【目的】针对不断升高的近地层臭氧浓度，研究臭氧胁迫对不同敏感类型水稻生长动态和产量形成的影响，为抗臭氧品种的选育提供参考依据。【方法】２０１３年，利用自然光气体熏蒸平台，以２３个水稻品种或株系为供试材料，设置对照（１０ ｎ Ｌ·Ｌ～（－１））和臭氧浓度增高（１００ ｎ Ｌ·Ｌ～（－１））处理，采用组内最小平方和的动态聚类方法，根据供试材料地上部最终生物量对臭氧胁迫的响应从小到大依次分为Ａ类（低度敏感型）、Ｂ类（中度敏感型）和Ｃ类（高度敏感型）３个类别，分析不同敏感类型水稻株高和分蘖动态、籽粒产量以及产量构成因子对臭氧胁迫的响应及其与成熟期生物量响应的关系。【结果】与对照相比，臭氧胁迫使Ａ、Ｂ和．．．

以水稻品种N22为材料，通过数据库检索和文献挖掘，筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因，并对其进行表达模式分析和生物信息学分析。结果显示：47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、Dna J、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域，且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调，有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤；47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径，与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关。通过预测，获得13个敏感基因的28个上游mi RNAs，其中osa–miR164、osa–mi R156和osa–mi R5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs。

以水稻品种N22为材料，通过数据库检索和文献挖掘，筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因，并对其进行表达模式分析和生物信息学分析。结果显示：47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、Dna J、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域，且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调，有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤；47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径，与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关。通过预测，获得13个敏感基因的28个上游mi RNAs，其中osa–miR164、osa–mi R156和osa–mi R5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs。

采用盆栽试验,以水稻不育系、恢复系以及水稻品种为研究对象,探索了在土壤中不同浓度镉胁迫下水稻各生长期状况以及镉的吸收特性。结果表明:镉胁迫促进了川33B水稻的分蘖;低浓度镉胁迫促进S527与Lemont水稻分蘖,高浓度则抑制分蘖;分蘖期对镉胁迫不敏感的品系为Ⅱ-32B。同一基因型水稻在不同镉浓度胁迫下,株高和穗长差异均不显著。低浓度镉胁迫能提高水稻有效穗的形成和增加千粒重,高浓度则起抑制作用。除不育系Ⅱ-32B外,供试的其余品系水稻籽粒和秸秆中镉含量均随土壤镉浓度增加而升高。恢复系T3028和水稻品种岗优725的籽粒富集镉的能力较强,不育系川33B籽粒不易富集镉。不同基因型水稻耐受镉的浓度约为...

【目的】研究灌浆初期高温胁迫对水稻籽粒活性氧积累及产量形成的影响,为耐热水稻种质资源的筛选和鉴定提供理论依据。【方法】以长江中下游地区普遍推广种植的8个水稻品种为材料,在灌浆初期进行高温胁迫(38℃/32℃,昼/夜),研究各水稻品种在灌浆初期高温胁迫下的ROS含量、抗氧化酶活性、淀粉合成相关酶活性、产量及其构成要素以及稻米品质的差异。【结果】与对照相比,灌浆初期高温胁迫导致水稻籽粒O_2~(-·)和H_2O_2含量及抗氧化酶活性显著增加。在不同水稻品种中,淀粉合成相关酶活性对灌浆初期高温胁迫的响应具有差异性。高温胁迫下,产量损失较大水稻品种的O_2~(-·)和H_2O_2含量增幅较大,淀粉合成酶活性受高温胁迫影响也较大。灌浆初期高温胁迫导致水稻结实率、千粒质量、收获指数和产量显著下降,其中黄华占和湘两优900的产量损失较小,在灌浆初期的耐热性较强;粤王丝苗、泰优390和湘两优2号的产量损失较大,在灌浆初期的耐热性弱。灌浆初期高温胁迫导致糙米率、精米率和淀粉含量显著下降,垩白粒率和垩白度增加。高温胁迫下,产量损失较大水稻品种的淀粉含量下降幅度较大,稻米品质受高温胁迫影响也较大。在高温胁迫下,水稻产量与ROS含量显著负相关,而与抗氧化酶活性显著正相关。产量、籽粒加工指标、淀粉含量和淀粉合成酶活性的抗逆系数与ROS含量的抗逆系数显著负相关,而与抗氧化酶活性的抗逆系数显著正相关。【结论】灌浆初期高温胁迫导致水稻籽粒ROS过量积累是降低淀粉合成酶活性和淀粉含量,进而导致产量和稻米外观加工品质下降的重要因素。ROS的增加量可作为灌浆初期水稻耐热性评价的参考指标。

