喷施外源EBR和H2O2对低温胁迫烟苗恢复生长期生理特性的影响

  目的  探讨表油菜素内酯（EBR）和过氧化氢（H₂O₂）对低温胁迫后烟草幼苗生理和生长特性的影响。  方法  以烤烟品种K326为材料,研究低温胁迫后喷施外源表油菜素内酯（EBR,0.01 mg/L）和过氧化氢（H₂O₂,340 mg/L）对烤烟苗期抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性、渗透调节物质、丙二醛（MDA）和生物量的影响。  结果  （1）烟草苗期低温胁迫（CK1）4 d与正常生长（CK2）烟株相比SOD活性降低,POD、CAT活性升高,MDA、可溶性糖和脯氨酸含量上升,可溶性蛋白含量下降,生物量降低;（2）低温胁迫结束后,喷施外源EBR（T1）和H₂O₂（T2）相比低温对照（CK1）,恢复生长12 d烟苗SOD、POD、CAT活性分别提高61.87%和47.37%、239.06%和193.11%、168.07%和139.63%,MDA含量分别降低60.00%和50.00%,渗透调节物质含量和生物量显著增加;（3）喷施外源EBR（T1）和H₂O₂（T2）与正常生长（CK2）烟株相比,在恢复生长8 d和12 d时SOD、POD、CAT活性与可溶性糖含量无显著差异,MDA含量降低,脯氨酸含量显著上升。  结论  喷施外源EBR（0.01 mg/L）和H₂O₂（340 mg/L）能加快低温胁迫后烤烟K326幼苗的生理和生长恢复进程。      

干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响

  目的  为明确干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理基础的影响。  方法  采用盆栽试验方法,以耐旱型烤烟品种“豫烟6号”和水分敏感型“豫烟10号”为试验材料,设置正常供水、轻度干旱、中度干旱、轻度干旱后复水和中度干旱后复水5个处理,比较分析干旱胁迫后复水对烤烟生长及其生理特性的影响。  结果  （1）随着干旱的加剧,两个烤烟品种生长受到抑制,生理性能下降,株高、茎围、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积、有效叶片数、根系干重和单株干重均降低或显著降低,叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）、PSII最大光能转化效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（Φ_PSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）均显著降低,而非光化学猝灭系数（NPQ）、胞间二氧化碳浓度（C_i）、丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均显著增加;与正常供水相比,豫烟10号在干旱胁迫下各指标变化幅度大于豫烟6号,对干旱较敏感。（2）干旱胁迫后复水,与干旱处理结束时相比,两个烤烟品种生长得到明显恢复,光合作用增强,抗氧化系统平衡得到明显改善。豫烟10号在干旱胁迫后复水各指标变化幅度均大于豫烟6号,干旱胁迫后复水恢复较好。  结论  在干旱胁迫下,两个烤烟品种的生长和生理性能均受到不同程度的抑制,且均与正常供水处理间差异显著;复水后,两个烤烟品种的生长及其生理性能均得到不同程度的恢复,其多数指标均以中度干旱胁迫后复水处理恢复较好,且与正常供水处理无显著差异。      

干旱胁迫下外源ALA对烤烟幼苗光合特性和抗氧化能力的影响

为进一步探究外源5-氨基乙酰丙酸（ALA）对干旱胁迫下烟草幼苗抗旱能力的作用机理,以烤烟品种豫烟10号幼苗为试验材料,采用营养液培养的方法,研究叶面喷施不同浓度的（0~80 mg/L）外源ALA对干旱胁迫下烤烟幼苗烤烟光合特性和抗氧化能力的影响。结果表明干旱胁迫下烤烟叶片细胞活性氧和硫代巴比妥酸（TBARS）含量增加,叶绿体遭到破坏,光合速率降低,植物生长受到抑制。干旱胁迫下外源ALA能够显著降低烤烟叶片活性氧水平,提高抗氧化酶活性,以喷施20 mg/L ALA效果最为显著。其中与PEG处理相比,净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）分别提高96.19%、96.79%和132.43%,抗氧化物酶（SOD、POD、CAT、APX）活性分别提高49.05%,61.97%,64.17%和70.08%。喷施适宜浓度的外源ALA可有效提高烤烟叶片光合特性和抗氧化能力,缓解活性氧伤害,从而增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力。     

