不同浓度镉胁迫对玉米幼苗光合作用、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

以玉米为材料,通过营养液培养试验,研究浓度为5~100 μmol/L的镉胁迫后不同时间内,植株体内活性氧代谢及其抗氧化酶活性的变化特征,探讨镉胁迫导致植物体内活性氧自由基累积的原因及不同程度镉胁迫对植物体内活性氧代谢的影响。随着加镉量的增加,玉米地上部生物量明显降低,而根部生物量未表现出差异。镉处理降低了叶片光合作用速率,高镉处理的影响较早。镉处理4d后,5、20、和100 mol/L Cd2+浓度处理玉米叶片Fv/Fm减小,PSII系统的原初光能转换效率下降,但比光合作用速率下降的时间要晚;镉处理7d的叶片中丙二醛（MDA）含量还没有受到明显影响,但20和100 μmol/L Cd2+处理4d后,根系膜质过氧化增强,MDA含量升高。随着镉浓度升高,处理时间延长,活性氧酶清除系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）等酶活性明显增加,受到镉胁迫诱导,高浓度镉处理该现象出现更早。本文试验结果表明,镉胁迫下植物体内活性氧形成增多,诱导活性氧酶清除系统活性升高,其中一个重要原因是与CO2同化受到限制有关。     

两花生品种对镉胁迫的生理响应及其差异

根据本实验室前期的水培实验,利用盆栽培养,研究了外加土壤Cd处理浓度为12 mg kg-1时花生植株的生理毒害反应及其品种间差异。以两个不同的花生品种花育22和花育20为实验材料进行对比研究,分别测定三个不同时期花生叶片叶绿素含量和细胞膜透性、根系和叶片丙二醛含量、抗氧化酶体系活力及花生产量。结果表明:在外加土壤Cd处理浓度为12mg kg-1时,叶片叶绿素含量和抗氧化酶体系活力随着处理时间的增加而降低,Cd处理组相对于对照组都有所下降,且花育20下降幅度要远大于花育22,尤其在成熟期,镉处理组中花育20的SOD、POD和CAT活力显著低于对照组;而细胞膜透性和丙二醛含量则是随着处理时间的增加而增加,且Cd处理组相对于对照组都有所增加,花育20增加幅度要大于花育22。产量测定结果显示,花育22下降13.14%,花育20下降26.98%。结合各指标的变化情况分析可知,花生对Cd污染存在着较大的品种间差异;其中过氧化物岐化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和叶绿素三个指标变化幅度较大,为初步筛选选育抗Cd花生品种的参考指标和花生Cd污染的诊断指标提供依据。     

六价铬对玉米幼苗生长及抗氧化系统的影响

为系统研究六价铬[C（rVI）]对玉米幼苗生长及抗氧化系统的影响,采用水培方法,在培养液中加入不同浓度重铬酸钾（0、10-6、10-5、10-4mol.L-1）,胁迫不同时间（6、12、18d）后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度铬（10-6mol.L-1）对幼苗生长有一定刺激作用,且对地上部分刺激作用更明显;对叶片抗氧化酶活性及抗坏血酸含量没有显著影响。中浓度铬（10-5mol.L-1）胁迫明显抑制根部生长（n=15,P〈0.01）,对地上部分干重积累无显著影响,使幼苗含水量有明显下降（n=15,P〈0.01）;MDA含量明显升高（n=5,P〈0.01）;18d后,SOD和ASA-POD活性分别升高50.9和125.0,POD活性下降72.3,抗坏血酸含量上升约2倍。高浓度铬（10-4mol.L-1）胁迫下幼苗生长几乎停止,含水量明显下降（n=15,P〈0.05）。铬在玉米幼苗中的积累明显影响其生长,造成植株含水量下降,冠根比增大,叶片抗氧化酶活性剧烈变化并受到严重的氧化胁迫。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2＋胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛（MDA）含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2＋毒害的作用机理。结果表明,中、低浓度（10-6、10-5mol·L-1）Cd2＋胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度（10-4mol·L-1）Cd2＋胁迫后,MDA含量显著升高（P〈0.05）。Cd2＋胁迫初期,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显。植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2＋胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收。     