对流层中高浓度的臭氧是一种严重危害植物的大气污染物，臭氧浓度的升高会对农作物、林木等产生一系列的损害。根系是树木生存的基本要素，臭氧对根结构的根本性改变会最终影响根功能，从而影响树木的整体健康以及对环境胁迫的抗性，通过综述臭氧胁迫对森林树木根系影响的研究进展，可以为我国学者进一步了解臭氧对森林树木根系生态影响提供科学素材。有关大气臭氧浓度升高对森林树木根系生态的影响，目前研究主要包括森林树木根系生长、细根动态和周转、根系呼吸、根系碳水化合物、菌根、根际微生物的响应变化等几个方面。臭氧对树木根系的影响与臭氧浓度、树种、树龄、群落组成及种植条件相关。目前有关臭氧胁迫对树木根系的机制研究还比较缺乏，．．．

以山杜英Elaeocarpus sylvestris作为研究对象,运用开顶气室(open-top chamber,OTC)模拟自然臭氧熏气环境,在OTC内设置了4个臭氧水平(E20:过滤大气,臭氧体积分数约为2×10-8;E40:自然大气,臭氧体积分数约为4×10-8;E80:臭氧体积分数约为8×10-8;E160:臭氧体积分数约为16×10-8),测定了山杜英的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)等生理指标。研究结果表明:山杜英幼苗在大多数处理下的叶绿素含量、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量显著下降,且随着臭氧浓度的升高,降幅增大;E20和E40处理的S...

【目的】揭示大豆酚类物质对O3浓度升高的代谢机制与响应方式,为从分子水平研究植物次生代谢对O3胁迫的适应机制奠定基础。【方法】以大豆(Glycine max.)为试材,O3浓度45 nmol·mol-1为对照,利用开顶式气室系统探讨O3浓度升高(O3-1处理:(80±10)nmol·mol-1,O3-2处理:(110±10)nmol·mol-1)对大豆酚类物质含量及抗氧化能力的影响。【结果】在大豆整个生育期内,O3-1处理下的大豆叶片总黄酮含量、总多酚含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LOX)、多酚氧化酶(PPO)活性与对照相比显著(P<0.05)升高,而O3-2处理下的总黄酮含量与P...

【目的】研究臭氧（O_3）胁迫下白皮松的生长、生理和吸收特性的变化，阐释各指标间的相关关系，确定其对O_3的响应程度。【方法】以白皮松幼苗为试验对象，设置了3个浓度梯度（NF：正常环境大气O_3浓度，NF40：正常大气环境O_3浓度加40 nmlol/mol;NF80：正常大气环境O_3浓度加80 nmol/mol）的开顶式O_3熏蒸人工控制试验，测定其生长状况、生理特性以及O_3吸收能力，通过相关性分析、冗余分析和方差分析对不同O_3浓度下白皮松各特性之间的关系进行研究。【结果】1）白皮松的株高增长（DH）、50 cm处直径增长（DDBH）、气孔大小（S）、气孔密度（M）、气孔开度（K）、气孔导度（G_s）、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（E_t）、水分利用率（WUE）、最大光化学效率（F_v/F_m）、叶绿素含量（CHL）、整树耗水量（W）和O_3吸收速率（FO_3）均随着O_3浓度的升高而降低；而胞间CO_2浓度（C_i）和相对电导率（L）则随着O_3浓度的升高而升高；2)O_3胁迫下白皮松生长指标（DH、DDBH）与O_3吸收状况（F_(O3)、W）相关性最高，其次是光合指标（P_n、WUE、E_t、G_s、C_i）与生长指标（DH、DDBH）和气孔特性（K、M、S），部分生理指标（L、F_v/F_m）与光合（Pn、WUE、E_t、G_s、C_i）和气孔（K、M、S）的相关性相对较弱；3）白皮松的各项指标在NF和NF80的O_3处理下差异均显著（P

