硅对镉胁迫下水稻幼苗培养液指标及其生物量的影响

通过溶液培养,研究不同浓度Si(0、30、80、130、180 mg·L-1SiO2)在4.0 mg·L-1Cd2 浓度胁迫下对水稻幼苗培养液中的Si、Cd含量、pH值及其下降值、根系细胞K 外流量和根、茎叶干重的影响.结果表明,大量的Si可通过在水稻体外(培养液中)与Cd相结合,形成了Si-Cd络合物,从而束缚了Cd的活性,使培养液中有效Cd含量明显下降.降低了Cd对水稻幼苗的毒性.最终抑制水稻对培养液中镉的吸收.此外,随着培养液中SiO2浓度的加入,根系细胞K 外流量极显著(P＜0.01)降低,培养液中的pH值下降,说明si可以减轻Cd对水稻根系细胞质膜的伤害,使细胞质膜透性下降,从而保护了水稻细胞膜不受Cd的破坏.进而增加了水稻幼苗根、茎、叶的生物量.     

大气CO2浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响

[目的]本文旨在研究大气CO₂浓度增加和升温对不同品种水稻根系形态的影响。[方法]在田间开放条件下模拟大气CO₂浓度增加和升温，设置CT(对照，CO₂浓度和温度与正常大气环境保持一致)、C+T(大气CO₂浓度增加200μmol·mol^-1)、CT+(冠层温度升高2℃)和C+T+(大气CO₂浓度和温度同时升高)4个处理。每个处理种植‘扬稻6号’和‘常优5号’2个品种，连续开展2年(2020、2021年)田间试验。在水稻分蘖期、灌浆期和成熟期采集地上部和根系样品，分析大气CO₂浓度增加、升温及其交互作用对地上部干重、根干重、根冠比和根系形态(根长、根直径、根表面积、根体积和根尖数)的影响。[结果]大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’和‘常优5号’地上部干重、根干重和根冠比，其中‘常优5号’的增加幅度大于‘扬稻6号’。大气CO₂浓度增加显著提高不同生育期‘扬稻6号’根长、根直径、根体积...     

硅对镉胁迫下水稻幼苗生长及其生理特性的影响

通过溶液培养,研究不同浓度硅(0、30、80、130、180 mg·L-1 SiO2)在4.0 mg·L-1 Cd2 浓度胁迫下对水稻幼苗生长及其部分生理特性的影响.结果表明,4.0mg·L-1 Cd2 浓度明显抑制水稻幼苗的生长;硅是通过提高水稻幼苗叶片叶绿素含量、降低根系细胞质膜透性、促进根的伸长和侧根的生长等途径减轻Cd2 对水稻幼苗的毒害,从而达到提高生物量的目的.此外,当SiO2浓度为130 mg·L-1时,上述指标均达到最佳,说明该SiO2浓度可能是缓解水稻幼苗生长的最理想浓度.     

镉胁迫对不同基因型玉米幼苗生理生化指标的影响

采用室内试验方法,研究了不同浓度的Cd2 胁迫对两个玉米品种幼苗叶绿素含量、游离脯氨酸含量、根系活力、细胞膜透性及蛋白质含量的影响.结果表明,在0.5mg·L-1、1.0mg·L-2 Cd2 胁迫下,叶绿素含量与对照差异不显著,随着Cd2 浓度的提高,叶绿素含量显著降低.脯氨酸含量随着Cd2 浓度的升高而逐渐上升.低浓度的Cd2 胁迫对根系活力有刺激作用,随着Cd2 浓度的提高,根系活力逐渐降低.细胞膜透性和可溶性蛋白质均随着Cd2 胁迫浓度的提高呈逐渐增加的趋势.     

