铅镉胁迫对小叶榕叶片细胞超微结构的影响

以1年生小叶榕幼苗为试验材料,分析不同浓度下铅、镉单一及复合胁迫对其叶片细胞超微结构及叶绿素含量的影响。结果表明:在Pb~(2+)胁迫下,小叶榕叶肉细胞超微结构中叶绿体的膨胀度、淀粉粒和嗜锇颗粒大小的变化较轻,叶绿体空泡化程度较低,且叶片叶绿素含量有升高趋势,说明小叶榕幼苗对Pb~(2+)有较好的耐受性;而在Cd~(2+)胁迫下,随着处理浓度的增加,细胞结构受到的损伤和破坏程度比Pb~(2+)胁迫严重,叶绿体结构中基粒片层出现排列紊乱、断裂、扭曲变形现象,细胞内有较多的淀粉,且叶绿素含量呈显著降低趋势;在Pb~(2+)+Cd~(2+)复合胁迫下,小叶榕叶肉细胞膜变得较薄,叶绿体结构松散,失去完整性,出现解体现象,类囊体结构消失,细胞膜破裂,细胞器结构破碎,叶绿素含量显著低于铅、镉单一胁迫。综上所述,从叶绿素含量变化、叶片细胞以及叶绿体超微结构可以看出,对小叶榕幼苗造成的伤害程度为:Pb~(2+)+Cd~(2+)复合胁迫Cd~(2+)胁迫Pb~(2+)胁迫。     

土壤中镉离子对红芸豆幼苗叶绿素荧光的影响

为了研究土壤中不同浓度镉离子对红芸豆幼苗光合作用的影响,采用叶绿素荧光仪测定不同时长、浓度镉处理红芸豆幼苗叶绿素荧光参数的变化。结果表明,在时长为7 d的处理组,Cd~(2+) 质量分数为5～15 mg/kg时,最大光能转换效率会出现暂时性的上升,但总体仍呈现下降趋势;在时长为14 d的处理组,Cd~(2+) 质量分数为5 mg/kg时,红芸豆幼苗叶片的光能转化率最高,Cd~(2+) 质量分数为10 mg/kg时,光能转化率最低,随着Cd~(2+) 处理红芸豆幼苗时间的延长,光合反应速率抑制作用显著。土壤中富集的Cd~(2+) 会对红芸豆的光合系统产生一定的破坏作用。     

镉对辣椒幼苗生长及部分生理特性的影响

通过溶液培养和采用盆栽试验的方法研究了不同浓度镉(Cd~(2+))处理对辣椒幼苗生长及部分生理特性的影响。结果表明:含Cd营养液培养辣椒幼苗,植株矮小,株高增长受抑制,苗鲜重减少。低浓度Cd~(2+)(50μmol·L~(-1))促进了植株生长而高浓度Cd~(2+)(100~400μmol·L~(-1))则抑制植株生长和根系长度。低浓度Cd~(2+)(50μmol·L~(-1))使叶片叶绿素含量增加,高浓度Cd~(2+)(100~400μmol·L~(-1))使其降低。Cd~(2+)毒害使辣椒幼苗叶片膜脂过氧化产物MDA含量增加,SOD、CAT活性下降,POD呈现为先上升后下降的规律。     

镉胁迫下硅对水稻幼苗生长与生理响应的影响

以水稻(Oryza sativa L.)"辽粳9"为试验对象,在消除阳离子影响的条件下,通过水培试验,研究镉胁迫下硅对水稻幼苗的生长与生理响应的影响。试验设置5个处理,除对照外,各处理初始镉离子(Cd~(2+))浓度均为1 mg·L~(-1),施硅量(以SiO_2计)依次为0、50、100、150 mg·L~(-1)。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗生长受到抑制,施硅显著地提高了水稻茎叶和根的干重;镉胁迫下,水稻幼苗过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量受到诱导而处于较高水平,过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制;随施硅量的增加,POD活性逐渐降低(P0.05),CAT活性逐渐增加(P0.05),MDA含量降低(P0.05);镉胁迫下,水稻细胞受到损伤出现质壁分离现象,叶绿体基粒、片层模糊并且排列紊乱,线粒体膜部分破裂解体、嵴模糊甚至消失;施硅使水稻叶片细胞结构趋于完整、有序,叶绿体内淀粉粒数目增多、嗜锇颗粒减少并变小、片层排列逐渐整齐,线粒体及其嵴的数目增多、双层膜结构逐渐恢复。综合来看,镉胁迫下施硅促进水稻幼苗生长,缓解逆境生理响应,改善细胞超微结构,增强其抗镉胁迫能力。本试验条件下,硅施加量为150 mg·L~(-1)时,水稻幼苗缓解镉胁迫效果最好。     

