2CO3使叶绿素含量和可溶性糖含量下降的幅度明显大于NaCl。

综上所述:在Na+浓度相同时,Na2CO3胁迫对小麦幼苗生理伤害要大于NaCl胁迫。

关键词:氯化钠,碳酸钠,胁迫,小麦幼苗,生理特性I氯化钠和碳酸钠胁迫对小麦幼苗生理特性的影响Effects of NaCl Stress and Na2CO3 stress on physiological property ofwheat SeedlingsABSTRACTIn this experiment,HAUST9612 wheat varieties were used to study the different concentrations of NaCl and Na2CO3 on the physiological characteristics of wheat seedlings in the impact study of salt stress on seedling growth of wheat seed,root to shoot ratio,water content,chlorophyll and soluble seedlings sugar content. Germination test bed used mainly paper culture method, two are Na + concentration of salt as the standard,set of 5 treatments:50,100,150,200 mmol /L-1,with 0 mmol /L-1 NaCl control. The results show that:1,different concentrations of NaCl and Na2CO3on wheat seedlings in both physiological impact on the victims with the extent of the increasing concentration of salt stress more seriously,alkaline salt Na2CO3 on wheat seedling growth, root shoot ratio than the inhibition of neutral salt NaCl.2,NaCl and Na2CO3wheat seedlings,chlorophyll content,soluble sugar content increased with the Na + concentration decreased in the same Na + concentration,Na2CO3 the chlorophyll content and the decrease in soluble sugar content was significantly greater than NaCl.In summary:in the same Na + concentration,Na2CO3stress on wheat seedlings physical harm is greater than NaCl stress.KEY WORDS: sodium chloride, sodium carbonate, stress, wheat seedling, physiological characteristics河南科技大学本科生毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录.................................................... 错误!未定义书签。

植物大实验 干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

植物大实验 干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响摘要:为了研究干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响,本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,结果表明:进行干旱胁迫,小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出含量显著降低,干旱胁迫显著降低了冬小麦的生物量。

说明在营养生长过程中小石麦叶绿素含量与水分管理有密切关系,探明叶绿素之间的关系,有利于为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。

关键词:干旱胁迫冬小麦叶绿素生物量1.前言当前,环境恶化严重威胁人类的生存与发展,干旱是最为严重的自然灾害之一,其出现的次数、持续的时间、影响的范围及造成的损失居各种自然灾害之首。

据统计全世界由于干旱胁迫导致的作物减产可超过其他因素造成减产的总和。

而我国是荒漠化危害较为严重的国家之一,荒漠化带来的恶劣生态环境条件已给我国的经济和社会发展带来严重影响。

几年来,我国的荒漠化治理工作虽然取得了举世瞩目的成绩,并在局部地区控制了荒漠化的发展,但还未从根本上扭转荒漠化土地扩大的趋势。

小麦是我国重要的粮食作物,对于小麦而言,干旱是一个最具威胁的逆境。

干旱对植物的伤害极大,主要表现在植物各部位间水分重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、渗透势下降等方面。

干旱导致减产的重要原因就是降低了作物的光合作用,使净光合速率和气孔导度下降。

作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,叶绿素的含量往往直接影响着光合作用的速率和光合产物的形成,最终影响作物产量和品质的提高。