Cd、Pb及复合胁迫对小麦种子萌发及幼苗根系的影响

研究不同浓度Cd2+、Pb2+及其复合胁迫对小麦种子萌发及幼苗根系生长的影响。采用发芽盒滤纸发芽法，分别设置不同浓度Cd2+（0,15,30,60,120 mg/L）、Pb2+（0,100,200,500,1000 mg/L）及Cd2+与Pb2+的复合溶液处理两个小麦品种，测定小麦种子发芽率、发芽势及幼苗根系生长等指标。结果表明：与对照相比，不同浓度的Cd2+、、Pb2+及其复合胁迫对小麦种子的发芽及根系生长均有抑制作用，并随浓度的增大抑制作用增强；单一低浓度的Cd2+、、Pb2+处理与对照之间多数无显著性的差异；Cd2+和Pb2+复合胁迫的强度要高于单一重金属Cd2+和Pb2+的处理；淮麦33对不同Cd2+和Pb2+及复合胁迫的耐性要高于烟农19。     

锌对镉胁迫下水稻幼苗镉吸收转运及根系形态的影响

以湘晚籼12号为材料,采用水培试验,研究了0.4mmol/L锌对镉胁迫下水稻镉吸收转运及根系形态的影响。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗根系生长受到极显著抑制,根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积明显下降,随胁迫浓度增加和处理时间延长,抑制程度加重;0.4mmol/L锌对镉胁迫有一定缓解作用,可不同程度减轻对水稻幼苗的毒害,促进根系各指标的增加,与不同程度镉胁迫处理相比,锌对水稻幼苗根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积分别增加1.8%~38.8%、-0.04%~25.0%、-0.05%~29.9%、-0.06%~28.3%;Zn能减少镉胁迫下水稻对Cd的吸收积累量,在短期(3d)内,加Zn处理较10、20、50μmol/LCd胁迫处理,水稻幼苗总积累量分别减少28.4%、24.9%、8.3%,差异显著,但长期(6d、9d)情况下,降Cd处理效果不显著;加Zn处理极显著促进了胁迫情况下Cd向地上部运输,转运系数达0.21~0.28,较单纯Cd胁迫处理差异极显著,Cd在水稻幼苗体内的再分配差异显著。     

Cr6+胁迫对高丹草幼苗根质膜氧化及ATPase活性的影响

【目的】研究不同浓度Cr6+处理对高丹草幼苗根质膜氧化及ATPase活性的影响,阐明重金属Cr对植物的毒害机理,为铬污染地区优质牧草的种植提供理论依据。【方法】采用不同浓度(0(对照),0.5,1.0,1.8mmol/L)K2CrO4胁迫处理高丹草幼苗,测定根长、根干质量、根系中的Cr含量、根系O2.-产生速率和H2O2、丙二醛(MDA)含量及根质膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性的变化。【结果】与对照相比,随着Cr6+处理浓度的增加,高丹草幼苗根长和根干质量均呈先升高后降低的变化趋势,O2.-产生速率、H2O2和MDA含量及细胞质膜相对透性显著升高(P<0.05),且与Cr6+处理浓度呈正相关。0.5 mmol/L Cr6+浓度处理时,H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性与对照差异不显著(P>0.05),而在1.0,1.8 mmol/L Cr6+处理时,ATPase活性显著降低(P<0.05),并且与膜脂过氧化水平呈负相关。【结论】低浓度Cr6+处理对高丹草幼苗根系质膜ATPase活性影响较小,较高浓度Cr6+处理使AT-Pase活性及根生长受到抑制。     

黄瓜枯萎菌毒素胁迫对黄瓜种子及幼苗的影响

利用黄瓜枯萎菌粗毒素胁迫黄瓜种子及幼苗,研究毒素对黄瓜胚根、幼苗根系细胞膜透性及丙二醛含量的影响。结果表明:在低浓度毒素处理下,抗病品种春秋1号的细胞膜透性和丙二醛含量低于感病品种新优1号,而胚根长度和侧根数目多于新优1号;在高浓度毒素处理下,2个品种的相关指标大致相同。     

稀土镨对镉胁迫下水稻根系生长及生理特性的缓解效应

采用水培法,研究了不同质量浓度(10、20、40、60、80、100mg/L)的稀土镨(Pr)对Cd胁迫下水稻根系生理特性的影响,结果表明,在50μmol/LCd胁迫下,水稻根系干重、根系活力、SOD、APX和CAT活性明显降低,与对照相比,分别下降了31.6%、46.1%、23.3%、57.6%、40.1%,POD活性、质膜透性、膜脂过氧化产物MDA和脯氨酸含量显著增加,分别为对照的1.61、2.05、1.82、1.63倍.10～80mg/L的Pr处理对Cd胁迫下水稻根系生长有不同程度的缓解效应,可减轻Cd对根系的伤害,Pr缓解Cd胁迫的作用与提高根系活力、增加脯氨酸含量、降低MDA含量和细胞膜透性、维持SOD、APX和CAT活性有关.Pr处理的最适质量浓度为40mg/L,但100mg/L的Pr处理反而加重Cd胁迫.     

