为探明低温对甘蔗根系的影响,本研究采取水培试验的方法,选用不抗寒品种ROC22和抗寒品种GT28的完整根系为供试材料,测定常温(25℃)与低温(4℃)条件下甘蔗幼苗根系的根长、根体积、根细胞排列、根系活力、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖与可溶性蛋白质含量以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性相关指标。结果表明:在低温胁迫下,GT28根长、根体积均大于ROC22,但都显著低于常温生长;低温胁迫3d后,根系细胞膨大变形,细胞结构散乱,以ROC22更为明显;随着低温时间的延长,2个品种根系活力均显著降低,而ROC22的降幅更大;在低温持续胁迫下,根系MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶...

为探讨外施ABA(脱落酸)对甘蔗抗寒性的影响,以抗寒性强的甘蔗品种桂糖28号和抗寒性弱的甘蔗品种园林6号为材料,喷施100μmol/L ABA于甘蔗幼苗叶片,12 h后进行低温胁迫,然后于不同时间采叶样,研究甘蔗幼苗在低温胁迫和ABA处理下叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)、脯氨酸及内源激素含量的变化。结果表明:低温胁迫下,甘蔗幼苗细胞膜受破坏,GA3(赤霉素)含量下降;丙二醛、脯氨酸、ABA含量及相对电导率、ABA/GA3、ABA/IAA和ABA/ZR升高。外施ABA能有效缓解低温胁迫对细胞膜的影响,降低MDA、GA3含量,提高脯氨酸、ABA含量及ABA/GA3,从而提高甘蔗幼苗的抗寒性。低温...

以北京西山、北京延庆、山东泰山和山西绛县4个产地的黄栌幼苗为材料,研究了田间模拟试验条件下苗木根系对土壤水分胁迫的短期形态响应。结果表明:1)黄栌幼苗通过调整根系形态以适应持续干旱环境,持续重度胁迫环境中生长的幼苗根尖数量、根系分枝数量、根系表面积以及平均根系直径分别比对照平均高46.5%、15.5%、3.4%、8.6%,且分别比持续中度胁迫环境中生长的幼苗平均高90.5%、34.2%、15.6%、18.4%。2)4产地持续干旱环境中幼苗的0.0~0.5 mm根系长度和根尖数量分别占总量的54.7%~93.5%和95.1%~99.5%,因此,0.0~0.5 mm细根对干旱胁迫的反应比其他径级根...

以高粱耐盐品种(辽杂15号)和盐敏感品种(龙杂11号)为材料,人工气候箱(湿度60%,光照/黑暗为12h/12h,光照强度为134μmol·m-2·s-1,昼/夜温度为28℃/25℃)内营养液培养。从3叶期开始进行不同浓度NaCl(0,50,100,150,200mmol·L-1)处理,研究盐胁迫下高粱幼苗保护酶系统的响应。结果表明:在盐胁迫下,高粱幼苗的O2-和MDA含量有所增加,其增加幅度随着NaCl浓度的增加而增大。与盐敏感品种龙杂11号相比,耐盐品种辽杂15号的O2-和MDA含量均处于较低水平,受到盐胁迫后的增幅较小。高粱幼苗受到盐胁迫后,SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)...

【目的】通过水分控制盆栽试验，研究扁桃6个不同砧木资源当年生实生苗的叶片解剖结构和根系形态特征对周期为60 d的中度土壤干旱胁迫的响应，旨在筛选出抗旱性强的扁桃砧木资源，为优良抗旱砧木资源的开发与利用提供抗旱材料。【方法】以新疆本地2种桃巴旦资源（SC64、SC28）、3种扁桃资源（SC30、SC3和SC47）和普通桃为试验材料，通过光学显微镜观察和根系扫描处理获取相关指标，并进行生物学统计分析。【结果】中度干旱胁迫下，SC3、SC47和毛桃的叶片厚度、上表皮细胞厚度、叶肉细胞孔隙度和比叶面积（SLA）等结构指标值出现不同程度的减少（P <0.05）；同时，干旱胁迫促进其根冠比的增加和根系的生长（P <0.05）。通过主成分分析，选取上表皮细胞厚度、地下生物量、直径大于0.5 mm的细根生物量比重、叶肉细胞紧实度和SLA值这5个代表指标。隶属函数结果表明，抗旱能力排序为SC30>SC47> SC3> SC28> SC64>普通桃。【结论】扁桃资源的抗旱性强于桃巴旦和桃资源，桃巴旦资源处于中等抗旱水平，而普通桃对土壤干旱最敏感，抗旱性较弱。