类胡萝卜素可参与植物光合机构中过剩光能的耗散,进而使植物免受光抑制的损伤。

多年来,各国小麦育种专家和植物生理学家从生理方面对小麦抗旱性进行了大量深入的研究,并取得了一定进展,为提高小麦产量和质量作出了很大贡献。

本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。

NaCl胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

NaCl胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的影响

土 壤盐 碱 化 是 指 土壤 含 盐 量 超过 0 . 3 % ,而 使 农 作 物低 产 或不 能 生 长 的现象 。近年 来 , 由于农 业 生 产 中各类 化肥 用 量 的增 加 , 加 之农 民对 土 壤 的不 科 学 管 理, 土 地盐 碱化 愈 加严 重 , 以致 于严 重 制 约农 业 生 产 , 是 人类 面 临 的生 态危 机 之一 。 : 本 实 验 以黑 河 恳 九 1 0号 小 麦 种 子 为 实 验 材 料 , 探 讨 不 同 浓 度 的 氯化 钠 ( N a C 1 ) 和对 小 麦 种 子 萌 发 及 幼 苗生 长 的影 响 。 1实验 材 料 与药 品 。 ’ 本研究所选用供试小麦材料为黑河恳九 1 0号 , 图 3 不 同浓 度 N a C 1 对 小 麦种 子 活 力指 图 4 不 同浓度 N a C 1 对 小麦 幼 苗 苗 长及 根
科技创新与应用 J 2 o 1 4 年 第1 0 期
农 科 技
N a C I 胁迫对小麦种子萌发及幼苗生长的影响
孟 灵 军 周 晓 琳 杨 蕊 郑 艳 冰
( 黑河学院 , 黑龙江 黑河 1 6 4 3 9 9 )
摘 要: 本 实验 以黑 河 恳 九 1 0号 小 麦种 子 为试 验 材 料 , 用五种不同浓度( O m m o U L 、 2 0 m mo l / L 、 4 0 m m o l / L 、 6 0 m m o l / L 、 8 0 m mo l / L ) 的 N a C 1 溶 液 处理 小 麦种 子 , 以研 究盐胁 迫 对 小麦 种子 萌发 及 幼 苗 生 长的 影 响 。结 果 显 示 : 盐胁 迫 对 小 麦种 子 的 萌及 幼 苗 生 长均 表 现抑 制 作 用 , 且 这 种抑 制 作 用随 其浓 度 的升 高而更 加 显著 。 关键 词 : N a C 1 ; 小麦 ; 种子 萌发 ; 幼 苗 生长

水分和盐分胁迫下春小麦幼苗渗透调节物质积累的比较研究

水分和盐分胁迫下春小麦幼苗渗透调节物质积累的比较研究
L 2 2 游 离脯 氨 酸和 可 溶性 糖 测定 . 取 小麦 幼 苗
1 材 料 与 方法
1 1 实验材料 及 处理 . 春 小 麦 ( t u e iu L ) 了
第 二 片 叶 和 根 进 行 脯 氨 酸 和 可 溶 性 糖 测 定 ( 干 测 重 )分 别参 照朱 广廉 瑚和 张 振清叫的方 法 。 , 1 2 3 K , 测 定 . . Na
士2 , 1 ℃士2 相 对湿 度 7 。 幼苗 长至二 ℃ 夜 5 ℃, 5 待
叶一心 时 , F 一4 冰 点渗 透压计 配 置下 列渗 透 用 M 型
势的 P G 和 Na 1 Hogad营 养液 : . E C 的 aln ~0 4MP a
P EG 、 0 Pa Na 、一 0 8 M P EG 、 0 8 一 .4 M C1 . aP 一 .
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第2 0卷第 l期 20 0 2年 3 月
干 旱 地 区 农 业 研 究
Ag iu t a s a c n t e Ar d Ar as rc lur lRe e r h i h i e
Vo . 0 No. 12 1 Ma . 0 2 r 2 0
抗 盐性都较弱。 关键词 : 荨渗胁迫 ; 春小麦 ; 幼苗; 透调 节 渗 中圈分类号 52 J 0 1 ¥ 1 , 2. 文献标识码 : A 文章编 号: 007 0 (0 2 0 —0 20 J 0 -6] 2 0 )10 5 —5
干 旱 和盐 碱是 影 响植 物 生 长 和 产量提 高 的重 要 限制 因子 , 它们 在逆 境 本质 上 都是 降低 了环 境渗 透势 而导致植 物细 胞失 水 , 产生 渗透胁 迫 , 而迫使 从 植 物 在其 自身范 围 内进 行相应 的渗透 调节 。对于这 种渗 透 调节 能力 的研 究 , 前人 多 集 中于 单一 环 境胁 迫 下 , 对于 同 一植 物在 水分 和 盐 分胁 迫下 渗 透 调 而 节能 力 的比较研究 , 内外相 关报道不多 。 研究 以 国 本 3种 不 同基 因型 的 春小 麦 为材 料 , 它们 在 水 分 和 对
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抗旱性不同的小麦幼苗对水分和N aCl 胁迫的反应3任红旭 陈 雄 孙国钧 王亚馥33 (兰州大学干旱农业生态国家重点实验室,兰州730000)【摘要】 分别测定抗旱小麦8139(T riticum aestiv um L.cv.8139)和干旱敏感品种甘麦8号(T.aestiv um L.cv.G anmai No.8)在20%PEG 6000和1.2%NaCl 胁迫下的生长、光合作用、蒸腾作用及抗氧化保护系统的变化。

