人工低温胁迫下多年生黑麦草诱变株系的抗寒性研究

本研究以多年生黑麦草‘Derby’的5个诱变株系G3-2、G10-5、G16-1、CK9-3、CK14-3和抗寒性较好的多年生黑麦草‘Pinnacle’为材料,研究其在人工低温驯化过程中生理指标的变化,以对诱变株系的抗寒性作出评价并筛选出抗寒性好的多年生黑麦草。结果显示,在低温驯化过程中,各试材的叶片含水量下降,G16-1的下降幅度最大,为3.12%。细胞膜伤害程度加重,诱变株系中CK14-3的细胞膜透性最小,为25.40%,CK9-3丙二醛含量最低,为38.06 μmol/g。渗透调节物质含量增加,CK14-3和‘Pinnacle’的脯氨酸含量最低,分别为0.18%和0.15%;G16-1的可溶性蛋白增加量最大,为83.08%;‘Pinnacle’的可溶性糖增加量最小,为34.18%,CK9-3次之,为53.41%;G10-5和G16-1与‘Pinnacle’的还原性糖含量相当,分别为9.01%和9.79%。抗氧化物酶活性增强,CK14-3的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性较低,分别为5171.21 U/(g·h)和171.04 U/(g·min),但变化率较大,分别为169.07%和47.06%,与‘Pinnacle’相当。潜在光化学效率降低,诱变株系中以G3-2和G16-1降幅较小,分别为3.46%和3.44%。经主成分分析与隶属函数分析,各试材的抗寒性从强到弱依次是‘Pinnacle’、CK14-3、G10-5、G16-1、CK9-3、G3-2。采用聚类分析把试材分成3类:‘Pinnacle’的抗寒性强,CK14-3、G10-5、G16-1和CK9-3的抗寒性中等,G3-2的抗寒性差。综合分析可知,在低温驯化过程中,抗寒性越强的多年生黑麦草,其细胞膜相对透性越小,叶片含水量、丙二醛含量、脯氨酸含量和还原性糖含量越低,可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性的变化率越大,可溶性糖含量和潜在光化学效率的变化率越小。     

克隆植物野牛草对异质营养的表型可塑性响应

本实验以匍匐茎型克隆植物野牛草为材料,通过测定其在同质营养和3个斑块尺度的异质营养条件下生长指标、形态指标和叶绿素荧光参数的变化,研究野牛草对异质营养的表型可塑性反应。野牛草在尺度为25 cm×25 cm异质营养条件下会产生更多的分株、丛和分枝,积累更多的生物量,具有较高的F_v/F_m和Φ_PSⅡ,生长状况要好于其他营养条件,但根系长度和间隔子长度并没有明显的变化。结果表明,生理整合调控了野牛草的表型可塑性,提高了母株的叶绿素荧光特性,增加了克隆分株对养分的吸收、利用能力,使野牛草在异质营养条件下的生长状况好于同质营养条件,特别是在尺度为25 cm×25 cm的异质营养条件下效果更为明显。     

草坪草对重金属胁迫响应的研究现状

综述了草坪草对重金属胁迫响应的研究现状,包括草坪草生长、生理生化、吸收积累重金属能力的变化以及草坪草在植物修复中的应用.并根据当前研究成果,对今后的研究重点提出了见解.     

瓶插月季枝条光照处理对切花寿命的延长效应

以月季‘传奇’(Rosa hybrida‘Legends’)切花为试验材料，在分析枝条皮层光合特性及其对离体枝段皮层吸水贡献的基础上，在瓶插期对浸在水中的枝条进行黑暗和光照(200μmol·m^-2·s^-1)处理，研究枝条光照处理对切花瓶插寿命的延长效应。结果表明，枝条皮层总叶绿素含量为叶片的24.30%，皮层组织的最大光化学效率显著高于木质部和髓心。在200μmol·m^-2·s^-1的光合有效辐射下，枝条皮层净光合速率达到峰值(0.15μmol·m^-2·s^-1)。对于浸在水中的离体枝段，200μmol·m^-2·s^-1光照处理使枝段皮层吸水量显著提高了50%。与黑暗处理相比，在瓶插期对浸在水中的枝条照光，可显著增加枝条皮层的可溶性糖含量，提高切花的水分平衡值，减缓花枝水势降低，抑制叶片光合速率下降，进而维持了花朵开放所需的水分和糖分，显著增大了切花花径，减缓了鲜质量下降，将瓶插寿命延长了4 d。     

