不同镉浓度处理下水稻植株镉含量变化及其镉调控相关基因表达分析

以地上部镉含量不同的籼稻和粳稻品种各6个为材料,采用水培试验,设置6个镉浓度,研究了不同浓度镉处理对不同水稻品种植株生长、镉含量和相关重金属转运蛋白基因表达水平的影响。结果表明,镉胁迫对水稻生长有抑制作用,表现为苗高、地上部干物质量和叶绿素含量下降。在不同镉浓度处理下,植株根部和地上部的镉含量存在显著的基因型差异,植株中镉从根部向地上部的转运可能是水稻品种间以及籼粳亚种间地上部镉含量差异的主要原因,根部镉的吸收量影响较小。在0.50到2.00mg/kg的高镉处理梯度间,部分水稻品种地上部出现镉积累饱和现象(镉含量增加较少,部分水稻品种地上部镉含量甚至显著降低);在此镉浓度处理下,OsNRMAP1、OsIRT2和OsNAS2的表达水平显著上调,这可能与植株对镉的吸收调节作用相关。     

低镉胁迫下水稻幼苗硅一镉互作初步研究

Tk稻是典型的喜硅作物,通过水培试验,主要从硅和镉在水稻幼苗共质体和质外体中的分布等方面研究了硅缓解水稻幼苗Cd毒性的机制。结果表明,施硅能显著增加水稻幼苗地上部和地下部长度,明显缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制作用;施Si可明显降低根系和茎叶中共质体、质外体中Cd含量;同时添加Si和Cd,根系中共质体与质外体中Cd含量比值成增加趋势,质外体中Cd含量远低于共质体;Cd促进了根系质外体中Si含量的富集,且根系中Si含量皆高于茎叶;根系／茎叶Cd含量比值比单加Cd处理时明显增加,至18d时比值为单加Cd处理的1．33倍,说明Si能使更多的Cd积累在根系中,阻止其向地上部转运。     

硅和磷配合施入对水稻植株体内Cd含量的影响

以水稻为供试作物,通过盆栽试验研究硅和磷单独及配合施用对外源Cd污染土壤的改良作用。试验结果表明:向土壤中添加硅酸钠和磷酸二氢钠后,随单一改良剂用量的增加,水稻各部位镉含量呈现降低的趋势,且水稻对镉的吸收主要集中在根部,而向地上部位迁移降低。硅和磷单独及配合施用对水稻吸收Cd具有一定的抑制作用,降低水稻根、茎叶和糙米中Cd含量。     

外源硅对NaCl胁迫下小麦幼苗生长及光合特性的影响

为探讨外源硅对小麦幼苗耐盐性的调节作用,以抗盐小麦品种德抗961和非抗盐小麦品种泰山9818为材料,通过水培试验,研究了外源硅对NaCl胁迫下小麦幼苗生长、叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明,在100mmol·L-1 NaCl胁迫下,随着外源硅浓度(0~3.0mmol·L-1)的增加,德抗961和泰山9818的株高、次生根数量、茎叶干重、根干重不断增加,叶片叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量先降后升,净光合速率及气孔导度逐渐升高,细胞间隙CO2浓度逐渐下降,气孔限制值先升后降。说明适量施硅可显著提高小麦抗盐性。     

锰-镉互作对水稻生长和植株镉、锰含量的影响

在水培条件下,设置不同水平锰、镉处理,研究了锰对镉胁迫下水稻生长及植株镉、锰、铁、锌含量的影响。在镉胁迫下,正常锰处理(约0.50mg/L)可显著缓解镉对水稻生长的抑制,表现为株高、根长、叶绿素(a、b)含量等参数均高于低锰处理。随着镉处理水平的提高,水稻根系与地上部的镉含量随之上升;在同一镉处理水平下,植株地上部和根系镉含量因培养液中锰水平不同而异:随着锰处理水平的增加,水稻根系中的镉含量下降,而地上部镉含量则显著增加。随着锰、镉处理水平的提高,水稻植株地上部和根系中的铁、锌含量显著下降。此外,还对锰控制水稻镉积累的机理及其利用价值进行了讨论。     