Cd~(2+)胁迫对西瓜幼苗光合生理及活性氧代谢的影响

通过盆栽试验,研究了土壤中Cd2+对西瓜(Citrullus vulgaris)幼苗光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:Cd2+降低了小型西瓜叶绿素总含量,改变了叶绿素a/b的值,其叶绿素总含量与土壤中Cd2+浓度极显著(P0.01)负相关;减弱了西瓜幼苗的净光合速率(Pn),降低了胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。西瓜叶片中超氧阴离子自由基(·O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量随着土壤中Cd2+浓度的升高而增加,且H2O2和MDA含量与Cd2+浓度极显著(P0.01)正相关。在Cd2+胁迫下,过氧化氢酶(CAT)活性变化显著,其活性与H2O2含量、MDA含量极显著(P0.01)负相关。Cd2+胁迫引起叶绿素等光合相关生理因子降低,是导致西瓜幼苗净光合速率降低的直接原因;活性氧代谢失调,脂膜过氧化加重是导致其净光合速率降低的另一重要原因。     

镉对黄瓜幼苗光合作用、抗氧化酶和氮代谢的影响

采用营养液培养的方法,研究了不同浓度镉（Cd）处理对黄瓜幼苗植株生长、光合作用、抗氧化酶以及氮代谢相关酶活性的影响。结果表明,随着Cd处理浓度的增加,黄瓜植株生长受到明显抑制,叶绿素a、b、类萝卜素含量显著降低;Cd处理使净光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）下降,而细胞间CO2（Ci）升高。高浓度Cd处理显著降低了黄瓜的原初光能转换效率(Fv/Fm)。10和100 mol/L的Cd处理使抗氧化酶过氧化氢酶（CAT、）愈创木酚过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均有不同程度的提高,而当Cd浓度达到200 mol/L,抗氧化酶的活性均受到显著抑制。随着Cd处理浓度的增加,硝酸还原酶（NR）、谷氨酰氨合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）活性均受到明显抑制。     

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。     

镉对龙葵种子萌发及子叶抗氧化酶活性的影响

龙葵（Solanum nigrumL.）是Cd超累积植物,可用于植物冶金和Cd污染土壤的植物修复。超累积植物的生理基础研究有助于提高其对Cd的富集效率。龙葵种子在含有不同浓度CdCl（20、30、50、100、150、200μmol·L-1和300μmol·L-1）的琼脂培养基上萌发7d。结果表明,龙葵在200μmol·L-1和300μmol·L-1Cd时发芽率显著降低,而低浓度Cd（30～150μmol·L-1）胁迫下无显著差异;在Cd≥30μmol·L-1时,活力指数、发芽势均显著降低,幼苗的生长受到显著抑制。幼苗生长分析表明：在30～150μmol·L-1Cd处理下根长下降约17%～35%,显著低于200～300μmol·L-1Cd处理（下降79%～90%）;株高随Cd浓度的升高逐渐下降。子叶抗氧化酶活性分析表明：100～150μmol·L-1Cd胁迫下,CAT和APX活性显著上升;在Cd胁迫下,SOD活性降低但维持在较高的活性水平。表明龙葵幼苗能忍耐小于150μmol·L-1Cd,抗氧化酶活性在抵抗Cd毒害方面发挥重要作用。     

