不同耐铝大麦品种对铝锰互作胁迫的生理响应研究

铝（Al）和锰（Mn）是限制酸性土壤作物生长的两大主要因素。以耐铝性差异较大的两个大麦品种为材料,研究了不同处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,与对照相比,铝毒害导致大麦根长下降,根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重大麦铝毒害。铝锰胁迫降低功能叶叶绿素含量和光合能力,复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和 超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片 MDA 积累量及铝敏感品种 POD 和 SOD 活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

铝、镉、铜互作对大麦生长发育及养分吸收的影响

为了明确Al、Cd、Cu等毒害元素处理对大麦生长发育和营养元素吸收的影响以及这些毒害元素问的互作关系,设置低pH、单独Al及Al与Cd或Cu二元素和三元素复合胁迫,以耐酸土性差异较大的两个大麦品种为材料进行营养液培养试验,结果表明：（1）胁迫处理导致大麦植株生长和根系活力下降,K等养分元素含量下降,而S、Fe含量上升,Al、Cd和Cu等毒害元素在各器官的积累量增加,各指标的变幅均以敏感型品种显著;（2）二元素复合处理中,Al与Cd和Cu间均呈正协同效应,尤以敏感型品种更为显著;（3）与二元素复合处理相比,三元素复合胁迫导致耐性品种各器官Al含量下降,Cu、Cd含量上升,总体表现为植株生长发育受抑制小于二元素复合处理;但三元素复合胁迫导致敏感型品种植株生长发育和根系活力水平进一步下降,各器官Al与Cd、Cu含量和养分含量与对照的差异加大。如在Al＋Cd和Al＋Cu＋Cd处理下耐性品种株高分别比对照下降15．6％和20．3％,敏感型品种分别比对照下降10．9％和23．8％。各胁迫处理均导致两个大麦品种根系P含量上升,而茎、叶P含量下降,且耐性品种根系P含量显著高于敏感品种。     

铝·铅及其互作胁迫对大麦幼苗生长和抗逆生理代谢的影响

[目的]为明确铝(Al)、铅(Pb)及其交互作用对大麦幼苗生长及抗氧化代谢的影响。[方法]采用营养液培养方法,研究了胁迫处理10 d后不同浓度Al、Pb单独及复合胁迫对大麦幼苗株高、根长等生长指标和功能叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性以及丙二醛(MDA)、游离脯氨酸含量的影响。[结果]单一Al、Pb胁迫处理均在0.05水平显著抑制大麦幼苗生长,表现为根长、株高等生长指标均在0.05水平显著低于对照。胁迫处理导致大麦叶片中SOD、POD活性及MDA、游离脯氨酸含量上升,且Al处理下随着胁迫浓度增加的幅度加大。Al、Pb复合处理时,大麦幼苗生长受抑制程度及SOD、POD活性和MDA、游离脯氨酸含量高于相应单一Al处理值。植株生长、SOD、POD活性及MDA含量以200μmol/L Al+150μmol/L Pb处理下变幅最大,但游离脯氨酸含量在50μmol/LAl+150μmol/L Pb复合处理时最高。[结论]Al、Pb复合处理引发更严重的生长抑制和氧化胁迫。     

外源抗坏血酸对铝毒害大麦幼苗的缓解效应

为了明确抗坏血酸对作物铝毒害的作用,采用营养液培养试验研究了叶面喷施不同浓度抗坏血酸(AsA)对2个耐铝能力差异较大的大麦品种幼苗铝毒害的缓解效应。结果表明,与单独铝处理相比,喷施0.01、0.05和0.25mmol·L-1 AsA对铝胁迫大麦幼苗均有较好的缓解作用,大麦幼苗株高、生物量和叶绿素含量等均提高,功能叶丙二醛(MDA)和可溶性糖含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等均显著低于单独铝处理。但0.5mmol·L-1 AsA喷施后缓解效应下降,植株生物量等下降,MDA含量等上升。表明适宜浓度的外源AsA可有效缓解铝毒害引发的大麦生长抑制和氧化胁迫,但浓度过高则产生氧化作用,铝敏感基因型反应更强烈。本试验中以0.25mmol·L-1的AsA缓解效果最佳。     

不同耐铝性大麦品种对铝锰胁迫的生理响应

为进一步明确大麦品种对铝锰胁迫的生理效应,研究了不同胁迫处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,铝毒害导致大麦根长和根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重了大麦铝毒害。铝锰胁迫降低了功能叶叶绿素含量和光合能力,铝锰复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片MDA积累量及铝敏感品种POD和SOD活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