外源褪黑素对高温胁迫下厚皮甜瓜幼苗光合及抗氧化特性的影响

以厚皮甜瓜‘迎春’杂交种为试材,采用营养钵种植法,设5种不同浓度(50、100、150、200和250μmol/L)的褪黑素(MT)溶液,以清水为对照,经MT溶液处理后对幼苗进行高温胁迫(昼43±1℃/夜32±1℃)4d。通过测定幼苗叶片光合参数及SOD、POD和CAT等生理生化指标,研究外源MT溶液对高温胁迫下幼苗叶片光合作用及抗氧化特性的影响。结果显示:高温胁迫下喷施不同浓度MT溶液,可不同程度地提高厚皮甜瓜幼苗叶片中光合色素含量、光合能力及抗氧化酶活性,与对照相比,200μmol/LMT处理时,厚皮甜瓜幼苗叶片中叶绿素含量和净光合速率达到最高峰,分别为4.43、8.87μmol/(m~2·s);SOD、POD和CAT活性也达到最大,分别为211.28、24.77和376.92U/g;且MDA含量降到最低,为7.93μmol/g。结果表明,高温胁迫下外源MT能增强厚皮甜瓜幼苗抵抗力,且浓度为200μmol/L时效果最佳。     

铅和镉复合胁迫对三色堇种子萌发及幼苗生长的影响

为筛选抗重金属污染的园林花卉品种,以三色堇为供试材料,采用水培法,研究铅(Pb~(2+))和镉(Cd~(2+))复合胁迫对三色堇种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:三色堇对Pb~(2+)和Cd~(2+)复合胁迫有一定的耐性,Pb~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫下,三色堇种子发芽势和发芽率分别在复合胁迫浓度为(50+2)mg·L~(-1)和(100+4)mg·L~(-1)有略微的促进作用,发芽率在复合胁迫浓度(50+2)mg·L~(-1)时有明显的促进作用,而随着Pb~(2+)和Cd~(2+)复合胁迫的增加,三色堇种子发芽势和发芽率受到抑制,且抑制程度越来越明显。Pb~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对三色堇的根长和胚芽长均有显著影响,随着浓度的升高,抑制作用越大。     

砷胁迫下吲哚乙酸对不同砷富集能力植物光合作用的影响

以砷超富集植物大叶井口边草(Pteris cretica var.nervosa)和非超富集植物剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)为供试植物,研究2mg·L~(-1)As(Ⅴ)胁迫下添加不同浓度吲哚乙酸(IAA)对2种植物株高、生物量、叶片砷含量、光合色素、叶绿素荧光参数、暗反应酶活性和叶绿体超微结构的影响。结果表明:添加20 mg·L~(-1)IAA后,2种植物生物量和叶片砷含量与对照相比显著增加,且大叶井口边草叶片砷含量显著高于剑叶凤尾蕨;大叶井口边草叶片光合色素含量与对照相比均无显著差异,而剑叶凤尾蕨则显著降低。随着IAA浓度增加,大叶井口边草叶片叶绿素a/b值与对照相比无显著差异,而剑叶凤尾蕨在40 mg·L~(-1)IAA处理时显著降低。大叶井口边草叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)和非光化学淬灭系数(q N)随IAA浓度增加与对照相比无显著差异,而剑叶凤尾蕨在20 mg·L~(-1)IAA处理下开始显著下降;大叶井口边草叶片光化学淬灭系数(q P)在10、40 mg·L~(-1)IAA处理时显著增加,而在剑叶凤尾蕨中则显著下降。随IAA浓度增加,剑叶凤尾蕨叶片核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活性与对照相比显著下降,而大叶井口边草仅在10 mg·L~(-1)IAA处理下显著下降,在20 mg·L~(-1)IAA处理下则显著增加,在40 mg·L~(-1)IAA处理下与对照无显著差异。添加IAA后,剑叶凤尾蕨叶片叶绿体超微结构受害严重,而大叶井口边草在20 mg·L~(-1)IAA处理时,叶绿体仍保持完好。因此,20 mg·L~(-1)IAA处理对砷胁迫下大叶井口边草的生长发育具有一定的光合保护作用,可使其既保持正常生长又超量富集砷。     

