镉胁迫对不同水稻基因型生长的影响

从形态指标、产量构成因素研究水稻对重金属耐性特征,筛选和培育籽粒有毒重金属积累低且对重金属耐性较强的品种,是在轻、中度重金属污染土壤上持续生产安全稻米的一条经济、有效的途径。该文以耐性不同的两个水稻品种（Lement,低累积型和Dular,高累积型）为材料,通过盆栽试验研究了镉胁迫对水稻植株生长的影响,结果表明,水稻各器官Cd含量随Cd处理水平和生育进程而增加,且吸收的Cd主要积累在根系,Cd在水稻各部位中的分布规律为：根〉茎〉叶〉穗〉稻米。从水稻产量的构成因素来看,镉胁迫导致Dular水稻产量下降的的最主要原因是分蘖受阻,有效穗减少。结果还表明,低累积型水稻品种的镉耐性与其吸收镉相对较少或向地上部运输比例较少有关。     

镉胁迫对不同抗性水稻品种幼苗生长和生理特性的影响

以耐镉性不同的两个水稻品种（水稻秀水63和秀水09）为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉（0、1、5、10、25、50、100μmol/L-1）对水稻幼苗生长和生理特性的影响。结果表明：随Cd浓度增加水稻幼苗生长明显受抑,株高、叶绿素含量、叶片干重明显下降,且秀水63的下降幅度大于秀水09。总体上,脯氨酸含量、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性均呈上升趋势,其中,在较低浓度Cd胁迫下,秀水63叶片中脯氨酸含量、POD活性增加幅度较大,而在较高浓度Cd胁迫下,秀水09的增加幅度较大。过氧化氢酶（CAT）活性表现为先上升后下降。丙二醛（MDA）含量随着Cd胁迫浓度的提高而增加, 且增加幅度秀水63大于秀水09。从实验结果表明,秀水09对Cd胁迫的抗性大于秀水63。     

镉胁迫对不同水稻品种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累的影响

[目的]为了探明氮素代谢酶在水稻Cd耐性上的作用以及水稻Cd耐性的生理原因。[方法]以不同品种的中稻为研究对象,通过盆栽试验,探讨Cd胁迫对不同水稻品种分蘖期几种氮代谢关键酶活性和植株氮磷钾积累量的差异性。[结果]镉胁迫能够提高分蘖期水稻体内NPK含量,分别以深两优5867、甬优5550和武运粳27的提高幅度最高。同时,镉胁迫在一定程度上促进NR、GS、GOGAT活性的提高。就NR活性而言,镉胁迫明显促进黄华占和甬优538 NR活性的提高,对武运粳27、深两优5867、甬优5550影响不明显,但相互间的差异都没达到显著水平。而对于GS活性,以镉正常处理下GS活性较低的黄华占和武运粳27对镉胁迫最为敏感,镉胁迫促进GS活性的增加,且两处理间差异达到0.01显著水平,但对镉正常处理下GS活性较高的深两优5867和甬优5550表现出抑制作用,相互间差异不明显。镉胁迫下任一品种相互间GS差异并未达到显著水平。镉胁迫促进分蘖期水稻GOGAT活性的提高,其中以镉正常处理下GOGAT活性最低的武运粳27的增高幅度最大。[结论]镉胁迫会对水稻的生长发育不利,使其结实率下降,千粒重减少,导致水稻不同程度的减产。     

铅、镉胁迫对水稻种子萌发和生理生化特性的影响

研究结果表明,Pb~(2+)浓度≤100 mg/L、Cd~(2+)浓度≤5 mg/L时,2个水稻品种的发芽势和发芽率显著高于对照;高于该浓度时,发芽势和发芽率呈极显著下降.铅和镉胁迫对幼苗根系的抑制作用大于地上部分,表现为随着胁迫浓度的增加根冠比下降.叶片叶绿素含量、植株超氧化物歧化酶活性的影响都表现为:较低浓度Pb~(2+)、Cd~(2+)起促进作用,较高浓度Pb~(2+)、Cd~(2+)起抑制作用.不同水稻品种对铅、镉胁迫的反应不一,杂交水稻特优559在相同浓度的Pb~(2+)、Cd~(2+)胁迫下,无论在发芽势、发芽率还是主根长、种子根数、总根重、株高、茎叶重上均优于常规粳稻盐稻8号,表现出明显的对重金属胁迫的耐性.     

镉胁迫对不同品种烟草生长发育和镉吸收规律的影响

【目的】探讨不同品种烟草对镉（Cd）胁迫的响应,深入了解Cd对烟草的毒害作用,为烟草Cd污染防控提供理论依据。【方法】以10个烟草品种为试材,在不同浓度外源镉胁迫条件下,采用盆栽法测定各烟草品种农艺性状、生理生化指标及镉含量。【结果】镉胁迫对部分烟草品种作用为低促高抑,其他品种表现为抑制作用,其中‘中烟100’和‘豫烟10号’对镉胁迫较敏感,在高、低镉胁迫下生物量降幅均较高,‘中烟100’分别为29.98%、29.94%,‘豫烟10号’分别为22.16%、28.39%;随着镉浓度的升高,烟草叶片叶绿素含量、净光合速率Pn、气孔导度Gs、蒸腾速率Tr整体呈现降低趋势,SOD活性、POD活性、MDA含量、游离脯氨酸含量整体呈增加趋势。烟草各器官镉含量随着镉浓度的升高而增加,表现为叶>茎>根,整个生育期中,镉含量呈现先增加后降低的趋势,在旺长期达到最高值,其中‘中烟100’、‘豫烟10号’和‘豫烟13’叶片镉含量显著高于其他品种,在3 mg/kg镉浓度下‘豫烟10号’叶部镉含量最高、为60.27 mg/kg,‘云烟87’和‘K326’的镉含量较低、分别为38.88、39.23 m...     

