外施表油菜素内酯缓解玉米幼苗铅毒害机制研究

采用不同浓度的表油菜素内酯分别对不同浓度铅胁迫下的玉米幼苗进行处理,研究不同浓度的表油菜素内酯缓解玉米幼苗铅毒害机理。结果表明与对照组相比,在铅胁迫下,玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)显著降低,过氧化氢酶(CAT)活性有所升高,叶绿素含量显著降低,而脯氨酸含量显著升高;外施合适浓度的表油菜素内酯可以显著提高SOD、POD、CAT的活性(P0.05),同时也使玉米幼苗叶片的叶绿素含量显著提高(P0.05),脯氨酸含量却显著降低(P0.05)。由此可见,适宜浓度的表油菜素内酯可缓解铅对玉米幼苗的抑制与毒害作用,并且在10-7mol·L-1时的缓解效应最好。这一结果为进一步探索表油菜素内酯的生理作用奠定基础。     

不同浓度Hg2+ 、Cr3+ 和Pb2+单一胁迫对绿豆膜脂过氧化物含量及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度Hg2+、Cr3+ 和Pb2+胁迫条件下,绿豆花荚期叶片中膜脂过氧化物（MDA）含量及抗氧化酶,包括(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化情况。结果表明,Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫后,随着浓度的升高,绿豆叶片中MDA含量也逐渐升高,与对照相比均呈差异显著性;在Cr3+和Pb2+胁迫下,绿豆叶片中SOD酶活性随着浓度的升高呈现升高的趋势;在低、中浓度Hg2+胁迫下,SOD酶活性低于对照,但高浓度下,SOD酶活性高于对照;Hg2+处理后,POD随着浓度的增加,表现出先升高后降低又升高的趋势;低、中浓度Cr 3+处理使绿豆叶片内POD活性降低,但在高浓度时表现出POD活性增强;随着Pb2+处理浓度的增加,POD活性逐渐降低;Hg2+ 和Cr3+处理使CAT活性升高,但Pb2+处理后,CAT活性随浓度的升高先下降,再升高,然后又下降。研究表明Pb2+对绿豆的生态毒性较大。     

转pprI基因油菜对~(133)Cs或~(88)Sr胁迫的响应

通过露地盆栽试验,研究了转基因和非转基因油菜幼苗对土壤中不同浓度的133Cs或88Sr单一胁迫的生理响应。结果表明,在不同浓度的133Cs或88Sr处理时,随处理浓度的增加,不管是转基因还是非转基因油菜,其幼苗对133Cs或88Sr的吸收量都增加,其中二者根部的33Cs或88Sr含量均大于地上部分的含量,同时二者根部对88Sr的吸收大于对133Cs的吸收。但是转基因植株根系吸收133Cs或88Sr的含量大于非转基因油菜根系吸收量,转基因油菜地上部分的133Cs或88Sr含量却小于非转基因油菜地上部分的含量,表明转基因油菜根系更易于吸收和固着133Cs或88Sr,并向地上部分进行运输。随核素浓度增加,非转基因和转基因油菜苗叶片中的丙二醛含量逐渐增加,根系活力均表现为不断减弱,幼苗叶片的可溶性蛋白、POD和SOD活性都呈现先上升后下降的趋势;但在相同浓度的133Cs或88Sr处理后,转基因油菜的丙二醛含量总低于非转基因油菜,转基因油菜的可溶性蛋白含量、POD和SOD活性均高于非转基因油菜,同时转基因油菜的根系活力也略高于非转基因油菜。研究表明:转pprI基因油菜比非转基因油菜具有更强的应对133Cs或88Sr胁迫的抗性能力。本研究为进一步研究pprI基因的调控机理及该基因对137Cs成90Sr协迫响应提供理论和实验基础。     

钾营养对不同基因型小麦幼苗NaCl胁迫的缓解作用

在温室砂培条件下,研究了钾营养对NaCl胁迫下不同基因型小麦幼苗生长、植株可溶性糖、丙二醛(MDA)含量及几种抗氧化酶活性的影响。结果表明,100.mmol/L.NaCl胁迫下,施入5～10.mmol/L.K+可提高小麦幼苗茎叶及根的生长及含水量;耐盐品种DK961可溶性糖含量随外界K+浓度的提高出现先升高后降低的趋势,而盐敏感品种JN17则随溶液K+浓度的提高一直降低;两品种电解质外渗量及MDA含量都比对照增加,但随外界K+浓度的升高呈现先降低后升高的趋势,以10.mmol/L.K+时最接近对照;两品种超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性随外界K+浓度升高都是先升高后降低,以Na+/K+比值为10∶1最好,并且对POD活性的影响更显著。表明根据NaCl胁迫程度不同,按Na+/K+比值为10∶1的比例施用钾肥可最大限度地降低NaCl胁迫对小麦幼苗造成的伤害,促进小麦生长。     

