番茄作为重要的蔬菜作物之一,鉴定番茄种质资源的抗旱性及筛选抗旱番茄种质资源对番茄育种具有重要意义.本研究利用12.5％PEG-6000溶液对92份番茄种质资源进行干旱胁迫处理,测定发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、根长、芽长等6个抗旱性相关指标,运用相关性分析、主成分分析、隶属函数法和聚类分析进行番茄萌发期抗旱性评价及筛选.结果表明,干旱胁迫下6个指标均显著降低,其中活力指数和发芽势降低最大.通过主成分分析将6个指标转化为2个新指标,累计贡献率达86.657％.基于相关性和主成分分析,筛选出发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数作为萌发期抗旱性鉴定的主要指标,利用隶属函数法结合聚类分析将番茄种质资源分为4类,其中抗旱型19份、较抗旱型41份、较敏感型18份、敏感型14份;通过增大、减小PEG-6000溶液浓度,进一步筛选出抗旱性强的密植红番茄和锦农矮秧两个品种,敏感性强的北京早红和大红袍两个品种.本研究结果可为番茄种质资源的抗旱性研究提供理论基础.

植物生长调节剂5-羟色胺(5-HT,5-hydroxy-tryptamine)已应用于农业生产,以提升作物抗旱性,然而其转录水平的分子机制尚不清楚.本研究通过转录组测序、内源激素水平和抗氧化酶活性的综合评价,探讨模拟干旱胁迫下蜡杨梅幼苗响应外源5-羟色胺的生理和分子影响机制.结果表明,50μmol/L的5-HT处理显著提高了蜡杨梅根系中脱落酸和茉莉酸含量,而100 μmol/L的5-HT处理的结果则刚好相反.50 μmol/L的5-HT处理诱导丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性显著升高,而过氧化氢含量则显著降低.基于上述两种浓度水平的5-羟色胺处理基因集富集分析结果表明,差异表达基因集主要包括抗氧化酶活性、氧化还原酶活性、生长素和赤霉素介导信号传导、细胞壁生物合成、木聚糖生物合成、果胶代谢、次生代谢物生物合成、苯丙烷和半乳糖醛酸代谢等.与抗氧化酶活性及激素代谢相关的差异表达基因主要为PER、LAC、DHAR和PIN等.通过加权基因共表达网络分析发现8个共表达基因模块与5-羟色胺及干旱胁迫显著相关,其中枢纽基因KAB1218346.1(LOX3)、KAB1219593.1(WRKY53)和KAB1217691.1(CZF1)主要参与激素代谢和转录调控,上述关键基因及其分子调控机制将是今后研究的重要对象.

目的:研究干旱胁迫对4种毛茛科植物光合生理指标的影响,为其引种驯化提供重要依据.方法:以4种毛茛科植物为试验材料,试验分为对照(CK)、轻度干旱(D1)、中度干旱(D2)和重度干旱(D3)4个梯度处理,通过干旱胁迫对4种毛茛科植物光合特性的影响判断植物干旱耐受性.结果:随着干旱胁迫加剧,毛茛、猫爪草、天葵叶片叶绿素a(Chla)含量、叶绿素b(Chlb)含量、类胡萝卜素(Car)含量呈下降趋势,华东唐松草各叶绿素含量则先升后降;干旱处理下,4种毛茛科植物叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)与胁迫程度呈负相关,胞间CO2浓度(Ci)与胁迫程度呈正相关;除初始荧光(Fo)外,4种毛茛科植物叶片最大荧光(Fm)、可变荧光(Fv)、PS Ⅱ最大光学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均较对照出现显著下降.结论:4种毛茛科植物抗旱性由强到弱依次为天葵、华东唐松草、毛茛、猫爪草.

