水分和铅胁迫对槐树幼苗渗透调节物质的影响

【目的】比较西北干旱、半干旱地区常见造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)和紫穗槐(Amorphafruticosa)对重金属铅的耐受性,为干旱半干旱地区重金属铅污染土壤的修复提供依据。【方法】采用盆栽试验,对1年生刺槐和紫穗槐幼苗进行水分胁迫(土壤相对含水率分别为100%,80%,60%,40%)和铅胁迫(土壤铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)处理,分析在水分和铅单一及交互胁迫条件下,2种植物叶片有机渗透调节物质含量的变化。【结果】刺槐和紫穗槐叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量随水分和铅胁迫程度的加剧而呈现复杂的变化规律。单一水分胁迫下,刺槐叶片脯氨酸含量的变化幅度高于单一铅胁迫,当土壤铅含量相同时,土壤相对含水率为40%的处理脯氨酸含量显著高于其他水分胁迫处理;在铅或水分单一胁迫及二者的交互胁迫中,当土壤铅含量相同时(土壤铅含量为3 000mg/kg处理除外),各水分胁迫处理的刺槐叶片可溶性糖含量差异不显著(P>0.05)。在单一水分或铅胁迫条件下,刺槐、紫穗槐叶片可溶性蛋白含量均未随胁迫程度的加剧而降低。【结论】水分和铅交互胁迫条件下,脯氨酸对提高刺槐和紫穗槐抗旱性的贡献大于抗铅性;刺槐积累脯氨酸提高自身抗逆性的能力强于紫穗槐,而紫穗槐合成可溶性蛋白和可溶性糖提高自身抗逆性的能力强于刺槐。     

干旱和铅双重胁迫对刺槐叶片有机渗透调节物质的影响

研究西北干旱、半干旱地区常见豆科木本植物刺槐(Robinia pseudoacacia)对铅胁迫的响应,为干旱地区铅污染土壤植被恢复提供依据。采用旱棚盆栽控水方法,对1年生刺槐幼苗在水分和铅双重胁迫条件下叶片内主要有机渗透调节物质的含量变化进行了研究。结果表明:刺槐叶片可溶性糖含量受干旱胁迫历时和铅胁迫持续时间影响显著;受干旱胁迫强度和铅胁迫强度影响其含量有所变化,但是不显著。干旱胁迫对刺槐脯氨酸含量和可溶性蛋白含量变化起主导作用,其中,重度干旱胁迫(田间持水量的40%)对脯氨酸影响达到显著性水平,轻度和重度干旱胁迫都对可溶性蛋白影响达到显著性水平。可溶性蛋白含量在土壤含有300mg·kg-1醋酸铅时差异显著。在干旱和铅双重胁迫作用下,刺槐可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白含量均有变化,但是脯氨酸和可溶性蛋白所起的渗透调节作用较大。     

水分和铅胁迫对刺槐苗木叶片生理指标的影响

【目的】研究不同水分条件下铅胁迫对刺槐(Robinia pseudoacacia)的叶水势、细胞膜透性、植物水分代谢的影响,揭示土壤水分、铅以及二者共同作用对刺槐生理代谢的影响规律。【方法】以苗龄1年、长势一致的刺槐幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的40%,60%,80%,100%)、铅胁迫(土壤中铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000 mg/kg)处理刺槐苗木的叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的变化。【结果】土壤水分对刺槐苗木叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的影响明显,其中刺槐叶水势在土壤相对含水量为40%时最小;当土壤中铅含量为300~3 000 mg/kg时,刺槐细胞膜透性随着土壤相对含水量的增大呈先升高后降低再升高的趋势;刺槐叶片相对水分亏缺随土壤相对含水量的增加呈先降低后增大的趋势。相同水分条件下,铅胁迫对刺槐叶水势和叶片相对水分亏缺无显著影响,而细胞膜透性随土壤中铅含量的增加呈先降低后升高再降低的变化趋势。不同水分条件下,随着土壤中铅含量的增加刺槐叶片铅含量表现不同的变化趋势,但总体上呈上升的趋势。【结论】水分胁迫对刺槐各项生理指标影响较大,而铅胁迫只对刺槐的细胞膜透性有影响,对其他指标没有明显的影响,并且刺槐叶片可以富集土壤中的铅,说明刺槐对铅具有较强的适应能力。     

