重金属对油菜生理生化影响的研究现状

随着工业的发展,越来越多的重金属积聚到土壤中,对农作物生长造成严重的影响。主要对Al、Cd、Pb、Cu、Zn、Mn和Sr几种重金属单作和互作对油菜（Brassica napus L.）的发芽率、发芽势、发芽指数、光合作用速率、根系总长、根表面积、根直径、根体积、根系活力、丙二醛（MDA）含量、质膜透性和抗氧化系统,包括保护酶系统如过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）等的影响以及相关的预防措施作一概述,为不同地区油菜的种植提供理论参考。     

铝胁迫下磷对荞麦根系和根边缘细胞抗性生理的影响

以荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)根系和根尖边缘细胞(border cell, BC)为材料,研究铝胁迫下磷对根系抗氧化酶活性和边缘细胞数目、活性的影响.结果表明,与200 μmol·L-1的单铝处理相比,3.0 mmol·L-1的供磷处理铝胁迫组的相对根长和根系蛋白质含量分别增长了22.8%和18.7%,根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加了20.8%和26.1%.1.5 mmol·L-1的磷与铝共处理,边缘细胞的数目和活性分别比200 μmol·L-1的单铝处理增加了243.0%和187.0%.铝胁迫下供磷可有效促进根伸长和根系蛋白质的合成,提高SOD和POD活性,显著削弱铝毒对边缘细胞产生的抑制,减少细胞的死亡.说明供磷可有效增强荞麦根系的抗铝毒能力,提高根尖边缘细胞的数目和活性.     

水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系

采用溶液培养方法,使铁毒耐性不同的两个基因型水稻根表分别形成有铁膜和无铁膜的根系,研究水稻根表铁膜对磷的富集作用及其与水稻磷吸收的关系。不同基因型水稻根表形成的铁膜厚度存在显著差异,对介质中磷的富集能力也有显著差异。根表形成的铁膜越厚,对介质中磷的富集作用也越大,即根表铁膜数量与铁膜对磷的富集量呈显著正相关。铁膜对磷的富集作用是一个化学过程,吸附可在0.5~1.0 h内达到饱和。根表铁膜明显促进水稻对磷的吸收,表明在淹水降低土壤磷有效性时,水稻根表铁膜富集的磷可作为磷库,保证水稻能正常吸收利用磷。     

A1胁迫下油菜生物量A1积累及保护酶系统的响应

采用水培法,研究了油菜湘杂油二号(耐A1型)和浙双758(A1敏感型)的生物量、根尖A1含量及叶片保护酶活性、叶片MDA和Pro含量对A1胁迫的响应.结果表明,胁迫7 d时,湘杂油二号根系、地上部和总生物量下降率(13%～36%、13%～36%、5%～17%)均小于浙双758(30%～53%、12%～20%、16%～28%).胁迫14d生物量下降比胁迫7 d时明显.根冠比也随A13+度增加和时间延长而下降;同时,株高变化趋势与生物量变化趋势基本一致.胁迫7d下,湘杂油二号根尖A1含量在3.94～5.88 μg·g-1之间,浙双758在4.96～7.54 μg·g-1之间,胁迫14 d时根尖A1积累进一步增加.A13+对叶片SOD、CAT和POD具有激活效应,SOD上升幅度较为明显,胁迫7 d和14 d时,200 μmol·L-1A13+浓度下湘杂油二号分别增加2.50倍和2.03倍.浙双758分别增加2.02倍和1.83倍,A13+对CAT和POD的诱导效应小于SOD;从时间差异看,SOD、CAT的绝对活性和增幅在胁迫14 d时小于胁迫7 d,POD相反.叶片MDA和脯氨酸含量均随A13+度增加和时间延长而升高,MDA含量在湘杂油二号中低于浙双758,而脯氨酸含量是湘杂油二号高于浙双758.研究认为,湘杂油二号根尖排斥A1的能力较强,且叶片能够维持较高的保护酶活性和较高的脯氨酸含量,因而其耐A1性强于浙双758.     

铝毒胁迫对两种基因型油菜苗期根系形态及生理特性的影响

运用水培法研究铝毒胁迫下两种基因型油菜苗期根系的生长特征及生理响应。结果表明,铝毒明显抑制了两种油菜根系总长、根表面积、根直径和根体积,且随着Al3+胁迫浓度的增加和处理时间的延长抑制效果增强,但湘杂油二号的根系生长受抑制相对较轻。两种基因型油菜根系的MDA含量、质膜透性、根系活力大小均在50 µmol/L Al3+处理时与对照差异不显著,100和200 µmol/L Al3+处理使MDA含量、质膜透性迅速上升,根系活力下降,且胁迫14d的伤害程度大于胁迫7d。在胁迫7d时,两种基因型油菜根系的SOD、POD和CAT活性整体上均呈上升趋势;当胁迫延长至14d时,二者的SOD活性增幅减少,POD和CAT活性呈下降趋势。Al3+胁迫促进了两种基因型油菜根系脯氨酸的积累,在7d和14d时铝毒处理的脯氨酸含量均高于对照;胁迫7d时根系可溶性蛋白含量和抗坏血酸含量先增加后下降,胁迫14d时两者均随着Al3+浓度增加而下降。由此可见,与浙双758比较,湘杂油二号的根系通过相对较高的保护酶活性及非酶保护物质含量来增强对铝毒的抗性。     

