【目的】通过研究黄栌幼苗根系构型对土壤养分胁迫环境的适应性,探讨黄栌根系构型在土壤养分供应不足环境中的适应对策。【方法】试验材料为一年生黄栌幼苗,采用盆栽模拟控制试验,设置养分充足(即全土,土壤含沙比例0,CK),轻度养分胁迫(土壤含沙比例30%,N1),中度养分胁迫(土壤含沙比例50%,N2),重度养分胁迫(土壤含沙比例70%,N3)和极度养分胁迫(即全沙,土壤含沙比例100%,N4)5个梯度,分别在移栽后第31、38、45、52和59天取样,研究幼苗根系分枝模式、几何特征和不同径级细根形态在上述养分环境中的变化规律。【结果】(1)CK处理幼苗的根系拓扑指数(TI和DBI)最大,最长链接路径的链接数(a)、根系外部链接数(μ)以及所有链接路径的链接总数(Pe)最小。N1环境中,幼苗的TI和DBI最小,a、μ和Pe最大,分别比CK高53.2%、131.6%和194.7%。(2)N1、N2、N3和N4处理中:幼苗比根长(SRL)、比表面积(SRA)和分枝密度(RBI)逐渐增大,其中,N4处理幼苗的SRL、SRA和RBI分别比CK高67.7%～157.4%、52.3%～120.7%和14.7%～42.1%;根尖数量(RT)、根链接数量(RLN)、根链接总长度(RLTL)和分枝数量(RF)逐渐减小,以N1处理为最大,分别比CK高95.0%～279.6%、104.3%～247.4%、77.4%～193.5%和102.6%～235.0%;根链接平均长度(RLAL)、根链接平均直径(RLAD)和根组织密度(RTID)均呈减小趋势,以N4处理最小,分别比CK低15.2%～22.7%、9.3%～21.4%和32.4%～42.7%。(3)CK环境中,SRL和SRA的正相关系数最大(0.951),N4环境中,RF与RLN之间和RLAL和RLAD之间的正相关系数最大(分别为0.989、0.904)。N1、N2和N3处理的RBI和RLAL之间的负相关系数分别为-0.915、-0.889和-0.893。(4)N3和N4处理中,0～0.50 mm范围内细根的平均长度比例、平均表面积比例、平均体积比例和平均根尖数量比例均高于其他处理,分别达86.3%和86.1%、67.6%和66.7%、40.2%和38.1%、98.6%和98.4%,而上述指标在CK处理中均为最低,分别为80.9%、59.4%、32.2%和97.2%。【结论】(1)土壤养分充足时,黄栌根系最接近分枝少且结构相对简单的鲱鱼骨分枝模式,具有向土壤深处延伸生长的倾向。轻度胁迫环境中,黄栌构建了分枝多、次级根重叠度高的叉状分枝模式,主、侧根尽可能地主动向距离根基较远的土壤中拓展以吸收更大范围内的养分。中度、重度和极度胁迫环境中,幼苗为减少碳消耗而采取相对简单化的根系结构对策,根系通过形成短而细的密集横向分枝(以细根为主)而加强原位利用养分能力。(2)改变根系构型几何特征参数间的协同或权衡关系、实现自身资源利用的经济化,也是黄栌应对不同土壤养分环境的重要方面。(3)从全土到极端严重胁迫环境,0～0.50 mm范围细根的分化明显增强。重度胁迫逆境时,0～0.50 mm的细根是幼苗吸收养分的重要活跃位点。极度胁迫逆境时,黄栌通过促进产生一定数量的寿命相对较长、周转速率相对较慢的细根(0.50～2.00 mm)以减少细根周转对碳的消耗,从而维持根系资源利用效率。

为研究白菜耐盐机理、筛选耐盐性鉴定指标，建立白菜苗期耐盐性鉴定体系，以４份具有不同耐盐性的白菜品种为试验材料，采用Ｈｏａｇｌａｎｄ营养液水培方法，研究了不同浓度海水胁迫处理下白菜幼苗盐害指数，Ｓｏｄ酶活性、Ｍｄａ、游离脯氨酸以及可溶性糖含量的变化规律。结果表明，随着海水胁迫浓度的增加及胁迫时间的延长，４份试验材料幼苗中的Ｓｏｄ酶活性逐渐增强，Ｍｄａ、游离脯氨酸和可溶性糖含量均呈上升趋势，不同试验材料的盐害指数表现出不同程度的增加。盐害指数和Ｍｄａ含量在不同品种间表现出较强差异，较好地反映了各试料苗期的耐盐性，均可作为白菜耐盐性的鉴定指标。

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...