结果表明,抗旱小麦8139对PEG 6000有较强的抗性,但对NaCl 胁迫的抗性较差.NaCl 胁迫下,两种小麦根的生长均受到严重抑制,而在PEG 胁迫下,则根的生长不仅未受抑制,反而略有促进.PEG 与NaCl 胁迫下,两种小麦的净光合速率与水分利用效率在各时期均表现出明显差别,而蒸腾作用则在胁迫后第7天与第14天表现出明显差别.干旱胁迫下,抗旱小麦的膜脂过氧化水平在胁迫后第7天显著低于甘麦8号,而在NaCl 胁迫下,各时期二者之间均无显著差别.与此相对应的是,NaCl 胁迫下,两小麦品种之间除在GSH 含量上表现出显著差异外,果聚糖含量、SOD 活性及APX 活性在各时期均无显著差别.而干旱胁迫下,抗旱小麦8139的果聚糖含量、GSH 含量及SOD 、APX 活性则分别在不同时期高于甘麦8号,表现出较强的抗氧化能力.关键词 小麦 干旱 盐 胁迫 抗氧化保护系统R esponse of wheat seedlings with different drought resistance to w ater def iciency and N aCl stresses.REN Hongxu ,CHEN Xiong ,SUN Guojun and WAN G Y afu (S tate Key L aboratory of A rid A groecology ,L anz hou U niveristy ,L anz hou 730000).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2000,11(5):718~722.The growth ,photosynthesis ,transpiration and antioxidative defence system of the seedlings of drought 2tolerant wheat strain 8139and drought 2sensitive strain G anmai No.8at 20%PEG 6000and 112%NaCl stresses were compared.The results showed that strain 8139had a strong drought resistance ,but a weak salt resistance.The root growth of both wheat strains was inhibited significantly under salt stress ,but stimulated slightly under drought stress.The net photosynthetic rate and water use efficiency of strain 8139were significantly different from those of G anmai No.8at every stage under both drought and salt stresses ,and its transpiration rate was significantly different from that of G an 2mai No.8only at 7th and 14th day after being stressed.The MDA content in strain 8139after being stressed for 7days was much lower than that in G anmai No.8under drought stress ,but there was no significant difference between the two strains under NaCl stress.Correspondingly ,there was no significant difference in the fructan content and SOD and APX activities between strain 8139and G anmai No.8,but a significant difference in GSH content was found under salt stress.Under drought stress ,the contents of fructan and GSH and the activities of SOD and APX in strain 8139were much higher than those in G anmai No.8at different stage ,and strain 8139exhibited a strong antioxidative de 2fence ability.K ey w ords Wheat ,Drought ,Salt ,Stress ,Antioxidative defence system. 