【目的】自然界中臭氧与强光和高温逆境因素往往同时存在,探讨光强和温度及臭氧的交叉胁迫对葡萄叶片光系统功能的伤害机制,为生产上通过调控光照、温度缓解臭氧对葡萄的危害提供理论依据。【方法】以盆栽‘赤霞珠’葡萄为试验材料,利用叶绿素荧光动力学技术,研究(120±20)nL·L~(-1)的臭氧浓度下,不同光强(800、1 600μmol·m~(-2)·s~(-1))与温度(26℃、40℃)处理对光系统Ⅱ光化学活性的影响。【结果】臭氧胁迫下40℃的高温和1 600μmol·m~(-2)·s~(-1)的强光均可以显著降低叶片最大光化学效率(F_v/F_m)、线性电子传递速率(ETR)、单位面积有活性反应中心的数量(RC/CS_m)以及光化学淬灭系数(q_P),同时降低了光系统I激发能分配系数(α),增大了光系统Ⅱ激发能分配系数(β),导致两个光系统之间的激发能分配严重偏离平衡,造成了光系统Ⅱ的伤害,1 600μmol·m~(-2)·s~(-1)的强光影响大于40℃的高温影响,强光、高温与臭氧复合胁迫对葡萄叶片影响最为严重。其中臭氧、适光、高温(T2)和臭氧、强光、适温(T3)处理后的叶片PSⅡ最大光化学量子产量F_v/F_m值分别比臭氧、适光、适温处理(T1)降低了10.3%和38.8%,臭氧、强光、高温(T4)处理后F_v/F_m降幅最大,达到54.8%。T2、T3和T4处理后叶片PSⅡ的潜在活性F_v/Fo分别比T1降低了30.4%、69.6%和80.3%。与T1相比,T2、T3和T4处理后的叶片单位面积内有活性反应中心的数量RC/CS_m值分别降低了26.8%、68.4%和70.2%,T2、T3和T4处理后的叶片Ψo值分别比T1降低了11.2%、21.6%、40.8%。T2、T3及T4处理葡萄叶片实际光化学效率F_v’/F_m’值分别比T1降低了7.9%、22.1%和42.3%;同时,各处理显著降低了植物叶片线性电子传递速率ETR,T4处理降幅最大,比T1降低了62.5%,T2和T3处理分别降低了17.6%和37.5%。T2、T3和T4的叶片光化学淬灭q_P值分别比T1降低了10.7%和19.8%和39.5%。T2、T3和T4处理后葡萄叶片吸收的光能用于光化学反应的比例均有所下降,分别比T1处理降低18.8%和38.8%和62.0%。与T1相比,T2、T3和T4处理吸收的光能用于热耗散的比例均增加,增幅分别为15.9%、36.2%和60.5%,同时,过剩光能分别增加12.5%、19.1%和25.2%。不同处理显著降低了叶片PSI激发能分配系数(α),与T1相比,T2、T3和T4分别下降了6.6%和12.8%和25.1%;同时,不同处理后叶片PSⅡ激发能分配系数(β)均显著上升,T2、T3、T4分别比T1升高了4.5%、8.7%、17.1%。光系统间激发能分配不平衡偏离系数(β/α–1)变化趋势与PSⅡ激发能分配系数一致,T2、T3处理的β/α–1分别比T1升高37.7%和78.3%,T4升高幅度最大,达到187.8%。【结论】温度、光照逆境增加了PSⅡ活性对臭氧胁迫的敏感性,以强光胁迫的作用效果更显著,而高温、强光胁迫下臭氧对PSⅡ活性抑制程度最大。