镉胁迫对芦竹抗氧化酶活性的影响

本文研究了在不同浓度Cd2+胁迫条件下,芦竹(Arundo donaxL.)体内抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD)活性随时间的变化情况。结果显示,芦竹遭受Cd2+胁迫前期3种酶活性较对照值有明显增高;随着污染浓度提高和时间延长,酶活性出现下降,降低程度与受污染浓度和时间有关。研究表明,Cd金属胁迫初期,芦竹幼苗体内的抗氧化能力增强,表现出对抗氧化酶的激活效应,但随着植物生长,金属向植物体内迁移,植物器官内抗氧化能力降低,表现出抑制效应。     

铅胁迫对芦竹抗氧化酶活性的影响

研究了在不同浓度Pb2+胁迫下,芦竹(Arund donax Linn.)体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶活性随时间的变化情况。结果显示,芦竹遭受Pb2+胁迫初期,3种酶活性较对照值有明显增高;随着污染浓度加大和时间延长,3种酶活性又出现下降,降低程度与受污染浓度和时间有关。Pb2+胁迫初期,芦竹幼苗体内的抗氧化能力增强,表现出对抗氧化酶的激活效应,但随着植物生长,Pb2+在植物体内迁移,其叶片内抗氧化能力降低,表现出对抗氧化酶的抑制效应。抗氧化酶活性产生的效应强弱及维持期长短与Pb2+胁迫浓度有关,胁迫初期一般是Pb2+浓度高,抗氧化酶活性升高明显;胁迫后期Pb2+浓度低,活性维持期长。Pb2+胁迫对过氧化氢酶和过氧化物酶的影响没有超氧化物歧化酶的影响显著,但3种酶活性的变化趋势基本一致。     

外源精胺对NO_3~-胁迫下黄瓜幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

采用营养液培养方法,研究了添加不同浓度的精胺(Spm)对NO3-胁迫下黄瓜幼苗生长、叶片抗氧化酶活性及光合作用的影响。结果表明,140 mmol/L NO3-胁迫下,外加1 mmol/L Spm,10 d后,黄瓜幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著增加,电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量显著降低;气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和净光合速率(Pn)显著升高,气孔限制值(Ls)显著降低。说明1 mmol/L Spm处理能增强黄瓜幼苗对活性氧的清除能力,降低膜脂过氧化程度;降低气孔关闭,改善叶片的气体交换,幼苗生长势增加,对高浓度NO3-胁迫的抗性增强。当Spm浓度高达1.5~2 mmol/L时,与1mmol/L Spm相比,SOD、POD、APX、CAT活性均开始降低,电解质渗漏率和MDA含量增加,Gs、Ci和Pn显著降低,黄瓜幼苗生长受到抑制。可见,外加一定浓度的Spm可通过提高抗氧化酶活性、降低膜脂过氧化程度及改善光合作用来缓解NO3-胁迫对黄瓜幼苗的影响。     

镉对油菜幼苗生长及微量元素含量的影响

通过营养液培养,重点研究了不同浓度镉（Cd）胁迫下,中双9号冬油菜（Brassica napus L.）幼苗体内生理生化及微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu）含量的变化特征,目的是进一步阐明Cd胁迫对油菜生长产生毒害的作用机理。结果发现,Cd胁迫显著抑制了油菜幼苗的生长,植株根系和地上部干重随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗叶片中光合色素含量也随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗根系和地上部4种微量元素浓度也随着Cd浓度的升高发生了显著变化;同时,油菜幼苗体内抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性随着Cd浓度的升高表现出先显著升高后显著降低的趋势。这些结果表明,外源Cd胁迫通过降低油菜幼苗光合色素含量、抑制植株光合作用,引起幼苗体内养分代谢紊乱,诱导产生氧化胁迫等抑制了油菜幼苗的生长。研究还发现,中双9号油菜幼苗地上部Cd浓度和Cd富集量显著低于根系,中双9号应该属于低吸收Cd的冬油菜品种。     