3甘肃省科委“九五”攻关项目、中国科学院重点项目(B 类)(KZ9522S12216)和中国科学院海北生态定位站基金资助项目. 33通讯联系人. 1999-10-29收稿,2000-04-04接受.1 引 言不良环境诱发以及生物体代谢过程中产生的自由基对植物细胞膜有伤害作用,但在长期进化过程中,植物体自身产生一种保护系统来清除产生的自由基,以减轻危害[8],这套保护系统由非酶抗氧化保护剂(还原型谷胱甘肽GSH 、抗坏血酸等)和抗氧化保护酶类(超氧化物歧化酶SOD 、过氧化物酶POX 、过氧化氢酶CA T 、谷胱甘肽还原酶GR 等)组成[14].其中SOD 可清除O -・2,产生H 2O 2及分子O 2[1,15],CA T 和POX 均可清除H 2O 2[15],GR 则将氧化型谷胱甘肽(GSSR )还原为GSH ,通过GSH 与抗坏血酸系统偶联反应参与H 2O 2的降解[5,16].抗性生理学研究发现,干旱、盐碱、低温等各种逆境和作物生长发育与其体内抗氧化保护系统的变化相关[2,9,17,18].而且许多研究结果表明植物对不同胁迫有着类似的反应机理.如各种胁迫往往都导致植物体内积累脯氨酸[11]、可溶性糖[11]、GSH [9]、抗坏血酸[5]等,也引起了抗氧化保护酶类SOD 、CA T 、POX 、GR 等活性的变化[1,18].但目前对抗性的研究往往只集中于植物在单一胁迫下的抗性反应,而很少对同种植物对不同胁迫的响应进行研究.本实验拟通过比较干旱和盐胁迫对不同抗性小麦的生长及抗氧化保护系统的影响,分析同一植物对不同胁迫反应的差异性,并探讨其内在生理机制.2 材料与方法211 供试材料供试小麦为经抗旱性鉴定的抗旱品种8139(T riticum aes 2tiv um L.cv.8139)和干旱敏感性品种甘麦8号(T.aestiv um应用生态学报 2000年10月 第11卷 第5期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct.2000,11(5)∶718~722L.cv.G anmai No.8).种子浸种、催芽后均匀播在盛有石英砂的培养盆中,加入Hoagland培养液放置在PGV36型植物生长箱(加拿大产)中培养2周(19/9℃高温/低温,14/10h光照/黑暗),然后用PEG6000(20%)和NaCl(1.2%)分别进行胁迫培养2周,在胁迫前及胁迫后的第1、7、14天分别剪取小麦叶片进行各项指标的测定.212 研究方法21211相对生长率、相对含水量测定 按Colmer等的方法分别测定根、茎、叶的相对生长率及叶片相对含水量[3].21212光合作用分析 用CO2分析仪(美国)测定培养小麦在胁迫前及胁迫后的第1、7、14天的净光合速率、蒸腾速率及水分利用效率.21213膜脂过氧化测定 膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量测定按照Dhindsa和Matowe的方法[4].称取叶片0.25g放置在研钵内,加入5ml蒸馏水和少许石英砂进行研磨.之后加入5ml 溶解于20%三氯乙酸(TCA)中的015%硫代巴比妥酸(TBA).混合物于95℃加热30min,之后于冰浴上迅速冷却.10000g离心10min后,在分光光度计上分别于532nm和600nm测定上清液的OD值.MDAΔEmol(532~600nm)=1155×105换算,以nmol・g-1FW表示.21214果聚糖和GSH含量的测定 通过硅胶薄层层析法(TLC)[12]测定果聚糖含量.称取叶片约013g,液氮研磨后,按1¬1的比例依次用水、80%乙醇、水对可溶性糖进行提取,之后用90%(v/v)丙酮对可溶性糖提取液层析两次,用80℃尿素喷雾显示后,以果聚糖(Sigma)为标准用薄层扫描仪对样品中的果聚糖进行定量分析.GSH含量采用DTNB(5,52二巯基22,22二硝基苯甲酸)显色法测定[6].叶片以1¬5(w/v)的5mM ED2 TA23%TCA溶液于低温提取,滤液加011M NaOH中和到p H710.反应液含015ml012M磷酸缓冲液,p H710,1145ml H2O,110μl5mM的DTNB,30min后于412nm测定光吸收.以不加DTNB为空白,由标准曲线计算得出叶片中GSH含量. 21215SOD和APX酶活性的测定 SOD活性测定按照刘鸿先等[7]的方法.根据SOD抑制氮蓝四唑(NB T)光化还原的原理, 3ml反应混合液中含有113μM核黄素、13mM甲硫氨酸、63μM NB T、0105M p H718的磷酸缓冲液,加入20μl酶液后在4000lx 荧光下照光15min,然后在560nm下测定光密度.以缓冲液代替酶液作空白,酶活性单位采用抑制光化还原NB T50%为一个酶活性单位.APX活性测定参照Nakano和Halliwell[10]的方法.1ml反应液中包括:25μM p H710的磷酸缓冲液,011mM H2O2,25mM AsA和50μl酶提取液.