铝胁迫对杉木幼苗生长、叶片光合特性和叶绿体超微结构的影响

以1月生杉木幼苗为材料,设置对照(CK)和铝胁迫(0.5 mmol·L-1)处理,研究铝胁迫对杉木幼苗生长、叶绿素和类胡萝卜素质量分数、叶绿素荧光特性、光合气体交换参数及叶绿体超微结构的影响。结果表明:①铝胁迫下杉木幼苗根系伸长、生物量显著受抑,铝胁迫处理还显著降低杉木叶片叶绿素和类胡萝卜素质量分数;②铝胁迫下杉木叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著下降,而胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)则显著升高;③铝胁迫下杉木叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fo/Fv)、光化学淬灭系数(Qp)均显著下降,而非光化学淬灭系数(Np,q)则显著增加;④透射电镜结果显示,铝胁迫使杉木叶片叶绿体膨大隆起,叶绿体内基质片层解体,基粒片层数量显著减少,且分布不均,排列松散。可见,铝介导对杉木叶片叶绿体内部结构的破坏,是导致铝胁迫下杉木叶片叶绿素和类胡萝卜素质量分数降低及光合能力下降的主要原因,从而最终抑制杉木幼苗的生长。     

镉胁迫对菠菜和油菜早期生长的影响

为了解重金属镉对蔬菜早期生长的影响,以菠菜和油菜2种不同蔬菜种子为材料,研究了不同Cd~(2+)浓度下种子萌发和幼苗生长的情况。结果表明,油菜在Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L时,其种子的发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数和幼苗的株高、叶绿素含量均高于对照组;菠菜种子在Cd~(2+)质量浓度为25 mg/L时,发芽指数和种子活力略高于对照组,在Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L时,叶绿素含量高于对照组;其余处理浓度各指标均低于对照组。不同蔬菜种子对镉胁迫反应不一致,油菜具有更强的抗镉胁迫能力。     

镉对“标准化”背角无齿蚌的急性毒性及脂质过氧化和DNA损伤的影响

为了探究"淡水贝类观察"研究体系的专用指示生物"标准化"背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对镉(Cd~(2+))的毒性效应,研究了Cd~(2+)对钩介幼虫(24 h,平均壳长0.25 mm)、稚蚌(5 d,平均壳长0.27 mm)和幼蚌(6 months,平均壳长50 mm)的急性毒性,并针对Cd~(2+)积累的靶器官——鳃,分析了幼蚌脂质过氧化产物丙二醛(MDA)、成蚌(48 months,平均壳长85 mm)DNA损伤(OTM)对Cd~(2+)的响应特征。结果表明:Cd~(2+)对钩介幼虫24 h半效应浓度(EC50)为0.001 8 mg·L~(-1),对稚蚌和幼蚌96 h EC50分别为0.004 7、4.5 mg·L~(-1);Cd~(2+)浓度0.05 mg·L~(-1)和0.5 mg·L~(-1)暴露组MDA含量随时间延长呈降低的趋势,MDA含量变化与Cd~(2+)浓度之间不相关(P0.05);OTM随暴露时间的延长呈升高的趋势,OTM变化和Cd~(2+)浓度之间表现为显著的线性正相关(P0.05)。研究认为,钩介幼虫和稚蚌有作为Cd~(2+)的灵敏受试物种的潜力,幼蚌和成蚌适于Cd~(2+)污染的监测与评价,OTM可作为Cd~(2+)污染预警的生物标志物。     

