文章利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)反演的干旱胁迫指数(DSI)来监测我国西南地区2009～2010年极端干旱的持续时间、发生强度和空间分布等特征,进而评估DSI的干旱监测能力,并验证其精度。结果表明:我国西南地区在2009年11月至2010年3月期间遭遇了极端干旱。作物受灾面积占研究区总面积的74%,其中中度干旱、严重干旱和极端干旱面积占总面积的20%、12.7%和13.2%。空间分布上,云南东部、贵州西部和广西西部地区均遭受了持续干旱,干旱期间强度从轻度到极端。将DSI和标准化降水指数(SPI)进行皮尔逊相关分析,以评估DSI的监测结果。结果表明:DSI与SPI的变化趋势在时间尺度较为一致,DSI和时间尺度为3个月的SPI的相关性系数最高(r=0.58),农业气象干旱的监测资料也验证了这一点。研究表明,DSI具有监测我国西南地区或全球其他类似地区极端干旱的能力。

确定白沙蒿在干旱胁迫下起渗透调节作用的脯氨酸合成基因P5CS的生物信息学特征。[方法]对白沙蒿进行田间最大持水量的70%、40%及30%的干旱胁迫处理,再对其进行转录组测序获得不同胁迫处理下的差异表达基因,并筛选显著上调表达的P5CS,对其进行序列分析。[结果]P5CS对白沙蒿的抗旱性起调控作用,该基因序列全长为3 061 bp,包含长为2 145 bp的一个完整的开放阅读框(ORF),共编码714个氨基酸。等电点为6. 12、分子式为C3403H5539N965O1042S16、分子质量为77 157. 21 k Da,为亲水性蛋白,其序列同源性与黄花蒿最高,为93%。二级结构组成中α螺旋占的比例最高(40. 62%),无跨膜结构,主要分布在细胞质中。[结论]在干旱胁迫下,白沙蒿脯氨酸合成基因P5CS通过显著上调表达,参与了白沙蒿的抗旱调控。

MicroRNAs(miRNAs)是内源性非编码小RNA,在植物生长发育和环境胁迫时发挥重要的监管作用。甘蔗高度多倍体和基因组特异性导致其相关代谢具有复杂的调控机制,而调控途径涉及许多基因、转录因子和不同内别的RNAs:siRNAs和miRNAs。该文主要论述miRNAs在甘蔗干旱胁迫、其他非生物胁迫、生物量相关特征及糖代谢途径中的表达调控机制。

稳定和增加玉米产量有助于确保我国的粮食供应安全,而良好的种子萌发和成苗是玉米高产的基础。玉米种子萌发和成苗受春旱影响严重,渗透调节是该时期抵御干旱的关键机制之一,不同玉米基因型的渗透调节能力存在差异。在玉米萌发成苗期,积累的渗调物质包括无机离子和有机物质。其中,钾离子是主要的无机渗调物质,其吸收和分配受膜钾转运蛋白和质子ATP酶调节;可溶性糖是重要的有机渗调物质,其形成和运输受淀粉酶、磷酸蔗糖合成酶、蔗糖转化酶等的调节;随着干旱胁迫的延长,可溶性蛋白、游离氨基酸、脯氨酸和甜菜碱对抗旱性的贡献逐渐增大;脱落酸(ABA)是种子萌发期渗透调节作用的重要调节者,ABA的作用受其合成、分解能力和信号通路组分变化的影响;玉米的渗透调节能力也受ZmPtil、ZmPtil-1、ZmCIPK2、ZmSAMS1、ZmC2H2-1等基因表达的调节。

探究燕麦在形态结构上的耐旱特性。【方法】试验设置土壤含水量分别为田间最大持水量的75%、45%、30%的3个水分处理,观察干旱胁迫对燕麦品种蒙燕1号的产量、不同生育时期干物质量和灌浆期叶片表皮细胞和叶肉细胞超微结构的影响。【结果】随着干旱胁迫程度的加重,燕麦产量显著下降;干旱胁迫对叶片干物质量的影响大于对茎秆和穗的影响;叶片下表皮结构对干旱胁迫更为敏感,随着干旱胁迫时间和程度的增加叶片表皮气孔数量减少、气孔面积减小、表皮毛密度下降、表皮短细胞数量增加、表皮细胞饱满度降低。随着干旱胁迫时间和程度的增加叶肉细胞面积减小、叶绿体数量和面积减小、核染色质凝聚程度逐渐增加、叶绿体内部类囊体基粒和基质结构逐渐解体、线粒体逐渐膨胀;长时间重度干旱胁迫导致叶绿体形状各异,叶绿体之间出现团聚现象。【结论】燕麦对干旱胁迫适应能力较强。

为了研究水分胁迫对麻栎幼苗的生长及生理生化特性的影响,以一年生麻栎幼苗为供试材料,试验共设W1、W2、W3、W4 4种水分处理,结果表明:水分胁迫下麻栎幼苗的相对株高生长、相对地径生长、相对冠幅以及生物量增量都随着水分胁迫程度的增加而减少,但是生物量增量在W2、W3、W4处理之间变化并不明显;叶片中游离脯氨酸含量、可溶性糖含量、MDA含量、可溶性蛋白质含量、细胞质膜透性随着土壤水分含量的减少而增大,保护酶SOD、POD、CAT活性先增加,但当土壤含水量达到田间持水量25%(W4处理)时,SOD、POD、CAT活性降低。随着水分胁迫加剧,麻栎幼苗通过增加根冠比以及提高保护酶活性。