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入侵植物节节麦种子萌发及幼苗生长对盐碱胁迫的响应
Seed germination and seedling growth responses of invasive alien plant Aegilops tauschii to saline-alkali stress
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【目的】节节麦入侵已严重威胁到我国小麦的安全生产,探明节节麦对盐碱生境的适应能力,为节节麦入侵扩散的进一步预测提供参考。【方法】研究了不同浓度[0(CK)、50、100、150和200 mmol/L] NaCl和Na2CO3胁迫对节节麦种子萌发及幼苗生长的影响。【结果】①随着两种盐处理液浓度的增加,节节麦种子发芽率、胚芽及胚根长度均呈持续下降的变化。当处理液分别达到150及100 mmol/L时,NaCl和Na2CO3胁迫中节节麦种子发芽率与CK差异显著,至200 mmol/L时,Na2CO3处理的种子不发芽。此外,相同浓度条件下,Na2CO3胁迫中发芽和生长指标均明显低于NaCl处理;②盐碱胁迫中,随处理液浓度的增加,节节麦脯氨酸含量和SOD活性呈显著增加的变化,而相对电导率和MDA含量在低浓度盐碱处理中较CK增加不显著,之后在高浓度的处理中则呈急剧增加的变化。由此表明,节节麦能够通过自身调节适应一定范围的盐碱胁迫。此外,相同盐处理浓度条件下,Na2CO3处理的上述指标均明显高于NaCl处理。【结论】综合分析表明,节节麦对盐碱生境具有一定的适应能力,而Na2CO3对其种子萌发及幼苗生长的抑制作用大于NaCl。
【Objective】Aegilops tauschii Coss. invasion has seriously threatened the security of wheat production in China. In order to forecast the A. tauschii invasion risk, clarify the adaptability of A. tauschii to saline-alkali habitats. 【Method】The stress effects of NaCl and Na2CO3 at different concentrations [0 (CK), 50, 100, 150 and 200 mmol/L] on seed germination and seedling growth of A. tauschii. 【Result】Germination rate, and radicle and embryo lengths decreased continuously with an increase in the saline-alkali concentration. At concentrations of 150 and 100 mmol/L, the germination rate decreased significantly in comparison with CK for the NaCl and Na2CO3 treatments, respectively. None of the A. tauschii seeds germinated at a Na2CO3 concentration of 200 mmol/L. In addition, both the germination rate and seedling growth under Na2CO3 stress were significantly lower than those under NaCl stress at the same treatment concentrations. The proline content and superoxide dismutase (SOD) activity increased significantly with an increase in concentration of the saline-alkali treatment solutions. However, the relative electric conductivity and malondialdehyde (MDA) content showed no significant increase at low concentrations of the saline-alkali treatments but increased sharply at high concentrations. This suggests that A. tauschii can adapt biochemically to a certain range of saline-alkali stress through self-regulation. In addition, the values for these biochemical indexes under Na2CO3 stress were significantly higher than under NaCl stress at the same treatment concentrations. 【Conclusion】These results indicate that A. tauschii has a certain physiological ability to adapt to saline-alkali habitats, and the effects of Na2CO3 stress on seed germination and seedling growth were more significant than those of NaCl stress.
Aegilops tauschii Coss. / salt-alkaline stresses / seed germination / seedling growth
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何影, 马淼 . 入侵植物意大利苍耳种子萌发对环境因子的响应[J]. 生态学报, 2018,38(4):1226-1234.
室内受控条件下，研究了意大利苍耳种子萌发阶段对环境因子（外界温度、光照、土壤湿度、土壤盐分以及土壤酸碱度）的响应。结果表明：意大利苍耳对各环境因子都有较宽泛的耐受幅度，10-35℃条件下均有种子萌发，而最适宜温度为25℃。其种子萌发阶段对光照没有严格需求，光照和黑暗条件下的萌发率均超过了93%。意大利苍耳表现出了极强的土壤水分耐受性，在相对湿度为30%-100%的土壤环境中，均有超过70%的种子可以正常萌发。其种子萌发率随土壤盐分浓度的升高呈下降趋势，但在280mmol/L的土壤NaCl环境中，仍有1/3的种子可以萌发。其种子对土壤酸碱度表现出较强的耐受性，在pH值是4-10的土壤环境中，种子萌发率均高达90%以上。意大利苍耳在种子萌发阶段对温度、光照、土壤水分、盐分及土壤酸碱度均表现出了极强的耐受性，说明无论是温凉的高原山区，还是炎热的盆地沙漠；无论是开阔地，还是郁闭的林下、田间；无论是干旱的荒漠，还是湿润的河谷湿地；也无论是甜土，还是盐碱地都是意大利苍耳种子萌发的适宜生境。鉴于其宜生生境的广谱性和其生态危害的严重性，建议在所有的生境类型中对意大利苍耳进行全方位的严格监控，一经发现须立即铲除。
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张风娟, 李继泉, 徐兴友 , 等. 环境因子对黄顶菊种子萌发的影响[J]. 生态学报, 2009,29(4):1947-1953.