水分和铅交互胁迫对国槐幼苗生理生化特性的影响

为了探讨在水分和铅交互胁迫条件下,国槐(Sophora japonicaL.)幼苗抗氧化酶系统活性及渗透调节物质含量的变化,采用盆栽实验,研究不同水分处理(土壤相对含水率为40%、60%、80%、100%)及5个铅胁迫水平(0、300、500、1000、2000mg.kg-1)交互作用对抗氧化酶活性、MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量的影响。结果表明:在水分和铅的交互胁迫下,国槐幼苗叶片POD、SOD酶活性表现先升后降的趋势,与单一的水分胁迫、铅胁迫相比,交互作用对SOD、POD活性的影响规律性不明显,在一定程度上表现出协同或拮抗效应;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,国槐幼苗叶片的MDA含量变化呈现升高的趋势。在铅含量<2000mg.kg-1条件下,交互胁迫的国槐幼苗叶片MDA含量低于单一水分胁迫处理,表明国槐在交互胁迫下受到的膜伤害比单一水分胁迫下受到的膜伤害小;国槐幼苗叶片可溶性糖含量对水分胁迫较不敏感,且随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增加,叶片可溶性糖含量的变化比较复杂,但总体上呈先升后降的趋势;在铅含量500mg.kg-1和40%水分胁迫处理下,可溶性糖含量显著高于对照(P<0.01),MDA含量与对照无明显差异;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,脯氨酸含量逐渐升高;在40%水分胁迫下,重金属铅和水分胁迫对叶片中脯氨酸的积累有协同促进作用。适当的交互胁迫(铅含量300、500mg.kg-1和40%水分处理)有利于提高国槐的抗逆性。     

铅胁迫对茶条槭与五角槭的叶片叶绿素含量和膜脂过氧化及保护酶活性的影响

采用盆栽方法,研究茶条槭(Acer ginnala Maxim)和五角槭(Acer mono Maxim)一年生苗木对铅胁迫的耐受情况。在栽培基质中加入Pb(CH3COO)2.5H2O试剂(分析纯),配制成Pb2+质量浓度分别为100、500、1 000、2 000mg/kg的基质,并设1个对照处理。苗木生长75 d以后,取叶样测定各项指标。试验结果:随着土壤Pb2+浓度的增加,两树种叶片中叶绿素a含量(茶条槭除外)、叶绿素b含量、叶绿素总量及脯氨酸含量降低,相对电导率、丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先上升后下降,上述指标的变化幅度均表现为五角槭大于茶条槭。结果表明:铅胁迫导致植物体内发生了膜脂过氧化反应,且反应随胁迫强度的增加而增加,同时引发抗氧化反应;在清除过氧化物过程中,SOD发挥了主要作用,POD活性变化不明显。综合比较,两树种对铅胁迫均具有一定的耐受性,茶条槭的耐受性比五角槭的大,两树种均可用作铅胁迫环境下的城市绿化树种。     

铅胁迫对香根草叶片膜系统及抗氧化系统的影响

以香根草为试验材料,研究不同浓度铅胁迫对叶片膜系统和抗氧化系统生理指标的影响.结果表明:当铅胁迫浓度低于500 mg·L-1时,叶绿素含量、超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较对照组高;铅浓度大于500 mg·L-1时,这些指标下降.随着铅浓度的增加,叶片细胞相对膜透性和丙二醛(MDA)的含量明显升高,AsA含量有极显著变化,而GSH变化不显著.当铅胁迫浓度在1 000 mg·L-1以上时,香根草生长生物量极显著降低.     

镉胁迫对玉米光合特性的影响

在模拟光条件下,通过盆栽试验研究了外源镉胁迫对盆栽玉米光合特性的影响。结果表明,高浓度镉(100mg·kg-1)胁迫下玉米叶片叶绿素a、b及总叶绿素c含量明显减少,分别比对照CK下降了65.32%、54.95%、62.57%。镉浓度1、5、15、50mg·kg-1处理下叶片的叶绿素含量下降得少,Cha/Chb的比值降低较少。镉浓度15、50、100mg·kg-1胁迫下导致玉米叶片光合速率下降,光补偿点提高,光饱和点和表观量子效率降低,暗呼吸速率升高,较低浓度镉胁迫(1、5mg·kg-1)则提高光补偿点、光饱和点和表观量子效率,降低暗呼吸速率。     