测定AsA在290nm处的氧化,克分子消光系数为ε=218mM-1cm-1.3 结果与分析311 干旱和盐胁迫对小麦生长的影响从表1可见,干旱与盐胁迫都对小麦茎和叶的生长有抑制作用,但两种胁迫对根的影响则有明显不同.表1 干旱和盐胁迫下两种小麦的相对生长速率及相对含水量3T able1R elative grow th rates and relative w ater contents in PEGand N aCl stressed wheat seedlings品 种Strains 处 理Treatment相对生长速率Relative growth rates根Root茎Shoot叶Leaf叶片相对含水量Relative water contentsof leaf(%)最小叶生长速率Growth rates of theyoungest leaf(cm・d-1)甘麦8号对照Control010200103801123961532179±0136 G anmai820%PEG010210102601066761381104±0128112%NaCl010060103301061711620183±0114 8139对照Control010190104201118971472161±0175 20%PEG010270100701082801081118±0116112%NaCl010020102501059761310162±0115 3表中所列数据为胁迫后第14天的数据.干旱胁迫略微促进了根的生长,而NaCl胁迫则对根的生长抑制严重.另外,在20%PEG胁迫下,抗旱小麦8139的根和叶的生长优于甘麦8号,而在盐胁迫下,两者差别并不明显.312 干旱和盐胁迫对小麦光合作用、蒸腾作用的影响利用CO2分析仪分别测定了PEG和NaCl胁迫下两种小麦的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)及水分利用效率(WU E).图1表明,胁迫前甘麦8号的净光合速率略高于8139,经PEG与NaCl胁迫之后,两种小麦的Pn均有所下降,之后渐呈上升趋势.PEG胁迫下,甘麦8号在胁迫后Pn的下降幅度较大,之后尽管有所上升,但上升幅度较小;而抗旱品种8139的Pn在胁迫之后的下降幅度则较小,与胁迫前相差不大.两种胁迫下,各时期两小麦品种的Pn均表现出明显差别(P<0105).由图2可知,PEG与NaCl胁迫下,两种小图1 干旱与盐胁迫下小麦净光合速率的变化Fig.1Changes of net photosynthetic rates in wheat leaves exposed to drought and salt conditions.0,1,7,14:胁迫处理天数Days under different stress treatment,h0:20% PEG胁迫下的甘麦8号G anmai No.8at20%PEG stress,h+:20% PEG胁迫下的8139strain8139at20%PEG stress,y0:112%NaCl胁迫下的甘麦8号G anmai No.8at112%NaCl stress,y+:112%NaCl胁迫下的8139strain8139at112%NaCl stress.下同The same below.9175期 任红旭等:抗旱性不同的小麦幼苗对水分和NaCl胁迫的反应 图2 干旱与盐胁迫下小麦蒸腾速率的变化Fig.2Changes of transpiration rates in wheat leaves exposed to drought and saltconditions.图3 干旱与盐胁迫下小麦水分利用效率的变化Fig.3Changes of water use efficiencies in wheat leaves exposed to drought and salt conditions.麦中的E 亦在胁迫后第1天即迅速下降,之后在第7天时略有上升,第14天时则又有所降低,胁迫后第7天与第14天8139的E 显著低于甘麦8号(P <0105).从图3可知,PEG 和NaCl 胁迫使两种小麦的WUE 都增大,且各取材时期8139的WUE 都明显大于甘麦8号(P <0105).比较而言,处于PEG 胁迫下的抗旱小麦8139有着较高的净光合速率与较大的水分利用效率.313 干旱和盐胁迫下果聚糖及抗氧化系统的变化由图4可见,干旱与盐胁迫下,两种小麦中的MDA 含量呈现出相同的变化规律,均随胁迫时间的延长而增大.经统计分析,PEG 胁迫下,8139中的MDA 含量在胁迫后第7天显著低于甘麦8号(P <0105),而在NaCl 胁迫下,各时期两者之间的差别不显著.从胁迫下果聚糖含量的变化来看(图5),PEG 胁迫下,8139中的果聚糖含量在胁迫后第7天显著高于甘麦8号(P <0105),而在NaCl 胁迫下,各时期两者之间均无显著差别.