车前和紫花地丁对水分胁迫的生理反应
园艺植物抗旱生理
2、渗透调节机理
自Hsiao(1973)提出渗透调节及与水分胁迫的关系以来, 渗透调节作用作为植物适应干旱胁迫的重要生理机制,便成为 抗旱生理研究最活跃的领域。关于耐旱的渗透调节机制有3种 解释:一是渗透调节物质作为一种渗压剂,进行渗透调节,稳 定体内的渗压平衡,从而增强植物的保水能力;二是渗透调节 物质可能作为一种溶剂,代替水参与生化反应,这种情况下渗
二、水分胁迫的生理反应 1、膨压的变化
植物的许多生长和生理过程都在一定的膨压条件下完成 水分胁迫条件下植物细胞膨压首先发生变化。膨压是细胞生
长的驱动力,植物在干旱条件下,细胞维持膨压能力的强弱,
是植物适应干旱维持正常生长的关键。较强的膨压维持能力, 能够维持气孔开放和较高的光合速率,保证较高的产量。对 苹果研究发现,膨压维持能够保护叶绿素免遭破坏,严重水 分胁迫时,由于膨压维持能力丧失,影响叶片生长和光合作
五、耐旱机制1、AFra bibliotekA的调节机制ABA在植物发育的许多重要过程中起着重要的调节作用, 同时,又在植物对逆境的反应中起着重要的调节因子的作用。 关于ABA诱导气孔关闭,Hurtung(1983),Hornberg(1984) 报道,ABA的作用位点在质膜外面,它通过控制质子由质膜流 入质外体,进而控制细胞壁酸化或通过降低酸诱导细胞壁松 弛的能力,来启动细胞扩张,调节气孔关闭。Assmann(1993) 研究认为,ABA对保卫细胞离子运输过程至少有4种效应:抑 制向内运输的K+通道、激活向外运输的K+通道、促进Ca2+通 道的开放和膜的极化。ABA可诱导保卫细胞内Ca2+浓度提高, 同时提高了细胞质的pH值,促进气孔关闭;而Ca2+浓度的提 高导致K+从保卫细胞的净流出,降低保卫细胞的膨压,引起 气孔关闭。
植物对环境胁迫的形态与生理响应
植物对环境胁迫的形态与生理响应随着全球气候变化的不断加剧,环境胁迫对植物的影响日益成为人们关注的焦点。
植物在面对各种环境胁迫时,会通过调整形态和生理响应来适应变化的环境条件。
本文将从形态和生理两个方面探讨植物对环境胁迫的响应。
一、形态响应1. 根系发展:植物根系是吸收水分和养分的重要器官,受到干旱和盐碱等环境胁迫时,植物会通过增加根系的长度和表面积来增加水分和养分的吸收能力,以应对水分和养分的限制。
2. 叶片形态变化:植物叶片的形态变化是其对光照和温度等环境因素的响应。
在干旱环境下,植物叶片通常会变窄且厚,以减少水分蒸发;而在寒冷环境下,植物叶片则通常会变大且厚,以增加光合作用的能力。
3. 花期调整:在严酷的环境条件下,植物往往会调整花期,延迟或提前开花,以确保繁殖的成功。
这种调整可以通过植物内部激素的调控来实现。
二、生理响应1. 渗透调节:水分胁迫是植物最常面临的环境胁迫之一。
植物通过渗透调节来维持细胞内外水分的平衡,防止细胞脱水。
渗透调节的主要机制包括调节胞内溶质浓度和切断导管水分输送。
2. 抗氧化系统:环境胁迫会导致植物细胞内产生过量的活性氧,损伤细胞结构和功能。
为了应对这种情况,植物会激活抗氧化系统,如抗氧化酶的合成和活性增加,以清除过量的活性氧。
3. 激素调节:植物内部激素的平衡对环境胁迫下的植物生长和发育具有重要作用。
例如,植物在干旱条件下会增加脱落酸(ABA)的合成,以抑制植物的生长和促进根系发育。
综上所述,植物对环境胁迫的形态和生理响应是其适应变化环境的重要策略。
植物通过调整根系发展、叶片形态、花期等形态响应来应对环境限制,通过渗透调节、抗氧化系统和激素调节等生理响应来维持细胞内稳定和适应环境变化。
这些响应机制使植物能够在恶劣的环境条件下存活和繁衍,展示出了植物的生命力和适应性。
总而言之,在未来的气候变化背景下,探索植物对环境胁迫的形态和生理响应机制对于农业生产和生态系统保护具有重要意义。
植物生长对空气湿度与水分胁迫的响应机制
植物生长对空气湿度与水分胁迫的响应机制植物生长受到环境条件的影响,其中空气湿度和水分胁迫是重要的因素。
植物通过一系列的响应机制来适应和应对不同的气候条件和水分环境。
本文将详细介绍植物对空气湿度和水分胁迫的响应机制。
植物对空气湿度的响应主要是通过气孔调节来实现。
在高湿度环境下,植物气孔张开,通过气孔进行呼吸,吸取二氧化碳并释放氧气。
高湿度环境下,气孔张开的程度会相对较小,这是因为植物通过关闭气孔来减少水分的流失。
植物通过调节气孔的开闭来控制水分的进出,从而适应不同的空气湿度。
当环境中水分不足时,植物会出现水分胁迫。
水分胁迫会导致植物的正常生长和发育受到影响。
植物通过一系列的响应机制来应对水分胁迫。
首先,植物会通过根系调节来适应水分胁迫。
当根部感知到水分不足时,根系会释放一种称为脱落酸的信号分子。
该信号分子会促使植物体内的激素脱落酸增加,从而促进根系的生长和发育。
根系的生长和发育的增加,可以增加根系的吸水面积,提高植物对水分的吸收能力。
其次,植物会通过调节根系中的离子平衡来应对水分胁迫。
在水分胁迫下,植物的根系会释放一些可溶性有机物和盐,通过增加根系中的盐和溶质浓度,提高水分的渗透压,从而增加根系吸水能力。
此外,植物还会通过调节叶片的气孔大小来减少水分蒸发。
当植物感受到水分不足时,气孔会关闭,减少水分的散失。
这种关闭气孔的调节机制既是为了减少水分的流失,也是为了减少温度的升高。
关闭气孔可以减少植物体内的水分蒸发量,从而减少水分胁迫。
除了这些直接的响应机制,植物还会通过激素调节来应对水分胁迫。
植物体内的吲哚乙酸和脱落酸等激素会在水分胁迫时增加,从而调节水分胁迫下的植物生长和发育。
需要注意的是,不同的植物对空气湿度和水分胁迫的响应机制可能有所不同。
不同的植物具有不同的形态和生理特性,因此对空气湿度和水分胁迫会产生不同的响应。
此外,相同的植物在不同生长阶段和不同环境条件下,对空气湿度和水分胁迫的响应机制也会有所不同。
一串红对水分胁迫的生理响应
片 干重 ) 叶 片 鲜重 ×1 0 。 / 0
相对含水量一( 叶片鲜重一叶
通讯 作者 : 刘克 锋(95)男 , 士, 究 员, 主要 从 事 一 串红 育 15~, 硕 研 现
种及 土壤 肥料研 究工作 。E m i l k f g 0 @ 13 cr。 - a :u e n O 6 6 .o li e n
基金项 目: 北京 市教 育委 员会 资助 项 目( KM2) l( []4 。 【9 ) )1 ) ( O2( ]
同的植 物 、 取 不 同胁 迫程 度 对 干旱 引起 的植 物 生 理过 采
院一串红项 目组选 育品系编号 。
12 试 验设 计 .