[目的]前山带是天山北坡山地-绿洲-荒漠生态系统的重要组成部分,探讨植物对干旱胁迫的动态生理适应性和抗旱性评价方法,筛选植被恢复的适宜树种,对该区域植被生态恢复具有重要意义.[方法]以新疆天山北坡前山带种植的12种植物为研究对象,观测灌水后土壤水分时空变化,分析干旱和复水对植物光合和抗逆生理指标的影响,采用主成分分析评价12种植物的抗旱能力.[结果](1)干旱胁迫后,土壤水分散失在0-20 cm层最快,20-40 cm层次之,40-60 cm层最慢,不同植物采用不同策略改变生长情况来适应干旱;(2)干旱胁迫后,叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(ETR)和叶绿素含量降低,而抗逆生理指标超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量及非光化学淬灭系数(qN)升高,复水后各指标都有一定程度的恢复,但均未达到初始水平;(3)主成分分析结果显示,P、叶绿素含量、ETR和MDA含量等指标贡献率较大,梭梭、柽柳、刺蔷薇和柠条锦鸡儿抗旱性较强,'中亚沙棘'、'新棘5号'、'新棘1号'和山杏次之,而'新棘4号'、'新棘3号'、文冠果和'新棘2号'较弱.[结论]Pn、叶绿素含量、ETR和MDA含量可作为评价植物适应干旱的重要指标;新疆天山北坡前山带植被生态恢复应优先选择梭梭、柽柳、刺蔷薇及柠条锦鸡儿进行建植.

摘 要:气候变化引发的干旱频度和强度严重影响植物生长发育,在全球气候变化背景下,量化植物木质部抗栓塞的能力对评估植物耐旱性尤为重要.为评价杜鹃品种间的耐旱性及筛选强抗旱性品种,该文以锦绣杜鹃'紫鹤'(Rhododendron × pulchrum'zihe')、西洋杜鹃'杨梅红'(Rhododendron × hybridum'yangmeihong')、映山红(R.simsii)3种灌木杜鹃为材料,利用光学技术构建花瓣和叶片栓塞脆弱性曲线,测定花瓣和叶片解剖结构性状,并分析木质部水力功能和解剖结构性状的相关性.结果表明:(1)锦绣杜鹃'紫鹤'、西洋杜鹃'杨梅红'、映山红3种杜鹃花瓣的P12、P50和P88值(分别发生12％、50％和88％栓塞时对应的水势值)大于叶片.(2)3种杜鹃的花瓣和叶片栓塞脆弱性存在一定的变异,花瓣和叶片发生栓塞的快慢不一致,这种变异可能是杂交园艺花卉植物的重要特征.(3)P50值与其形态特征相关性分析显示,叶片P50值与叶片栅栏组织厚度呈负相关,花瓣P50值与花瓣厚度呈正相关.综上认为,3种杜鹃花瓣栓塞脆弱性高于叶片,干旱胁迫下植物优先牺牲花瓣从而保护叶片,栓塞脆弱性可能与叶片栅栏组织厚度和花瓣厚度相关.该研究为干旱地区筛选、培育抗旱性强的杜鹃品种及园林杜鹃植物选择和树种配置提供了科学依据.

为探究甘孜九龙古茶树种质资源的分布区域、形态特征和农艺性状的遗传多样性,通过基本统计分析、变异系数、多样性指数、主成分分析和聚类分析,对67份九龙古茶树种质资源的21个质量性状和12个数量性状进行了遗传多样性分析和评价.结果表明:九龙古茶树资源农艺性状变异丰富,除树型和树姿外,质量性状的遗传多样性指数范围为0.17～1.27,平均为0.82,其中以花瓣颜色多样性指数最小,果实形状的多样性指数最大;数量性状变异系数范围为1.38％～29.94％,平均为15.27％,以叶面积的变异系数最高,萼片数的变异系数最低.主成分分析显示,前11个主成分累计贡献率在76.49％,其中叶宽、叶长、叶色和花瓣颜色等性状是九龙古茶树种质资源农艺性状表现出差异的主要因素.21个质量性状聚类分析结果显示,在欧式距离为16.9时,可将67份九龙古茶树种质资源划分为4个类群,聚类结果与海拔高度及地理位置无明显相关性.本次调查的古茶树种质资源中有13份种质位于海拔2400m以上,长势良好,展现出良好的抗寒性和抗旱性.此外,还有2份种质花瓣颜色特异,1份种质籽粒较大且结果率高.研究结果为九龙古茶树种质资源收集、保护和利用奠定一定基础.