图6所示的数据表明,随胁迫时间的延长,两种小麦中的G SH 含量均呈下降趋势.且两种胁迫条件下,各时期两小麦品种之间都表现出明显的差别.干旱胁迫下,两种小麦中的SOD 活性呈逐渐上升趋势,胁迫后第7天与第14天,8139中的SOD 活性均显著高于甘麦8号(P <0105),而在NaCl 胁迫下,各时期两者之间的差别不显著(图7).如图8所示,PEG 胁迫下,两种小麦中的APX活性在处理后第1天便迅速上升,在第7天时略有降低,之后又开始上升,且在第7天与第14天时8139中的APX 活性均高于甘麦8号.NaCl 胁迫下的情况与PEG 处理的情况有所不同,两种小麦中的酶活性均在处理后第1天急剧上升,之后便呈下降趋势,图4 干旱与盐胁迫下小麦叶片中丙二醛含量的变化Fig.4Changes of MDA contents in wheat leaves exposed to drought and salt con 2ditions.图5 干旱与盐胁迫下小麦叶片中果聚糖含量的变化Fig.5Changes of fructan contents in wheat leaves exposed to drought and saltconditions.图6 干旱与盐胁迫下小麦叶片中还原型谷胱甘肽含量的变化Fig.6Changes of GSH contents in wheat leaves exposed to drought and salt con 2ditions.027应 用 生 态 学 报 11卷图7 干旱与盐胁迫下小麦叶片中超氧化物歧化酶活性的变化Fig.7Changes of the activities of SOD in wheat leaves exposed to drought andsaltconditions.图8 干旱与盐胁迫下小麦片中抗坏血酸过氧化物酶活性的变化Fig.8Changes of the activities of APX in wheat leaves exposed to drought andsalt conditions.且各时期两者之间无显著差别.4 讨 论411 植物对于干旱胁迫与盐胁迫的生理响应不同有关植物抗性生理,大多只是研究植物对于单一逆境的反应,而同时对两种抗性不同的植物对多种逆境发生反应进行研究的报道却不多.大量研究表明,干旱、盐碱、低温、高温等不同逆境引起的植物适应性反应,如抗氧化保护系统、渗透调节系统的变化都是非常相似的.同时许多实验也证明了抗性植物的抗氧化保护酶类活性高[1,4,13]、渗透调节物质及非酶抗氧化剂的含量也高[11,12].但实践经验表明,不同逆境对植物生长的影响效应是有明显差别的.因此,本实验通过比较干旱、盐胁迫下抗性不同的两种小麦的生长及抗氧化保护系统的变化,证明了不同逆境胁迫下,植物的适应性反应有着其相似性,但也有明显不同.与PEG 这类不能通过细胞质膜的渗压剂所引起的渗透胁迫相比,尽管NaCl 胁迫也造成植物组织脱水,但在造成这种效应的同时,也使植物处于高浓度的离子环境当中,而这些离子是可以穿过细胞膜的.这就使得植物所处的环境既有着相同之处又有所区别,不同的环境因子以截然不同的方式、时间、部位和强度作用于植物,植物也以不同的方式作出相应不同的反应.从干旱、盐胁迫下两种抗性不同的小麦品种的生长来看,两种胁迫都对小麦茎和叶的生长有抑制作用,但干旱胁迫下根的生长不仅未受抑制,反而略有促进,而在盐胁迫下,根的生长则受到了强烈的抑制.由此可见,两种胁迫方式对于植物各部分生长的影响是不同的.在为期14d 的干旱胁迫过程中,抗旱品种8139仍保持了旺盛的光合作用,并将蒸腾作用降至较低水平,从而使植物具有较高的水分利用效率,而敏感品种的水分利用效率则明显低于抗旱品种;而在NaCl 胁迫下,两小麦品种之间的差异不及干旱胁迫下显著.由此可见,植物对于不同胁迫方式的响应也是有着明显不同的.抗旱品种对于干旱具有较强的抗性,而对于盐胁迫的抗性则与敏感品种没有明显差别.412 植物对于干旱胁迫及盐胁迫的生理响应不同有其内部生理机制植物在逆境下产生渗透调节是对逆境的一种适应性反应,其主要生理作用就是完全或部分地维持细胞膨压,从而有益于其他生理过程.此外,自由基清除剂在帮助植物抵御由逆境胁迫所产生的氧化伤害方面也起着重要的作用.其中,抗氧化酶类是植物抵抗氧化胁迫的关键因素[14].PEG 胁迫下,胁迫后第7天与第14天,8139中的果聚糖、G SH 含量及SOD 、APX 活性明显高于甘麦8号,表现出干旱胁迫下8139具有较强的渗透调节能力和抗氧化能力.而在NaCl 胁迫下,两品种之间并未表现出明显的差别.由此推测,基于其内部生理机制的差别,干旱胁迫下,具有较强自我调节能力的抗性品种其生长状况明显优于敏感品种;而在盐胁迫下,由于两个品种之间并未在渗透调节能力和抗氧化能力上表现出明显差别,因而在生长状况上也没有明显的差别.