20 年 1 下旬 播种 , 05 月 3月上 旬 移栽 于 8c m×1 0 c m的营养杯 中, 栽培用 土为 园田土 : 沙土 : 炭体积 草
比为 1: 1 1: 。每 品 种 30盆 左 右 , 过 1 月 的 恢 复 0 经 个
程和生化变 化进行 了探 讨l , _ 确定 了相应 的考察指 标。 n ] 目前对黄檗 、 海州 常山及 冬青属 等植 物进行 了水涝 和抗旱研究 , 但未见一 串红水分胁迫相关报道 。该试验
初 探 了水 分胁 迫 ( 括 水 分 亏 缺 和 过 剩 二 方 面 ) 一 串 包 对 红 叶 片相 对含 水 量 、 膜相 对 透 性 、 二 醛 ( A) 质 丙 含量 、
串红 在 水分 胁 迫 下 的临 界 耐 受 时 间 及 耐 受 能 力 , 以期 在
一
串红栽培养护过程 中为水分供给提供指导依据 , 以及
确定水涝胁迫下一串红的耐受 临界时间, 既满足其生长
淹水胁迫对3种丁香生理指标的影响
理,采用 “ 双套盆法” 。试验盆每盆 5 株,每处理
3次重 复 ,随机 区组 排列 ,保持水 层距 盆土 表 面 2
—
叶片受伤的情况 ,新叶最先受伤 ;淹水第 5天左 右 ,紫丁香 出现少许坏死 的斑点 ,之后 叶片枯黄 卷曲;第 7天左右 ,紫丁香首先 出现 叶片凋落 ; 暴马丁香与小叶丁香至淹水的第 8 天左右 ,从新 叶开始出现坏死的斑点 ,并伴随少量的叶片枯黄 ;
2 结 果 与分析
2 1 淹 水胁迫 对丁香属 植物 形态 的影响ห้องสมุดไป่ตู้ .
圃,苗高 4 0— 5 m。于 2 1 年 5月份移 苗人 0c 01 盆,盆径 3 0c m,园土做基质,苗木生长期间正常
浇水 和 除草 管 理 。2 1 0 1年 8月 1 日开始 淹 水 处 3 淹水第 3天 时 ,3种 丁香 在 形 态 上 没 有 明显 的变 化 ,随着淹 水 时 间 的延 长 ,紫 丁香 首 先 出现
叶片受损脱 落半 数 以上 。
1 2 方法 .
称取擦 拭 干净 ,且 去 除 主 脉 的 叶片进 行 酶 液 制 取 ,方 法 为 称 取 丁 香 叶 片 约 02 g . ,用 预 冷
脱落情况相近 ,且没有 明显的区别。
第2 期
李娟娟等 :淹水胁迫对 3 丁香 生理指标 的影响 种
第3 卷 7
第2 期
林
业
科
技
V0 . 7 No 2 13 . Ma . r 2O 12
2 012 年 3 月
FORESTRY SCI ENCE & TECHN oLO GY
文章编号 :10 —99 (02 2— 08— 3 0 1 49 2 1 )0 00 0
水分胁迫对兰花“曙光”生理生化指标的影响研究
A 6 4 5 ) , 依据公式 ( 1 ) ~ ( 4 ) , 分别计算出叶绿素 a 和叶绿素 b
的浓 度 :
C a = 1 2 . 7 2 A 3 — 2 . 5 9 A∞ C b = 2 0 . 1 3 A 6 4 5 - 5 . 0 3 A ( 1 ) ( 2 )
绿素 、 总糖和淀粉含量随水分胁迫强度的加剧而下 降。
王 丹等 报道 了水分 胁迫对 草莓 叶 片生理 特性 的影 响 , 表 明随 着胁 迫 程 度 的增 加 和胁 迫 时 间 的延 长 , 可溶 性 糖 和
脯氨酸的积累增加。王存纲等报道了水分胁迫对大岩桐 生理生化指标的影响 , 汤伟权等报道了水分胁迫对大叶
32
安徽农学通报 , An h u i A . S e i . B u l 1 . 2 0 1 5 , 2 1 ( 1 2 )
水分胁迫对兰花“ 曙光 " 生理 生化指标的影响研 究
徐锐仙 刘忠贵
6 5 0 2 2 4 )
( 云南野生兰 收藏基地有限公司 , 云南昆明
摘
要: 以 兰花“ 曙 光” 为 材料 , 研 究初 花期 水分 胁 迫对 植株 的 叶绿 素 、 可溶性 糖 、 可溶 性蛋 白、 淀粉 和氨 基 酸
毛, 合蕊柱背和腹面为红色 ; 花期 4 0 —6 0 d , 瓶插期 2 0 —
4 5 d 。适宜 在亚 热带 或 气候 相近 的温 暖地 区保 护地 栽 培 , 并 且该 植物 具有 适应 范 围 、 温度 的广 泛性 的特 点 , 为其 推 广性 的栽 培及 观赏方 面 的应用 提供 了可 能性 … 。 植 物 除 因土 层 中缺 水 引起 水 分 胁 迫外 , 干旱 、 淹水 、
‘ 曙光 ’ 是 由母 本 西 藏 虎 头 兰 ‘ 黄素花 ’ ( C y m b i d i u m
生长环境对车前草生长的影响
生长环境对车前草生长的影响刘美静一、实验目的车前草是清肝解热、清热解毒的全草药用植物,目前还是一种有待开发的新兴保健山野蔬菜,具有潜在的市场前景十分广阔,但其生长环境对其植株生长质量有重要影响。
本实验是探索车前草在不同环境的生长情况,对车前草的栽培环境提供指导性作用。
二、实验因素1、车前草植物广布全世界,有3属约270种,我国仅有车前属(PlantagO )1属,共18种。
目前主要开发的是车前、平车前和大车钱3种类型。
由于车前草多年生草本,且其叶片两面无毛,叶片较大,对于开发成为新兴保健野菜有较好的自身条件。
我们组选择了对车前(PlantagO asiatica L.)这一个种进行调查。
2、根据车前草生长习性看,其主要生长于路旁、山坡、菜园旁等处。
我们小组就以车前草不同生长环境为因素进行调查实验。
A :路旁B :山坡C :菜园旁三、观测项目1、取样测量生长指标(按表1填写)车前草生长状况调查表对不同地方生长的车前草的生长性状指标进行测定,各个性状解释如下:株高:茎基部到植株顶端的距离。
根数:根的数量。
根长:根的长度。
叶片数:完整叶子的数量。
叶长:从叶的基部沿着叶主脉到达叶顶端的长度。
叶宽:叶片最宽地方的宽度。