山桃幼苗响应镉胁迫的生理机制研究

为探究山桃(Amygdalus davidiana)幼苗响应镉(Cd)胁迫的生理机制,通过盆栽试验研究了山桃幼苗在10 mg·kg^-1Cd处理后1、15、30、90 d的生理响应和富集特征。结果表明,山桃幼苗叶片O2-·和丙二醛(MDA)相对含量随Cd处理时间的延长而上升,叶绿素a含量、叶绿素b含量、净光合速率(Pn)则逐渐降低。叶绿素a/b值在Cd处理后1~15 d上升,而在30~90 d下降,表明Cd处理前期对叶绿素b的影响较大,而后期主要影响叶绿素a的合成。Mg、Mn元素相对含量随Cd处理时间延长而显著降低,而Cu、Fe含量上升,表明Cd胁迫诱导的山桃幼苗叶绿素合成受限和Pn的降低与Mg、Mn的降低紧密相关,这是由于Mg、Mn分别参与叶绿素合成和光系统Ⅱ(PSII)反应过程。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在Cd处理1~15 d显著上升,30~90 d则逐渐降低;过氧化物酶(POD)活性则在处理1~15 d无显著性差异,在30~90 d显著上升;谷胱甘肽还原酶(GR)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)含量均随着Cd处理时间的延长显著上升;ATP硫酸化酶活性和半胱氨酸含量均随着Cd处理时间的延长而显著上升,硫醇代谢物非蛋白硫醇(NPT)和植物螯合素(PCs)在Cd处理前期(1~15 d)差异不显著,而在30 d后显著上升。综上,山桃幼苗在Cd处理前期主要发挥抗氧化酶(SOD、CAT)的功能,并促进抗氧化物质(GSH、AsA)的合成,而Cd处理后期,则以POD、GSH、AsA的功能为主,并增强NPT和PCs的合成,从而促进Cd向液泡中转移,这与Cd处理后期液泡中Cd含量增加的变化趋势一致。本研究结果为山桃可作为重金属植物修复材料提供了理论依据。     

外源褪黑素对镉胁迫下豌豆种子萌发、幼苗抗性生理及镉含量的影响

为探究外源褪黑素(MT)对镉胁迫下豌豆种子萌发和幼苗生长影响的生理机制,以豌豆品种中豌6号为试验材料,采用培养皿滤纸法,研究不同浓度外源褪黑素(0、50、100、200、400 μmol·L^-1)对镉胁迫(0、10、100 μmol·L^-1)下豌豆种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响。结果表明,镉胁迫显著抑制了豌豆种子萌发及幼苗生长;施用外源褪黑素能够显著提高镉胁迫下豌豆种子的发芽势和发芽率,促进豌豆幼芽和幼根的生长,提高豌豆幼芽的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,并降低丙二醛(MDA)和镉含量。当Cd²⁺浓度为10 μmol·L^-1时,施用100 μmol·L^-1 MT较未添加MT豌豆的发芽势、发芽率、芽长、根长、芽鲜重和根鲜重分别增加90.47%、82.94%、127.27%、129.47%、131.71%和83.33%,SOD、POD和CAT活性分别提高24.17%、40.50%和76.91%,MDA含量下降57.64%,镉含量下降57.62%。结果表明,适宜浓度的外源褪黑素能够通过提高抗氧化酶活性,降低活性氧的积累,抑制豌豆幼苗对镉的吸收,从而缓解镉胁迫对豌豆幼苗的毒害作用,促进种子萌发及幼苗生长。本研究结果为进一步探索外源褪黑素缓解豌豆镉胁迫的机理提供了一定的理论依据。     

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。     

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（100 mg·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、50 mg·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、100 mg·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、5 mg·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。     

镉胁迫对黄麻光合作用及隔积累的影响

为揭示镉(Cd)胁迫下黄麻的光合耐性及其对Cd的富集特征,通过土壤盆栽试验分析了Cd胁迫下黄麻的生长、光合色素、气体交换参数及对Cd富集能力的变化.结果表明,当Cd浓度≤10 mg· kg-1时,黄麻根长、株高和各器官生物量降幅较小;而当Cd浓度≥20 mg· kg-1时,根长、株高和各器官生物量降幅进一步增大.随着Cd浓度的升高,黄麻叶片光合色素含量显著降低,但却能维持较高的Chla/b值,这可能有助于黄麻对Cd的耐性.Cd胁迫使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随Cd浓度的升高而逐渐增大,表明黄麻光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的.随着Cd浓度的升高,黄麻各器官Cd含量和累积量逐渐增大,在浓为100 mg· kg-1Cd处理下,地上部和地下部Cd含量均达到最大值,分别为232.46 mg· kg-1和186.98 mg· kg-1.Cd胁迫下,黄麻地上部和地下部富集系数均大于1,各处理迁移系数在0.85～1.65之间,表明黄麻对Cd有较强的富集和转运能力.Cd浓度为5～ 10 mg·kg-1时,Cd提取率超过1.9％.因此,黄麻是一种潜在的修复轻、中度土壤Cd污染的植物材料.本研究结果为挖掘新的植物修复材料提供了理论依据.     