旱柳枝条皮层叶绿体的光化学特性及结构的特化

【目的】皮层光合对CO2的再固定可增加植株的碳收益,在叶片光合受阻时保障植株的生存延续。光合作用决定于叶绿体的结构和功能,研究皮层叶绿体的光化学特性及其结构的特化,可为揭示皮层光合运行、调节的生理和分子机制奠定基础。【方法】以旱柳当年生枝条为材料,在明确枝条中叶绿体的分布及其光化学效率的基础上,解析枝条皮层叶绿体与叶片叶绿体的光化学特性和结构的差异。【结果】旱柳枝条从髓到表皮均有叶绿体分布,皮层组织叶绿体的最大光化学效率最高,显著高于维管组织和髓。枝条皮层叶绿体的叶绿素b与叶绿素a、类胡萝卜素与总叶绿素的比例显著高于叶片叶绿体。枝条皮层叶绿体的PSⅡ激发能分配比例是叶片叶绿体的1.4倍。皮层叶绿体较叶片叶绿体具有较高的长、短轴比例。皮层叶绿体具有完整的亚细胞器结构,其中基粒片层占总片层数的比例、淀粉粒占叶绿体的比例显著高于叶片叶绿体。【结论】皮层组织叶绿体是枝条光合的主要贡献者。皮层叶绿体通过增加受光面积、提高天线色素比例,增加对枝条中有限光能的捕捉;通过提高光保护色素的比例减轻光氧化胁迫;通过增加类囊体的垛叠面积,促进光能向反应中心PSⅡ的传递;通过储藏淀粉,为枝条的非结构性碳水化合物需求提供保障。皮层叶绿体通过对光合色素组成的调整和亚细胞器结构的特化来适应枝条内的理化环境,最大限度地利用枝条中有限的光能。     

硅对蒿柳铅胁迫的调控

【目的】研究铅(Pb)胁迫下硅(Si)对蒿柳生长及体内Pb分布和转运的影响,分析Si在蒿柳膜脂过氧化和渗透调节响应Pb胁迫中的作用,揭示Si缓解蒿柳Pb胁迫的生理机制,为Si在重金属污染土壤的治理方面提供理论依据。【方法】采用砂培法,对蒿柳先Pb胁迫后用Si处理,其中,Pb浓度设置为0和1.8 mmol·L-12个水平,Si浓度设置为0、1.5和5.0 mmol·L-13个水平,每个区组设6个处理,共4个区组,研究Pb胁迫下Si对蒿柳生长及体内Pb分配和转运、膜脂过氧化及渗透调节指标的调控作用。【结果】Pb显著降低蒿柳株高和地径相对生长率,增大叶、根相对电导率、O·-2产生速率、MDA含量、Pro和SP含量;与Pb处理相比,Pb胁迫后施用1.5 mmol·L-1Si可降低蒿柳相对电导率、叶O·-2产生速率、根MDA含量和Pro含量,增大蒿柳株高和地径相对生长率;同时,Si使蒿柳地上部Pb含量显著降低90.92%,根Pb含量增加63.93%,蒿柳体内总Pb含量增大43.36%。而Pb胁迫后施用5.0 mmol·L-1Si延缓蒿柳受Pb胁迫的程度不显著,一方面可能由于Si浓度较高引起,另一方面也可能由于砂培对矿质元素的吸附和缓冲能力弱于土壤所致。【结论】Pb胁迫可抑制蒿柳生长,造成蒿柳膜脂过氧化;Si缓解Pb毒害的主要原因为Si可降低蒿柳体内的膜脂过氧化,减少Pb从根向地上部转移;同时,Si可提高蒿柳体内的总Pb量,抑制Pb向蒿柳体外排放。     