四、生长指标数据处理表1 车前草生长性状t 检验分析表测定指标 株高(cm ) 根数(根) 根长(cm ) 叶片数(片)叶长(cm ) 叶宽(cm )A (SD x ±)6.95±0.29 29.75±6.70 9.77±3.48 9±1.41 5.85±1.26 2.64±0.67 B (SD x ±) 13.20±0.70 22.5±4.20 14.14±3.90 7±0.817 11.15±2.09 2.85±0.6511.49±0.62 44.75±4.34 11.38±2.36 16±1.63 11.22±1.87 6.03±1.29 C(SDx±)A对B(t值)13.876* 1.619 4.160* 4.899** 7.729* 2.220**A对C(t值)18.386* 3.573** 1.493 4.756** 6.488* 11.409*B对C(t值)2.975 9.434* 2.166** 8.332* 0.093 9.940**P<0.01 **P<0.05五、分析讨论1、从表1中看出,山坡上的车前草植株最高,其次是菜园旁,且明显高于路旁的(P<0.01)。
紫花地丁种子萌发对干旱胁迫的响应
紫花地丁种子萌发对干旱胁迫的响应安忻蕾;严佳玥;魏岩;陆倩【期刊名称】《草业科学》【年(卷),期】2022(39)8【摘要】紫花地丁(Viola philippica)具有二态繁育系统,在同一植物体上开放花(CH)和闭锁花(CL)分别产生CH种子和CL种子。
在室内模拟条件下研究了紫花地丁两种种子萌发对干旱胁迫(以PEG模拟干旱条件)的响应,结果表明:1)两种种子在干旱条件下的吸水速率符合“快-慢-快”的特点,但48 h内在PEG浓度15%、20%和25%处理的两种种子均未到达生长吸水期,对照组(无干旱处理) CH种子吸水60 h萌发,CL种子吸水66 h萌发。
2)两种类型的种子在PEG浓度0~25%下均能萌发。
但随着干旱胁迫加剧,两种种子的初始萌发时间和萌发达到50%的时间(TG)增长。
在PEG浓度为15%时,CL种子发芽率达到50%所需时间比CH种子长。
在PEG浓度为25%时,CL种子的发芽率、萌发速度显著低于CH种子(P <0.05),且CL种子萌发率未达到50%。
干旱胁迫对种子胚芽生长有抑制作用,但轻度干旱可促进初生根生长,重度干旱抑制初生根生长。
紫花地丁CH-CL种子萌发具有一定的抗旱性,同时CH种子和CL种子对干旱胁迫的差异响应,最大限度的提高了二态繁育系统植物紫花地丁在异质环境中的适合度。
【总页数】8页(P1599-1606)【作者】安忻蕾;严佳玥;魏岩;陆倩【作者单位】新疆农业大学草业学院/新疆草地资源与生态重点实验室【正文语种】中文【中图分类】R28【相关文献】1.固沙樟子松种子萌发与幼苗生长对干旱胁迫的响应及抗旱性评价2.不同抗性种子萌发对酸雨胁迫时间的响应Ⅲ--酸雨持续胁迫对3类种子4项萌发指标的影响3.大花白麻和罗布麻种子萌发对干旱胁迫的响应4.5种禾草种子萌发及幼苗生长对干旱胁迫的响应和抗旱性评价5.3种草本植物种子萌发及幼苗生长生理对干旱胁迫的响应因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
植物对环境胁迫的生理反应
植物对环境胁迫的生理反应在自然界中,植物一直都面临着各种各样的环境胁迫,如干旱、高温、低温、盐碱等。
为了适应这些环境胁迫,植物会通过一系列的生理反应来保护自身并提高生存能力。
本文将就植物对环境胁迫的生理反应进行探讨,并介绍一些常见的胁迫适应机制。
一、干旱胁迫植物在干旱条件下,往往会面临水分的严重限制,从而导致光合作用和生长发育的受阻。
为了应对干旱胁迫,植物会通过一系列的生理调节来降低水分的丢失和提高水分的利用效率。
首先,植物会通过闭气孔来减少蒸腾,减缓水分的流失。
闭气孔可以由植物体内的脯氨酸、乙烯等信号分子调节。
其次,植物会合成和积累一些保护性物质,如脯氨酸、丙二醛等,以增强细胞对干旱的耐受性。
此外,植物还可以通过调控根系结构和分泌根际物质来增加水分的吸收和保持能力。
二、高温胁迫高温对植物生长和发育具有严重的影响。
植物在高温条件下可能面临叶片脱水、蛋白质失活以及细胞膜的损伤等问题。
为了适应高温胁迫,植物会通过一系列的热休克反应和抗氧化防御来提高耐热性。
热休克反应是植物在高温条件下合成一系列热休克蛋白(HSPs),以保护细胞内部结构和功能的完整性。
同时,植物还会合成和积累一些抗氧化物质,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等,来清除自由基,减少高温对细胞的损伤。
三、低温胁迫低温对许多植物来说也是一个严峻的环境胁迫。
低温可能导致植物叶片冻伤、细胞液泡破裂以及蛋白质的降解等。
为了适应低温胁迫,植物会通过一系列的冷适应机制来提高耐寒性。
植物在低温条件下会合成和积累一些耐寒蛋白,如冷震蛋白和抗冷酶等,来维护细胞的稳定性。
同时,植物还会增加细胞膜中不饱和脂肪酸和保持细胞渗透调节物质的浓度,以提高细胞对低温的耐受性。
四、盐碱胁迫盐碱胁迫对植物的生长发育和产量产生了很大的限制。
盐碱胁迫会导致植物体内钾离子的丢失和钠离子的积累,从而影响细胞内的离子平衡。
为了应对盐碱胁迫,植物会通过一系列的解毒机制和离子调节来增强耐盐碱性。
车前和紫花地丁对水分胁迫的生理反应
Wa d r t t rs e s,i diai g b t e pa t a o d d o g tr ssa c s mo e ae wae t s r n c tn oh t ln h d g o r u h e it n e.Vau s o /Fm d Fv h s l e fFv n a /Fo i n