水分和镉交互胁迫对刺槐幼苗抗氧化酶活性的影响

为了探讨在水分和镉交互胁迫条件下,刺槐对镉的吸收代谢机理及抗氧化酶活性的变化,采用盆栽试验,研究不同水分处理(土壤含水量占田间持水量的40%、55%、70%和85%)及不同浓度的镉(10、50、100 mg·kg~(-1))交互作用对刺槐幼苗抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响,探究刺槐累积镉的主要部位。结果表明:在水分和镉的交互胁迫下,刺槐幼苗叶片SOD、POD酶活性呈先升高后降低的趋势,而MDA含量则逐渐升高;镉主要积累于刺槐幼苗的根部。适当的交互胁迫(10mg·kg~(-1)镉处理,70%和55%水分处理)有利于提高刺槐的抗逆性。     

油菜素内酯对盐胁迫刺槐苗光合作用及叶绿体超微结构的影响

【目的】采用蘸根方式外源添加不同质量浓度油菜素内酯(BRs)处理刺槐幼苗,研究刺槐苗在盐胁迫条件下生长、光合及叶绿体结构的变化,为盐碱地造林提供技术指导。【方法】以1年生刺槐苗为研究对象,用不同质量浓度(0.1,0.3,0.5mg/L)BRs对苗木进行蘸根处理,然后经100mmol/L NaCl胁迫处理50d后,以未添加BRs和未进行盐胁迫处理的刺槐苗为空白对照(CK1),以未添加BRs只进行盐胁迫处理的刺槐苗为胁迫对照(CK2),观测分析苗木的形态和水分生理指标、光合色素、基础光合参数和叶绿体超显微结构的变化。【结果】与CK1相比,CK2的苗高/基径和叶片相对含水量显著(P0.05)降低,比叶重显著(P0.05)增加,盐害指数显著(P0.05)上升;叶片叶绿素a、叶绿素b含量显著(P0.05)下降,叶绿素a/b有所上升;叶片的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)、瞬时水分利用效率(WUE)均有所下降,气孔限制值(Ls)上升;叶片叶绿体超显微结构遭到破坏,叶绿体排列松散,形态肿大,嗜锇颗粒减少,类囊体片层松散,叶片光合作用受到抑制。与CK2相比,外源添加BRs的各处理苗高/基径增大,除0.1mg/L BRs处理外其他处理的比叶重均有所下降,叶片相对含水量上升,盐害指数显著(P0.05)降低;叶绿素a、叶绿素b含量和叶绿素a/b上升;刺槐叶片Pn提高,0.5mg/L BRs处理可以增加盐胁迫刺槐苗叶片的Gs,并维持一定的Tr、Ci和WUE;通过观察叶片叶绿体结构,发现0.5mg/L BRs处理能够使盐胁迫刺槐苗维持一定的叶绿体数,保持叶绿体结构的完整和类囊体片层的紧密度,增加嗜锇颗粒数目,维持叶绿体基本功能。【结论】盐胁迫刺槐幼苗的光合作用受到抑制,而BRs蘸根处理能够使刺槐幼苗在盐胁迫下维持一定的光合作用,提高苗木的耐盐性,其中以0.5mg/L BRs处理效果较好。     

铅胁迫后旱柳无性系3种抗氧化酶的变化分析

为探究旱柳对铅胁迫的耐受性，以同一株旱柳的无性系为材料，探究在土壤铅浓度0、500、800、1 000、1 200、1 500、1 800、2 000 mg/kg情况下不同时期旱柳叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶（CAT）的酶活生理变化。结果表明，旱柳无性系在短期内就可以对铅胁迫作出反应。随着土壤铅胁迫浓度的增加，旱柳叶片中的SOD、POD、CAT活性均是先升后降的变化趋势。800 mg/kg的土壤铅胁迫浓度下旱柳叶片表现出最佳的耐受性，其SOD、POD、CAT活性基本达到最大，分别为1 516.3 u/g、6 158.93、90.66 u/g·min；1 800 mg/kg为旱柳无性系的耐受限度；2 000 mg/kg超越旱柳无性系自身耐受能力。以上结果表明，旱柳无性系对铅有很强的耐受性和具有修复铅造成污染的潜力。     