重金属Cd2+对结缕草叶片光合特性的影响

用水培法研究了重金属Cd2+胁迫对结缕草叶片光合气体交换、叶绿素荧光参数、光能分配及叶绿素含量的影响。结果表明,Cd2+胁迫下,除胞间CO₂浓度（Ci）外,结缕草叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)均较对照降低,差异显著;最小初始荧光(F0)、最大荧光(Fm)、光下最大荧光(Fm′)、光下最小荧光(F0′)、稳态荧光(Fs)、最大量子产量(Fv/Fm)、实际量子产量(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、相对电子传递速率(rETR)、光化学猝灭系数(qp)等均较对照显著降低,而20d时处理叶片的非光化学猝灭系数(NPQ)较对照显著升高;在光能分配方面,除PSⅡ反应中心的过剩激发能C值无显著性变化,Cd2+胁迫显著降低了结缕草叶片PSⅡ光化学反应消耗的光能A值,显著提高了通过天线热耗散消耗的光能B值;尽管叶绿素与类胡萝卜素含量无显著变化,但30 d的Cd2+胁迫仍使二者含量降低。     

GSH对铅胁迫下多年生黑麦草生长及光合生理的影响

为了明确谷胱甘肽（GSH）对多年生黑麦草铅（Pb）毒害的缓解作用及其生理机制,以12周龄多年生黑麦草‘卡特’幼苗为试验材料,设置4个试验处理：1）根部置1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（CK）;2）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面喷蒸馏水50 mL（Pb）;3）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 10 mmol·L^-1 GSH（Pb+GSH）;4）根部置含0.75 mmol·L^-1 Pb（NO₃）₂的1/2 Hoagland营养液,叶面先喷25 mL蒸馏水,待吸收后再喷施25 mL 1 mmol·L^-1丁硫氨酸-亚砜亚胺（BSO）（Pb+BSO）,研究GSH对多年生黑麦草生长及光合作用的影响。结果表明：叶面喷施GSH显著增加了幼苗茎叶长、根长、分蘖数、生物量、叶绿素含量和光合参数,也增加了叶绿素荧光动力学参数。叶面喷施BSO后,根长、分蘖数、生物量、类胡萝卜素含量和光合参数均降低。综上所述,Pb胁迫影响了光合作用,最终抑制了植物的生长。叶面喷施10 mmol·L^-1 GSH能够缓解Pb对多年生黑麦草生长和光合作用的胁迫,提高植物的抗性。相反,叶面喷施1 mmol·L^-1 BSO能够加剧Pb对植物的胁迫。     

微核技术在农林渔业安全检测中的应用

微核实验作为一种检测遗传毒物的短期测试法,目前越来越多的学者正把微核技术应用于农林渔业以及食品的安全检测中。本文概括总结了各种检测方法、进展情况及引起微核突变的安全浓度。     

Cd~(2+)胁迫下多年生黑麦草的生长与生理响应

为检验多年生黑麦草对重金属Cd2+的修复潜力,本文研究了多年生黑麦草对重金属Cd2+的积累特性和生长、生理响应,采用水培法对多年生黑麦草进行0、5、10、20mg·L-1重金属Cd2+胁迫,测定了地上部和地下部的生物量、Cd浓度。结果表明,处理6d后,多年生黑麦草的生长受Cd2+显著抑制,地下部、地上部的Cd2+浓度均随着处理浓度的增加而显著升高,多年生黑麦草对Cd2+具有超量积累能力。5mg·L-1Cd2+处理6d后,多年生黑麦草的地下部、地上部生物量和根冠比分别较对照显著下降了36.83%、12.17%和27.59%,叶片的净光合速率在5mg·L-1Cd2+处理6d后较对照显著下降了23.38%,而其他的气体交换参数、光合色素含量和PSⅡ最大、潜在光化学效率均未受到Cd2+的影响;当光合有效辐射超过580μmol·m-2·s-1时,5mg·L-1Cd2+处理下的实际光化学效率和相对电子传递速率均显著低于对照,Cd2+对多年生黑麦草光反应系统电子传递的抑制程度随着光合有效辐射的升高而增加;当辐射强度达到1 465μmol·m-2·s-1时,相对电子传递速率较对照显著下降了15.46%。5mg·L-1Cd2+胁迫下,多年生黑麦草叶片PSⅡ调节性能量耗散始终显著高于对照,减轻了过多激发能对光合机构的伤害。5mg·L-1Cd2+胁迫下,多年生黑麦草叶片和根系的超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶的活性被抑制,过氧化氢酶的活性被促进,丙二醛的含量显著提高。净光合速率、相对电子传递速率及SOD、APX活性可做为检验Cd2+对多年生黑麦草毒害的生理指标。本研究得到的结论可为在草坪草中选育重金属污染的修复植物提供参考。