马武 昌,王 雁 ,彭镇 华
( 中国林业科学研究院林业研究所 , 国家林业局林木培育重点实验室 , 北京 10 9 ) 0 0 1
摘要: 在不 同浓度 的 P G 0 0的 12 oga d营养液水分胁 迫条件下 , E 60 / H al n 对处 理 3d的车前和紫花地丁 的净光合 速率 、 叶绿 素荧光 参数 、 细胞 电解质外 渗率 、 相对 含水量 和丙二醛含量 等指标进 行 了测定 和分 析。结果表 明 : 随营 养液水 势 的降低 , 车前和紫花地 丁的净 光合 速率明 显降低 , 水分胁迫 条件 下气孔 限制是 车前净 光合速 率 降低 的主 导因 在 素, 气孔 限制和非气孔 限制 共同导致 了紫花地丁净光合速率 的下降 ; 两种植物 均具有较 好 的抗 旱性 ; 水分 胁迫对 两 种植 物 P Ⅱ的原初 光能转 换效率和潜在活性均产生 了影 响 ; S 车前和紫花地丁 的细胞 电解质外 渗率均 随着培养 液水 势 的降低 呈逐 渐增 大的趋势 , 车前 的质膜稳定 性高 于紫花 地丁 。从 水分胁 迫条件 下两种 植物 净 光合速 率 、 质膜 透
a i t a.wh l e Pn d c e i g o s i a c i t e ra n f eh s
p ip c s n u e o n n y b o tmaa n d n n s maa a — h l p i Wa i d c d d mi a t y b t so t]a o — t t f c i a l h o l
植物对水分胁迫的响应机制
植物对水分胁迫的响应机制目录1. 植物水分胁迫概述 (2)1.1 定义和分类 (2)1.2 影响因素 (3)1.3 研究意义 (5)2. 植物水分胁迫的生理机制 (6)2.1 叶片水分状态变化 (7)2.2 光合作用与蒸腾作用的关系 (8)2.3 植物激素调节 (10)2.4 抗逆基因表达调控 (12)3. 植物水分胁迫的形态学变化 (13)3.1 叶片形态变化 (14)3.2 根系结构和功能变化 (15)3.3 茎干生长和形态变化 (16)4. 植物水分胁迫的生理生化指标分析 (17)4.1 叶片电导率 (19)4.2 叶片含水量 (19)4.3 叶片气孔开度 (21)4.4 叶片叶绿素含量和比例 (22)4.5 植物体内水分平衡 (22)5. 植物水分胁迫的适应机制 (24)5.1 水分利用效率提高 (26)5.2 水分蒸发调节 (27)5.3 抗旱基因表达调控 (28)5.4 抗逆基因家族成员介绍 (29)6. 植物水分胁迫的应用价值 (30)6.1 农业生产中的水分管理 (31)6.2 园林绿化中的植物选择和配置 (32)6.3 生物多样性保护和恢复 (34)6.4 全球气候变化研究中的应用前景 (35)1. 植物水分胁迫概述植物水分胁迫是指植物体内水分含量低于正常所需的状况,通常由干旱、土壤盐碱、过冷等因素引起。
水分胁迫是影响植物生长发育和产量最为显著的非生物胁迫因素之一,威胁着农业生产和生态环境的稳定。
水分胁迫会对植物各个生理、生化、形态过程产生严重的负面影响。
包括:Photosynthesis 过程受抑制,导致光合产物减少,影响生长。
严重的水分胁迫会导致植物死亡,理解植物对水分胁迫的响应机制对于提高植物抗逆性、保障农业生产和维护生态平衡具有十分重要的意义。
1.1 定义和分类水分胁迫(Water stress)是指植物在生长环境中水分供应不足时所遭受的一种不良状况,常见于干旱年份、土壤过度蒸发、根部受损或地下水缺乏等情况下。
植物对水分胁迫的响应及机理研究
植物对水分胁迫的响应及机理研究植物生长发育,离不开水分的供应。
然而,气候变化、人类活动等因素导致地球气候异常,不同时期各地区干旱程度和频率都不同,这给植物的生长带来了很大挑战。
从根处吸收水分,到运输、利用水分、最终释放,植物会产生出许多的响应。
本文将详细探讨植物对水分胁迫的响应及机理研究。
植物对干旱的响应植物自身具有适应性,在适应良好的条件下,以保证自身的生存。
当水分不足时,植物会迅速做出响应,调节植物的生理状态,以尽可能减轻水分缺乏对植物的影响。
1.根系发育植物对于缺水的识别是从根部开始的。
当生长在干旱地区时,植物的根系会表现出自适应性,产生深入地下的支配根系,以吸收更多的地下水。
同时,根毛会变得更长和更细,增加了与周围土壤接触面积,以便更好地吸收水分。
2.保持水分当植物面临水分缺乏时,植物会通过收缩根系和减少蒸腾,以尽量减少水分的流失。
同时,植物内部的组织结构也会发生变化,通常表现为肥大的细胞和更加紧密的细胞交界处,以防止水分的丧失。
3.调节水分利用率植物利用水的效率一般较低,一部分水分被浪费在蒸腾过程中。
在面临干旱的情况下,植物会通过调节水分利用率来尽量减少浪费。
植物会让叶片表面的气孔关闭,阻止水分蒸发,突出生长极。
植物对水分胁迫的机理研究过去,对植物水分胁迫机理的研究主要是从植物的水分吸收到蒸腾过程的角度来观察。
但是随着技术的进步和研究的深入,研究人员发现植物的水分胁迫研究涉及到许多领域,如遗传、分子生物学和土壤学等。
1.遗传与基因调控在过去的研究中,已经发现了一些抗旱基因,并且分析了它们的调控机制。
通过遗传学和分子生物学的手段,可以产生既耐受和敏感于水分胁迫的植株。
这些两者之间的对比有助于解决高效利用水分的机理问题。
2.激素调节激素在调节植物生长发育过程中起着重要的作用。
在水分胁迫的条件下,植物内部的生长激素水平发生了变化。
研究表明,ABA和水分相互作用,ABA能够刺激植物减少蒸腾率,保持水分。
披碱草属3种牧草幼苗对水分胁迫的响应
材 料 为披 碱 草 ( l nsd h r u ui ) 老 芒 麦 Ey u a uw sT r z 、 r c