饲料铅对建鲤生产性能及组织酶活性的影响

探讨饲料中不同水平铅对建鲤(Cyprinus carpio var.Jian)生产性能、血清和肝胰脏酶活性的影响。试验选取483尾建鲤(初始平均体质量为22.95±0.15 g),随机分为7组,各组Pb2+理论添加量分别为0(对照组),2,5,10,20,50和100 mg.kg-1,每组3个重复,试验期60 d。试验结束后,测定建鲤生产性能、血清谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和乳酸脱氢酶(LDH)的活性和肝胰脏中丙二醛(MDA)的含量,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)的活性。结果表明,与对照组相比,铅暴露组建鲤的增重率和饵料系数无显著差异(P>0.05),但各铅暴露组的增重率呈下降趋势,饵料系数呈上升趋势;随着饲料中铅水平的增加,各铅暴露组血清AST,ALT和LDH的活性呈上升趋势;肝胰脏中MDA的含量呈上升趋势,SOD,GSH-PX的活性被铅诱导升高。结果表明,铅暴露会引起建鲤组织生化指标的改变,对鱼体有多种毒性效应,并且毒性效应指标的变化与铅污染水平有剂量—效应关系,使得鱼体受损,并且可以协同使用这些指标指示铅污染情况的发生。     

铅胁迫对蜀葵重金属积累及抗氧化酶活性的影响

为探究植物对重金属铅(Pb)的积累和耐性,以锦葵科(Malvaceae)植物蜀葵(Althaea rosea Cavan.)为材料,研究了不同Pb浓度(0、50、100、200、500 mg·kg-1)处理对蜀葵叶片抗氧化酶活性及生理特性的影响。结果发现:蜀葵对于重金属Pb胁迫有较强的耐受性,低浓度Pb处理促进蜀葵地上生物量的积累,抑制了蜀葵根的生长,且根为主要积累Pb的部位;Pb浓度的增加导致相对叶绿素含量(SPAD)降低,过氧化氢(Hydrogen peroxide,H2O2)、超氧阴离子(Superoxide anion,O-2·)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量及电解质外渗率(Electrolyte leakage,EL)增加;Pb浓度为100 mg·kg-1时,超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(Ascorbate peroxidase,APX)活性比对照分别增加了5.6%、29.36%、22.48%和54.19%。研究表明,蜀葵可以通过调节自身的生理生化机制来适应Pb胁迫环境,可用于Pb污染地区的土壤修复。     

干旱和铅胁迫对生长初期的国槐和侧柏叶绿素的影响

以长势一致的1年生国槐和侧柏幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的100%、80%、60%、40%)和铅胁迫下(土壤铅含量为0、300、500、1 000、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000、12 000mg.kg-1)国槐和侧柏叶绿素含量和叶绿素a/b的变化。结果表明:在生长初期铅胁迫下的国槐和侧柏的叶绿素含量总体呈下降趋势,中间有一个波峰,分别出现在4 000和1 000mg.kg-1,国槐叶绿素含量下降的幅度大于侧柏的;水分胁迫下国槐叶绿素含量成下降趋势,侧柏略有上升;干旱和铅双重胁迫下土壤相对含水量为40%土壤铅含量为500mg.kg-1的国槐全部死亡,叶绿素a/b呈下降趋势且波动较大,而侧柏无一死亡,波动幅度较小;土壤相对含水量为100%,60%和40%时侧柏叶绿素a/b的值随铅含量变化不大且一直高于国槐。国槐和侧柏叶绿素含量对干旱和铅胁迫有一个适应和自我补偿机制,表现为低浓度的促进和高浓度的抑制;在生长初期国槐较之侧柏对铅更敏感,水分比铅对两种植物的影响更大,侧柏比国槐的耐旱性和抗铅性更强。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫(O、200、450mg·kg-1和2 000 mg·kg-1)条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率.3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差.随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2 000 mg· kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著(P＜O.01);Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势(P＜0.01),但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47％以上.红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关(P＜0.01),其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大.红椿耐性指数值在0.67～1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势.红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3.这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种.     

模拟镉胁迫生长土壤环境中龙葵的抗逆生理

实验室内模拟土壤中镉(Cd)不同质量分数(0、5、10、25、50、100、200 mg·kg-1)胁迫龙葵生长,测量超富集Cd龙葵生物量及叶片中的部分抗逆指标的变化情况。结果表明:在容器模拟180 d后,土壤中Cd质量分数低于50 mg·kg-1时,龙葵的生物量与对照无差异;土壤中Cd质量分数为200 mg·kg-1时,龙葵生物量与对照比,差异极显著。长期Cd胁迫,土壤中Cd质量分数为200 mg·kg-1时,丙二醛质量分数最高;脯氨酸质量分数,随着Cd质量分数增高,呈现先上升后下降趋势,峰值出现在Cd质量分数为50、100 mg·kg-1间。超氧化物歧化酶活性,随着土壤中Cd质量分数增加,呈现不规则状态。在土壤中Cd质量分数为50、100、200 mg·kg-1的胁迫下,过氧化物酶活性显著增高。过氧化氢酶的活力,随土壤中Cd质量分数增加,大致呈现先升高后下降趋势,峰值出现在土壤中Cd质量分数为25 mg·kg-1时。龙葵在土壤中Cd质量分数一定范围内,抗逆性强,潜在的增加植物组织吸附Cd的能力。     