施加钙对锶胁迫下麻疯树生长及生理生化的影响

为了研究外源钙对锶胁迫下麻疯树生理生化的影响,本试验以麻疯树为研究材料,施加88Sr2+(200mg·kg-1)与不同浓度Ca2+(0、100和200mg·kg-1),处理30、70和120 d后取样,测定生长指标及生理生化等指标,以此研究Ca2+对麻疯树所受Sr2+胁迫的调节作用。结果表明:施加Ca2+促进了株高和叶面积增加,并在前期大量促进叶绿素的合成;最大荧光Fm和最大光化学效率Fv/Fm等荧光参数随着处理时间逐渐升高并在120 d时显著高于对照组,表明Ca2+降低了胁迫对PSII反应中心的损害;施加Ca2+后幼苗SOD、POD和CAT活性明显降低,说明88Sr2+胁迫对抗氧化防御系统的刺激有所降低;丙二醛与脯氨酸含量的降低也表明施加Ca2+缓解了幼苗所受88Sr2+胁迫。通过对比,低浓度Ca2+能够更好地缓解胁迫,对株高、株茎和叶面积的促进作用明显高于高浓度Ca2+处理。在处理30 d时,低浓度Ca2+对叶绿素含量、Fv/Fm和电子传递速率ETR的调节效果更明显。因此,Ca2+可以在一定程度上缓解88Sr2+对麻疯树幼苗的胁迫,并且低浓度Ca2+的缓解效果更明显。研究结果为木本植物修复放射性核素污染土壤提供了一定的科学依据。     

CO2激光与外源NO对低温胁迫小麦的防护效应

以冬小麦‘小堰22号’为试验材料,研究了CO2激光与外源一氧化氮(NO)复合作用对低温胁迫(4℃)下小麦幼苗自由基双氧水(H2O2)、超氧阴离子(O2?)浓度,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)、一氧化氮合成酶(NOS)活性,一氧化氮(NO)及蛋白质含量,及幼苗生长发育的影响。结果表明:与单独低温胁迫相比,外源NO处理后低温胁迫和CO2激光处理后低温胁迫都显著降低了H2O2和O2?浓度,提高了SOD、CAT、POD、APX、NOS活性,NO和蛋白质含量,促进幼苗生长发育。外源NO处理后再进行CO2激光辐射,虽然可以降低低温胁迫下幼苗H2O2和O2?浓度,提高SOD、CAT、POD、APX、NOS活性及NO和蛋白质浓度,促进幼苗生长发育,但其保护效应明显低于外源NO处理后低温胁迫和CO2激光处理后低温胁迫的效果。上述结果说明,NO对低温胁迫的防护效应优于NO和CO2激光复合处理。因此,建议在农业生产中单独采用NO处理或者CO2激光处理,可以促进农作物对低温胁迫的抗性。     

小麦抗氧化能力对Cs+富集响应的研究

以小麦(Triticum aestivum L.)为材料,在三叶期用不同浓度Cs+(CsCl)进行处理,处理浓度分别为0、0.5、1、5、10和20mmol·L-1,处理7、14、21和28d后分别取样,研究小麦对不同浓度Cs+的富集差异,并探讨Cs+对小麦幼苗抗氧化能力的影响.结果表明,小麦幼苗中Cs+含量与处理浓度...     

镁对大豆叶片细胞膜透性和保护酶活性的影响

采用溶液培养方法研究不同的镁水平对两个大豆品种在五叶期和盛花期叶片细胞膜透性和保护酶活性的变化。结果表明,在缺镁胁迫下,大豆叶片的质膜透性(MP)和丙二醛(MDA)含量显著增加,产生的活性氧物质诱导超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性升高,而过氧化氢酶(CAT)活性下降;而施镁则能明显降低大豆叶片MP和MDA含量,提高CAT活性,有利于大豆抗膜脂过氧化胁迫。在施镁1～10.mg/L浓度下,大豆叶片的质膜透性和MDA以及SOD和POD活性均达最低值,而CAT活性则达最高值。说明在低镁胁迫下,大豆叶片的CAT活性受到抑制,而适量施镁则大大增强了CAT活性,有利于大豆体内活性氧的清除和抗逆境胁迫能力的提高。各处理下,大豆盛花期SOD和CAT活性明显降低,说明随着时间的延长,大豆叶片细胞内产生过多的活性氧超出了酶的防御能力,造成了酶活性伤害,而POD活性则变化不大;说明POD对活性氧具有较强的耐受性,是盛花期时起主要清除活性氧的作用的保护酶。本试验表明,大豆体内保护系统所存在的酶类在抵御逆境胁迫中相互协调,协同抗氧化。     