叶面喷施2,4-表油菜素内酯对烟草抗旱性的影响

为探讨外源2,4-表油菜素内酯（EBR）增强烟草幼苗抗旱能力的作用机理,以不同抗旱性烟草品种豫烟12号和豫烟10号为材料,采用水培法,研究干旱胁迫下叶面喷施外源EBR对烟草幼苗的影响。结果表明,干旱胁迫下,豫烟12号和豫烟10号幼苗生长受到抑制,叶片细胞活性氧和MDA含量增加,叶绿素遭到破坏,光合速率降低。喷施外源EBR能够显著促进干旱胁迫下烟草幼苗的生长和根系发育,叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性提高,O₂^-产生速率和MDA含量降低,同时增加了叶绿素的含量,提高了光合速率。与豫烟12号相比,干旱对豫烟10号的影响较大,而喷施外源EBR均能降低干旱对两品种幼苗的伤害。喷施外源EBR能够促进根系形态发育,提高抗氧化酶活性,降低活性氧积累和膜质过氧化水平,提高光合能力,增强烟草的抗旱能力。     

外源添加麝香草酚提高烟草幼苗抵御盐胁迫机理的研究

  目的  土壤中盐分含量过高严重影响植物生长,引起盐胁迫。为探寻可以提高烟草耐盐性的外源缓解物质,课题组前期筛选了大量化合物,选用缓解效果最优的麝香草酚进行耐盐胁迫机理的研究。  方法  以烤烟K326为材料,对烟草根尖进行根尖细胞死亡的鉴定和钠钾离子流速的测定,并结合烟草幼苗根长、活性氧含量、抗氧化酶含量等生理指标,探究麝香草酚缓解烟草幼苗盐胁迫的机理。  结果  （1）添加麝香草酚显著降低了盐胁迫对烟草幼苗根系生长的抑制。（2）麝香草酚降低了盐胁迫下植株体内H₂O₂和MDA的积累、缓解了盐胁迫造成的根尖细胞死亡。（3）麝香草酚缓解了盐胁迫造成的Na+吸收和K+外排。  结论  外源添加麝香草酚可以通过降低H₂O₂造成的氧化损伤,维持细胞内钠钾离子平衡来缓解盐胁迫对烟草幼苗的伤害。      

外源甜菜碱及水杨酸对锰胁迫下烟草生理特性的影响

  目的  筛选最佳缓解锰胁迫的外源物质的浓度, 探究其对锰胁迫下烟草生理特性的影响。  方法  采用500 mg/kg的一水合硫酸锰（MnSO₄·H₂O）对盆栽烤烟进行胁迫试验,设置不同浓度的外源甜菜碱及水杨酸进行缓解试验,测定锰胁迫及外源物质作用下烟叶的锰含量、相对电导率及丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量及活性氧产生速率。  结果  锰胁迫下,锰含量、相对电导率及丙二醛含量、抗氧化酶活性、渗透调节物质及活性氧均显著提高,施用外源甜菜碱及水杨酸后以上指标会显著降低。其中,当施用的甜菜碱浓度为0.20 mol/L、水杨酸浓度为150 mg/L时,锰积累量、相对电导率、丙二醛含量及过氧化氢酶活性均达到最低水平,与锰胁迫下的水平达到显著差异;可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量在甜菜碱浓度为0.15 mol/L时达到最低水平。  结论  综合分析表明,当施用的外源甜菜碱浓度为0.20 mol/L、水杨酸浓度为150 mg/L时对烟草锰胁迫的缓解效果较佳。      

外源亚精胺对渗透胁迫下烤烟幼苗生长及生理特性的影响

为揭示干旱胁迫下外源亚精胺(Spermidine,Spd)对植物生长的缓解作用机制,通过实验室水培试验,采用营养液水培法,以烤烟品种豫烟6号为供试材料,研究了利用聚乙二醇(PEG-6000)模拟的渗透胁迫下喷施不同浓度的外源亚精胺(0、0.2、0.4和0.6 mmol·L-1)对烤烟幼苗生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性、叶绿素相对含量(SPAD值)和光合荧光特性的影响。结果表明,渗透胁迫抑制了烤烟幼苗的生长,叶面喷施外源亚精胺能显著增加渗透胁迫下烤烟幼苗的生物量、根长、根表面积、根平均直径和根尖数,增加超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低O_2·-产生速率和丙二醛(MDA)含量(质量分数),提高叶绿素相对含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Φ_(PSⅡ))和光化学猝灭系数(qP),降低了胞间二氧化碳浓度(C_i)和非光化学猝灭系数(NPQ);且以0.4mmol·L~(-1)Spd处理效果最佳。因此,外源亚精胺能有效提高渗透胁迫下烤烟幼苗的抗氧化能力,降低活性氧自由基的积累以维持细胞膜稳定,促进根系发育,提高光合电子传递效率,增强光合作用能力,从而缓解渗透胁迫对烤烟幼苗的伤害。     