蔬菜硝酸盐累积的生理和分子生物学机理

蔬菜是易累积硝酸盐的植物,弄清硝酸盐在蔬菜体内的累积和分布机理是降低蔬菜体内硝酸盐含量的基础。综述了蔬菜累积硝酸盐的主要影响因素、硝酸盐累积的生理和分子生物学机理,并对今后蔬菜硝酸盐的研究方向进行展望。     

水稻根尖边缘细胞对铁毒的形态生理响应

以水稻(Oryza sativa L.)品种Azucena（铁耐性）和IR64（铁敏感）为材料,研究了Fe2+毒胁迫下附着于根尖边缘细胞(即原位边缘细胞)的数目、存活率,根尖细胞形态结构、根尖保护酶活性的变化。结果显示,Fe2+ 毒对根边缘细胞的产生有抑制作用。相对于敏感性品种而言,一定浓度Fe2+(100~200 μmol/L)有利于耐性品种边缘细胞的产生;Fe2+ 毒对边缘细胞有致死效应,随Fe2+浓度的提升,边缘细胞的存活率呈下降趋势,根尖外围细胞壁增厚,并出现细胞程序性死亡特征(敏感性品种)。同时,Fe2+ 毒对根尖保护酶活性有一定的影响,200~400 μmol/L Fe2+处理下,耐性品种POD、CAT、SOD活性都超过对照;敏感品种只有SOD活性超过对照。说明Fe2+毒胁迫下,水稻根尖通过增加边缘细胞数目、提高细胞拒铁作用,维持较高水平的POD、CAT和SOD活性来对抗Fe2+毒,缓解铁毒害。     

磷对铝胁迫下荞麦元素吸收与运输的影响

以不同耐铝基因型江西养麦(耐性)和内蒙荞麦(敏感)为材料,采用土培法研究磷对铝胁迫下荞麦生长和Al,P等元素吸收、运输的影响.结果表明,铝胁迫下0.2 g/kg的磷能有效缓解铝毒对荞麦根长的抑制.培养30d后,0.4 g/kg磷处理能显著降低铝在荞麦根系和地上部的积累.铝胁迫下加磷可影响养麦体内Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收,0.4 g/kg铝配施0.4 g/kg磷处理对荞麦根系Ca,Mg吸收最有利,内蒙荞麦根系Mg的含量比不加磷组提高了76.8%,但显著阻碍了铝胁迫下荞麦体内Ca,Fe的向上运输.铝胁迫下配施磷促进荞麦根系对Zn,Fe吸收,有利于Zn向地上部转运.施磷能有效缓解铝毒对荞麦生长的抑制,降低根系和地上部铝含量,有利于Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收和Mg,Zn的运输.     

大豆根缘细胞对Al3+毒害的响应

【目的】研究大豆根缘细胞发育的生物学特性和对Al3+毒害的响应，为提高大豆的耐铝性提供理论依据。【方法】以浙春3号和辽鲜3号为材料，采用悬空气培法，研究大豆根缘细胞产生的数目、活性随根长的变化及Al3+毒胁迫下根缘细胞形成和释放的难易程度。【结果】大豆根冠周围新形成的根缘细胞呈圆形，随着生长逐渐发育成椭圆形或矩形或长条形。当根长为15～25 mm时，根缘细胞数目达最大值，浙春3号约3 000个，辽鲜3号约3 800个。去根缘细胞的大豆分别用100、200、300、400 µmol•L-1 Al3+溶液喷洒根尖，根缘细胞的数目和活性明显低于0 µmol•L-1Al3+溶液喷洒的处理，且Al3+浓度越高，根缘细胞数目和活性下降幅度越大。200 µmol•L-1 Al3+、300 µmol•L-1 Al3+处理4 h，两个大豆品种的PME活性明显升高，400 µmol•L-1Al3+处理后PME活性均有明显下降。这说明高浓度Al3+不利于根缘细胞的形成和释放，降低细胞活性和PME活性，辽鲜3号的根缘细胞对Al3+胁迫反应更为敏感。【结论】Al3+毒害时，维持较高根缘细胞的数目、活性及PME活性是抗性品种耐铝毒的重要途径。     

人工湿地进行污水处理的研究进展

介绍了近年来应用人工湿地中微生物和植物对污水净化的研究概况,并提出了人工湿地处理污水的改良技术及应用前景。