金霉素和4-差向金霉素对油菜生长的影响及其在幼苗体内的积累

以油菜为材料,研究不同浓度金霉素（chlortetracycline,CTC）和代谢物差向金霉素（4-epi-chlortetracycline,ECTC）胁迫对其发芽、生长和抗氧化酶活性的影响,以及CTC和ECTC在幼苗体内的积累。结果表明：随着处理浓度的升高,种子发芽率、发芽势没有显著差异,但株高和根长受到明显抑制;在1～30mg.L-1处理浓度下,CTC和ECTC诱导的幼苗体内抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均高于对照组;幼苗体内CTC、ECTC积累含量随着处理浓度的升高而增加,表明CTC和ECTC可在油菜幼苗体内积累,这可能产生潜在食品安全风险。     

弯囊苔草对Pb2+胁迫的响应及其Pb富集能力

通过水培实验研究不同Pb2+浓度(0,250,500,1 000,1 500,2 000μmol/L)下和不同时间(1,5,9,13,17d)Pb2+对弯囊苔草生长、生理指标及富集能力的影响。结果表明:(1)株高、最长根长、新增根数、新分蘖数、鲜重和地上与地下部分的干重比均随着Pb2+浓度增大明显下降。(2)3种抗氧化酶活性均随着胁迫时间延长呈现先上升后下降的趋势。随着Pb2+胁迫浓度增加,CAT和POD活性显著升高,SOD活性呈现先上升后下降的趋势。(3)MDA含量、Pro含量和质膜透性均随着Pb2+处理浓度的增加和胁迫时间延长而显著增加。(4)叶绿素含量在胁迫初期时明显增加,胁迫时间长时含量显著下降。(5)弯囊苔草体内Pb含量随Pb2+浓度增大而增加,根系对Pb的富集能力明显高于地上部分。根系对Pb的平均滞留率为84.62%,弯囊苔草对Pb的转移系数小于1。因此,研究表明弯囊苔草对Pb胁迫有一定的耐受性和适应性。     

土壤中水分和镉供应量对油菜器官中镉分布特征的影响

为探究油菜作为镉(Cd)污染农田修复植物的可行性,本研究以德油5号为试验材料,采用全生育期土培盆栽试验,设置高、中、低3个水平的土壤水分及4个水平的土壤镉含量,研究不同土壤水分条件下油菜对镉的吸收和富集规律。结果表明,土壤水分与镉浓度对油菜的吸镉能力影响显著,且其吸收量随着土壤水分与镉浓度的增加而增大;油菜不同器官的镉含量差异较大,其地上部分吸镉量为土壤总镉含量的0.41%～1.17%,叶片镉含量为总吸收量的46.4%～72.6%;不同水分条件下,油菜器官的镉富集量差异明显,高水、中水处理下油菜各器官的镉富集表现为叶>茎>根>角果壳>籽粒,低水处理下表现为叶>根>茎>角果壳>籽粒。综上,油菜整体具有较强的吸镉能力,但镉离子不溶于菜籽油,说明油菜可吸收土壤中的镉,又不影响菜籽油食用,是修复镉污染农田土壤的理想植物。本研究为利用油菜进行重金属土壤综合治理提供了理论依据。     

不同光强下龙葵对镉的吸收积累及生理响应

采用土培方法探讨了不同光强（自然光和50%遮光）和镉（Cd）不同添加量（0、 25、 50、 75和100 mg/kg）复合处理下,龙葵对Cd的吸收累积特征,超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）、 过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及叶绿素、 丙二醛（MDA）、 谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（PCs）含量等的变化特征。结果表明, 自然光条件下龙葵叶绿素b、 叶绿素a+b以及地上和地下部Cd富集量均显著低于遮光处理; 叶和根的SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下随土壤Cd添加量的增大先升后降,而在遮光处理下则持续升高; 除Cd 25 mg/kg处理时根POD及叶CAT活性在不同光强处理下没有显著差异外,其余Cd添加量处理下SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下均显著高于遮光处理; 自然光条件下龙葵叶和根的MDA含量显著高于遮光处理,而叶和根的GSH含量和叶中PCs含量均显著低于遮光处理。研究结果表明,遮光环境促进了龙葵对Cd的富集,并且减轻了Cd对龙葵的氧化胁迫。     