甘蓝型油菜黄化突变体的叶绿体超微结构、 气孔特征参数及光合特性

【目的】揭示甘蓝型油菜自发黄化突变体NY的叶绿体超微结构、气孔特征参数与光合色素含量及光合特性之间的关系,为探讨突变材料的黄化机理和在育种实践上的应用提供理论依据。【方法】以突变体NY及其野生型NG,及组配的F1（NY×NG）、rF1（NG×NY）为研究材料,进行五叶期心叶和平展叶的叶绿体超微结构观察、气孔特征参数调查、光合色素含量测定、光合特性测定及农艺性状考察。【结果】突变体NY黄化心叶和黄绿平展叶的叶绿体发育程度均差于野生型NG及F1、rF1;NY黄化心叶下表皮气孔保卫细胞叶绿体数较NG少40%左右,黄绿平展叶中数目与NG等相近;NY的Chla、Chlb、Chl(a+b)、Car含量及组成,净光合速率均显著低于同时期NG及F1、rF1;NY生育期推迟,经济性状变差,单株籽粒产量下降,但组配F1和rF1的农艺性状和光合特性均能恢复至正常水平。【结论】黄化突变体NY是叶绿体结构发育缺陷所导致的缺总叶绿素型突变体,其叶绿体结构发育异常,基粒和基粒片层数的减少致使叶绿素含量过低,是其光合速率较低和农艺性状较差的主要原因。     

水稻OsABC1K3突变体鉴定及其对强光胁迫的响应

【目的】强光胁迫能够抑制植物光合作用,严重时造成光合器官破坏,影响作物生长和产量。以T-DNA插入突变体为材料,研究水稻ABC1（activity of bc1 complex）激酶基因OsABC1K3响应强光胁迫的生理功能。【方法】根据水稻基因组注释数据库预测的OsABC1K3不同转录本共有序列设计引物,采用3′ RACE对OsABC1K3可变剪接进行验证;从水稻T-DNA插入序列数据库中获得该基因的T-DNA插入突变体osabc1k3,通过加代繁殖和PCR检测取得纯合突变体,调查突变体株高、结实率、种子大小等农艺性状,采用Arnon法测定叶片色素含量,利用LI-6400便携式光合测定系统测定抽穗期旗叶光合速率,采用透射电镜分析叶绿体超微结构;将生长于300 μmol·m^-2·s^-1光照强度下的野生型和突变体幼苗转移至800 μmol·m^-2·s^-1光照强度进行强光处理,观察植株表型,分析叶绿体超微结构和叶绿素含量变化;用含20 μmol·L^-1甲基紫精（MV）和0.1%吐温20的水溶液喷洒野生型和突变体幼苗叶片表面,以单独用0.1%吐温20喷洒的幼苗作为对照,观察叶片表型,测定处理后超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量;采用实时荧光定量PCR分析突变体淀粉合成、叶绿体异戊二烯基脂合成及叶绿体ABC1激酶基因的表达。【结果】OsABC1K3仅检测到一个转录本LOC_Os05g25840.3。osabc1k3突变体株高和结实率下降,种子变小,其中,粒宽下降了13.4%,粒厚下降了6.8%,千粒重下降了18.2%,而粒长与野生型无显著差异。突变体叶片叶绿素含量下降,而叶绿素a/b和类胡萝卜素含量高于对照。突变体叶绿体形态正常,但缺乏淀粉粒。光合活性分析表明,突变体叶片光合速率与野生型无显著差异。强光处理7 d后,突变体叶片发生黄化;9 d后,部分植株枯死。强光处理后突变体叶绿体类囊体结构紊乱,出现大量的空泡。进一步对叶绿素含量进行测定表明,突变体叶片叶绿素衰减程度显著高于对照。然而,MV处理后突变体叶片坏死程度、SOD活性及MDA含量与野生型无显著差异。此外,OsABC1K3突变影响了叶片淀粉合成、叶绿体异戊二烯基脂合成及叶绿体ABC1激酶基因的表达。【结论】OsABC1K3可能不参与水稻氧化胁迫的防御,而通过遗传控制的信号途径调控强光胁迫响应。     