黄顶菊是一种入侵性极强的外来杂草，其种子对环境的适应是其成功入侵的前提。通过室内条件下黄顶菊种子的物理特性、环境因子对其种子萌发及幼苗生长影响等方面的研究，可为探讨黄顶菊快速蔓延的原因与揭示黄顶菊成功入侵机制提供理论依据。结果表明，黄顶菊种子极多而轻与黄顶菊大面积扩散密切相关，温度、光照和种子埋藏深度是决定黄顶菊种子萌发的关键因素。黄顶菊种子萌发的温度范围为5~40℃，25℃最适于种子的萌发，25~35℃条件下有利于幼苗的生长；黄顶菊种子是光敏感型种子，在土壤表面的萌发率最高（74.44%），大于3cm的深层土壤中则不能萌发；pH 对黄顶菊种子的萌发影响不明显，但其幼苗在酸性条件下生长较好；黄顶菊种子的萌发能忍受一定的盐胁迫和干旱胁迫，但随着胁迫程度的加重，根长和苗长逐渐降低，50%的土壤含水量对黄顶菊种子萌发和幼苗生长比较适宜。
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胡亮, 李鸣光, 韦萍萍 . 入侵藤本薇甘菊的耐盐能力[J]. 生态环境学报, 2014,23(1):7-15.
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刘凤歧, 刘杰淋, 朱瑞芳 , 等. 4种燕麦对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价[J]. 草业学报, 2015,24(1) : 183-189.
为研究4份燕麦坝莜一号、白燕2号、白燕6号和白燕7号的耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理反应规律,在水培条件下,分别用0,34.2,68.4,102.6,136.8,171.0 mmol/L浓度NaCl溶液模拟盐胁迫处理4种燕麦种子,观察记录各处理的盐害情况,分别测定了胁迫后的种子发芽势、发芽率、株高和根长,以及室温培养的燕麦幼苗叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和可溶性蛋白含量,分析了不同胁迫程度下各生理指标的变化情况,并且对4种燕麦的耐盐性进行了综合评价。结果表明,NaCl胁迫对4种燕麦种子的发芽势和发芽率均产生显著影响,对株高和根长产生了抑制作用,且均随盐浓度的增大呈逐渐降低的趋势;燕麦幼苗叶片POD活性、SOD活性、可溶性蛋白含量均在102.6 mmol/L 盐浓度下达到最大值,而且都随盐浓度的增大呈先升高后降低的趋势,表明燕麦具有较高的耐盐能力,在盐胁迫下可采取自我保护机制以适应盐胁迫,4种燕麦的耐盐阈值为102.6 mmol/L盐浓度。综合评价,白燕6号耐盐性较好,白燕2号具有高盐耐受性的潜力,这两个燕麦品种可以为耐盐基因挖掘及燕麦耐盐品种的选育提供材料。
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李志萍, 张文辉, 崔豫川 . NaCl和Na2CO3胁迫对栓皮栎种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 生态学报, 2015,35(3):742-751.