K~+和Mg~(2+)对盐胁迫下荞麦幼苗生理特性的效应

以不同耐盐性荞麦幼苗(盐敏感品种川荞3号和耐盐品种川荞4号)为试验材料,在盐胁迫下添加不同浓度(5、10、15、20mmol/L)K+和Mg2+处理,测定荞麦幼苗生理指标。结果表明,适当浓度K+和Mg2+处理可显著降低盐胁迫下荞麦叶片质膜透性和MDA质量摩尔浓度,耐盐品种(川荞4号)降低幅度较大;显著增加盐胁迫下荞麦幼苗根系活力及叶片叶绿素质量分数和SOD活性,盐敏感品种(川荞3号)增加幅度较大;K+和Mg2+处理的最适浓度分别为20mmol/L和10mmol/L,且Mg2+的处理效果优于K+处理。     

锌对粳稻幼苗镉吸收转运特性的影响

采用水培实验,研究了镉胁迫下粳稻幼苗的生长发育特征及镉和锌的吸收转运特性。结果表明,施加1.2 mmol·L~(-1)及1.4mmol·L~(-1)锌能显著增加根尖数目和根系及地上部的生物量,并使根系中的镉积累量分别下降86.4%和97.5%,地上部镉积累量分别下降62.6%和73.3%。根系和地上部的镉主要分布在细胞壁(F1)和胞液(F3)中,细胞器(F2)中的镉含量很少,只占根系镉总量的5.4%和地上部镉总量的9.4%。锌降低了各亚细胞组分中镉的含量,提高了镉在F3中的分配比例。当锌使根系F3中的镉浓度降低到12.8 mg·kg~(-1)FW以下时,镉从根系F3中向地上部转运的比率显著增加,但转运量只有2.7μmol·L~(-1)Cd~(2+)(无锌添加)处理组的26.9%~46.1%。     

锰离子浓度及其转运通道对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

为探明锰(Mn)及其转运通道对水稻镉(Cd)吸收转运特性的影响,以水稻幼苗为材料进行水培试验,对幼苗根系和地上部Cd、Mn的积累特征及其与P-型ATP酶和非选择性阳离子通道(NSCCs)活性的关系进行研究。结果表明,0.8~1.6 mmol·L~(-1)Mn能显著降低水稻根系和地上部的Cd含量,并能提升水稻细胞壁中Cd的分配比率和降低胞液中Cd的分配比率。在含4.5μmol·L~(-1)Cd和1.6 mmol·L~(-1)Mn的营养液中,NSCCs对水稻根系和地上部Cd含量的贡献率分别为34.9%和17.0%,P-型ATP酶的贡献率分别为24.7%和7.6%;NSCCs对水稻根系和地上部Mn的贡献率分别为24.0%和10.3%,明显低于其对Cd的贡献率,而P-型ATP酶对根系和地上部Mn的贡献率分别为69.5%和20.3%,显著高于其对Cd的贡献率。综上认为,Cd主要通过离子通道进入水稻根系细胞,Mn主要通过载体蛋白进入水稻根系细胞。Mn可能通过竞争离子通道和载体蛋白来抑制水稻幼苗对Cd的吸收和转运。     

Ammonium Effects on Nitrate Uptake by Roots of Upland and Paddy Rice Seedlings Related to Membrane Potential Differences