溶液pH值对水稻幼苗Cd吸收的影响

采用含10mg/L Cd的营养液培养水稻幼苗,设置pH4.0至7.5的不同处理以研究溶液pH对幼苗Cd吸收的影响。结果表明:在pH5.0时,两个水稻品种茎的Cd含量和累积量达到最高;根的Cd含量和累积则随pH值上升而增加,至pH7.5时达最大值。这两种变化趋势都能用二次方程加以描述。此外,Cd胁迫使水稻的鲜重和干重显著降低而MDA和蛋白质含量显著升高。因此,在一定Cd浓度下,溶液不同pH对水稻根和茎吸收Cd影响也不同,而10mg/L Cd抑制了水稻幼苗的生长。     

镉对两个同核异质红麻杂交种种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究重金属镉对红麻杂交种种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响,为揭示红麻对重金属镉胁迫的生理响应机制打下基础.[方法]以同核异质的两个红麻杂交品种C1P3A/992(简称C1)和C2P3A/992(简称C2)为材料,采用Cd2+浓度分别为0(对照)、15和30 mg/kg的CdCl2溶液处理红麻种子,测定种子的发芽率、发芽势和发芽指数;同时采用Cd2+浓度分别为0(对照)、10、20、30和50 mg/kg的CdCl2溶液处理两个红麻杂交品种幼苗,8 d后测定幼苗的株高、茎粗、根长及其鲜重和干重的相对抑制率,以及叶片抗氧化酶活性和丙二醛(MDA)含量,综合分析两个品种间的差异.[结果]不同浓度的Cd2+胁迫对两个红麻杂交种种子的萌发均有促进作用,在同一Cd2+浓度下,C2品种的发芽率、发芽势和发芽指数均显著高于C1品种(P<0.05,下同).随着Cd2+浓度的升高,两个红麻杂交品种幼苗的株高、茎粗、根长及其鲜干重均受到明显抑制,在Cd2+浓度为50 mg/kg时抑制程度最大;在同一Cd2+浓度下,C2品种幼苗各部分鲜干重相对抑制率均显著低于C1品种.两个杂交种幼苗的叶片过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及MDA含量总体上呈先升高后降低的变化趋势,3种酶的活性均在10 mg/kg Cd2+浓度处理时达最大值,MDA含量在30 mg/kg Cd2+浓度处理时达最大值,在10~50 mg/kg Cd2+浓度处理下,C2品种幼苗叶片的SOD和CAT活性均显著高于C1品种,而MDA含量显著低于C1品种.[结论]两个红麻杂交品种对Cd2+的敏感度不同.在0~50 mg/kg范围内,C2品种在种子萌发、幼苗生长及生理指标方面均表现出更好的适应性,对Cd2+的耐性优于C1品种,可作为母本用于配制抗镉胁迫的三系杂交种.     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2+胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明:(1)Cd2+胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2+浓度的升高而加重。(2)水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时升高,Cd2+胁迫浓度>0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2+胁迫浓度>1 mg.L-1时降低的现象。(3)水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<1 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<2 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2+浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2+浓度升高的变化幅度是水稻>杂草稻。(4)Cd2+胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻>杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2+胁迫,在敏感性上水稻>杂草稻,在抗性上杂草稻>水稻。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗体内镉分布规律的研究

采用溶液培养,研究不同浓度(0、30、80、130、180mg/L)的SiO2在4.0mg/LCdCl2浓度胁迫下对水稻幼苗体内镉(Cd)的分布规律。结果表明,在Cd胁迫下Si降低了水稻幼苗根、茎、叶、鞘、共质体和质外体Cd含量,其分布规律为:根茎叶茎鞘叶片,呈现出末端分布规律。说明Si促使大量的Cd累积在根中,根是Cd累积的主要部位,而茎、叶中Cd累积量较少。可见,Si可抑制水稻体内Cd由地下部分向地上部分运输,且能抑制地上部分Cd向叶片运输,并能减少Cd进入共质体。     

镉胁迫下两种水稻GSH和GST应答差异的研究

还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽转硫酶(GST)是水稻解毒系统中的重要组成部分.采用水培法研究了耐性不同的两种水稻(特优559和K优818)在不同程度镉(Cd)胁迫下GSH和GST的变化情况.结果表明,Cd处理导致两种水稻生物昔减少、Cd吸收积累增加,水稻根部Cd含量和积累量均高于地上部,但Cd从水稻根部向地上部的转运存在明显的种间差异,耐性较弱的特优559的Cd转移率(S/R)随处理Cd浓度提高而上升,而耐性较强的K优818则恰好相反,将Cd更多地钝化在根部.两种水稻GSH和GST的变化趋势也有所不同,Cd胁迫使特优559的GSH含量和GST活性显著增加,而K优818的GSH在低浓度Cd处理时出现了小幅下降,但其GST活性变化与特优559相似,根部增幅更为显著.以上结果说明,水稻GSH和GST在Cd解毒和钝化过程中发挥了重要的作用,而且其应答机制存在着一定的基因型差异,这可能与两品种GST同功酶的组成、表达和功能不同有关.