鉴定 , 不仅 可 以为 牧草 抗旱 品种 的选育 提供 理论 依据 ,
对 引种 、 范推广 和牧 草 产业 化 实践 也 具 有 重 要 指 导 示 作 用 J 。老芒 麦 、 碱 草 具 有 抗 旱 、 寒 、 披 抗 耐盐 碱 、 产
( l u iru . 、 拿 大 披 碱 草 ( lm scndn Ey s b i sL )加 m s ic Ey u aae—
s ., L ) 种子 均来 源 于 内蒙古农 业 大学牧 草试 验站 。
ta o c u in i d c td t a e s q e e o r u h e it n e a lt ft r e f re s e is wa s flo : ilc n l so n ia e tt e u nc fd o g tr ssa c bii o h e o g p ce s a olw h h y El mu h rc s T rc y sda u iu u iz>El mu a a e ss L.>El y s c n d n i ymu iiiu ssb rctrcnetcl me ba epr ebly at i f u eo ieds uae( O , yd t miigrl i a o t ,e m rn e a it,c vt o sp rx i t e av e n l m i iy d m s S D)
Ab t a t P te p r n s c n u td t t d r u h lr n e o r e fr e s e i so l mu t e d n sr c : o x e i me t wa o d c e o s y d o g t o ea c ft e g p ce f y sa e i g u t h o E s
植物对水分胁迫的响应与适应
植物对水分胁迫的响应与适应水分是植物生长和发育的必要条件之一,然而,水分胁迫是植物生长过程中常常面临的挑战。
为了适应这种环境压力,植物发展了多种适应性机制,以保证其生存和繁衍。
本文将探讨植物对水分胁迫的响应与适应的机制。
一、水分胁迫的影响水分胁迫对植物生理生态过程产生广泛的影响。
首先,水分胁迫会降低植物的光合作用速率,导致植物无法正常进行光合成。
其次,水分胁迫还会影响植物的根系生长和营养吸收,进而影响植物的整体生长和发育。
此外,水分胁迫还会导致植物细胞的失水和脱水,从而破坏细胞结构和功能。
二、植物对水分胁迫的响应机制1. 响应水分胁迫的信号传导在水分胁迫条件下,植物会产生一系列信号分子,以调控各种基因表达和代谢过程,从而保证植物的存活。
这些信号分子包括水分胁迫相关蛋白、激素(如脱落酸和脱落酸等)以及活性氧物质等。
这些信号分子可以通过细胞间的信号传导网络在植物体内传递,并激发相应的适应性反应。
2. 调节渗透调节物的积累植物在水分胁迫条件下会积累一些渗透调节物,如脯氨酸和可溶性糖等,以调节细胞内的渗透压,保持细胞内外水分的平衡。
这些渗透调节物可以吸引外界水分,维持细胞水分稳定,并在脱水情况下保护细胞结构和功能。
3. 调节质膜和细胞壁的改变水分胁迫会引起质膜和细胞壁的改变,植物可以通过调节细胞膜脂质的合成和改变质膜的饱和度,以提高细胞膜的稳定性和抗氧化能力。
此外,植物还可以增加细胞壁的含水量和可溶性糖含量,增强细胞壁的稳定性和韧性,从而减少水分蒸发和细胞脱水的程度。
三、植物对水分胁迫的适应性机制1. 开展根系调节当植物面临水分胁迫时,其根系会产生一系列适应性响应。
首先,植物会增长更深更广的根系,以扩大吸水面积。
其次,根系还会减少侧根的生长,以减少水分蒸发和水分流失的情况。
最后,植物还可以增加根系中特殊细胞(如根毛和气孔)的密度和分布,以提高根系对水分的吸收利用效率。
2. 调节气孔运动植物通过调节气孔的开闭来控制水分的蒸腾和气体交换。
水分胁迫对植物生理生化研究进展_党云萍
物体内的活性氧物质影响的模式复杂 ,不同的实 验材料或同种实验材料在不同的处理条件下表现 不同 。 丙二醛 ( MD A)是 植 物 细 胞 膜 脂 过 氧 化 作 用的 最 终 产 物 ,是 膜 系 统 伤 害 的 重 要 标 志 之 一 。 在干 旱 胁 迫 下 , 水 稻 体 内 MD A 含量明显增 [ 3 8, 4 0] ,且其含量随胁迫强度的增加及时间的延 加 长而增加 。 淹水逆境下 , 由于酶保护系统受到破坏 , 自由 导致植物叶片内 基的氧化作用造 成 膜 脂 过 氧 化 ,
水 水是植物生 长 发 育 的 一 个 重 要 环 境 因 子 , 分过多或过 少 , 同 样 对 植 物 生 长 都 是 不 利 的。土 满足不了植物的需求 , 即发生水 壤水分如果过少 , 分亏 缺 现 象 , 产 生 旱 害, 抑 制 植 物 生 长; 土壤水分 过多 , 即造成根际缺氧 , 产生涝害 , 植物生长不好 , 甚至烂根死苗 。 旱涝灾害是 人 类 当 前 面 临 重 大 自 然 灾 害 。 据统计 , 全球每年 由 旱 涝 所 造 成 的 损 失 约 占 自 然 甚至7 灾害的总损失 的 6 0% 以 上 , 0%
[ 3, 4]
目前关 于 干 旱 下 气 孔 运 动 的 调 控 主 要 有 两 , 干 种: 一种是传统的水力学控制理论 ; 另一种是化学 信号控制理论 。 水力学控制理论认为植物体内具 有高度发达的水 分 运 输 系 统 , 在正常情况下植物 效率高 、 阻力 的维管组织构成了一个运输速度快 、 小的水链系统 。 在这一系统中从根到叶的水势逐 渐降 低 , 叶 片 不 断 失 水, 根 则 不 断 吸 水, 使植物体 维持一定的水势差 。 当土壤干旱时 , 根水势降低 , 对地上部分的水 分 供 应 减 少 , 根-叶水链系统内 从而引起植物的系统反应-气 的水力特征改变 , 孔关闭 。 化学信号控制理论认为当植物受到干旱 时, 根系作为土壤干旱的感受器而感受到干旱 , 并 随之产生某种化 学 物 质 , 随水流转运到叶片上的 气孔复合体而关闭气孔 。 许多实验证实了该理论