Nitrate uptake characteristics and ammonium effects on nitrate uptake were compared between upland rice （Brazilian upland rice） and paddy rice （Wuyujing 3 and Yangdao 6） through the glass microelectrode technique and the concentration gradient method of uptake kinetics.Results indicated that nitrate uptake by rice seedlings and ammonium effects were depending on membrane potential of root cells.And upland rice and paddy rice presented obviously different responses.For all cultivars,the nitrate treatments induced rapid depolarization and then slow repolarization of membrane potential in root epidermal cells,and even hyperpolarization was observed when nitrate concentration was low.The membrane potential of epidermal cells in Brazilian upland rice roots was larger and its response to NO3- was bigger than those of two paddy rice cultivars.Depolarization of membrane potential was amplified when ammonium was simultaneously added with nitrate into the measure medium,but repolarization was reduced,even disappeared.Brazilian upland rice seedlings had high Vmax of nitrate uptake and low Km,furthermore,Vmax and Km were little affected by ammonium,but Vmax of Wuyujing 3 was reduced significantly.Therefore,inhibition of NH4＋ differed obviously between upland rice and paddy rice.     

SO2对谷子幼苗根系镉胁迫的缓解作用

以谷子幼苗为材料,采用SO_2衍生物(SO_3~(2-)∶HSO_3~-,3∶1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))预处理方式,研究外源SO_2对镉(Cd)致根系毒性的影响。研究发现:250、500μmol·L~(-1)Cd胁迫下,谷子幼苗根生长受到明显抑制,根组织中活性氧(ROS)大量产生,膜脂过氧化增加;与Cd单独处理组相比,用500μmol·L~(-1)SO_2衍生物预处理后,Cd对根系生长的抑制作用减弱,根组织中ROS水平降低,膜脂氧化损伤减轻,谷胱甘肽(GSH)含量提高,过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)等酶活性明显增加。结果表明:一定浓度的SO_2衍生物能够通过上调抗氧化酶系统POD和GPX的活性来有效缓解Cd胁迫造成的谷子根系氧化损伤,并很可能通过维持较高的GSH水平和提高GST活性来增强谷子根系的Cd解毒能力。     

水杨酸对镉胁迫下葡萄根系质膜ATPase和自由基的影响

【目的】研究水杨酸对镉胁迫下葡萄根系特性的影响,探讨缓解葡萄镉伤害的途径。【方法】以‘泽香’葡萄扦插苗为试材,在水培条件下,研究水杨酸预处理对氯化镉胁迫下葡萄根系活力、质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性以及活性氧和一氧化氮(NO)生成的影响。【结果】0.10mmol·L-1氯化镉能够提高根系活力和质膜Ca2+-ATPase活性;1.0mmol·L-1氯化镉明显促进根系超氧阴离子()、H2O2和NO的生成,显著抑制根系活力及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性。50μmol·L-1水杨酸显著降低1.0mmol·L-1氯化镉处理下根系、H2O2和NO的生成,阻止根系活力及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性下降,而随着浓度升高至200μmol·L-1,水杨酸的这种作用减弱。【结论】水杨酸缓解葡萄根系镉伤害的适宜浓度为50μmol·L-1;在该浓度下,水杨酸通过降低镉胁迫下自由基的产生而减轻镉对葡萄根系活力和质膜ATPase的损伤。     

氮素营养对重金属超积累植物东南景天吸收积累锌和镉的影响

以重金属锌、镉超积累植物东南景天Sedum alfredii为研究材料,采用营养液培养法研究了氮素营养对东南景天生长及对重金属锌、镉吸收、积累和转运能力的影响。结果表明：适当的氮素营养能够促进东南景天的生长,提高东南景天地上部富集重金属的能力,在供氮2.50 ~ 5.00 mmol·L^－1时,东南景天地上部生长和重金属吸收、积累最佳,锌和镉质量分数分别达12.00 g·kg^－1和2.00 g·kg^－1。在应用东南景天重金属超积累植物进行土壤重金属污染修复时需要合理施用氮肥,从而提高植物修复土壤重金属污染的效率。图1表4参15     

重金属铬对小麦根系DNA甲基化水平的影响

采用紫外分光光度法和高效液相色谱法对不同浓度Cr6+对小麦幼苗根系的DNA含量和DNA胞嘧啶甲基化进行了研究。结果表明:(1)Cr6+导致小麦幼苗根系DNA含量显著降低,3 d龄幼苗根系DNA含量下降的幅度大于10 d龄幼苗。(2)5～80mg.L-1和5～100mg.L-1Cr6+依次引发了3 d和10 d龄小麦幼苗根系DNA胞嘧啶甲基化水平的提高,而100mg.L-1Cr6+则导致了3d龄幼苗根系DNA胞嘧啶甲基化水平的降低。说明Cr6+可通过影响小麦幼苗根系DNA甲基化的水平,进而影响小麦的正常生长发育。     