低温胁迫对烤烟幼苗光合荧光特性及叶片结构的影响

为探明苗期烟草响应低温胁迫的光合生理机制,对烤烟品种红花大金元和K326进行了低温胁迫0 h（CK）、3 h、6 h、12 h、24 h和48 h处理,研究了低温胁迫对光合作用参数、叶绿素荧光参数、叶片组织结构和叶绿体超微结构的影响。结果表明:低温胁迫下,叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）和蒸腾速率（Tr）显著降低,水分利用效率（WUE）和气孔限制值（Ls）显著升高;非光化学猝灭系数（NPQ）显著升高,PS Ⅱ最大光化学效率（Fv/Fm）、PS Ⅱ潜在活性（Fv/Fo）、PS Ⅱ有效光化学量子效率（Fv'/Fm'）、PS Ⅱ实际光化学量子效率（Φ_{PS Ⅱ}）、光合电子传递效率（ETR）和光化学猝灭系数（q_P）显著降低;冷敏感品种K326叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度和栅栏组织/海绵组织比显著降低,叶片细胞发生质壁分离,叶绿体发生形变,基粒片层排列松散,淀粉粒增大,嗜锇颗粒增多。低温胁迫下,红花大金元较K326具有较强的耐受性,苗期烟草叶片厚度减小和叶绿体超微结构受损是导致光能转化效率和净光合速率降低的主要原因。      

外源添加肉桂醛提高烟草幼苗抵御盐胁迫机理的研究

  目的  为了探究添加肉桂醛对Na₂SO₄胁迫下烟草幼苗生长的影响机制。  方法  以烤烟K326为材料,在烟草幼苗期用不同浓度的Na₂SO₄和肉桂醛进行处理,结合烟草幼苗根系发育状况、活性氧含量、抗氧化酶活性及相关基因表达量等指标进行分析。  结果  Na₂SO₄浓度越高,对烟草生长的抑制作用越明显,烟苗根系发育越缓慢,H₂O₂积累越多;75 mmol/L Na₂SO₄胁迫下,0~25 μmol/L肉桂醛可以促进烟草幼苗根系生长,降低H₂O₂和MDA含量,诱导降低SOD和POD的酶活,提高CAT酶活,从而提高幼苗的抗氧化能力,增强烟苗的抗盐能力。  结论  在烟草幼苗阶段,20 μmol/L的肉桂醛可以有效提高烟草幼苗对75 mmol/L Na₂SO₄的抵抗能力,主要通过促进根系发育,调节活性氧含量,诱导抗氧化物质活性变化,缓解盐胁迫的抑制作用。      

酸胁迫对烤烟幼苗根系形态、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响

  目的  研究酸胁迫对不同烤烟品种幼苗生长的影响。  方法  以云烟116和云烟87为试验材料,采用水培研究不同酸度（pH 4.0、pH 5.0和pH 6.0）对烤烟幼苗根系、叶片亚细胞结构及生理生化指标的影响。  结果  相较于对照（pH 6.0）,酸胁迫条件下,烤烟幼苗根系活力降低,根系发育缓慢甚至受到抑制;叶绿体和线粒体受到不同程度的损伤;丙二醛（MDA）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的活性均增加。相较于pH 5.0,处理6 d后,pH 4.0处理烤烟幼苗根系长度、根系表面积、根系体积和根尖数均下降;叶绿体膨胀变形,基粒片层扭曲,线粒体空洞化,无结构清晰的嵴,MDA含量增加,SOD、POD和CAT的活性均降低。  结论  酸胁迫抑制烤烟幼苗根系发育,损伤叶片亚细胞结构及抗氧化酶系统,且随着pH下降,烤烟幼苗受损程度更高。云烟116受到酸胁迫影响较大,云烟87表现出较强的耐酸性。      

干旱及复水对油菜苗期光合及叶绿素荧光特性的影响

以西藏当地推广的油菜代表品种芥菜型油菜（Brassica juncea L.）年河1号、白菜型油菜（Brasscia rapaL.）青油17号和甘蓝型油菜（Brasscia napus L.）藏油5号为材料,设置持续干旱1周和2周的2个干旱处理及干旱后复水1周、2周、3周的3个时期,研究苗期干旱及复水对油菜光合及荧光特性的影响。结果表明：（1）干旱胁迫造成油菜实际光化学效率（ФPSⅡ）、表观光合电子传递速率（ETR）、光化学淬灭系数（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）均下降,且随干旱时间延长而降低。PSⅡ反应中心完全关闭时荧光产量（Fm）、最小荧光（Fo）随干旱时间延长而升高。PSⅡ原初光能转化效率（Fv/Fm）、PSⅡ的潜在活性（Fv/Fo）相对变化小,下降不显著。（2）干旱后复水1～2周时,油菜气体交换参数较前期干旱处理均有升高,复水2周后升高幅度大于1周,尤其是干旱2周处理后复水时参数值大幅度升高;复水3周时,油菜气体交换参数呈下降趋势,净光合速率明显下降。（3）干旱后复水1～2周时,油菜ФPSⅡ、ETR、qP值较对照均有升高,复水1周后较2周后的升高幅度大,尤其是干旱2周处理后复水时,它们的升高幅度大于干旱1周处理后复水的情形;Fm、Fo较对照仍有升高,复水3周各荧光参数值下降。复水后Fv/Fm、Fv/Fo值变化相对较小。     