2种豆科牧草对干旱的生理响应及抗旱性评价[1]
注 : 同一行中不同大写字母表示同一牧草在 不同处理下差异显著 , 同一列中不同小写字母表示相 同处理条件下不同 牧 草差异显著 ( P < 0. 05) ; 括号中的数值为与同 行中对照相比的倍数。下表同。
2. 2 干旱胁迫对 2 种牧草渗透调节物质含 量的影响 2 草种叶片脯氨酸含量均随干旱胁
迫程度的增加而显著增加 , 尤其是红豆草脯氨酸 含量增加的幅度较大。在 CK 下 , 红豆草叶片脯 氨酸含量略低于变异小冠花, 但差异并不显著 ; 而 在 MD 与 SD 下, 则显著高于变异小冠花 ( 表 2) 。 随着干旱胁迫程度的加剧, 2 草种叶片可溶
[ 17]
。
1. 3 抗旱生理指标测2 结果与分析
所 有 数 据 采 用 Ex cel 以 及
用烘干法 ; 脯氨酸含量采用磺基水杨酸法; 可溶性 糖含量采用蒽酮比色法 ; M DA 含量 采用硫代巴 比妥酸比色法; 超氧阴离子自由基采用对氨基苯 磺酸和 萘胺显色法; SOD 活性采用 NBT 光化 还原法测定; 过氧化氢酶 ( CAT ) 活性采用过氧化 氢比色法测定; 抗坏血酸过氧化物酶 ( A PX) 活性 采用过氧化氢比色法测定。上述各指标具体测定 方法参见 植物生理学实验技术
*
文献标识码 : A
文章编号 : 1001 0629( 2010) 11 0089 06
土壤干旱是对人类生产生活危害极大的自然 灾害之一 , 尤其是特大干旱造成的损失之大、 时间 之长、 范围之广是其他自然灾害所无法比拟的 。 黄土高原丘陵区是世界上水土流失最严重的地区 之一 , 严重的土壤侵蚀和频繁的干旱同时发生 , 是 这一地区生态环境的一个重要特点 , 而天然植被、 栽培草地和种植业则是该地区具有代表性的土地 利用方式
植物抗水分胁迫的分子机制
3 水分胁迫应答基因的表达调控
在水分胁迫下 ,一些植物体内 ABA 含量大幅 度增加 ,许多水分胁迫应答基因的表达受 ABA 诱 导 ,外 源 施 加 ABA 也 可 以 诱 导 很 多 基 因 的 表 达 [ 19, 20 ] 。但是 ,在 ABA 缺乏 ( aba )或者对 ABA 不 敏感 ( abi)的拟南芥突变体中 ,一些水分胁迫诱导 的基因 不需 要内 源 ABA 的 积累 [ 11, 14, 18, 21 ] 。表 明 , 水分胁迫应答并不是都由 ABA 介导 ,在水分胁迫 应答 中 可 能 还 存 在 其 他 调 控 基 因 表 达 的 系 统 [ 14, 18, 19 ] 。即 ,在植物的水分胁迫应答中 ,胁迫诱 导基因的表达不仅存在着依赖于 ABA 的途径 ,而 且也有不依赖于 ABA 的途径 。 311 依赖 ABA 的表达调控途径
13
200713
作物杂志 C rop s
表 1 水分胁迫诱导基因编码产物的分类 [15 ]
功能蛋白
膜蛋白
水通道蛋白
转运蛋白
离子通道蛋白
蛋白酶
大分子保 护因子
胞质蛋白 叶绿体蛋白
L EA蛋白 伴侣蛋白
渗透调节因 子合成酶
毒性降解酶
脯氨酸合成酶 蔗糖合成酶
谷胱甘肽 S转移酶 超氧化物歧化酶 过氧化物酶 抗坏过氧化物酶血酸
ABA 依赖型基因的表达 依靠 内源 ABA 的 积 累或外 源 ABA 的 处理 , 随着 ABA 量 的 变 化 而 变 化 [ 11, 22, 23 ] ,在这些基因的启动子区有一些保守的 ABA 反应元件 (ABA - responsive elem ent, ABR E) , 其保守序列为 PyACGTG ( G / T) C。ABR E 对一些 受 ABA 诱导的抗逆基因的表达起顺式调控作用 , 对基因响应 ABA 的诱导至关重要 [ 18, 24, 25 ] 。
水分胁迫对杂草生理生化特性的影响
水分胁迫对杂草生理生化特性的影响在水分胁迫下,植物细胞会有一系列的生理生化变化。
主要体现在以下几方面:细胞膜透性及膜脂过氧化、渗透调节、抗氧化系统调节、光合作用变化和激素调节等。
1 对杂草细胞膜透性及膜脂过氧化的影响植物细胞在受水分等逆境胁迫下,植物细胞膜受到的伤害程度可以由细胞膜透性以及膜脂过氧化程度反映出来[23]。
植物细胞质膜的选择透过性会因逆境胁迫而明显改变或丧失,导致细胞内的物质(尤其是电解质)大量外渗,植物细胞外渗物质电导率会增大,因此可以把植物细胞外渗物质电导率作为植物细胞质膜透性大小的指标[24]。
抗旱性较强的植株在干旱胁迫下,其细胞膜内电解质的外渗量会减少,相对电导率处于较低水平,因此可以把相对电导率作为植物抗旱性评价的指标之一[23]。
段敏敏等[25]的研究表明,随着水分胁迫增加,狗牙根叶片相对电导率呈上升趋势,抗旱型狗牙根叶片相对电导率增加缓慢。
侯建华等[24]的研究表明,在不同程度的水分胁迫条件下,羊草和赖草及二者杂交种叶片相对电导率均呈增加趋势。
水分胁迫会引起植物活性氧代谢失控,植物细胞膜脂会发生过氧化现象,导致产生较多的丙二醛(MDA),因此可以把MDA作为植物细胞膜脂过氧化程度的指标,也可以作为植物抗旱性评价的指标之一[23]。
侯建华等[24]的研究表明,羊草和赖草叶片MDA的含量随着水分胁迫程度的加深逐渐增加。
闫海霞[26]的研究表明,在水分胁迫开始后,黄顶菊叶片的MDA含量没有增加,细胞质膜透性与对照组相比无明显变化,随着水分胁迫程度的加强,到第5天MDA的含量开始增加,且细胞质膜透性从处理第5天开始比对照组显著升高,随胁迫程度加深,其升高的幅度增大。