外源喷施油菜素内酯对碱胁迫下甜菜生长的影响

为探究碱胁迫下不同质量浓度的油菜素内酯对甜菜生长的影响,在甜菜苗期喷施0.05mg·L-1、0.1mg·L-1、0.15mg·L-1和0.2mg·L-1不同质量浓度的油菜素内酯(BR),分析植株生长特性、光合能力、内源激素、块根产量和含糖率的变化,明确甜菜喷施的最佳质量浓度。结果表明,喷施不同质量浓度BR的处理的光合能力在整个生长期均大于碱处理,并在生长后期显著降低叶片ABA质量浓度,提高CTK和GA3的质量浓度,增加块根产量和产糖量。其中质量浓度为0.15mg·L-1的油菜素内酯处理效果最明显,块根产量最接近CK,达到CK的66.3%,是Alk(碱处理)的157.5%。苗期喷施适宜质量浓度的BR可以缓解碱土对甜菜生长的胁迫,增加干物质积累,增强甜菜的光合作用,降低叶片ABA与其他激素的比例,提高甜菜的抗碱能力。     

拟南芥PMRP基因在叶绿体淀粉粒积累和抗寒性中的作用

【目的】分析推测的膜蛋白（putitave membrane realated protein,PMRP）在拟南芥叶绿体发育过程的作用,明确PMRP对拟南芥光合能力的影响及抗寒性分析,为改善作物光合性能及增强抗逆性提供理论依据。【方法】构建PMRP的RNAi和过表达载体,转化农杆菌EHA105,采用花絮侵染法转化野生型拟南芥（Columbia,Col-0）,获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥;以野生型和PMRP RNAi、过表达转基因拟南芥为材料,利用细胞生物学方法,观察PMRP表达量对拟南芥叶肉细胞叶绿体的结构和淀粉粒积累的影响;利用红外CO₂分析法测定拟南芥的光合速率,分析PMRP对拟南芥光合能力的影响。选取16 h光照、21℃条件下培养的21 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,用冷光源培养箱培养,先在4℃培养7 d,然后在-8℃培养1.5 h,取出放到16 h光照、21℃条件培养7 d后,分析PMRP转基因拟南芥对寒害的抗性。选取14 d的野生型Col-0、3个过表达PMRP转基因拟南芥株系和3个PMRP-RNAi转基因拟南芥株系,对其莲座叶细胞渗出液电导率进行测定。【结果】获得PMRP RNAi和过表达转基因拟南芥株系;通过测定野生型和转基因株系的莲座叶光合速率,野生型Col-0的光合速率为7.3 μmol·m^-2·s^-1,PMRP-RNAi转基因拟南芥的光合速率分别为8.8、7.8和8.5 μmol·m^-2·s^-1,PMRP表达量的降低略增强了拟南芥的光合速率。野生型Col-0的绿叶率为48%,过表达PMRP转基因拟南芥的3个株系绿叶率分别为48.6%、47.8%和49.2%,3个PMRP-RNAi转基因拟南芥的绿叶率分别为65.9%、67.4%和68.3%,表明PMRP表达量的降低增强了植物的耐寒性。在-8℃下处理30 min,野生型Col-0拟南芥莲座叶的渗出液电导率为70.67 μS·cm^-1,PMRP-RNAi拟南芥莲座叶渗出液电导率分别为48.57、45.40和52.10 μS·cm^-1。表明PMRP表达量的降低明显降低了逆境对细胞膜的损伤。通过对PMRP-RNAi转基因拟南芥和野生型拟南芥完全展开的莲座叶,进行超微结构分析,发现野生型拟南芥莲座叶细胞中,叶绿体为椭圆形,而PMRP-RNAi转基因拟南芥莲座叶细胞叶绿体变为近似圆形;在光照情况下,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒的积累与野生型相似,均有明显的淀粉粒积累,但在黑暗环境中,PMRP-RNAi转基因拟南芥叶绿体中淀粉粒积累明显增多。【结论】PMRP表达量降低造成叶绿体形状由梭型变为圆球型,淀粉粒明显增多,增强了拟南芥的抗寒性。     