ALA提高丙酯草醚胁迫下油菜幼苗耐性研究

对油菜幼苗叶面喷施不同浓度的丙酯草醚(ZJ0273)和5-氨基乙酰丙酸(ALA),研究了ALA与丙酯草醚协同处理对苗期的油菜是否安全。结果表明,丙酯草醚随浓度从100~1000mg/L变化,逐渐抑制油菜幼苗生长,鲜重减少,净光合速率和叶绿素含量降低;过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性下降,丙二醛(MDA)积累提高。而10~100mg/L的ALA则促进油菜幼苗生长,增加植株的鲜重、净光合速率并提高了叶绿素含量,POD、SOD和APX酶活性均比对照显著提高,MDA积累减少;500mg/L的ALA效果相反,表现为抑制作物生长。100mg/L ALA和不同浓度的丙酯草醚协同处理,油菜幼苗均比对照生长的更好,鲜重增加,净光合速率提高,抗氧化酶活性增加,MDA积累减少。因此,ALA可以提高油菜幼苗在除草剂丙酯草醚胁迫下的耐性。     

稻草覆盖还田对直播冬油菜生长及养分积累的影响

[目的]冬油菜产量常受限于季节性干旱、冬季低温以及土壤肥力较低等因素。考虑到秸秆还田有培肥土壤的优势以及长江中下游地区稻草过剩的现实,通过田间试验研究稻油轮作区稻草覆盖还田对直播冬油菜生长的影响,探讨稻草整株覆盖还田对直播油菜生育期内密度、株高、根茎粗的变化特征及其对油菜产量和养分吸收量的影响。[方法]试验于2014 2015和2015 2016年在湖北省武汉市华中农业大学试验场进行,共设置4个处理,分别为:1)对照,不施肥稻草不还田(CK);2)不施肥稻草覆盖还田(S);3)单施化肥(NPK);4)稻草覆盖还田配施化肥(NPK+S)。施肥处理(NPK、NPK+S)肥料用量为N 180 kg/hm^2、P2O5 60 kg/hm^2、K2O75 kg/hm^2、硼砂15 kg/hm^2。分别于油菜苗期、蕾薹期、花期、角果期和成熟期取样,测定油菜地上部生物量,氮磷钾含量和积累量,并在田间监测油菜生育期内密度、株高和根茎粗。[结果]稻草覆盖还田提高土壤最低温度0.6~1.2℃(播后95天),降低土壤最高温度0.8~1.8℃(播后184天),缩小土壤温度变幅2.3℃(播后95~184天),提高土壤平均含水量8.0%~8.9%(播后48~184天)。与稻草不覆盖相比,稻草覆盖还田减少冬油菜80%以上的出苗密度;与出苗密度相比,成熟期CK、S、NPK和NPK+S处理的密度分别降低71.3%、40.3%、69.5%和32.1%,稻草还田处理的油菜生育期内密度降低幅度小于稻草不还田处理。油菜成熟期S处理的根茎粗和株高分别比CK显著提高了22.7%和8.3%,NPK+S和NPK处理株高和根茎粗无明显差异。两年结果表明,S处理的最大生物量较CK平均增加了88.6%,与NPK处理相比,NPK+S处理的地上部苗期生物量降低3.7%~27.9%,角果期生物量平均增加28.1%。CK和S处理氮、磷和钾素积累量均在蕾薹期花期差异较大,成熟期S处理的氮、磷积累量分别较CK高28.6%~268.2%、93.3%~253.1%,两年增产率分别为218.8%和28.5%;施肥处理(NPK、NPK+S)冬油菜氮、磷和钾积累量随生育期持续增加,均在角果期达到最大值,与NPK相比,NPK+S处理分别提高成熟期油菜氮、磷和钾积累量18.1%~19.1%、23.7%~36.9%和28.3%~56.9%,两年分别增产1811和1032 kg/hm^2,增产率分别达到25.6%和20.3%。[结论]稻草覆盖还田能缓解气温骤变对土壤温度的影响,保持土壤含水量,缓解土壤干旱。稻草覆盖还田前期抑制直播冬油菜的出苗密度,后期可维持冬油菜密度的稳定,同时对冬油菜的生长、生物量、产量和养分吸收量有促进作用。     

重金属对水稻过氧化物酶同功酶的影响

对重金属胁迫条件下扬稻 6号体内POD活性测定和POD同功酶的聚丙烯酰胺浓度梯度凝胶电泳分析表明 ,0 0 5mmol L的Cu2 +、Cd2 +和Hg2 +诱导扬稻 6号叶片和根系POD同功酶活性较对照提高 ,但≥ 0 5mmol L的Cu2 +、Cd2 +和Hg2 +抑制叶片分子量较小的POD同功酶的表达。 0 5～ 1 0mmol L的Cu2 +、Cd2 +和Hg2 +强烈抑制根系POD同功酶的表达。 0 0 5～1 0mmol L的Cu2 +、Cd2 +和Hg2 +显著诱导穗中POS同功酶的表达。