干旱胁迫对小麦幼苗抗氰呼吸和活性氧代谢的影响_吴强
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干旱胁迫对小麦形态与生理指标及产量影响的研究进展鲁英超李娜姜颖*(宿州学院,安徽宿州234099)摘要干旱胁迫可影响作物生长发育、限制农业生产、侵蚀全球粮食安全并威胁作物可持续发展。
小麦作为皖北地区主要的粮食作物,在生长发育过程中常会遭受干旱胁迫的影响。
干旱是影响小麦产量及品质的主要非生物胁迫因子之一,小麦在应对干旱胁迫时的抗旱机制相对复杂。
本文从形态指标、光合作用、抗氧化酶活性、渗透调节物质、内源激素表达水平、基因表达情况、产量和品质等方面介绍干旱胁迫对小麦的影响,以期为小麦抗旱性的生理机制和分子机制研究提供理论基础。
关键词小麦;干旱胁迫;形态指标;生理指标;产量中图分类号S512.1文献标识码A文章编号1007-5739(2023)16-0010-04DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2023.16.003开放科学(资源服务)标识码(OSID):干旱胁迫被认为是影响作物生长发育、限制农业生产、侵蚀全球粮食安全并威胁作物可持续发展的非生物胁迫之一[1]。
作物产生一系列胁迫反应或表型变化,且已经进化出各种生理生化和分子机制来适应或避免不利环境条件的影响。
干旱胁迫改变作物根系形态而使根系细胞很难吸收水分,叶片气孔关闭,叶片相对含水量降低,从而影响作物的光合作用,导致活性氧(ROS)的产生和氧化应激反应[2],进而限制生物量的积累,导致产量和品质下降。
为了适应干旱胁迫的影响,作物已经形成了复杂的机制,通过长期进化改变自身形态、积累大量渗透调节物质、产生抗氧化酶并参与相关的ROS清除机制以保护细胞膜免受胁迫引起的氧化损伤、改变内源激素水平并调控相关抗性基因的表达[3]。
小麦作物价值较大,在世界主要农作物中排名第三,仅次于水稻和玉米,占世界谷物产量的30%左右,它是碳水化合物和蛋白质的重要来源,满足了世界21%人口的需求[4]。
小麦是我国重要的粮食作物之一,主要分布在水资源相对匮乏的干旱和半干旱地区,制约了小麦的产量。
干旱胁迫对风箱果幼苗生长、光合生理和抗氧化酶活性的影响殷东生;魏晓慧【摘要】以1年生风箱果幼苗为材料,设置对照(CK)、轻度干旱胁迫(W1)、中度干旱胁迫(W2)和重度干旱胁迫(W3)等4种处理,研究不同干旱胁迫对幼苗的生长表现、生物量积累、光合生理特征和抗氧化酶活性等的影响.结果表明:W1处理对幼苗的生长和生物量积累影响较小,W2处理和W3处理显著抑制了幼苗的生长和生物量的积累,特别是W3处理,苗高和地径比CK分别减少了71.4%和77.8%,根、茎、叶和总生物量比CK分别减少了33.3%、75.0%、69.2%和57.6%;光合生理参数和抗氧化酶活性均随干旱胁迫加剧呈先增大后减小的趋势,W1处理最大;W1处理对丙二醛(MDA)质量摩尔浓度和细胞膜相对透性影响较小,W2处理和W3处理影响显著增大.风箱果幼苗能够适应轻度干旱胁迫,中、重度胁迫下生长和光合能力均受到抑制,抗氧化酶系统遭到破坏.【期刊名称】《东北林业大学学报》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】5页(P26-29,34)【关键词】风箱果;干旱胁迫;生长性状;生物量积累;光合生理;抗氧化酶活性【作者】殷东生;魏晓慧【作者单位】黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨,150081;东北林业大学【正文语种】中文【中图分类】S793.9水是有机体中不可或缺的生命物质,是植物养分吸收、分配及产量形成的动力源泉,对植物生长发育起到重要的调控作用[1]。
目前水资源日益紧缺,干旱成为限制植物生长发育的重要因素之一[2]。
由于城市化的快速发展,面临着日益突出的缺水问题,同时,城市绿地面积又不断增大,管护需要消耗大量的水资源,城市内的植物面临着严重的水分亏缺问题,导致生长较差,死亡率增大,限制了园林植物美化环境功能的发挥。
因此,研究园林绿化植物对土壤水分变化的适应性具有重要的实践意义[3]。