烤烟叶片叶绿体超微结构与质体色素降解产物的关系初探

为明确烤烟叶片叶绿体超微结构与质体色素降解产物含量的关系,以云烟87为试验材料,对未熟和适熟的上、中、下部位烟叶的叶绿体超微结构进行观测,并对不同部位烟叶的质体色素降解产物含量进行测定。结果表明,未熟烟叶细胞叶绿体中淀粉颗粒数、嗜锇颗粒数、基粒数和高基粒片层占比在不同部位间差异显著,均表现为上部叶>中部叶>下部叶;适熟烟叶细胞叶绿体中淀粉颗粒数、嗜锇颗粒数与未熟烟叶在不同部位间的差异表现一致,而基粒数、高基粒片层占比与未熟烟叶的差异表现相反,为上部叶<中部叶<下部叶,且不同部位间差异显著;烤烟烟叶的质体色素降解产物含量在不同部位间也存在显著差异,表现为上部叶>中部叶>下部叶。质体色素降解产物含量与未熟和适熟烟叶的淀粉颗粒数、嗜锇颗粒数呈极显著正相关,与未熟烟叶的基粒数、高基粒片层占比呈极显著正相关,与适熟烟叶的基粒数、高基粒片层占比呈极显著负相关。综上,未熟烟叶细胞叶绿体中基粒数、基粒片层垛叠程度和适熟烟叶的基粒片层结构解体程度与质体色素降解产物的含量有较强相关性,此结果为筛选烤烟优质品种和提升香气质量的研究提供了理论依据。     

施硒对冬小麦镉吸收、迁移及分配的影响

为探明施硒对冬小麦镉吸收、迁移及分配的影响,采用盆栽试验,设置镉0 mg·kg~(-1)(Cd_0)、1.5mg·kg~(-1)(Cd_(1.5))、6 mg·kg~(-1)(Cd_6)3个水平和硒0 mg·kg~(-1)(Se_0)、0.5 mg·kg~(-1)(Se_(0.5))、5 mg·kg~(-1)(Se_5)3个水平,研究不同施硒量对冬小麦各部位中镉质量分数的影响。结果表明,冬小麦产量随镉胁迫的增加而下降,Se_(0.5)、Se_5处理均增加冬小麦产量。在Cd_(1.5)水平下,施硒增加冬小麦各部位的镉质量分数,降低籽粒及根中镉分配比例,最大降幅分别为29.0%和23.5%。在Cd_6水平下,Se_5处理显著降低冬小麦籽粒、颖壳、茎秆中镉质量分数以及根到茎秆镉迁移系数;施硒提高根中镉分配比例,最大增幅为51.7%,降低茎秆中镉分配比例,最大降幅为52.3%。Se_5处理可抑制冬小麦对镉的吸收,减少冬小麦中镉向籽粒的转运。     

遮荫弱光对甜瓜产量及光合特性的影响

【目的】研究遮荫弱光对甜瓜光合特性、产量和品质的影响,分析遮荫弱光影响甜瓜的生理机制过程。【方法】以新疆当地3个甜瓜品种为材料,设置适度遮荫、轻度遮荫和不遮荫3个处理,测定光合指标、SPAO值和果实产量与品质,数据运用SPSS 19.0软件分析。【结果】与正常光照相比,遮荫弱光造成甜瓜叶片SPAD值、气孔导度(G_s) 、净光合速率(P_n)和蒸腾速率(T_r)迅速降低,胞间CO₂浓度(C_i)上升,甜瓜果肉中的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白含量、折光糖和VC含量均下降。卡拉库塞的相关指标变化幅度较其力甘和比谢克沁小。【结论】不同甜瓜品种对遮荫弱光胁迫的适应性亦不同。甜瓜在轻度遮荫和重度遮荫环境下,其光合性能下降,光合产物累积能力及输出能力受阻,最终甜瓜产量和品质亦随遮荫程度加深而显著降低(P<0.05)。     