为了阐明栓皮栎种子萌发期对盐碱胁迫的耐受性,研究了不同浓度(0、50、100、200和400 mmol/L) NaCl和Na2CO3胁迫对其种子萌发、生长、保护酶活性和有机渗透调节物质等的影响,结果表明:(1)盐碱胁迫对栓皮栎种子的萌发率和发芽指数均没有显著影响;随着Na+浓度的升高,NaCl和Na2CO3处理下的胚根长度、胚根生长速率、胚根鲜重均受到抑制,呈现下降趋势;活力指数和耐盐指数在NaCl胁迫下表现为较低浓度(50 mmol/L)促进,较高浓度(100, 200, 400 mmol/L)抑制,而在Na2CO3处理下则不断下降;相对盐害率在两种处理下均表现波动趋势。(2)通过建立活力指数、胚根长度等与Na+浓度的回归方程,发现在NaCl胁迫下栓皮栎种子活力指数、胚根鲜重、胚根长度和胚根生长速率的临界值分别为300.0、300.0、333.6、369.6 mmol/L。(3)在NaCl和Na2CO3胁迫下,随Na+浓度的增加,丙二醛含量增幅显著;NaCl处理下的SOD(superoxide dismutase)活性呈现先升高后降低的趋势,而Na2CO3处理下则均低于对照;POD(peroxidase)活性变化不显著;CAT(catalase)活性均表现为先降低后升高;脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量均随着Na+浓度的升高而呈现不同程度上升趋势。(4)等Na+浓度时,NaCl处理下的各项生长指标均高于Na2CO3处理,丙二醛、保护酶活性及渗透调节物质含量均低于Na2CO3处理,说明Na2CO3对栓皮栎种子的影响比NaCl更为显著。
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试验以采自内蒙古阿拉善荒漠４种优势植物：梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子为材料，在０～１．８ ｍｏｌ／Ｌ 的ＮａＣｌ范围内，研究了盐分胁迫对种子萌发的影响，探讨了经ＮａＣｌ浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明，随ＮａＣｌ浓度的升高，梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子的萌发和初生根生长均受到不同程度的抑制，总体来看，盐溶液浓度越高，抑制作用越明显。但轻度的ＮａＣｌ胁迫可提高碱蓬种子的发芽率、发芽指数，促进驼绒藜种子的萌发。４种荒漠植物种子萌发的盐度阈值分别为１．８，０．６，０．９和０．５ｍｏｌ／Ｌ，说明梭梭种子萌发的耐盐性最强，而碱蓬的耐盐性最弱。经ＮａＣｌ浸种预处理的种子在适宜条件下可以恢复萌发，但浸种时间越长，种子受盐胁迫的影响越大，甚至其萌发完全被抑制。短时间的ＮａＣｌ浸种预处理提高了红砂种子的发芽率，并显著提高了其发芽指数，刺激了梭梭、红砂和驼绒藜的初生根生长，而碱蓬的初生根生长则一直受到ＮａＣｌ浸种预处理的抑制。
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杜利霞, 董宽虎, 夏方山 , 等. 盐胁迫对新麦草种子萌发特性和生理特性的影响[J]. 草地学报, 2009,17(6) : 789-794.
采用浓度为0%、0.3%、0.%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%的NaCl、Na2CO3、NaHCO3单盐胁迫新麦草种子,通过种子萌发特性和生理特性的变化,研究其萌发时的耐盐能力和不同盐分对其危害程度,为新麦草(Psathyrostachys juncea(Fisch.) Nevski)在盐碱地的建植提供参考.结果表明:3种盐胁迫对新麦草种子的发芽率、发芽势、根生长速度和幼苗生长速度的影响差异明显.相同浓度下,Na2CO3胁迫时发芽率和生长速度受到显著抑制(P<0.05),MDA的积累量大.可溶性糖、CAT、POD、SOD在Na2CO3浓度为0.%时达到最大值;NaCl胁迫时MDA的积累量最小,发芽和生长受到的影响较小,可溶性糖和CAT在NaCl浓度1.5%时达到最大值,POD和SOD在浓度1.2%时达到最大值;NaHCO3胁迫时受到的抑制介于中间.综合分析,3种盐对新麦草种子萌发影响的强弱顺序为:Na2CO3＞NaHCO3＞NaCl.
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姜雪琪, 樊忠惠, 张卫东 . 盐胁迫对黑龙江5种红小豆种子萌发的影响[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版), 2018,39(4):61-68.
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张利霞, 常青山, 侯小改 , 等. 不同钠盐胁迫对夏枯草种子萌发特性的影响[J]. 草业学报, 2015,24(3):177-186.