参考文献1 Anders on MD ,Prasad TK,Stewart CR.1995.Changes in is ozyme pro 2files of catalase ,peroxidase ,and glutathione reductase during acclimation to chilling in mes ocotyls of maize seedlings.Plant Physiol ,109:1247~12572 Chen Y 2W (陈一舞),Shao G 2H (邵桂花),Chang R 2Z (常汝镇).1997.The effect of salt stress on superoxide dismutase in various organelles from cotyledon of s oybean seedling.Acta A gron Sin (作物学报),23(2):214~219(in Chinese )3 C olmer TD ,E pstein E ,Dv orak J.1995.Differential s olute regulation inleaf blades of various ages in salt 2sensitive heat and a salt 2tolerant wheat ×Lophopyrum elongatum (H ost )A.Love Amphiploid.Plant Physiol ,108:1715~17244 Dhindsa RS ,Matowe W.1981.Drought tolerance in two m osses :correlat 2ed with enzymatic defence against lipid peroxidation.J Exp Bot ,32(126):79~915 F oyer CH ,S ouriau N ,Perret S.1995.Overexpression of glutathion re 2ductase but not glutathion synthetase lead to increases in antioxidant capacity1275期 任红旭等:抗旱性不同的小麦幼苗对水分和NaCl 胁迫的反应 and resistance to photoinhibition in poplar trees.Plant Physiol,109:1047~10576 G uri A.1983.Variation in glutathione of Phaseolus vulgaris prior to and after exposure to ozone.Can J Plant Sci,63:733~7377 Liu H2X(刘鸿先),Z eng S2X(曾韶西),Wang Y2R(王以柔).1985.The effect of low temperature on superoxide dismutase in various organelles of cucumber seedling cotyledon with different cold tolerance.Acta Phyto2 physiol Sin(植物生理学报),11:46~57(in Chinese)8 Ma C2C(马成仓).1998.Hg harm on cell membrane of rape leaf and cell endogenous 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本刊专门登载有关应用生态学(主要包括森林生态学、农业生态学、草地牧业生态学、渔业生态学、自然资源生态学、全球生态学、污染生态学、生态工程学等)的综合性论文、创造性研究报告和研究简报等. 本刊读者对象主要是从事生态学、地学、林学、农学和环境科学研究、教学、生产的科技工作者,有关专业的大学生及经济管理和决策部门的工作者. 本刊与数十家相关学报级期刊建立了长期交换关系,《中国科学引文索引》、《中国生物学文摘》、美国《生物学文摘》(BA)、美国《化学文摘》(CA)、英国《生态学文摘》(EA)、日本《科学技术文献速报》(C BST)和俄罗斯《文摘杂志》(PЖ)等十几种权威检索刊物均收录本刊的论文摘要(中英文),并被中国科学技术信息研究所列入中国科技论文统计用期刊之一.本刊的整体质量与水平已达到新的高度,1992年荣获全国优秀科技期刊三等奖和中国科学院优秀期刊二等奖,1996年荣获中国科学院优秀期刊三等奖.1993年入选最新“中国自然科学核心期刊”.本刊为双月刊,A4开本,160页,逢双月18日出版,期定价20.00元,全国各地邮政局(所)均可订阅,邮发代号8298.错过订期也可直接向本刊编辑部邮购,个人订阅优惠30%.地址:110015 辽宁省沈阳市文化路72号《应用生态学报》编辑部.电话:(024)23916250,E2mail:cjae@227应 用 生 态 学 报 11卷。

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