以短枝木麻黄Casuarina equisetifolia耐寒无性系ZS7和不耐寒无性系HN1幼苗为供试材料,在人工气候箱内采用基质栽培方式,研究在-2,-5,-8,-11℃共4个温度梯度胁迫2 h以及-5℃持续胁迫1, 2, 5, 8, 16, 24,48, 72 h后2种无性系幼苗相关生理指标的变化趋势以及耐寒性差异,探讨短枝木麻黄适应低温环境的生理机制。结果表明:在低温梯度胁迫下,耐寒无性系的过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度的增幅小于不耐寒无性系;叶绿素、脯氨酸(Pro)和可溶性蛋白质质量分数,超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,以及还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)质量摩尔浓度的降幅均小于不耐寒无性系。耐寒无性系的GSH/GSSG比值呈上升的趋势,而不耐寒无性系的呈先下降后上升趋势。在-5℃持续胁迫下, 2种无性系各生理指标呈现波动变化,增幅(降幅)与到达峰值时间不同。无论是在低温梯度胁迫还是在低温持续胁迫处理过程中,耐寒无性系的SOD, POD, CAT, APX和GR活性以及叶绿素、可溶性蛋白质和Pro质量分数、 GSH质量摩尔浓度都显著高于不耐寒无性系。耐寒性不同的2种短枝木麻黄无性系耐寒的生理机制明显不同,耐寒性强的无性系通过在低温胁迫下保持较高的可溶性蛋白质和Pro等渗透调节物质质量分数,增强抗氧化酶活性,提高非酶抗氧化剂水平,抑制叶绿素质量分数的下降及膜脂过氧化程度的加剧,进而提高抗寒性来抵御低温。

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。

通过盆栽实验研究了低温胁迫对油棕幼苗生理生化特性的影响。结果表明,低温胁迫抑制了油棕幼苗的生长,随着处理时间的延长,相对电导率、伤害指数、丙二醛(MDA)、和脯氨酸含量均有不同程度的升高。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性开始升高,后来随着胁迫时间的延后而有所下降。由此可知,低温胁迫可能使油棕产生了不同程度的生理响应,通过增加相关的保护物质来提高植物的防御能力。该研究可为油棕抗寒育种提供理论基础。

为了解涝害胁迫下辣椒品种形态和生理变化，在土培条件下采用模拟涝害胁迫方法，研究５个辣椒（ＣａｐｓｉＣｕｍ ａｎｎｕｍ Ｌ．）品种在涝害胁迫后的形态特征及胁迫期间和随后恢复过程中的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量变化。通过分析形态特征，５个辣椒品种分属４个涝害等级，红丰耐涝性较强，长虹３６２、剑圣３耐涝性中等，川椒香辣妃不耐涝，新一代中华红极不耐涝。基于品种耐涝性差异进行生理分析结果表明，涝害胁迫下，耐涝性强的红丰除过氧化物酶（ｐＯＤ）活性增幅低于极不耐涝品种新一代中华红，过氧化氢酶（ＣａＴ）活性、抗坏血酸过氧化物酶（ａｐＸ）活性、超氧化物歧化酶（ｓＯＤ）活性、可溶性糖含量．．．