形态可塑性与植物生长对策及资源利用能力紧密相联,是植物在特定环境下生存策略的重要表现。研究有限资源土壤中根系形态可塑性与植物生态对策的关系,对深入理解植物对环境的适应机制具有重要意义。本研究以黄栌1年生播种苗为研究材料,采用温室盆栽试验,设置5个不同梯度养分供给水平,对黄栌幼苗根系功能性状(比根长、比表面积、根组织密度、根细度、根尖密度、分枝密度等)和不同径级细根的功能性状(根长、根表面积、根体积、根尖数)进行分析,研究了不同养分供给环境中黄栌幼苗根系形态的可塑性变化。结果表明:不同养分供给处理对黄栌幼苗

通过盆栽试验研究钙质紫色土、酸性紫色土和冲积土 3 种土壤类型上生长的巨桉幼苗在不同浓度铅胁迫( CK: 0 mg·kg-1; T1: 200 mg·kg-1; T2: 450 mg·kg-1; T3: 2 000 mg·kg-1) 下的生长和铅富集特性。结果表明: 低浓度的铅胁迫可促进巨桉幼苗的生长,而高浓度铅胁迫下巨桉幼苗的生长受到严重抑制; 各器官生物量和总生物量随处理浓度的增大先增大后减小; 3 种土壤上生长的巨桉根、茎和叶的铅含量随土壤铅浓度的增大而显著增加,细根的铅含量最大,地下部分的铅含量显著大于地上部分,钙质紫色土中各器官的铅吸收量小于其他土壤; 不同铅处理水平下,巨桉幼苗均表...

【目的】分析持续干旱胁迫环境中不同产地黄栌幼苗叶功能性状的变异规律及差异,并探究产地地理-气候因子对叶功能性状变异的影响。【方法】采用田间模拟试验方法,选取来自5个产地的黄栌1年生幼苗作为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75%～80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55%～65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35%～45%)3个土壤水分含量梯度,分析干旱胁迫、产地及其二者的交互作用对叶功能性状的影响,并结合主成分分析(PCA)和冗余分析(RDA)分别研究产地分布与地理-气候因子的关系以及产地地理-气候因子对叶功能性状变异程度(TVD)的影响。【结果】(1)干旱胁迫对幼苗叶功能性状均具有显著影响。其中,SS环境中,叶绿素含量(LChl)、叶相对含水量(RWC)、比叶面积(SLA)和叶片面积比例(LAR)分别比对照低17.61%(P

【目的】本研究探讨不同产地黄栌苗木叶片气体交换特性对土壤水分胁迫的短期响应特点及规律。【方法】采用田间模拟试验,选取北京西山、山东泰山和山西绛县3个产地的1年生黄栌幼苗为供试材料,设置对照(CK,土壤田间持水量的75%~80%)、中度胁迫(MS,土壤田间持水量的55%~65%)和重度胁迫(SS,土壤田间持水量的35%~45%)3个水分梯度,利用LI-6400便携式光合测定系统和SPSS 20.0统计分析软件测定和拟合幼苗成熟叶片的光响应曲线(Pn-PAR)及CO2响应曲线(Pn-Ci),根据非线性最小二乘法的Levenberg-Marquardt迭代原理计算各光合参数。【结果】1)黄栌幼苗的C...

采用液培方法研究了不同番茄品种在低磷胁迫下根系及生理学的适应特征。结果表明:低磷胁迫导致植株根/冠比增加,不同番茄品种的磷营养效率的差异主要表现在磷的吸收能力,而不是磷素分配和利用率。低磷胁迫下,耐低磷番茄品种的侧根平均长度要高于低磷敏感品种;不同番茄品种在低磷胁迫下酸性磷酸酶活性上升幅度存在显著差异,随着磷胁迫强度的增强,耐低磷品种的酸性磷酸酶的上升幅度高于低磷敏感品种;耐低磷番茄品种在低磷胁迫下具有小的Km和Cmin,说明这两个指标是番茄在磷胁迫下较为敏感的生理指标。

