钾离子对水稻亚铁毒害的缓解作用

采用溶液培养法研究了250 mg.L-1Fe2 胁迫下,不同K 水平对粳稻Asom inori(耐亚铁毒基因型)和籼稻IR24(亚铁毒敏感基因型)以及以IR24为背景的Asom inori与IR24的染色体片段置换系L ine22(亚铁毒敏感基因型)的株高、根长、地上部鲜重、根鲜重、叶片棕色化指数和叶片叶绿素含量的影响。结果表明,与正常培养液相比,高Fe2 胁迫抑制了水稻地上部和根系的生长,降低了叶片叶绿素含量,水稻叶片出现了棕色化斑点。随着外源供K 水平的提高,水稻地上部和根系生长受Fe2 胁迫抑制程度减弱,叶片叶绿素含量增加,叶片棕色化指数有所下降。K 对Fe2 敏感品系IR24和L ine22的缓解作用比对耐性品系Asom inori强,表明K 对水稻亚铁毒害的缓解作用存在基因型的差异。K 在一定程度上对提高水稻的耐Fe2 毒害具有重要作用。     

水稻基因型间耐铝胁迫差异及其机理初探

利用水培方式,研究了铝对水稻耐铝基因型Asominori、日本晴和铝敏感基因型IR24、IR64的的生物量、细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明:在0.1mmol/L铝处理条件下,水稻根系和地上部生长被抑制,根冠比降低,细胞膜膜透性增大,MDA含量增加,POD活性和SOD活性降低,说明了铝胁迫造成了氧化伤害,影响了植物体内活性氧代谢系统的平衡;Asominori和日本晴各项指标优于IR24和IR64,前者在铝胁迫下能维持较高的根冠比和保护酶活性以抵御铝胁迫产生的毒害。     

过量Fe2+胁迫下水稻的养分吸收和分配

采用水培法研究了不同浓度过量Fe2+对水稻生长,地上部及根系的N、P、K、Ca、Mg以及Fe等微量元素吸收及分配的影响.试验结果表明:过量Fe2+胁迫抑制了水稻地上部和根系生长及N、P、Mg的吸收,促进了Cu的吸收.Fe2+浓度保持在一定范围能促进水稻地上部和根系对Ca、Mn的吸收,高浓度Fe2+则会抑制Ca、Mn的吸收.根系的Fe、Cu和Zn含量高于地上部.同时Fe2+胁迫也抑制了P、K、Mg和Zn等有效养分在根系与地上部之间的分配,破坏了养分的分配平衡,加剧了铁毒的发生,这可能是Fe2+胁迫下植株受伤害的机理之一.     

硒对镉胁迫下水稻幼苗部分生理特性的影响

采用溶液培养 ,研究硒和镉对水稻幼苗长度、苗鲜重、叶绿素含量以及叶片N、P、K含量的影响 .结果表明 ,单用镉处理可使水稻幼苗矮化 ,苗鲜重降低 ;高浓度镉使叶片失绿 ,叶片N、P、K含量增加 ;硒可减轻镉对水稻幼苗的毒害 ,表现为减轻镉对苗长度的抑制、提高叶绿素含量、苗鲜重 ,以及使叶片N含量增加、K含量降低等 .硒可提高叶片P的含量 ,硒和镉的互作效应影响叶片P的含量     

磷对海水抑制芦荟幼苗生长的缓解效应

 研究了不同磷水平对海水胁迫下库拉索芦荟(Aloe vera)幼苗干物质积累、叶片伸长速率、叶绿素含量、叶片细胞膜透性、根系活力和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl- 含量的影响。结果表明，30％浓度海水胁迫下，外源磷水平的提高能明显增加芦荟幼苗植株的干重, 显著提高其叶片伸长速率、叶绿素含量和根系活力，降低叶片电解质渗漏率。且增磷显著降低根系Na+、Cl- 含量，促进K+、Ca2+ 向地上部运输，维持叶片较高的K+/ Na+ 、Ca2+/ Na+ 和SK,Na, 从而改善其地上部的离子平衡，明显缓解30%海水对芦荟幼苗生长的抑制作用。     