为探明夏枯草种子在不同盐胁迫条件下的萌发特性。采用不同钠盐溶液(NaCl，Na2CO3，Na2SO4，NaCl与Na2CO3混和液，NaCl、Na2CO3与Na2SO4混合溶液)对夏枯草种子进行分别处理，研究不同钠盐胁迫对夏枯草种子发芽率、发芽势、活力指数、鲜重及幼苗根长和苗高的影响。与对照相比，随着不同钠盐溶液浓度的增加，夏枯草种子的发芽率、发芽指数、活力指数、鲜重及幼苗的根长和苗高呈现下降的趋势。夏枯草种子萌发在钠盐处理中表现出低浓度促进、高浓度抑制的特点，一定的低盐浓度处理下的夏枯草种子萌发指标甚至高于对照。夏枯草种子对不同钠盐胁迫的耐受性不同，不同钠盐对种子萌发的抑制程度高低顺序为Na2SO4＜NaCl＜混合盐(NaCl+Na2CO3)＜混合盐(NaCl+Na2CO3+Na2SO4)＜Na2CO3。
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殷秀杰, 燕昌江, 李凤兰 , 等. 混合盐碱胁迫对白三叶种子萌发的影响[J]. 东北农业大学学报, 2009,40(12) : 58-61.
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卢艳敏, 苏长青, 李会芬 . 不同盐胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 草业学报, 2013,22(4) : 123-129.
采用不同浓度的ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４ 溶液以及ＮａＣｌ和Ｎａ２ＣＯ３的混合液，ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３ 和Ｎａ２ＳＯ４ 的混合液对白三叶种子进行胁迫处理，每个处理３个重复，测定白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗根长和苗高等指标。结果表明，与对照相比，随着ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３ 以及ＮａＣｌ和Ｎａ２ＣＯ３混合液浓度的增加，白三叶的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及幼苗的根长和苗高均呈下降趋势。随着Ｎａ２ＳＯ４ 及ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３和Ｎａ２ＳＯ４ 混合液浓度的增加，白三叶种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数呈先上升后下降趋势，幼苗的根长和苗高呈下降趋势。白三叶种子对不同类型盐的耐受性各异，对ＮａＣｌ、Ｎａ２ＣＯ３、Ｎａ２ＳＯ４ 的耐受浓度阈值分别为３００ｍｍｏｌ／Ｌ，１００ｍｍｏｌ／Ｌ，１５０ｍｍｏｌ／Ｌ。
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以新疆野豌豆为材料,研究不同浓度NaCl(0,50,100,150和200 mmol/L)和Na2CO3 (0,10,20,30,40 mmol/L)胁迫对种子萌发和幼苗生理状态的影响。结果表明, 1)随着两种胁迫浓度的升高,种子萌发率呈下降趋势,其中Na2CO3胁迫下种子萌发率下降幅度显著高于NaCl胁迫; 2)两种胁迫条件下丙二醛和脯氨酸含量均呈上升趋势,Na2CO3胁迫上升幅度明显大于NaCl胁迫; 3)两种胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均表现出先升高后降低的趋势,其中Na2CO3胁迫降低幅度稍大;4)可溶性糖含量在Na2CO3胁迫下呈升高趋势,而NaCl胁迫则表现出先升高后降低的趋势。该研究结果显示碱性盐(Na2CO3)胁迫对新疆野豌豆萌发和生长的抑制作用显著高于中性盐(NaCl)胁迫,此结论为新疆野豌豆的品种选育和推广种植提供一定的理论指导和技术参考。
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We investigated the effects of seeds pretreatment with exogenous spermidine (Spd) on the polyamine content and metabolism in the roots of two cultivars of tomato (Solanum lycopersicum), Jinpengchaoguan and Zhongza No. 9 grown under conditions of mixed salinity alkalinity stress. These cultivars differ in their tolerance to salinity stress, with the former more tolerant than the latter. PA content, whether in its free forms, soluble conjugated forms, or insoluble bound forms, increased significantly during salinity-alkalinity stress. The activities of S-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC) and diamine oxidase (DAC)), concentrations of free Spd, soluble conjugated forms of Spd and spermine (Spm), and insoluble bound form of Spd in the roots were enhanced to a greater extent in cv. Jinpengchaoguan roots than in cv. Zhongza No.9 in response to salinity-alkalinity stress. Interestingly, Spd application to seeds markedly suppressed the accumulation of free Put, but promoted an increase in free Spd and Spm concentrations, as well as soluble conjugated forms of Spd and insoluble bound forms of Put in both cultivars. From these data, we deduced that exogenous Spd promotes the conversion of free Put into free Spd and Spm, and soluble conjugated forms and insoluble bound forms of PAs under salinity-alkalinity stress. Furthermore, under salinity alkalinity stress conditions, exogenous Spd enhanced the activities of ODC, SAMDC and DAO, and reduced the activities of ADC and polyamine oxidase (PAO) in cv. Zhongza No.9 roots. In addition, exogenous Spd reduced the activities of ADC and ODC, and increased the activities of DAC) and SAMDC in cv. Jinpengchaoguan roots under salinity alkalinity stress conditions. These results suggest that exogenous Spd treatment can regulate the metabolic status of polyamines caused by salinity-alkalinity stress, and eventually enhance tolerance of tomato plants to salinity-alkalinity stress. Additionally, Spd treatments have varying effects on different tolerant tomato cultivars. (C) 2012 Elsevier Masson SAS.