不同构型酒石酸对大麦铝毒害的缓解效应

采用水培实验,研究铝胁迫对大麦幼苗的毒害作用及D(右旋)-酒石酸和L(左旋)-酒石酸对大麦铝毒害的缓解效果差异.结果表明:铝胁迫显著抑制大麦幼苗生长,降低光合速率,提高丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,且随铝处理浓度增加,各测定指标值与对照(无胁迫处理)间的差异增大;在不同浓度铝胁迫下,加入1.0 mmol·L-1L-酒石酸后,植株生长改善,光合速率等指标显著提高,功能叶MDA 含量、SOD 和POD 活性均显著低于相应单独铝处理水平;而加入1.0 mmol·L-1 D-酒石酸后,植株各测定指标与相应单一铝处理间差异不大.表明该浓度D-酒石酸对大麦铝毒害无缓解作用或缓解作用较小,而L-酒石酸对铝胁迫大麦具有显著的缓解效果.     

铝、镉、铜互作对大麦生长发育及养分吸收的影响

为了明确Al、Cd、Cu等毒害元素处理对大麦生长发育和营养元素吸收的影响以及这些毒害元素间的互作关系,设置低pH、单独Al及Al与Cd或Cu二元素和三元素复合胁迫,以耐酸土性差异较大的两个大麦品种为材料进行营养液培养试验,结果表明:(1)胁迫处理导致大麦植株生长和根系活力下降,K等养分元素含量下降,而S、Fe含量上升,Al、Cd和Cu等毒害元素在各器官的积累量增加,各指标的变幅均以敏感型品种显著;(2)二元素复合处理中,Al与Cd和Cu间均呈正协同效应,尤以敏感型品种更为显著;(3)与二元素复合处理相比,三元素复合胁迫导致耐性品种各器官Al含量下降,Cu、Cd含量上升,总体表现为植株生长发育受抑制小于二元素复合处理;但三元素复合胁迫导致敏感型品种植株生长发育和根系活力水平进一步下降,各器官Al与Cd、Cu含量和养分含量与对照的差异加大.如在Al Cd和Al Cu Cd处理下耐性品种株高分别比对照下降15.6%和20.3%,敏感型品种分别比对照下降10.9%和23.8%.各胁迫处理均导致两个大麦品种根系P含量上升,而茎、叶P含量下降,且耐性品种根系P含量显著高于敏感品种.     

喷施6-糠氨基嘌呤对铝胁迫大麦幼苗的缓解效应

摘要 采用营养液培养试验,研究叶面喷施不同浓度6-糠氨基嘌呤(6-KT) (100、200、400和800 μmol/L)对铝胁迫大麦幼苗生长、叶片叶绿素含量、游离脯氨酸含量、活性氧清除酶活性的影响.结果表明:与单独铝胁迫相比,喷施100～400 μmol/L 6-KT可改善大麦幼苗生长,提高叶绿素含量,降低叶片丙二醛(malondialdehyde,MDA)和脯氨酸含量,降低叶片过氧化物酶(peroxidase,POD)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性;喷施200和400 μmol/L 6-KT亦可降低过氧化氢酶(catalase,CAT)活性;当喷施200 μmol/L6-KT时各指标的增幅最大,与对照组值最接近,但当喷施浓度为800 μmol/L时植株生物量、叶绿素含量下降,而MDA、脯氨酸含量和抗氧化酶活性上升.表明适宜浓度的外源6-KT可有效缓解大麦由于铝毒害引发的生长抑制和氧化胁迫,但浓度过高则产生氧化作用.     

无机硫处理对大麦铝毒害的缓解效应

采用水培法研究了外源硫对大麦铝毒害的缓解效果.结果表明,单独铝胁迫能显著抑制大麦幼苗的生长发育,降低光合效率,提高丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性,且随铝处理浓度增加,各测定指标值与对照(无胁迫处理)间的差异增大.在不同浓度铝胁迫下,加入10mmol/L无机硫后,植株生长发育明显改善,光合效率显著高于单一铝处理水平,功能叶MDA含量、SOD和POD活性与对照间差异减小,其中低浓度铝处理时缓解效果更显著.     

钙铝处理对不同耐性大麦品种养分吸收的影响

铝胁迫下大麦根系、茎秆和叶片中K、Ca、Mg、Mn和Zn等养分含量下降，Al含量上升，变幅均以敏感基因型大于耐性基因型。钙可以缓解植株铝毒害，与单独铝胁迫相比，外源钙处理可明显提高植株各器官养分含量，降低Al含量，3．0mM Ca处理效果最显著。钙对敏感基因型的缓解效果大于耐性基因型。单独0．5mM Ca处理效果与对照无显著差异。说明钙缓解大麦铝毒害的机理之一，即为促进植株养分元素吸收，抑制毒害元素积累。