【目的】探索不同抗旱品种在结实期水分胁迫条件下叶片活性氧对水稻膜脂的伤害和清除机制。【方法】选用抗旱性不同的3个杂交水稻品种,在干旱棚内分别在正常供水和水分胁迫条件下,研究水稻结实期超氧阴离子自由基(O2-)?、双氧水(H2O2)、丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(AsA)及保护性酶活性等生理性状变化。【结果】结实期随土壤水分胁迫加剧和时间延长,细胞膜脂过氧化加重,抗旱性弱的品种膜脂过氧化更为严重;O2-?和H2O2积累迅速,抗旱性弱的品种比抗旱性强的品种积累速度快、幅度大;GSH、AsA、叶绿素含量和叶片相对含水量下降,且表现为,抗旱性弱的品种降速快、幅度大。抽穗后0～1...

为比较不同氮素形态下水稻与早稻对水分胁迫的响应状况,采用营养液培养,通过供应不同形态氮素及PEG(6000)模拟水分胁迫的方法,对水稻、旱稻生长状况及相关指标进行了分析和评价。结果表明:(1)水分胁迫条件下,铵态氮营养水稻(或旱稻)叶片和地上部干重与正常水分条件下的相应处理相比无明显差异,而其余两种氮形态营养水稻与早稻的叶片和地上部干重明显低于正常水分条件下的相应处理;(2)铵态氮营养水稻(或旱稻) 在受到水分胁迫后,其吸水量的降低幅度明显小于硝态氮营养水稻(或旱稻);(3)水分胁迫条件下,硝态氮营养水稻和旱稻伤流液pH值低于正常水分条件下的相应处理,铵态氮和铵硝混合营养水稻和旱稻的伤流液pH...

选择苗期镉耐性和籽粒镉含量差异明显的 4 个晚粳稻品种为供试材料,研究了有毒重金属镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响。结果表明,镉胁迫显著降低各品种的产量和每株穗数、每穗总粒数、结实率、粒重等经济性状以及不同生育期的地上部干物质重,但苗期镉耐性较强的品种受抑制程度要小于镉耐性较弱的品种,相近耐性类型中籽粒镉含量较高的品种比镉含量较低的品种受害严重。因此可用苗期镉的耐性评价不同基因型耐镉性的差异。镉胁迫显著增加各品种地上部茎叶和籽粒的镉含量和积累量,但增加的程度品种间存在着很大差异。植株镉含量随生育进程而逐步下降,而植株镉积累量随生育进程而增加,与干物质产量一致。本研究还表明,镉胁迫显著影响籽粒中...

采用盆栽试验研究了持续干旱胁迫对6份具有不同耐旱性马铃薯材料产量及产量形成的影响。结果表明:块茎形成初期干旱胁迫对单株薯数无显著影响,持续干旱胁迫主要通过降低平均单薯重来影响单株生产能力;敏感型品种各阶段薯重增长均受到明显抑制;耐旱型品种块茎膨大期受到严重抑制,但淀粉积累期至成熟期平均单薯重具有补偿性增长能力。分析认为:干旱对结薯数的影响可能主要是抑制苗期植株匐伏茎的形成;干旱地区马铃薯节水灌溉的要求因品种耐旱性而异,敏感型品种需要持续的水分保证,而耐旱品种的最佳灌溉时期应该是苗期。

为选育耐热水稻品种,对2个耐热性不同的水稻品种进行高温处理(8:00～17:00,37℃,17:00～8:00,30℃),测定了高温胁迫对水稻花器官和产量构成要素及稻米品质的影响.结果表明,水稻抽穗开花期高温导致水稻开颖角度、花丝长度和花粉粒直径明显增大,花药开裂、花粉可染率明显下降,柱头活力下降不明显,耐热品种996开颖角度、花丝长度和花粉粒直径在高温下增幅大于热敏感品种4628,而花药开裂、花粉可染率和柱头活力下降幅度小于热敏感品种4628;高温导致结实率和千粒重明显下降,每穗总粒数增减不显著,耐热品种996的结实率、千粒重下降幅度小于热敏感品种4628;高温显著降低了稻米的精米率和整精米...