锌镉互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响

研究分析了在浓度梯度的Zn×Cd胁迫下两个水稻品种黄华占和IR68144幼苗根部和地上部Cd和矿物质的积累特征.结果表明:(1)随着营养液Cd2+浓度的上升,黄华占和IR68144根部和地上部的Cd含量都大幅增加.中等浓度的Zn2+能有效地减少高浓度Cd胁迫时水稻根系对Cd的吸收,但低浓度Cd胁迫时表现为协同吸收,而高浓度Zn2+则主要促进Cd的吸收.中等浓度的Z2++在一定条件下也能有效减少水稻地上部的Cd积累量,但其作用与Cd2+浓度和水稻基因型都有关,而高浓度Zn2+则完全表现为促进Cd的积累.(2)黄华占和IR68144根部和地上部的Zn含量都随着营养液Zn2+浓度的提高而增加.Cd对水稻Zn积累的影响与Zn2+浓度和基因型都有关,但大多数情况下Cd胁迫明显降低了水稻对Zn的积累.(3)在正常Zn2+浓度(0μmol/L)营养液中,Cd2+浓度上升时,黄华占和IR68144根部Fe积累量都保持相对平稳,但两者地上部Fe积累量明显持续降低;两品种根部Mn含量都不断增加,但黄华占地上部Mn积累量持续下降,而IR68144中保持平稳.Zn×Cd互作对水稻Fe积累的影响在根部主要表现为促进作用,在地上部则主要显示出抑制作用,但两品种的Mn积累量表现出复杂的Cd2+、Zn2+浓度和基因型相关性.说明锌镉互作能有效调控水稻幼苗对镉的吸收与转运,但其互作效应与Zn2+和Cd2+浓度有关,且表现出明显的基因型差异;同时还改变了水稻幼苗中锌、铁、锰等的积累.     

K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+)对不同水稻(Oryza sativa L.)基因型苗期耐盐性的影响

【目的】进一步探明盐胁迫条件下营养元素K+、Ca2+和Mg2+对苗期不同水稻基因型耐盐性的影响差异,为明确作物耐盐胁迫的生理机制、提高作物耐盐胁迫能力提供参考。【方法】于2009年1—4月在严格控制水、温、光和营养元素供应的国际水稻研究所人工气候室进行水培试验,比较研究营养液中K+、Ca2+和Mg2+浓度的变化对不同水稻基因型苗期耐盐性的影响。【结果】在盐胁迫条件下(100mmol·L-1NaCl),耐盐基因型(FL478和IR651)与盐敏感基因型(IR29和Azucena)相比,植株体内有较低的Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,有较高的K+含量,这些都是耐盐基因型耐盐胁迫能力高于盐敏感基因型的内在原因。盐胁迫条件下提高营养液中Ca2+和Mg2+的含量(60mg·L-1),可显著降低植株体Na+含量和Na+/K+、Na+/Ca2+、Na+/Mg2+比,明显减轻盐胁迫的危害,增强水稻耐盐胁迫能力,且Ca2+处理的效果优于Mg2+处理;而提高营养液K+含量对以上指标的影响远远小于Ca2+处理和Mg2+处理,这也是K+处理对水稻耐盐性影响相对不明显的内在原因。【结论】K+、Ca2+和Mg2+在植株体内的含量及其与Na+的比值变化都会影响水稻苗期耐盐性;适当提高水稻生长环境的Ca2+和Mg2+浓度可以明显增强植株耐盐胁迫能力,营养元素Ca2+的效果比Mg2+明显;而K+对水稻耐盐性的影响相对不明显。     

铁蛋白超表达增强水稻的铁胁迫耐受性研究

采用溶液培养法,对铁蛋白(ferritin)超表达水稻植株进行过量Fe2+(150mg/kg,250mg/kg)胁迫处理,测定其苗高、生物量、叶绿素含量及质膜透性。结果表明,铁胁迫条件下,供试植株生长受到明显抑制,苗高和生物量下降、叶绿素含量减少、质膜透性增加。胁迫组中,转基因植株苗高下降21%,地上部和根系干重分别下降41%和11%,叶绿素含量下降21%,质膜透性增加50%;非转基因植株苗高下降41%,地上部和根系干重分别下降65%和70%,叶绿素含量下降60%,质膜透性增加99%。相比之下,转铁蛋白植株生长受铁胁迫影响较小,其苗高、生物量、叶绿素含量、质膜透性变化幅度均比对照小。由此可见,铁蛋白超表达减轻了过量Fe2+对植株叶绿素含量的影响和对叶片质膜的损伤,从而缓解了铁胁迫对植株生长的抑制作用,增强了水稻植株的铁胁迫耐受性。     