探究接种内生菌对干旱胁迫下甘蔗的生理响应及缓解干旱胁迫的效果,为开发利用甘蔗抗旱性功能菌株和甘蔗抗旱栽培技术的推广提供研究基础.选择体外耐旱性较强的 4 株甘蔗内生菌为目标菌株,盆栽试验设 2 个土壤含水量,分别为正常浇水(CK:土壤含水量 25%-30%)和中度干旱胁迫(土壤含水量 10%-12.5%),并分别设接种单一内生菌和组合内生菌及不接种内生菌的处理,共 8 个处理.测定甘蔗苗期的生理生化指标,并对各处理进行抗旱性综合评价.结果表明,与CK相比,干旱胁迫促进甘蔗植株脯氨酸(proline,Pro)、可溶性蛋白(soluble protein,SP)、可溶性糖(soluble sugar,SS)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)的积累,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的升高;并降低了叶片相对含水量(leaf relative water content,RWC)、离体失水率(water loss rate in vitro,RWL)和叶绿素(chlorophyll,ChI)的含量.干旱胁迫下,与未接种内生菌的处理相比,接种内生菌能有效的缓解干旱胁迫,其中,ZM菌株单独接种处理(ZD)的抗旱性综合评价值D值最高,且通过灰色关联性分析可知SOD、ChI、RWC、Pro与各处理的D值密切相关.ZM菌株接种缓解甘蔗苗期干旱胁迫的效果最佳,且通过增加ChI、RWC、Pro等含量和SOD酶活性来提高甘蔗苗期的抗旱性.

研究人工控水模拟干旱胁迫条件下6个东方铁筷子品种的生理和叶片解剖结构的变化特征,并利用隶属函数法对其抗旱性进行评价,筛选出与抗旱性关联较大的生理及叶片解剖结构指标.结果表明:随着干旱胁迫程度增加,6个东方铁筷子品种的叶片厚度、单位质量叶面积和可溶性蛋白水平显著下降,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均先上升后降低,胞间CO2浓度下降,叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢含量均升高,可溶性糖、脯氨酸含量和抗氧化酶活性均先升高后降低.随着干旱胁迫程度增加,栅栏组织厚度与海绵组织厚度比以及气孔密度均增加.脯氨酸、可溶性糖、栅栏组织厚度与海绵组织厚度比等指标与抗旱性关系密切,可作为评价东方铁筷子抗旱性的重要指标.'银莲花红'和'银莲花红斑'抗旱能力优异,可为未来的抗旱新品种培育提供优良亲本材料.

干旱是影响小麦高产稳产的最突出因素之一.筛选优异抗旱种质资源、培育抗旱品种,对小麦育种及产业发展具有重要意义.本研究分别在种子萌发期和成株期对180份小偃麦高代稳定衍生系进行了抗旱性鉴定,通过测定根长、生物量以及产量相关性状,结合主成分分析、隶属函数分析和相关分析对其不同生育时期的抗旱性进行综合评价.结果表明,不同生育时期的干旱胁迫均导致抗旱相关指标的显著降低,种子萌发期以叶鲜重、根鲜重、苗高和最大根长降低最多,成株期以株高、单株产量降低最多.不同生育时期各测定指标的抗旱系数分布均有明显差异.种子萌发期和成株期的综合抗旱评价D值之间相关性不显著,成株期抗旱综合评价D值与单株产量、萌发期最大根长和叶干重抗旱系数呈显著相关.基于主成分分析和隶属函数分析的抗旱性综合评价D值划分小偃麦衍生系的抗旱等级,其中萌发期有24份、成株期有28份衍生系均为极强抗旱型.综合评价筛选出11份在萌发期和成株期均表现较强抗旱性的小偃麦衍生系,可以作为小麦抗旱育种及遗传研究的优异种质资源.

该研究以贵州西北喀斯特区茶树分布集中的亮岩镇为采样点,选取亮岩镇8个村30个点的古茶树(bj-1～bj-30)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术观察其15项叶片解剖结构指标;通过描述性及方差分析、相关性分析和聚类分析,利用相关指数大小筛选出4项典型指标;运用隶属函数综合评价了 30个点古茶树的抗旱性.结果表明:(1)亮岩镇古茶树叶片由上角质层、上表皮、栅栏组织、海绵组织、下表皮、下角质层、气孔以及叶脉组成.栅栏组织大多2层,极少数叶片排列有3层栅栏组织.(2)15个叶片解剖结构指标在不同样点间均存在显著差异,且各指标的变异系数存在较大差异,其中以栅栏组织厚度变异系数最大(41.21％),栅海比变异系数次之(35.45％),叶脉厚度变异系数最小(7.31％).(3)采用隶属函数法筛选出栅栏组织厚度、下表皮厚度、下角质层厚度以及叶脉突起度作为评价亮岩古茶树抗旱性的典型指标;综合分析发现bj-15、bj-16、bj-29、bj-10和bj-24的抗旱性较强,bj-22、bj-20、bj-2、bj-11以及bj-6的抗旱性较弱.