说明在水分胁迫初期,为应对胁迫黄顶菊体内启动了许多应激机制,因此MDA的含量与细胞质膜的相对透性无明显变化;但当胁迫超过一定程度时,二者的变化趋势表明,水分胁迫对黄顶菊的叶片细胞质膜造成了伤害。
2 对杂草渗透调节性物质和抗氧化系统的影响在水分胁迫下,植物自身会产生渗透调节性物质,这类物质可以提高植物细胞的浓度,降低细胞水势,维持水分平衡,从而保证植物的正常生长,渗透调节性物质包括脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等[23]。
水分胁迫对杂草形态特征的影响
水分胁迫对杂草形态特征的影响
水分是影响植物生长发育的重要环境因子之一,适宜的土壤含水量条件下,出苗率高、幼苗生长壮,水分过多或过少均影响植物的生长发育。
在水分胁迫下,植物细胞在结构、生理及生物化学等方面会发生一系列适应性改变,最终在植株形态结构上会表现出一定的特征[16]。
水分胁迫对植物形态特征的影响因植物种类的不同而有差异。
土壤水分过多主要造成根系部位土壤严重缺氧,根系呼吸减弱,影响植物的生长发育[17-18]。
王家宜等[19]的研究表明,薇甘菊的根长在淹涝胁迫下(土壤含水量为120%~130%)显著下降,根冠比下降了29%。
薇甘菊的总生物量在淹涝胁迫下显著下降了42%。
在干旱胁迫条件下,植物的根系和叶片等器官会在生长、排列和结构的改变对干旱胁迫做出一系列响应[20]。
轻度的干旱胁迫对植物根系的生长有促进作用,如根冠比会升高,但随着干旱胁迫程度加深,植物根、茎、叶等器官的生长均受到显著抑制,如根冠比下降,茎节间距缩短,叶面卷曲、萎蔫,株高和生物量显著降低[21]。
王家宜等[19]的研究表明,薇甘菊的根长在干旱胁迫下降低了26%,根冠比下降了44%,总生物量下降了28%。
孙铁军等[22]对10种禾草苗期抗旱性的研究结果表明,禾本科植物会通过形态特征的改变来适应干旱胁迫。
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摘要 :在不同浓度的 PEG6000的 1 /2Hoagland营养液水分胁迫条件下 ,对处理 3 d的车前和紫花地丁的净光合速率 、
叶绿素荧光参数 、细胞电解质外渗率 、相对含水量和丙二醛含量等指标进行了测定和分析 。结果表明 :随营养液水
势的降低 ,车前和紫花地丁的净光合速率明显降低 ,在水分胁迫条件下气孔限制是车前净光合速率降低的主导因
Abstract: Treating w ith different concentration of PEG 6000 in 1 /2 Hoagland nutrient solution for 3 days, the physi2 o logical indexes, such as, Pn, chlo rophyll fluorescence param eters, cell membrane permeability, MDA and relative water contents of P lan tago asia tica L. and V iola ph ilippcia Cav. were studied. The Pn of P. asia tica and V. ph ilip2 pcia gradually decreased when water stress increased. Stomatal factor was the dom inant facto r of Pn decreasing of P. asia tica, while the Pn decreasing of V. ph ilippcia was induced dom inantly by both stom atal and non2stom atal fac2 tors. B y the stress ofψw = - 0. 84 M Pa for 3 days, P. asia tica behaved as light water stress , while V. ph ilippcia was moderate water stress, indicating both the p lants had good drought resistance. Values of Fv / Fm and Fv / Fo in the two speeies gradually decreased w ith increasing water stress. Compared to the control, cell mem brane permeabil2 ity of P. asia tica and V. ph ilippcia increased by 54% and 126% , respectively, under 0. 25 kg·L - 1 of PEG treat2 ment. By the synthetic analyzing of all the indexes, the authors concluded that P. asia tica is p referable to adap t to water stress, and net photosynthetic rate, permeability and relative water content could be used for comparing the drought resistance of different species. Key words: P lan tago asia tica; V iola ph ilippcia; water stress; drought resistance identification; ground cover p lant; polyethylene glycol