盐胁迫对不同耐盐性棉花幼苗生长与生理及无机离子器官分布的影响

为了从多个角度系统分析棉花耐盐性的生理机制,采用水培法,研究氯化钠(Na Cl)胁迫对耐盐性不同的2个陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品系(耐盐品系:早熟长绒7号;盐敏感品系:南丹巴地大花)幼苗生长、抗氧化酶活性、光合速率、丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量及不同器官无机离子Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和Na+/K+分布特点的影响。结果表明,在适宜盐浓度下具有较大的根系生长量是耐盐品系的一个重要特征。在150 mmol/L Na Cl处理下,早熟长绒7号的侧根数、主根长与地下部鲜质量与对照相比分别增加了14.3%、10.9%与21.7%。在盐胁迫下,耐盐性强的品系能维持较高的净光合速率和抗氧化酶活性。随着Na Cl胁迫加强,2个品系的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性变化趋势为早熟长绒7号逐渐升高和南丹巴地大花先升高后降低。在同一Na Cl浓度处理下,早熟长绒7号不同器官中的Na+含量为根茎和叶,地上部(茎和叶)能维持相对较高的K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量及较低的Na~+/K~+:表明根系能蓄积一部分Na~+,从而减轻Na~+对地上部的毒害。随着盐胁迫程度加重,盐敏感品系的MDA含量上升幅度显著高于耐盐品系。在150和300mmol/L Na Cl处理条件下,南丹巴地大花的MDA含量比对照分别提高了30.3%和83.5%,早熟长绒7号的MDA含量比对照分别提高了21.6%和64.7%。综上表明,在盐胁迫下,棉花耐盐品系通过调节自身根系的生长、增强抗氧化酶的活性及协调不同无机离子间的平衡,使叶片保持较高的光合作用,从而减轻盐胁迫导致的离子毒害和氧化损伤。     

铬胁迫对大豆幼苗生理生化特性的影响

以大豆品种豫豆24号为材料,采用水培法,设置不同的铬(Cr6+)浓度处理,研究了Cr6+胁迫对大豆幼苗生理生化特性的影响。结果表明:随着Cr6+浓度的增加,大豆幼苗的根系和茎叶干重、根冠比、叶绿素含量、叶绿素a/b比值以及超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈现下降趋势,而丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性逐渐升高。且Cr6+对根系的抑制程度比对茎叶要大,叶绿素a对Cr6+胁迫的敏感程度较叶绿素b大。但低浓度(10 mg/L)Cr6+胁迫对根系和茎叶干重、根冠比、叶绿素含量以及SOD活性的抑制均不明显,MDA含量的增幅较小。表明豫豆24号对低浓度Cr6+毒害具有一定的耐受能力。     

Fe2+、Cd2+互作对小麦幼苗生长发育的影响

为研究小麦生长发育过程中Fe2+、Cd2+的交互作用机制,以周麦18为材料,利用营养液培养,采用不同的Fe2+浓度(2.5、25、250 μmol/L)和Cd2+浓度(0、5、50、200 μmol/L)处理,观测小麦幼苗期的生长特性.结果表明,不添加Cd2+的处理,Fe2+浓度不同对小麦苗期根系及地上部生长的影响不同.低Fe2+时根系干物质积累随着处理时间增加而不断增加,浓度升高后根系干物质先增加后降低,根长随着Fe2上浓度升高而有所降低,少量Cd2+在一定程度上抵消了高Fe2+对小麦根系生长的抑制作用.叶绿素含量变化与根长变化表现基本一致.不同Fe2+浓度对小麦地上部干物质积累的影响与根长和叶绿素变化相反.Fe2+浓度较低时,小麦地上部干物质积累对Cd2+较为敏感,且Cd2+的存在抑制了小麦地上部的生长,降低了干物质的积累;Fe2+浓度增大,少量Cd2+的存在更有利于地上部的生长,但Cd2+浓度较高时又会抑制小麦地上部的生长.     

铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

盐胁迫对不同小麦品种幼苗性状的影响

采用150 mmol/L NaCl胁迫处理6种不同基因型小麦,研究其对小麦幼苗性状的影响.结果表明,盐胁迫处理对小麦幼苗地上部性状的影响大于对根系性状的影响,不同苗期性状受盐胁迫处理影响程度由大到小为:苗长、地上部鲜重、地上部干重、最长根长、根系干重、根系鲜重.6个供试小麦品种中,埃及红和中国春对盐胁迫最为敏感,而莱州953和京411的抗盐性相对较强.     