【目的】研究干旱胁迫对光核桃幼苗光合生理特性的影响,为其栽植地点选择和水分管理提供理论依据。【方法】以野生种子培育的3年生盆栽光核桃实生苗为供试材料,采用自然干燥法研究土壤含水量分别为26.2%~32.3%(T1阶段),18.2%~20.6%(T2阶段),10.1%~12.7%(T3阶段)和5.1%~7.7%(T4阶段)时,光核桃幼苗光合特性及保护酶活性的变化。【结果】随着干旱胁迫的加剧,光核桃幼苗的净光合速率逐渐下降,在T3和T4阶段下降幅度较大,主要限制因子为气孔导度;在干旱胁迫的T3和T4阶段,水分利用效率(WUE)均值显著高于T1和T2阶段;在水分胁迫的T3阶段,光核桃幼苗的SOD、P...

以ROC22和云蔗05–51为试验材料,在防雨棚内进行土柱栽培试验,以田间持水量的85%为对照,研究轻度干旱胁迫(田间持水量的70%)和重度干旱胁迫(田间持水量的50%)对甘蔗根系生长及产量、株高的影响。结果表明:甘蔗产量与根总长、根总表面积、根总体积、根鲜质量、根干质量呈极显著正相关;与对照相比,干旱胁迫下的株高和产量均降低,轻度干旱胁迫下甘蔗的根总长、根系总表面积和总体积均高于对照;重度干旱胁迫处理,ROC22的根系较发达,根总长、根系总表面积、总体积和抗旱系数均高于云蔗05–51。

【目的】为了解根际细菌群落结构和功能对黄瓜幼苗干旱胁迫的响应。【方法】采用盆栽控水法设置干旱处理D和正常处理N，利用Illumina NovaSeq测序技术测定黄瓜幼苗根际细菌群落结构和多样性。【结果】处理N的叶绿素和可溶性糖含量分别是2.440 mg/g和10.380 mg/g，显著高于处理D的1.547 mg/g和8.356 mg/g；脯氨酸和丙二醛含量为处理D（51.807 μg/g和54.848 nmol/g）显著高于处理N（32.628 μg/g和29.005 nmol/g）；处理N的根系活力为32.670 μg/（g·h），显著高于处理D的20.714 μg/（g·h）；处理N的SOD含量为324.826 U/g，显著低于处理D的578.363 U/g；黄瓜幼苗根际细菌群落中，门分类水平下丰度前5位的是变形菌门（Proteobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadota）、拟杆菌门（Bacteroidota）、酸杆菌门（Acidobacteria）及放线菌门（Actinobacteriota）；α多样性指数（chao1、shannon、simpson）中各处理间无显著差异，但PCoA分析显示两处理间细菌群落结构差异显著；处理N与处理D相比，芽单胞菌显著升高，而拟杆菌和厚壁菌则显著下降；LEfSe结果显示处理D显富集以拟杆菌门和厚壁菌门为主的Muribaculaceae、梭菌纲（Clostridia）、芽孢杆菌纲（Bacilli）等有益细菌；根际细菌群落功能分析发现，处理D显著增加RNA加工和修饰、染色质结构和动力学、转录、氨基酸运输和代谢、碳水化合物的运输和代谢等相关功能的丰度，并上调与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径及以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径。【结论】干旱胁迫对黄瓜幼苗根际细菌群落结构有显著影响，促进根际土壤中以拟杆菌和厚壁菌为主的有益微生物显著富集，并对其细菌群落生命活动产生诱导和促进作用，使与硫胺素等次级代谢物相关的合成途径和以糖类、氨基酸为主的降解代谢途径丰度显著上调。期望为挖掘在干旱胁迫下对黄瓜秧苗生长可能有正向作用的土壤有益菌互作机制研究提供新思路。