我国的相关研究主要集中在果树和农作物的干旱胁迫上,对园林绿化植物的干旱胁迫研究还很少。
2013-2014学年上学期植物生理学实验科技论文题目干旱胁迫对小麦生理生化指标的影响姓名曾克英学号114120243院、系生命科学院学院专业应用生物教育(A)班二0一三年六月干旱胁迫对小麦生理生化指标的影响曾克英(11级应用生物教育(A)班,学号114120243)摘要:本实验选用小麦种子作为实验材料,测定其抗旱指标并对其抗旱性评估,所有抗旱指标均采用紫外分光光度计测定其在细胞内的含量;实验结果表明,聚乙二醇模拟干旱对小麦幼苗脯氨酸、可溶性糖和丙二醛、过氧化氢、抗氧化酶系统、谷胱甘肽、ASA 含量均明显增加,表现出不同程度的抗旱效应。
关键词:小麦;干旱胁迫;发芽率;生理生化指标Abstract:This experiment selects the wheat seeds as experiment material,determination of the drought index and the drought resistance evaluation,drought indexes are all using uv spectrophotometer to determine the content of its inside cells;The experimental results show that the drought of polyethylene glycol wheat seeding proline,soluble sugar and malondialdehyde,hydrogen peroxide,antioxidant enzyme system,glutathione,ASA content were significantly increased,showed different degrees of drought resistance effect.Keywords: wheat;drought stress;germination rate;physiological and biochemical index在各种非生物环境胁迫因子中,干旱是导致作物产量下降最主要的环境胁迫因子。
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。
2014-2015学年上学期植物生理学实验科技论文题目干旱胁迫对小麦生理生活指标的影响姓名张蓉娜学号124120249院、系生命科学学院应用生物教育专业12 应用生物教育A班任课教师李忠光(教授)二0一四年十二月干旱胁迫对小麦生理生化指标的影响12应用生物教育A班张蓉娜 124120249 摘要:干旱胁迫是影响小麦产量的重要胁迫因素,而干旱胁迫对小麦生理生化指标有显著影响。
通过对干旱胁迫下的小麦幼苗与正常小麦幼苗中的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、还原型谷胱甘肽(GSH)的提取与含量测定分析,实验结果表明:干旱胁迫下的小麦幼苗的脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、还原型谷胱甘肽(GSH)的含量均比正常小麦幼苗的含量高,证明干旱胁迫对小麦生理生化指标有影响。
关键词:干旱胁迫、小麦、生理指标引言:目前全球干旱、半干旱地区约占土地总面积的36%,占耕地面积的43%,大多数国家都面临水资源危机,我国也不例外[1]。
干旱在我国分布广泛,一年四季均有可能发生,对农业生产影响十分严重。
小麦是世界上仅次于玉米的第二大粮食作物,世界上约有70%的小麦播种面积分布在干旱、半干旱农业区[2]。
如果干旱发生在小麦开花期或者灌浆期,就会导致其灌浆期减短、产量严重减少[3]。
其在生长过程中,经常会受到干旱的影响,在世界范围内,由于水分所造成的减产,可能要超过其他因素所导致的产量损失总和[4]。
由于环境污染导致可利用水资源大大减少,干旱现象日益严重。
因此,研究干旱胁迫对小麦的生理生化指标的影响,提高小麦的抗旱性能、提高小麦产量具有重要意义。