铬胁迫对水稻幼苗生长和生理特性的影响

用不同浓度的重铬酸钾溶液处理水稻幼苗,研究了重金属铬对水稻幼苗生长及生理特性的影响.结果表明,随着铬胁迫浓度的提高,水稻幼苗的株高、单株鲜重、主根长等生长指标及叶绿素含量、SOD活性、POD活性、根系活力等生理指标均逐渐降低,而MDA含量逐渐升高.在各项指标中,水稻幼苗主根长和根系活力受到显著抑制时的重铬酸钾浓度为10mg/L,低于株高、单株鲜重、叶绿素含量、SOD活性、POD活性受到显著影响的浓度(50mg/L),说明水稻根系生长对Cr6+胁迫较地上部分更敏感.     

硅对干旱胁迫下野生大豆幼苗生长和生理特性的影响

为探讨外源硅对干旱胁迫下野生大豆生长的影响,以野生大豆为试验材料,研究不同浓度外源硅对干旱胁迫下大豆幼苗的生长及生理特性的影响。结果表明:干旱胁迫会使野生大豆鲜重、干重、叶绿素含量、根系活力及SOD、CAT、POD活性降低,细胞膜透性、MDA、游离脯氨酸及可溶性糖含量增加。随着硅处理浓度的不断升高,野生大豆鲜重、干重、叶绿素含量、根系活力逐渐增加;低浓度硅胁迫提高了SOD、CAT、POD活性,降低了细胞膜透性、MDA、游离脯氨酸及可溶性糖含量,随着硅胁迫浓度的不断提高,SOD、CAT、POD活性逐渐下降,细胞膜透性、MDA、游离脯氨酸及可溶性糖含量先下降再升高。说明一定浓度的外源硅能有效促进干旱胁迫下野生大豆幼苗的生长,提高抗氧化酶活性,降低细胞膜透性、MDA、游离脯氨酸及可溶性糖含量,能够缓解干旱胁迫对野生大豆幼苗的危害,提高野生大豆抗旱能力。     

镉胁迫对不同水稻品种种子萌发和幼苗生长的影响

为研究不同浓度镉胁迫对水稻种子萌发和幼苗生长的影响及其不同水稻品种的镉胁迫抗性差异,采用52个不同遗传背景的水稻品种(系)种子,研究了0(蒸馏水,CK)、0.5、1.0、2.0 mmol/L等4种不同镉胁迫浓度对不同水稻品种(系)种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽长、胚根长、胚芽鲜重与干重等萌发期性状的影响。结果表明:(1)镉胁迫对水稻种子的萌发及幼苗生长具有抑制作用,且随着镉胁迫浓度的增高,其受到的抑制作用逐渐加强;(2)不同镉胁迫浓度对幼苗根生长的影响大于对幼苗芽生长的影响;(3)镉胁迫下,各水稻品种(系)种子各萌发性状指标间的相互关系密切;(4)镉胁迫对水稻种子的活力指数、幼苗根长的抑制程度较大,而对发芽势、发芽率的抑制程度较小;(5)不同水稻品种(系)对不同镉胁迫浓度的耐受性存在显著差异,根据镉胁迫各浓度处理条件下各供试水稻品种(系)在萌发期内的各项萌发性状指标与对照的相对值用聚类方法进行分析,可将52个参试水稻品种(系)分为镉胁迫敏感型、中间型和耐受型等3种类型。     

镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长及基因表达的影响

为明晰镉胁迫对甘蓝型油菜幼苗生长的影响，通过盆栽实验，探讨了油菜在不同浓度镉胁迫下表型、生 理响应、镉积累特征及基因表达变化。结果表明油菜对5mg/kg镉处理有一定耐受能力，表型相比对照差异不显著； 但较高浓度的镉胁迫（30，50 mg/kg）会显著抑制油菜幼苗生长，主要表现为株高、鲜重、叶面积、叶绿素、可溶性糖含 量相比对照显著降低，同时SOD、POD酶活性、可溶性蛋白含量相比对照显著升高。油菜幼苗中镉含量随着处理浓 度增大而逐步增加，且镉胁迫会显著影响油菜对Mn、Mg、Zn、Cu等必需金属离子的吸收。比较转录组分析发现镉 胁迫下差异表达基因主要富集在抗氧化活性、光合作用、ATP酶活性、细胞壁形成等途径。对HMA基因家族表达模 式分析表明镉胁迫下油菜根中HMA3 基因上调表达，HMA2 和HMA4 基因下调表达，上述基因的差异协调表达可能 对油菜适应镉胁迫发挥了重要作用。     

外源一氧化氮对盐胁迫下水稻根部脂质过氧化的缓解作用

 在100 mmol/L NaCl的胁迫条件下，研究了两种浓度的一氧化氮供体硝普钠（sodium nitroprusside，SNP）处理对水稻幼苗根部脂质过氧化的影响。低浓度（10 μmol/L）的SNP处理明显缓解盐胁迫下水稻幼苗根组织膜脂过氧化产物MDA的累积，显著提高可溶性蛋白含量，并诱导根系APX、POD和SOD活性的上升；而高浓度（50 μmol/L）SNP处理的效果则基本相反。表明外源低浓度NO可以通过提高盐胁迫下水稻幼苗根组织的抗氧化能力来缓解氧化损伤。     

不同生育时期温度处理对水稻镉积累特性的影响

以12个应急性低镉积累水稻品种为研究材料,采用盆栽试验分别在水稻生长的分蘖期、孕穗期、灌浆期设置连续7d低温、中温、高温3个温度处理,旨在探究温度与水稻镉吸收、转运、分配的关系,为探明低镉积累水稻品种的环境温度稳定性提供理论依据。结果表明,温度对水稻糙米镉含量有极显著的影响,不同温度处理下品种间的平均糙米镉含量最大相差55.42%。分蘖期和灌浆期高温处理糙米的平均镉含量高于低、中温处理,原因是高温促进了水稻对镉的吸收、转运和分配。孕穗期高温处理促进了茎叶镉向枝梗空粒的转运和分配,导致糙米镉含量以中温处理最高。不同处理条件下低镉积累水稻品种糙米镉含量的温度稳定性存在一定的差异,各处理时期中灌浆期处理的品种稳定性最高。12个供试品种中,Z17(中嘉早17)、X42(湘早籼42)、L17(两优早17)、Z189(株两优189)综合糙米镉含量较低且温度稳定性较好,在实际生产中有较高的应用价值。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗耐盐性的影响

为探讨盐胁迫下不同浓度外源亚精胺处理对黄瓜幼苗耐盐性的影响,以“津春四号”黄瓜为试验材料,在人工气候培养条件下,采用基质培育法研究了不同浓度(0、50、100、150、200、250 mg/L)外源亚精胺对200 mmol/L NaCl胁迫条件下的黄瓜幼苗各项形态指标和叶绿素含量、丙二醛含量、电解质渗透率、可溶性糖含量以及蔗糖含量等生理指标的影响.结果表明:盐胁迫下,经外源Spd预处理的黄瓜幼苗各项形态指标和叶绿素含量显著升高;100 mg/L的Spd处理可显著降低叶片丙二醛含量,最大降幅可达47.4％;100 mg/L Spd处理浓度可显著降低黄瓜幼苗相对电导率;较高浓度的Spd处理,可显著提高幼苗可溶性糖含量,而较低浓度的Spd处理,可提高幼苗蔗糖含量.综合各项生理指标,盐胁迫下Spd处理可显著缓解黄瓜幼苗的盐害,提高幼苗的抗盐性.     