几种杀虫剂胁迫对黄瓜幼苗抗氧化酶活性和相关生理指标的影响

明确杀虫剂多次施用后对黄瓜幼苗抗氧化酶活性和相关生理指标的影响,对指导黄瓜(Cucumis sativus L.)合理用药具有重要作用。本研究以室内盆栽的黄瓜幼苗为试材,研究了几种常用化学杀虫剂吡虫啉、啶虫脒、溴氰菊酯及生物杀虫剂玫烟色棒束孢对黄瓜幼苗抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)及丙二醛MDA、脯氨酸和蛋白质含量的影响。结果表明:不同杀虫剂对黄瓜幼苗抗氧化酶活性及相关生理指标的影响不同。当供试3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗2 d时,其体内SOD、POD、CAT活性与对照无显著差异;当胁迫时间延长到4 d时,溴氰菊酯和啶虫脒处理的黄瓜幼苗体内3种抗氧化酶活均明显升高且与对照差异显著;当胁迫时间延长到6 d时,3种化学杀虫剂均造成黄瓜幼苗体内SOD、POD活性升高且与对照差异显著,其中溴氰菊酯影响较吡虫啉和啶虫咪严重;胁迫8~10 d后,各处理黄瓜幼苗体内3种抗氧化酶活性均开始下降或恢复正常。同时,3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗4~8 d时,MDA和脯氨酸含量升高并与对照差异显著;胁迫10 d时,啶虫咪和溴氰菊酯胁迫的黄瓜幼苗MDA含量仍显著高于对照,而脯氨酸含量开始下降并趋于正常。此外,3种化学杀虫剂胁迫黄瓜幼苗2~8 d时均造成其蛋白质含量的降低,而生物杀虫剂玫烟色棒束孢胁迫对黄瓜幼苗SOD、POD、CAT活性及MDA、脯氨酸和蛋白质含量均没有显著影响。可见生物杀虫剂玫烟色棒束孢较3种化学杀虫剂对黄瓜幼苗安全,黄瓜幼苗受化学杀虫剂胁迫后需要一个过程才能修复杀虫剂对其自身造成的伤害。     

镉胁迫对玉米生理特性的影响

试验研究不同浓度Cd胁迫对玉米生理特性的影响结果表明,玉米耐受性好,Cd胁迫下生长发育正常,0.2mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L低浓度Cd处理玉米叶片叶绿素含量和过氧化物酶活性略升高,其最大应激浓度为1.0mg/LCd、毒性浓度为5.0mg/LCd;但随胁迫时间延长或胁迫浓度加大,玉米叶片叶绿素含量连续降低,根系活力降低后回复,而脯氨酸含量明显升高又回落,玉米表现出对低浓度Cd有一定抵抗能力,且Cd对玉米的毒害受时间和浓度双重因子的制约。玉米植株体内游离脯氨酸变化明显,因此脯氨酸可作为某些植物对重金属离子的同期抗逆性指标。     

弱光胁迫及光恢复对玉米幼苗活性氧代谢的影响

以耐弱光品种郑单958和不耐弱光品种豫玉22为材料,研究了50%遮荫处理及恢复光照过程中玉米苗期植株地上部生物量、活性氧代谢和抗氧化酶活性的动态变化.结果表明,与正常光照相比,遮荫处理后2品种的地上部生物量和可溶性蛋白含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性升高,MDA含量、过氧化氢(H2O2)含量...     