【目的】探明低温胁迫下水稻生理及基因动态变化规律，解析水稻响应低温胁迫的生理基础与分子机制，为筛选适宜的耐冷性水稻品种及水稻耐冷性遗传改良研究奠定基础。【方法】以P427（强耐冷型）、日本晴（耐冷型）和9311（冷敏感型）3个耐冷性不同的水稻品种为试验材料，采用表型和生理指标相结合的方法，研究3～4℃低温胁迫对其表型、叶绿素含量及电导率变化的影响，并利用RNA-Seq技术分析低温胁迫响应基因的动态变化及主要富集通路。【结果】强耐冷性水稻品种P427对低温表现较强的适应能力，低温胁迫下能保持较高的叶绿素含量，低温处理前、低温处理3 d和恢复生长3 d时叶绿素含量分别为29.64 μg/g、29.30 μg/g和27.96 μg/g；在低温处理1 d、3 d、5 d时且电导率最低，依次为10.39%、13.08%和17.04%，膜系统损伤最小；不论耐冷品种还是冷敏感品种，在低温诱导下大量低温响应基因发生表达变化，随着低温处理时间延长差异表达基因（DEGs）数量持续增加，但P427特有的DEGs数量则呈下降趋势，从2408个降至1717个。P427低温处理1～3 d时只有576个特有基因一直在差异表达。GO和KEGG富集分析发现，低温处理后P427特有的DEGs主要富集在次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、苯丙烷类生物合成等代谢通路。【结论】不同耐冷性品种其耐冷响应基因及调控机制可能存在差异，P427存在一套有别于日本晴和9311的低温胁迫响应基因。苗期水稻低温胁迫对植物激素信号转导和苯丙氨酸代谢影响较大，P427可能通过次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导等代谢通路及苯丙烷类生物合成通路上的基因响应苗期的低温胁迫。

【目的】探究盐胁迫对黄瓜(Cucumis sativus L.)和白籽南瓜(Cucurbita maxima×Cucurbita moschata)根系边缘细胞(root border cells,RBCs)的影响,评价黄瓜和白籽南瓜耐盐的细胞学机制。【方法】以‘津研四号’黄瓜和‘金甲砧’白籽南瓜种子为试验材料,采用浸种法和悬空培养法,研究0(对照),50,100,150和200 mmol/L NaCl溶液对其种子发芽率、根长、根鲜质量、根系活力以及根系边缘细胞数目、活率、黏胶层厚度和凋亡率的影响。【结果】随着NaCl浓度的增加,黄瓜和白籽南瓜种子的发芽率呈先升高后降低趋势,其中黄瓜种子的发芽率较白籽南瓜种子降低更明显;黄瓜和白籽南瓜的根长、根鲜质量和根系活力均呈下降趋势,且黄瓜的降低幅度较白籽南瓜更大。与对照相比,NaCl处理降低了黄瓜和白籽南瓜根系边缘细胞的数目和活率,且黄瓜降低幅度较白籽南瓜更明显;但NaCl处理却增加了黄瓜和白籽南瓜根系边缘细胞的黏胶层厚度和凋亡率。在NaCl浓度相同时,白籽南瓜根系边缘细胞的黏胶层厚度大于黄瓜,根系边缘细胞的凋亡率则小于黄瓜。【结论】根系边缘细胞(RBCs)能提高植物抵御NaCl胁迫的能力;白籽南瓜因具有较多的根系边缘细胞数目、较高的根系边缘细胞活率、较厚的黏胶层和较低的根系边缘细胞凋亡率,致使其抵御NaCl胁迫的能力强于黄瓜。

以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为试材,采用营养液栽培,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗根系形态、活力及幼苗生长的影响。结果表明:2种盐胁迫均显著抑制根系的生长,导致根系表面积和根体积大幅下降。在56 mmol.L-1Ca(NO3)2胁迫下,根系生物量下降了29.23%,根系总长度显著降低,但侧根密度与根系平均直径显著增加,根尖膨大短粗,根系整体呈簇生状,根系活力显著上升;而在84 mmol.L-1NaCl胁迫下,根系生物量下降了43.08%,根系总长度下降的幅度小于等渗Ca(NO3)2胁迫的,但侧根密度与根系平均直径均显著减小,根尖纤细,根系外观细小,根系活力显著下降。表明,...