干旱胁迫对不同烟草品种光合生理特性的影响

为了解不同烤烟品种在干旱胁迫条件下光合生理特性的差异,采用盆栽试验比较了韭菜坪2号、黔西1号、毕纳1号、云烟87、云烟97共5个烤烟主栽品种在轻度和重度干旱条件下叶片净光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、蒸腾速率的变化情况及其与抗旱性的关系.结果表明,在重度干旱胁迫下,各烤烟品种的净光合速率平均下降了48.5%,胞间CO₂浓度提高了80.9%,蒸腾速率降低了33.6%,气孔导度降低了72.7%.5个烤烟品种中,黔西1号和云烟97光合速率下降幅度小,对水分胁迫的忍耐力较强,表现出较好的抗旱性.     

外源生长素对烤烟幼苗生长发育的影响

采用水培试验,研究了不同浓度（5、10和20 nmol/L）外源生长素（IAA）对烤烟幼苗生长、光合特性及内源IAA的影响。结果表明,与对照相比,外源IAA处理显著提高了烤烟幼苗根系和地上部生物量,10 nmol/L处理较对照增幅分别为89.43%和73.91%;不同浓度IAA处理的烤烟幼苗根系总长度、总表面积和体积均不同程度的增加,其中10 nmol/L处理增加显著,而不同处理烟苗根系平均直径差异不显著;不同浓度IAA处理显著提高了烤烟幼苗叶片净光合速率和气孔导度,而胞间CO₂浓度、蒸腾速率和气孔限制值差异不显著;外源IAA处理显著提高了烤烟幼苗根系和地上部内源IAA的含量。由此推论,外源生长素的施用促进了烤烟幼苗生长素的地上部合成以及向根系的极性运输,从而促进了烟苗生长发育。     

接种丛枝菌根真菌对烤烟叶片光合特性的影响

为调查AM真菌在连作条件下对烤烟生长的影响,采用盆栽试验研究了接种AM真菌对烤烟农艺性状、干物质积累及叶片气体交换参数、叶绿素、叶绿素荧光参数的影响。结果表明,接种菌根后移栽烟苗,烤烟生物量显著提高,但不同时期烤烟农艺性状、根冠比因菌种有所差异。与对照相比,接种后烤烟叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿素a/b、PSII原初光能转换效率、最大相对电子传递速率和半饱和光强都有所提高,而胞间CO₂浓度与气孔限制值变化不明显,总叶绿素、类胡萝卜素及叶绿素a、b含量和PS II潜在活性则因菌种存在一定差异,但初始斜率有所降低。表明接种AM真菌能增强烤烟叶片PSII反应中心活性,使烤烟的光合机构更耐强光,更有利于植株进行光合作用,但不同AM真菌促进烤烟生长的作用效果不同。     

不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性对套作遮荫的响应

选用4个耐荫性有差异的大豆品种为材料,通过与单作比较,研究了套作遮荫时不同大豆品种幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的差异。结果表明,套作遮荫提高了大豆叶片叶绿素含量、总叶绿素与类胡萝卜素比值（Chl（a＋b）／Car）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、水分利用效率（WUE）、叶片初始荧光（Fo）、PSⅡ有效光化学量子产量（Fv′／Fm′）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）;使叶绿素a与叶绿素b比值（Chla／b）、类胡萝卜素（Car）含量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、气孔限制值（Ls）、蒸腾速率（Tr）、PSⅡ最大光化学量子产量（Fv／Fm）、光化学荧光猝灭系数（qP）、非光化学荧光猝灭（NPQ）呈减小趋势。套作遮荫降低了大豆地上部分干物质积累量,其干物质积累量与Pn呈极显著正相关。耐荫性相对较好的材料,如贡选1号和南豆12在套作遮荫下Pn下降较少,且有着相对较高的Chlb、Car分子组成比例、Fo和Fv／Fm。