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甘草 ( Glycyrrhiza uralensis Fisch.)幼苗用 PEG6 0 0 0 ( -2 .5 Mpa,-1 .5 Mpa)模拟干旱处理 ,测定了 4 d中叶的 MDA含量、膜相对透性及几种保护酶 ( SOD、POD、ASP、CAT)活性变化情况。结果表明 :-2 .5 Mpa胁迫下 ,MDA含量总体呈上升趋势 ;-1 .5 Mpa胁迫下 ,前两天略有降低 ,至第 4天时 ,上升到与处理前基本持平的水平。细胞膜透性在处理前期下降 ,后期升高 ,低渗透胁迫较高渗透胁迫变化平缓。几种保护酶活性在干旱处理期间都有变化 :POD除第 1天降低外 ,其余几天均呈上升趋势 ;在处理前期 ,SOD活性升高 ,CAT活性下降 ,而在后期其变化为 SOD活性降低 ,CAT活性升高 ;ASP活性变化波动较大 ,-2 .5 Mpa胁迫下 ,第 1、第 3天有两次上升峰 ,第 4天较处理前下降了 1 0 4 .3%。在 -1 .5 Mpa胁迫下的几种保护酶活性变化幅度较小。表明了高渗透胁迫能使膜脂过氧化而引起膜的损伤 ,低渗透胁迫程度对细胞膜脂过氧化及膜的透性影响较小 ,且可能对膜脂过氧化起到一定的防御作用。植物在干旱胁迫下保护酶系统的作用，可能是通过它们之间相互协调且保持一个稳定的平衡态而进行的。
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An NaCl-resistant line has been developed from suspension-cultured tobacco cells (Nicotiana tabacum/gossii) by stepwise increases in the NaCl concentration in the medium. Resistance showed stability through at least 24 generations in the absence of added NaCl.Above an external NaCl concentration of 35 millimolar, proline concentration in the selected cells rose steeply with external NaCl, particularly so above 100 millimolar NaCl. Proline accumulation in the wild type was far slighter. Selected cells which had been grown for 24 generations in the absence of added NaCl accumulated proline strongly on re-exposure to NaCl medium, indicating stability of this character. Proline accumulation was fully reversible with a half-time of about 6 hours. When selected cells were transferred sequentially to lower and lower NaCl concentrations, their proline content fell to the level corresponding to the new NaCl concentration. The NaCl-selected cells responded to water stress (i.e. added mannitol) by accumulating markedly more proline than did the wild type.The addition of Ca(2+) to the growing and rinsing media minimized Na(+) and K(+) binding in the Donnan free space of cell walls and thus allowed assessment of intracellular Na(+) and K(+). In both cell types, internal Na(+) content rose steadily as a function of external NaCl concentration. In the course of 7 days in NaCl media, the wild type cells lost a considerable part of their K(+) content, the extent of the loss increasing with rise in external NaCl concentration. The selected cells, by contrast, lost no K(+) at external NaCl concentrations below 50 millimolar external NaCl, and at higher concentrations lost less than the wild type.
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根据在新疆的两年调查,节节麦(Aegilops tauschii Cosson,syn.Ae.squarrosa L.)~(**)在伊犁地区是越年生中生高草,主要分布在草原自然植被中。但可延伸至蒿属(Artemisia)荒漠中呈短生纤草,或存在于河谷草甸。伊犁地区是其连续分布区最东部边缘。在伊犁地区发现 Ae.tauschii 是本种分布地区的新记录。
Since 1981,Sichuan Agricultural College,August-1 Agricultural Collegeand the Institute of Crop Germplasm Resources of the Chinese Academy ofAgricultural Sciences have sent several expedition groups to the Yi-liriver valley which lies between the mountains west of Mount Tianshan inXinjiang,China,adja
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