MA W u2chang, WAN G Yan3 , PEN G Z hen2hua
( Research Institute of Forestry, CAF; Key Laboratory of Tree B reeding and Cultivation, State Forestry Adm inistration, Beijing 100091)
1. 1 实验苗培养 试验在中国林科院现代化温室中进行 。 2003
年 3月 ,挑选籽粒饱满的车前和紫花地丁种子 ,在组 培室中 (20 ℃)温水浸泡 24 h后 ,播种于温室花盆 内 ,盆栽基质为 园土 ∶草 炭 = 8 ∶2。 2003 年 8 月 , 选择 2种植物各长势较为一致的植株转移至 1 /2Ho2 agland营养液中进行适应性培养 ,每 7 d更换 1次营 养液 。 1. 2 PEG处理
性 、相对含水量和长势等方面分析 ,车前比紫花地丁具有更好的对水分胁迫的适应能力 。
关键词 :车前 ;紫花地丁 ;水分胁迫 ;抗旱鉴定 ;地被植物 ; PEG
中图分类号 : S72213 + 6
文献标识码 : A
The Physiolog ica l Respon ses of P lan tago asia tica L. and V io la ph ilippc ia Cav. to W a ter Stress
采用电导仪法 [ 16 ] , 用 上海 雷磁 仪器 厂生 产的 DDS - 11A 型电导率仪进行电导率测定 。
2 结果与分析
2. 1 水分胁迫对车前和紫花地丁长势的影响 经 PEG处理 3 d以后 ,处理 1、2、3、4 的车前均
未出现叶片萎蔫 ,仅处理 5的少许老叶轻微萎蔫 ;处
采用 C IRAS21型光合系统分析仪在光强 1 600 μmol·m - 2 · s- 1和 350 μmol·mo l- 1 CO2 条件下进 行测定 。所有测定均在同一天上午 8: 00—11: 00进 行 。为尽量缩短每个重复测定中各处理间测定时间 早晚的差别 ,采用先依次测定 2 种植物材料所有处 理的 1个重复 ,然后依次测定所有处理的第 2 个重 复 ,最后测 [ 14 ]的方法计算气孔限制值 (L s) 。 1. 4 叶绿素荧光参数的测定
634
林 业 科 学 研 究
第 19卷
目前在城市绿化中地被植物的应用正逐步受到 重视 ,其优良的特性越来越受到园林工作者和城市居 民的青睐 ,当前在我国北方城市有限的几种地被植 物 ,如 白 花 三 叶 草 ( Trifolium repens L. ) 、二 月 兰 (O rychoph rogm us violoceus (L. ) O. E. S shulz) 、铺地柏 (S abina ch inensis var. sa rgen tii) [1, 2 ]等 ,已经远远不能 满足城市绿化美化多样性的需求 ,同时 ,对地被植物 抗逆性机理等生理特性的认识不足也逐渐成为地被 植物开发应用的限制性因素 。车前 ( P lan tago asia tica L. )是车前科多年生草本植物 ,是传统的药用植物和 优良的保健蔬菜 [3, 4] 。通过长期的观察发现 ,车前的 适应性特别强 ,分布广泛 ,既喜生于湿润的环境中 ,又 对干旱环境有较好的适应性 ,是一种具有抗旱潜力的 经济地被植物 。紫花地丁 (V iola ph ilippica Cav. )是堇 菜科草本植物 ,分布也非常广泛 ,在我国除了青海、西 藏外其它各省都有分布 [5 ] 。紫花地丁株形整洁 ,花朵 美丽 ,且每年具有春、秋 2 个花期 ,观赏应用价值较 高。对 这 两 种 地 被 植 物 的 研 究 多 集 中 于 栽 培 管 理 [5~8 ]方面 ,只有蔡朵珍等 [9 ]对紫花地丁进行了同工 酶的研究 ,石爱平等 [10]报道紫花地丁在土壤含水量 为 50~80 g·kg- 1时仍能生长 ,其抗旱性较强 ;但目前 未见有关紫花地丁抗旱机理和车前抗旱性研究方面 的报道 。
素 ,气孔限制和非气孔限制共同导致了紫花地丁净光合速率的下降 ;两种植物均具有较好的抗旱性 ;水分胁迫对两
种植物 PSⅡ的原初光能转换效率和潜在活性均产生了影响 ;车前和紫花地丁的细胞电解质外渗率均随着培养液水
势的降低呈逐渐增大的趋势 ,车前的质膜稳定性高于紫花地丁 。从水分胁迫条件下两种植物净光合速率 、质膜透
待 2种植物材料均恢复生长以后 ,将试验材料 转移至分别盛有各浓度梯度 PEG6000 的 1 /2Hoag2 land溶液的培养箱中 ,进行水分胁迫处理 ,对照用
1 /2Hoagland营养 液 进 行 培 养 。设 定 的 各 处 理 的 PEG6000的浓度依次为 0 (对照 ) 、0. 05 (处理 1 ) 、 011 (处理 2) 、0. 15 (处理 3) 、0. 20 (处理 4) 、0. 25 kg ·L - 1 (处理 5) ,其培养液水势分别约为 - 0. 05、0110、- 0. 21、- 0. 37、- 0. 58、- 0. 84 M Pa[ 11~13 ] 。 每个处理 10 株 。处理 3 d后 ,进行各指标的测定 。 因处理材料的数量有限 ,先测定净光合速率和荧光 参数 2个对材料无损伤的指标 ,后测定其它指标 。 1. 3 净光合速率 ( P n )的测定
林 业 科 学 研 究 2006, 19 (5) : 633~637 Forest R esea rch 文章编号 : 100121498 (2006) 0520633205