不同浓度的钾处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响

为探讨低温胁迫下不同浓度钾处理对丝瓜幼苗生理影响及其抗寒性的差异, 以 “翡翠二号” 丝瓜为试验材料, 在人工气候培养箱内采用基质培育丝瓜幼苗, 并分别用不同 K+浓度的营养液处理丝瓜幼苗, 研 究 低 温(夜晚 8 ℃, 白天 13 ℃)条件下其对丝瓜幼苗叶片相对电导率、 冷害指数、 叶绿素含量、 丙二醛含量、 可溶性糖含量、 脯氨酸含量等指标的影响。 结果表明： 随着 K+处理浓度增加, 壮苗指数先升后降, 处理浓度为 9.00 mmol/L壮苗指数显著高于对照; 随着低温处理时间的延长, 丝瓜幼苗的冷害指数上升、 叶绿素含量下降、 相对电导率上升、 MDA 含量增加、 可溶性糖和脯氨酸含量增加, 不同浓度 K+处理间差异显著性和变化幅度不同。 综合各项生理指标, 低温下 K+处理可显著降低丝瓜幼苗的冷害, 提高幼苗的抗寒性, 其适宜浓度为 9.00 mmol/L。     

同浓度的钾处理对丝瓜幼苗抗寒性的影响

为探讨低温胁迫下不同浓度钾处理对丝瓜幼苗生理影响及其抗寒性的差异,以"翡翠二号"丝瓜为试验材料,在人工气候培养箱内采用基质培育丝瓜幼苗,并分别用不同K+浓度的营养液处理丝瓜幼苗,研究低温(夜晚8℃,白天13℃)条件下其对丝瓜幼苗叶片相对电导率、冷害指数、叶绿素含量、丙二醛含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量等指标的影响.结果表明:随着K+处理浓度增加,壮苗指数先升后降,处理浓度为9.00mmol/L壮苗指数显著高于对照;随着低温处理时间的延长,丝瓜幼苗的冷害指数上升、叶绿素含量下降、相对电导率上升、MDA含量增加、可溶性糖和脯氨酸含量增加,不同浓度K+处理间差异显著性和变化幅度不同.综合各项生理指标,低温下K+处理可显著降低丝瓜幼苗的冷害,提高幼苗的抗寒性,其适宜浓度为9.00 mmol/L.     

不同基因型水稻籽粒对镉积累的差异

以6个水稻品种为试材,设置5个土壤镉浓度处理的盆栽试验,对水稻糙米中重金属镉的积累进行了研究。在不同浓度的Cd处理下,水稻糙米中Cd含量在品种间存在显著差异,而且不同水稻品种的籽粒对土壤中重金属镉的敏感性不同。结果表明,重金属镉低积累水稻品种的筛选应在土壤镉含量相近的土壤上进行。     

适宜浓度的硅可提高茄子青枯病抗性和抗氧化酶活性

以高感青枯病的茄子品种“快圆茄”为实验材料,在水培条件下,分别用含不同浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mmol/L）K2SiO3 的营养液培养茄苗,研究不同浓度的硅对茄苗干物质积累的影响;接菌条件下,研究不同浓度的硅对青枯病的防治效果以及关键抗氧化酶活性的影响。结果表明：接菌前,与其他处理相比,1.5 mmol/L和 2.0 mmol/L 硅处理均显著增加茄苗的干物质重、根部和茎部硅含量;接菌后,两个处理的根系活力一直显著高于其他处理,而 MDA 含量及病情指数均显著低于其他处理,其防病效果分别达 36.77%和 37.43%。整个侵染过程中,上述 2 个处理的 PAL 和 PPO 活性均显著高于其他几个浓度处理,至接菌 13 d 后,1.5 mmol/L 和 2.0 mmol/L硅处理的 PAL 活性分别比 0.0 mmol/L 硅处理（对照）高 55.32%和 59.87%;而 PPO 活性则分别高 52.38%和 49.77%。同时,茄苗青枯病病情指数与根部硅含量、PAL 和 PPO 活性呈极显著负相关,而与根部 MDA 含量表现为极显著正相关。综合评价不同硅浓度处理对茄苗促生效果和防病效应,以 1.5~2.0 mmol/L 的硅浓度处理较为适宜     