甘蓝型油菜幼苗对NaCl胁迫的抗氧化应答

本文主要研究了甘蓝型油菜幼苗对NaCl胁迫的抗氧化应答情况。结果表明,在200mmol／L NaCl胁迫下,随着胁迫时间的延长,油菜幼苗叶片的相对含水量逐渐下降,细胞内的电解质渗出物逐渐增多,电导率逐渐升高;POD、SOD和CAT三种抗氧化酶活性在开始时都逐渐提高,24h后达到最大值,随后逐渐降低。对NaCl胁迫过程中这三种抗氧化酶基因进行实时荧光定量PCR分析,分析结果显示这三种抗氧化酶基因的表达与其酶活性的变化一致。因此,NaCl胁迫诱导了POD、SOD和CAT三种抗氧化物酶基因的过量表达,抗氧化酶活性相应提高,从而在一定程度上提高了植物对NaCl胁迫的耐受能力。     

盐胁迫对白榆无性系抗氧化酶活性及丙二醛的影响

为了促进滨海盐渍荒漠化地区的植被恢复、引种栽培与盐碱土的改良利用,以3个白榆无性系Y65225、Y46和Y51为试验材料,采用盆栽模拟方法,分析白榆无性系在不同浓度(0.0％、0.3％、0.5％、0.7％和0.9％)NaCl处理下抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、丙二醛(MDA)含量变化及各指标的相关性,并运用隶属函数法,综合评价3个白榆无性系的耐盐性.结果表明:在各盐浓度胁迫下,Y51能够维持较高的抗氧化酶活性,抗氧化能力最强;Y46的抗氧化酶活性下降最大,抗氧化能力最差,Y46的MDA含量增加幅度最大,受到的盐害最大;Y51的MDA含量增加幅度最小,受到的盐害最小.3个白榆无性系的SOD活性与POD活性,呈极显著正相关,CAT活性与SOD活性、POD活性相关性不显著,CAT、POD活性与MDA含量相关性不强,SOD活性与MDA含量呈显著负相关关系,即SOD活性的增加,可显著减少MDA的积累,增强其抗盐性.综合各项指标,Y51抗盐能力最强,Y65225次之,Y46最差.建议在滨海盐碱地区造林时,优先采用Y51无性系.研究结果将为今后白榆无性系在盐碱地的栽培,提供一定的参考.     

抗氧化水平对小麦幼苗耐缺铁及铁累积能力的影响

以小麦品种"石4185"和"沧6001"为试验材料,采用水培方法,分析了抗氧化水平对小麦幼苗耐缺Fe和Fe累积能力的影响。结果表明:Fe缺乏引起小麦根部活性氧(ROS)累积,导致根部产生过氧化伤害,同时降低叶片中叶绿素含量。与"石4185"相比,"沧6001"具有相对较低的ROS水平和较高的叶绿素含量。缺Fe条件下,"沧6001"比"石4185"诱导出更多的根毛和侧根,并具有较高Fe累积。抗氧化酶活性分析结果表明,缺Fe条件下,"沧6001"比"石4185"具有更高的SOD、CAT和APX活性。在缺Fe条件下添加抗氧化剂NAC或AsA提高了幼苗中的Fe含量,表明抗氧化水平的提高促进了小麦幼苗对Fe的吸收和累积。本研究对于理解小麦对缺Fe胁迫响应的生理机制及筛选耐Fe缺乏和高Fe累积的小麦品种具有指导意义。     

盐分胁迫下控释尿素配施腐植酸对棉花幼苗生长和抗氧化系统的影响

为探究盐分胁迫下,控释尿素配施腐植酸对棉花幼苗生长特性和植株体内抗氧化系统的影响,以滨海盐化潮土(全盐含量4.5 g/kg)为供试土壤,设置普通尿素、控释尿素、普通尿素+腐植酸、控释尿素+腐植酸4个施肥处理,以不施氮肥处理为对照进行棉花盆栽试验,测定棉花植株生物产量、叶片叶绿素含量、叶片及根系抗氧化酶(SOD、POD、...