外源葡萄糖对盐胁迫下黄瓜幼苗光合作用和离子分布的影响

[目的]为了探讨外源葡萄糖缓解盐胁迫下黄瓜幼苗生理伤害的作用机制。[方法]采用营养液水培法,以盐敏感型黄瓜品种‘津春2号’为材料,研究外源葡萄糖对盐胁迫下黄瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合作用以及体内离子分布的影响。[结果]盐胁迫(65mmol/L Na Cl)显著降低了黄瓜幼苗叶片的叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci),限制了黄瓜幼苗植株的生长,而根施2 mmol/L葡萄糖缓解了盐胁迫诱导的光合速率和生长下降;在盐胁迫下,黄瓜幼苗叶片、茎和根中Na+和Cl-含量显著增加,而K+和Mg2+含量明显降低,外源葡萄糖处理逆转盐胁迫诱导黄瓜植株体内离子含量的变化。[结论]外源葡萄糖通过抑制根中Na+和Cl-向地上部的运输,减轻叶片中Na+和Cl-积累诱导的离子毒害,从而缓解盐胁迫对光合作用的抑制,进而促进盐胁迫下黄瓜幼苗的生长。     

高硼胁迫对观赏凤梨植株生长 和元素含量的影响

以观赏凤梨为试材,研究了高硼胁迫对植株生长、叶绿素含量、可溶性糖和淀粉含量、元素含量的影响。结果表明,与不施硼相比,施硼抑制了观赏凤梨地上部和根系的生长,随硼浓度增加,抑制程度增加;施硼引起植株中下部叶片叶尖发黄焦枯坏死,叶片叶绿素含量降低;施硼引起叶片和根系可溶性糖和淀粉含量下降;施硼提高了根系N、P、Fe、Mn、Zn含量,但降低了叶片这些元素含量,引起叶片和根系Cu含量的下降。表明,观赏凤梨对硼过量的反应非常敏感,栽培基质或灌溉水中含硼不利于观赏凤梨植株生长。     

NaCl胁迫对不同南瓜品种幼苗Na+、K+量的影响

采用19个不同类型南瓜品种,研究了300mmol/L NaCl下,幼苗地上部和根系Na+、K+离子含量、Na+/K+比值的变化.结果表明,NaCl胁迫8d后,不同南瓜品种幼苗Na+含量均明显增加,而K+含量下降,离子平衡被打破.南瓜幼苗体内的Na+含量、地上部的Na+/K+比值的变化反映植物对盐离子和营养元素相对的吸收情况.青栗(Q1)南瓜幼苗根系Na+含量、地上部Na+/K+比值明显高于黑蜜南瓜(H2)和黑子南瓜(H3).不同南瓜品种幼苗体内Na+含量、地上部Na+/K+比值变化趋势与NaCl胁迫下不同南瓜品种幼苗的盐害指数的结果基本一致.进一步验证了Q1耐盐性强与盐胁迫下地上部Na+/K+比值较低,K+离子含量较高有关;而品种H2和H3对盐敏感与盐胁迫下地上部Na+/K+比值较高,K+离子含量较低有关.     

OsGRF1基因在水稻形态和生理响应低磷胁迫中的作用研究

前期研究表明,低磷胁迫会显著诱导水稻生长调控因子1 (Oryza sativa L. growth-regulating factor 1,OsGRF1)基因的表达。以低磷敏感型水稻品种通粳981为材料,构建OsGRF1过表达株系和OsGRF1敲除株系。通过设置正常磷、低磷2种水培条件,研究OsGRF1基因对水稻形态、生理性状的调控作用,并探讨OsGRF1基因在水稻对低磷胁迫响应中的作用。结果表明：低磷胁迫导致供试水稻分蘖减少、根系增长、株高变矮、叶片变小、根系活力下降、总叶绿素含量降低、抗氧化酶活性和原花青素含量升高;OsGRF1基因负调控水稻的分蘖、对磷吸收、根系活力、原花青素含量;OsGRF1基因正调控水稻的株高、根长、叶片大小、总叶绿素含量、抗氧化酶活性。综上,低磷条件下水稻分蘖减少、根系活力下降、根系增长、抗氧化酶活性升高与低磷诱导OsGRF1基因的表达相关;低磷条件下叶片总叶绿素含量减少、原花青素含量增加与低磷诱导OsGRF1基因的表达无关;且低磷胁迫下OsGRF1基因的诱导表达有利于缓解低磷所导致的水稻株高变矮、叶片变小、总叶绿素含量减少。     