1材料与方法:1.1实验材料:小麦种子和玉米种子1.1.1材料处理:小麦和玉米种子吸胀12h后即可用于测定种子发芽率的实验。
选取长势一致的小麦幼苗做干旱5天处理。
干旱胁迫对小麦幼苗几个主要生理生化指标的影响摘要:以室内自己种植的小麦幼苗为试材,研究不同程度的干旱胁迫处理对小麦生理生化指标的影响.本实验以大分子PEG作为干旱渗透调节物质,结果表明:随着PEG浓度的增大,下麦叶片的相对电导率、超氧化物歧化酶、丙二醛含量增加,质膜遭到损害,大量离子外渗,脯氨酸含量增加。
关键字:干旱胁迫电导率丙二醛脯氨酸谷胱甘肽引言干旱是限制作物产量的非生物因素中造成损失最大的因素,我国大部分地区水资源极其匮乏,农业用水很贫乏,尤其在西北干旱区,植物常常会遭遇干旱胁迫时,在干旱胁迫下植物细胞内会积累大量活性氧,细胞膜发生膜脂过氧化,膜透性增大。
干旱胁迫后,SOD、POD和CAT等组成的保护酶系在清除活性氧、保持细胞膜稳定性方面起着重要的作用。
植物体内游离脯氨酸和可溶性蛋白可作为胞质渗压剂也对低温胁迫下的植物细胞起保护作用。
本试验进一步证实了前人研究的结果,同时发现干旱胁迫对细胞膜透性的影响较少。
1试验材料与方法1.1试验材料学生宿舍自己种植的小麦,实验测定开始半月前播种,0.05mol/L磷酸缓冲溶液、核黄素溶液、氮蓝四唑溶液、反应混液(PBS)、甲硫氨酸溶液、EDTA-Na2合液、磷酸缓冲液、酸性茚三酮溶液,3%磺基水杨酸、冰醋酸、甲苯、磷酸、10%TCA、0.67%TBA等。
1.2试验设计选择10%PEG6000,20%PEG6000对小麦幼苗进行处理。
本次试验设计了三个处理,分别是用10%PEG6000,20%PEG6000和清水三个处理,其中每个处理小麦浇灌20ml。
每个处理3次重复。
清水和不同浓度的PEG溶液在试验指标测定前一天浇灌,即处理时间为24小时。
表1 实验的不同处理试验编号CK T1 T2试验处理浇灌清水10%PEG6000 20%PEG60001.3试验方法实验小麦经过干旱胁迫处理后,植物细胞组织的膜透性发生变化,通过超氧化物歧化酶(SOD)的活力测定,脯氨酸(Pro)含量测定,以及丙二醛(MDA)含量的测定,间接的判断植物在干旱胁迫下生理生化的变化。
干旱胁迫对小麦的生理生化化指标的影响摘要:研究干旱胁迫对小麦生理生化指标脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽(GSH)、可溶性糖(WSS)的含量的影响。
结果表明干旱对这些生理生化指标的含量都有影响,经干旱胁迫后Pro、MDA、H2O2、PPO、GSH、WSS的含量显著升高,且Pro和PPO的含量升高的幅度极显著。
只有POD的含量经干旱胁迫后呈下降趋势。
从总体上看,经胁迫后的小麦抗逆性强于正常生长的小麦。
关键词:小麦、干旱、Pro、MDA、H2O2、PPO、GSH、WSS、POD 植物体生存在自然环境中,由于自然环境是个变数,其水热条件随时都变化,对植物多少会产生一些影响。
凡是对植物产生伤害的环境都被称为逆境,也称胁迫。
干旱也属于逆境,水分在植物的生命活动中占主导地位,大多数植物遭受干旱逆境后各个生理过程都会受到不同程度的影响。
植物的生长主要是叶的生长,但Hsico等(1987年)指出,叶的扩展生长对缺水最为敏感,轻微的胁迫就会使其受到明显限制。
扩展生长不论是细胞分裂分化或体积扩大,都同时依赖于水的吸收、溶质的积累和胞壁的松驰。
任何能直接或间接影响三者之一的因素均能影响生长。
当植物受到逆境胁迫时,会采取一定的措施来抵抗不良环境,比如生理生化指标Pro、MDA、H2O2、PPO、GSH、WSS、POD等发生变化。
小麦是世界上仅次于玉米的第二大粮食作物,也是我国北方主要的粮食作物之一。
世界上约有70%的小麦播种面积分布在干旱、半干旱农业区。
其在生长过程中,经常会受到干旱的影响,在世界范围内,由于水分所造成的减产,可能要超过其他因素所导致的产量损失总和。
,干旱胁迫下小麦的生理生化特性差异被认为是小麦抗旱性差异的内在原因。
本次实验是研究吸胀12小时萌发一周后,干旱处理5天的小麦其生理生化指标含量的变化,这可以为抗旱研究作出一点贡献。