铅污染条件下小飞蓬的铅积累与生长及叶绿素荧光动力学响应

为明确不同浓度铅胁迫对小飞蓬的生长及叶绿素荧光特性的影响程度,揭示小飞蓬对重金属铅耐性的生理机制,设置五个铅浓度梯度(0、200、500、1000、1500 mg·kg~(-1)),研究在不同铅胁迫条件下,小飞蓬的生物量(干重)、铅积累、叶绿素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:铅浓度为1500 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的生物量(干重)、株高和叶绿素含量都受到显著的抑制(P0.05)。当铅浓度在1000 mg·kg~(-1)以下时,光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)、电子传递速率(ETR)和有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)与对照组差异均不显著(P0.05);当铅浓度达到1500 mg·kg~(-1)时,Fv/Fm、q P、ETR、Fv′/Fm′与对照组差异性显著(P0.05),表明铅浓度小于1000 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的反应中心光合活性未受到影响,有较强的适应能力。小飞蓬地上部与地下部的铅积累随铅浓度的增加而显著上升(P0.05),当铅浓度达到1000 mg·kg~(-1)时,地上部与地下部的铅积累量达到最大,分别为240.2 mg·kg~(-1)和333.5mg·kg~(-1),表明在铅污染区小飞蓬具有较强的铅积累能力。综上所述,小飞蓬在1000 mg·kg~(-1)以下的铅污染区有较强的适应能力,对铅污染土壤的修复也具有一定的应用潜力,因此可考虑将小飞蓬作为铅污染土壤修复的潜在物种。     

Pb^2＋胁迫对桐花树碳代谢相关生理因子的影响

研究Pb2＋胁迫对桐花树碳代谢相关生理特性的影响,结果表明：桐花树幼苗对Pb2＋胁迫的耐受性强,在时间和质量比上,其碳代谢相关生理指标受到Pb2＋胁迫的双重影响.桐花树幼苗叶片叶绿素含量和Hill反应活性对外源Pb2＋胁迫具有相同的响应趋势.当培养土中Pb2＋质量比为500 mg/kg时,桐花树幼苗叶片叶绿素含量和hill反应活性升高;随着Pb2＋质量比的升高以及胁迫时间的延长,桐花树幼苗叶片叶绿素含量与Hill反应活性均显著降低.实验还显示,叶绿素a对Pb2＋胁迫较叶绿素b更为敏感;Hill反应活性对于Pb2＋胁迫的反应比叶绿素含量更为敏感.在500～2 000 mg/kg Pb2＋胁迫范围内,淀粉酶活性随胁迫质量比的升高而升高,经Pb2＋胁迫处理15 d的样品,其淀粉酶活性总体上高于处理3 d的样品,但当Pb2＋质量比达3 000 mg/kg时,淀粉酶的活性则显著下降.     

重金属铅胁迫对刺槐幼苗生长及铅离子转运特性的影响

为了解刺槐Robinia pseudoacacia对铅胁迫的耐受程度与耐受机制,以刺槐幼苗为研究对象,用硝酸铅溶液浇灌处理,研究幼苗的生长特性、组织铅离子质量分数（μg·g-1）及离子转运特征。结果表明:250 mg·L-1铅处理对刺槐幼苗的茎高、地径、干质量、鲜质量等有一定的促进作用;在中高铅离子质量浓度（≥500 mg·L-1）下,刺槐幼苗的生长受到抑制。随着铅处理质量浓度的增加,幼苗根系铅离子质量分数显著上升（P < 0.05）;茎部铅质量分数先升后降;叶中铅质量分数大体呈现降低趋势;叶/茎离子转运率急剧下降（P < 0.05）;（叶+茎）/根、茎/根离子转运率先升后降。通过多元回归分析,发现根系铅质量分数、（叶+茎）/根离子转运对幼苗干物质积累影响最大;茎部铅离子质量分数、根茎间铅离子转运对幼苗地径、苗高生长影响最大。图 3 表 2 参23