四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应

通过不同浓度镉(0、0.5、1、3、5、7 mg·L-1)胁迫实验,对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)的生长、色素、过氧化氢、超氧化物阴离子、可溶性蛋白含量进行分析,研究四尾栅藻对重金属镉胁迫的响应情况。实验显示:镉胁迫使四尾栅藻的生长受到抑制,在较高镉浓度(3~7 mg·L-1)下四尾栅藻的生长受到强烈抑制;随着镉浓度的上升,色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量逐渐减少,过氧化氢、超氧化物阴离子含量增加,过氧化氢含量在镉浓度为5~7 mg·L-1时显著增多,超氧化物阴离子含量在镉浓度为7mg·L-1时显著增加;可溶性蛋白含量先增加,并在镉浓度为1 mg·L-1时达到最大值,之后随着镉浓度的上升而逐渐减小。研究结果表明,四尾栅藻对重金属镉有较好的耐受性(可以耐受1 mg·L-1的镉)。     

银丝竹不同叶色叶绿素合成及叶结构差异

为探明银丝竹叶色差异的原因,对银丝竹不同叶色叶片的光合色素含量、 叶绿素合成前体相对含量及叶片显微和超微结构进行研究.结果表明:1)银丝竹不同叶色间的光合色素含量存在显著差异,其含量随着绿色叶片面积的下降而下降;2)银丝竹叶片出现白色性状的原因在于其叶绿素生物合成过程受阻,受阻点可能位于粪卟啉原Ⅲ至原卟啉原Ⅸ的转化过程中;3)两种叶色叶片表皮细胞无明显差异,但白色叶肉细胞中内容物明显缺失;4)绿色叶肉细胞中具有丰富而完整的叶绿体结构,而白色叶肉细胞中呈现出叶绿体膜结构模糊,无完整边界等形态,基粒类囊体片层不规则或呈空泡状,在多数细胞内可见较明显的嗜锇颗粒.本研究从生理层面初步解释了银丝竹叶色差异的原因,为进一步开展相关分子机理研究奠定了基础.     

污染农田水苋菜等野生植物镉富集能力和修复潜力调查

为了从自然环境中寻求重金属高富集植物资源,调查了江苏省某镉（Cd）污染农田的野生植物分布,成对采样分析了19种植物根区土壤-整株的Cd含量,比较了各植株不同部位（根、茎、叶、花、果）对Cd的积累特征。结果表明：各植物生境土壤Cd含量范围为1.72~16.5 mg·kg^-1,植株地上部Cd含量为1.20~43.2 mg·kg^-1,有11种植物的Cd生物富集系数（BCF_Cd）超过1,8种植物由根向地上部迁移的Cd转运系数（TF_Cd）超过1,且其中6种植物的BCF_Cd和TF_Cd都超过1,具备重金属富集植物的特点。不同植物的各器官BCF_Cd和TF_Cd值也呈现较大差异,根部BCF_Cd最高的是水苋菜（6.50）,野胡萝卜最低（0.23）;茎中BCF_Cd和TF_Cd最高的都是水苋菜,分别为18.7和2.87,BCF_Cd野胡萝卜最低（0.20）,TF_Cd飞廉最低（0.44）;叶中BCF_Cd翅果菊最高（5.44）、野胡萝卜最低（0.33）,TF_Cd商陆最高（3.03）、一年蓬最低（0.84）;花中BCF_Cd最高的是碎米莎草（5.17）,一年蓬最低（0.24）,TF_Cd最高的是野胡萝卜（1.08）,飞廉最低（0.26）;果中BCF_Cd和TF_Cd最高的都是水苋菜（22.6和3.47）,最低的都是齿果酸模（2.12和0.56）。整株综合评估比较,水苋菜、碎米莎草、青葙和商陆的地上部Cd富集量较高,分别达到了43.2、28.1、22.7 mg·kg^-1和20.7 mg·kg^-1。基于BCF_Cd和TF_Cd,兼顾各种植物的生物量,水苋菜（首次发现）、齿果酸模、碎米莎草、翅果菊用于Cd污染农田土壤修复的潜力较大,值得进一步深入研究和试验。