以伊桐2年生实生苗为研究材料,对其进行良好水分处理(100%田间持水量)、干旱处理(50%田间持水量)和0.1 mol/L盐溶液处理,比较伊桐幼苗的形态生长、生物量分配、光合色素含量、抗氧化酶活性及可溶性渗透调节物质等生长特性和生理生化特性对干旱胁迫与盐胁迫的响应差异。结果表明:①土壤干旱胁迫与盐胁迫在一定程度上降低了植株叶片相对含水量,影响了伊桐幼苗的形态生长,减少了其生物量积累,增加了胡萝卜素含量,从而减小了光合叶绿素含量,增加了植株抗氧化系统的活性及渗透调节物质的含量。②伊桐幼苗形态生长及生理生化特性对土壤干旱胁迫和盐胁迫的响应存在一定的差异:伊桐幼苗受盐胁迫的不良影响要大于干旱胁迫,说...

土壤水分是影响植物生长发育和形态建成的重要因子之一,缺水对植物生产的负面影响已成为林业可持续发展的一个主要问题。为探究不同基质条件下黄檗幼苗对水分胁迫的响应,本研究以3年生黄檗幼苗为对象,在腐殖土、壤土和砂壤土基质中分别进行控水试验,水分梯度分别设置为CK(正常供水,80%田间持水量)、T1(轻度胁迫,60%田间持水量)、T2(中度胁迫,40%田间持水量)和T3(重度胁迫,20%田间持水量),测定幼苗苗高、地径、叶面积和生物量分配等指标。结果表明:胁迫60 d后,3种土壤基质中黄檗幼苗的苗高、地径和冠面积均随水分胁迫强度增加而降低(P

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...

采用营养液培养方法,以1/2单位日本园试配方为基本营养液,在温室内培养黑籽南瓜(Cucurbita ficifoliaB.)幼苗,测定正常供磷处理和缺磷胁迫下黑籽南瓜幼苗在根系生长、根系形态和根系分泌物等方面的差异,以期为南瓜磷高效种质创新和耐低磷机制研究提供理论依据。结果表明,缺磷胁迫后21 d,黑籽南瓜幼苗地上部生物量显著降低,根系生物量与正常供磷处理相比没有明显差异,根冠比增大;总根长和根表面积显著增加,根数、根横径和根体积与正常供磷处理相比没有明显的差异;根系吸磷量和磷转运率下降,根系吸磷量占总吸磷量的百分数增加,根系磷利用效率显著增高。总根长和根表面积增加可能与其磷吸收效率密切相关,...

【目的】研究短期低氧胁迫对水稻幼苗根系生长、呼吸功能和氮代谢的影响，探讨短期低氧胁迫影响水稻幼苗根系形态、分蘖、生物量的积累、根系呼吸强度以及氮代谢的生理机制，并分析低氧胁迫对水稻幼苗根系功能和氮代谢相关酶活性的影响，为探明低氧胁迫对水稻幼苗的伤害及其保护机制奠定基础。【方法】正式试验于２０１５年在中国水稻研究所网室进行。采用国际水稻研究所营养液配方进行水培试验，以春优８４和秀水０９为材料，移栽行间距为２０ ｃｍ，移栽７ ｄ后利用在线溶氧仪设定２个氧浓度：低氧（０—１ ｍｇ·Ｌ－１）和对照（常规水培，不进行氧调节，水稻在自然状态下生长），处理时间为１２ ｄ。采用便携式溶氧仪（ＨＡｃＨＨＱ３０ｄ．．．

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,...

【目的】探讨番茄体内多胺代谢与抗旱性的关系,为植物抗旱性的深入研究提供理论依据。【方法】以番茄幼苗为材料,用不同质量浓度(0(CK),50,75,100 g/L)的聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫,研究不同水分胁迫条件下番茄幼苗叶片和根系中多胺代谢的变化。【结果】水分胁迫影响番茄幼苗叶片和根系中的多胺代谢,随胁迫时间的延长,番茄幼苗叶片和根系中游离态腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)及精氨酸脱羧酶(ADC)、鸟氨酸脱羧酶(ODC)、多胺氧化酶(PAO)活性均呈先上升后下降的趋势,且除PAO外上升幅度随胁迫程度加重而增大。番茄幼苗叶片和根系中ADC、ODC活性与Put含量极显...