镉毒害对小麦幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响

选用山农483和川35050两个抗镉毒能力不同的小麦品种,在砂培的方式下,设置0、30、50μm ol/L三个镉浓度,研究了小麦幼苗对镉毒的光合及叶绿素荧光响应特性。结果发现,在镉毒下,小麦叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)明显受损,气体交换参数和叶绿素荧光参数随着镉浓度的升高而显著下降,生物量也随之显著降低。气体交换参数和叶绿素荧光参数与生物量之间呈显著相关,可作为小麦幼苗镉毒鉴定的有效指标。     

青霉菌发酵液对大豆幼苗生长及生理特性的影响

采用室内生理检测及生物化学方法,研究了青霉菌发酵液对大豆幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:用一定浓度的青霉菌发酵液对大豆浸种和茎叶处理,大豆幼苗的生长呈明显上升趋势,处理后大豆的株高、根长、株鲜重和根鲜重均明显得到了提高,且生长状态好于对照,不同浓度处理间具有明显差异,在发酵液浓度为5 g·L-1时,效果最佳。尤其是对根鲜重的影响,促进率最高可达56.21%,同时增强了幼苗根系活力,最大可以提高57.82%,浸种和茎叶处理后,分别提高了叶绿素含量41.25%和15.40%;超氧化物歧化酶活性12.20%和11.70%;过氧化物酶31.33%和29.95%;过氧化氢酶活性42.8%和20.0%,这为发酵液在大豆田推广应用、提高大豆产量提供了重要理论依据。     

铅镉复合胁迫对不同耐性玉米衰老特性的影响

水培条件下,选用2个对铅、镉不同耐性玉米品种为试材,研究镉、铅复合胁迫下玉米的衰老特性。结果表明,随铅、镉复合胁迫浓度升高,玉米幼苗叶片内丙二醛(MDA)含量增大,但耐性玉米品种增加幅度较小;铅、镉复合胁迫降低了玉米幼苗生物量干重、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性,敏感品种下降的幅度较大。金禾209对铅、镉复合胁迫具有较强的耐性。     

根际氧浓度对水稻分蘖期养分吸收和根系形态的影响

以秀水09和春优84为材料,利用在线溶氧仪(氧气、氮气调节)设置4个氧浓度(低氧,0~1 mg/L;中氧,2.5~3.5 mg/L;高氧,>6 mg/L,即饱和溶解氧处理,在水稻生长过程中用充气泵连续向水体中充入空气;CK,常规水培,不进行氧调节),研究根际氧浓度对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累以及根系形态的影响,探讨根际氧浓度变化情况下两个水稻品种幼苗养分吸收、积累和根系形态的差异。结果表明,与O₂浓度正常水平(对照)相比,中氧处理增加两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量。秀水09分别增加30.30%、32.96%和32.46%;春优84分别增加7.01%、1.77%和9.17%;高氧处理减少两个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量,秀水09分别减少35.35%、15.62%和17.76%;春优84分别减少43.95%,18.92%和21.34%。低氧处理增加供试品种的根冠比。中氧处理增加两个水稻品种的N、P、K、Mn、Mg和Ca的吸收累积总量,低氧处理增加其Fe、Cu和Zn的吸收累积总量。中氧处理增加两个供试品种幼苗根系总根长、表面积、总根尖数和细根比例,降低幼苗粗根比例,有利于水稻幼苗对养分的吸收,使部分营养元素含量增加。同时,中氧处理对水稻幼苗生物量、养分吸收、积累、分配和根系形态的影响存在显著品种差异。