镉胁迫下苦楝(Melia azedarach L.)幼苗的生长及生理响应

采用盆栽试验研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))处理对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、Cd积累、光合、质膜透性以及渗透调节的影响。结果表明,当Cd2+浓度≤60 mg·kg~(-1)时显著促进苦楝幼苗生物量的积累(P0.05),Cd2+浓度60mg·kg~(-1)时抑制作用逐渐增强,但≤120 mg·kg~(-1)Cd处理对株高影响不显著(P0.05),植株能正常生长且保持较大的生物量;苦楝对Cd具有一定的积累能力,其根、茎、叶中Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,且根系是主要积累部位;随着Cd处理浓度的增加,叶绿素(Chla+b)含量和光合速率(Pn)下降,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增大,但≤60 mg·kg~(-1)Cd处理时均无明显变化;随Cd浓度的升高,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸呈先升后降趋势,游离脯氨酸含量始终高于CK,苦楝通过增加可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量来维持Cd胁迫下的渗透平衡,从而降低Cd毒害。上述结果表明,苦楝对Cd具有一定耐性,其耐Cd胁迫的阈值浓度大约是120 mg·kg~(-1),可以将其应用于土壤Cd污染区域,在美化环境的同时修复土壤Cd污染。     

镉、锌胁迫对番茄幼苗生长及脯氨酸和谷胱甘肽含量的影响

研究水培条件下,重金属镉、锌胁迫对番茄种子萌发、幼苗生长及相关生理指标的影响。结果表明:镉、锌溶液(2.000 mmol/L)能明显抑制种子的发芽势、发芽率和根的伸长,受抑制程度为根>发芽势>发芽率;镉(0.001 mmol/L~0.100 mmol/L)和锌(0.010 mmol/L~1.000 mmol/L)能够抑制番茄幼苗株高的增长和干物质的积累、降低叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a b及叶绿素a/b值;番茄茎、叶含水量在高浓度处理(镉、锌营养液浓度分别为0.100 mmol/L和1.000 mmol/L)时明显降低;番茄根、叶中脯氨酸和谷胱甘肽含量均随镉、锌营养液浓度的提高而呈增加趋势,而可溶性糖含量只有当镉、锌营养液浓度分别为0.100 mmol/L和0.100 mmol/L、1.000 mmol/L时才上升。依据试验结果,作者讨论了重金属镉、锌对番茄幼苗根、叶中可溶性糖、脯氨酸和谷胱甘肽含量的作用。     

不同浓度硫处理下硒镉交互胁迫对水稻幼苗的生理特性影响

以淮稻6号为试验材料,采用水培的方法,研究了不同硫(S)浓度下(9、720mg·L-1)硒(Se)(5mg·L-1)和镉(Cd)(1、10mg·L-1)交互胁迫对水稻幼苗一些生理特性的影响,主要研究指标包括生物量、巯基物质含量和硒、镉含量。结果表明:(1)Cd对水稻幼苗各部分生长状况抑制能力大小不同,其对根长的抑制作用明显大于对茎长的抑制;(2)在无Se条件下,随着Cd浓度的增加,Cd对水稻幼苗生长的毒性不断增大,在加入一定浓度的Se后,Cd的毒性作用得到缓解;(3)在不同浓度S处理和Se、Cd交互胁迫下,随着S浓度增大,Cd对水稻幼苗毒性作用减轻;但高浓度的S处理反而对Cd与Se交互实验中Cd的毒性产生协同作用;(4)高浓度的S处理可以抑制水稻幼苗对Se的吸收;(5)巯基物质含量随着胁迫时间的增加呈先上升后下降的趋势。在Se、Cd交互实验中,低浓度S处理可以提高水稻幼苗中GSH和PCs的含量,从而促进植株体内重金属和PC的络合作用,缓减Cd对水稻幼苗的毒害。