抽穗开花期高温对水稻剑叶理化特性的影响

 【目的】探明水稻功能叶在高温胁迫下的生理反应及适应机理。【方法】在人工气候室对两个耐热性不同的水稻品系进行高温处理（8:00～17:00，37℃，17:00～8:00，30℃）,研究高温胁迫对水稻剑叶叶绿素含量、光合特性、热稳定蛋白和膜透性等理化特性的影响。【结果】高温胁迫下，水稻剑叶叶绿素含量和叶绿素a/b值下降，胁迫后恢复期间稍有回升，耐热品系996叶绿素含量高于热敏感品系4628。高温使剑叶净光合速率和气孔导度下降，细胞间CO2浓度上升，与热敏感品系4628相比，耐热品系996在高温胁迫下能保持较高的光合特性；高温使水稻剑叶中可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和游离脯氨酸含量下降，热稳定蛋白含量上升；热敏感品系4628剑叶中丙二醛含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热品系996。【结论】高温胁迫下水稻剑叶中能保持较高的光合特性及叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸和热稳定蛋白含量以及较低的膜透性和MDA含量，是耐高温品种的生理基础。     

抽穗期干旱复水对机插水稻抗氧化酶活性及根系活力的影响

[目的]研究抽穗期干旱复水对机插水稻品种抗氧化酶活性及根系活力的影响,探讨不同水稻品种间抗旱性的差异,以期为抗旱品种筛选及水稻高产机制研究提供理论参考.[方法]以南方稻区常用的11份水稻品种为试验材料,抽穗期采用开沟放水、自然落干方式进行干旱处理,待土壤水含量降至土壤饱和水含量的50%~60%时开沟灌入2~3 cm水层进行复水处理,复水后3 d取样测定叶片的叶绿素含量、抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)含量及根系活力等指标,对比品种间的生理特性差异并进行相关性分析和聚类分析.[结果]不同品种抽穗期叶片的叶绿素含量存在差异,主要以叶绿素a的差异最明显,其中两优早17的叶绿素a含量(4.59 mg/g)最高,其次为中佳糯(4.30 mg/g).中佳早18和湘早籼32号的超氧化歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性较强,但其MDA含量也较高,可能受环境胁迫的影响较大.抽穗期干旱后复水条件下11份水稻品种根系活力排序为两优早17>24d61>陆两优996>中佳糯>湘早籼32号>珍桂矮1号>24d44>湘早籼24号>中佳早18>株两优819>中早39.叶片各生理指标的相关性分析结果表明,根系活力与叶片总叶绿素含量呈显著正相关(P<0.05),与抗氧化酶活性呈负相关.聚类分析结果表明,11份水稻品种可分为三大类,第Ⅰ类为干旱敏感型,分别为24d44、株两优819、中早39、湘早籼24号、24d61和湘早籼32号,该类型的根系活力和叶绿素含量较低;第Ⅱ类为中度抗旱型,包含珍桂矮1号、陆两优996和中佳早18,该类型总叶绿素含量较低但根系活力较强;第Ⅲ类为抗旱基因型,包括中佳糯和两优早17,该类型具有较高的光合色素含量和根系活力.[结论]根系活力和叶绿素含量是抗旱品种筛选的重要指标,其中两优早17和中佳糯是抗旱基因型品种,适合在我国南方丘陵缺水地区推广种植.     

淹水对黄瓜幼苗生长和生理的影响

正以黄瓜品种津研7号为材料,研究了不同淹水胁迫时间对黄瓜幼苗生长、叶绿素与丙二醛含量的影响。结果表明,淹水胁迫下黄瓜幼苗的株高、叶片数、地上部鲜重、总根长度、总投影面积、总表面积与不淹水对照差异不显著,根鲜重、根系平均直径、根系总体积则显著高于对照,但根尖数量、根分叉数量与对照相比先增后减,黄瓜幼苗的叶绿素含量显著低于对照,丙二醛含量显著高于对照。说明黄瓜能耐受一定程度的淹水胁迫,但耐淹水胁迫的能