铝毒和低磷胁迫对水稻幼苗生长·根系有机酸分泌的影响

[目的]为明确低磷、铝毒单独及复合胁迫下,不同水稻品种生理响应的差异。[方法]采用营养液培养试验,以秀水132(耐铝型)和甬优8号(铝敏感型)为材料,研究了各胁迫下幼苗干物质积累、光合能力和根系有机酸分泌量。[结果]低磷、铝毒胁迫下根系和地上部干重、叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著下降。低磷铝毒复合胁迫下幼苗干重及光合参数值均显著低于单一胁迫处理;酒石酸、苹果酸、柠檬酸和乙酸是根系各处理下分泌的主要有机酸。低磷、铝毒胁迫下根系乙酸、苹果酸和柠檬酸分泌量增加,复合胁迫时根系3种有机酸的分泌量高于单一胁迫处理。低磷、铝毒胁迫下水稻幼苗干重、光合能力及根系有机酸分泌存在显著的基因型差异。各胁迫下甬优8号植株干重和光合参数的下降幅度高于秀水132,而秀水132根系有机酸分泌量的增幅大于甬优8号。[结论]低磷铝毒复合胁迫引发水稻幼苗更严重的生理代谢抑制,以甬优8号表现更明显;复合胁迫下根系有机酸分泌量高于单一胁迫,以秀水132增幅更大。     

铝、镉胁迫对空心菜生长及抗氧化特性的影响

为明确铝(Al)、镉(Cd)胁迫对空心菜植株生长、有害元素积累和抗逆生理代谢的影响,采用营养液培养试验,模拟酸性环境(p H值4.5),对空心菜幼苗进行Al、Cd单一及复合处理3周,测定相关指标。试验结果表明,与对照组相比,单独10μmol·L-1Al和0.5μmol·L-1Cd处理促进空心菜植株生长;高浓度Al(100μmol·L-1)、Cd(5μmol·L-1)胁迫导致植株根系和地上部Al、Cd大量积累,诱导叶片中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强,丙二醛(MDA)含量增多;叶片叶绿素含量明显降低,植株生物量大幅下降。Al、Cd复合处理植株各器官有害元素含量均显著高于单一毒害处理,尤其是根系,并诱发更严重的植株生长抑制效应和氧化胁迫,表明Al、Cd对空心菜植株的生长抑制和氧化胁迫具有协同性。本试验研究结果可为Al、Cd复合污染酸性菜园蔬菜安全栽培提供理论指导。     

铝毒对不同耐铝性大麦品种初生根的影响差异

为揭示耐铝机制在大麦铝毒中的生物学功能,以耐铝大麦品种沪麦8号和铝敏感品种嵊县无芒六棱为研究材料,经不同铝浓度(0、50、100和150μmol/L Al Cl_3)处理后,分别测定大麦初生根活跃吸收面积、质膜透性、游离脯氨酸和丙二醛的含量,以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、Ca~(2+)-ATP酶和Mg~(2+)-ATP酶等的活性,分析铝毒对不同耐铝性大麦初生根的影响差异。结果表明:与空白对照相比,铝毒胁迫对2个不同耐铝性大麦品种的各类生理学指标的影响总体呈相似的变化趋势;但铝毒对耐铝品种沪麦8号初生根的活跃吸收面积、质膜透性、Ca~(2+)-ATP酶和Mg~(2+)-ATP酶活性的抑制作用明显比铝敏感品种嵊县无芒六棱小,并且沪麦8号的SOD和CAT活性高于嵊县无芒六棱;相反,嵊县无芒六棱的游离脯氨酸和丙二醛含量高于沪麦8号。这些研究结果表明,大麦耐铝品种和敏感品种对铝毒胁迫的生理响应具有较大差异,揭示了耐铝机制在大麦铝毒胁迫中的功能,为进一步剖析大麦铝毒和耐铝机制提供了新的观点。     

大麦耐铝毒机理及遗传改良研究进展

综述了大麦酸铝毒害及其遗传改良研究进展。大麦铝毒害的首要症状是根系的生长发育受阻 ,根系微观结构改变 ,其机制可能包括 :铝引起细胞死亡、缺乏细胞壁合成底物、铝影响DNA合成以及矿质元素吸收等几个方面。大麦可以通过增加根际分泌物如有机酸、多肽等螯合根际铝 ,也可提高根际 pH使铝沉淀 ,减弱铝毒性 ,对进入细胞内的铝也可通过与铝形成无毒的复合物 ,或将铝主动运入液泡中 ,解除内部铝毒。对大麦的遗传研究表明 ,大麦耐铝性是由单基因控制 ,耐铝性不同的品种分别是由多基因座控制。利用苏木精染色等方法已鉴定出一些耐铝材料 ,通过突变体筛选已获得了一些抗铝的大麦品种。运用分子生物学技术 ,有望将小麦耐铝基因导入大麦 ,显著提高大麦耐铝毒的能力     

铝、镉胁迫下不同大麦品种根际的铝、镉形态分析

为明确铝(Al)、镉(Cd)单独及复合胁迫下作物根际毒害元素的化学形态及其生物有效性,采用盆栽试验,以耐铝性不同的两个大麦品种(铝敏感品种浙农大9号和耐铝品种Day ten)为试验材料,利用连续提取法和ICP-AES方法分析了拔节期大麦根际的Al、Cd化学形态及其含量.结果表明,所有处理中大麦植株根际溶出Al均主要以毒性较小的酸溶无机Al和腐殖酸Al存在,根际Cd则主要以残留态形式存在.Al、Cd单独胁迫下大麦根际土壤溶液中各形态Al、Cd的溶出量均显著增加,交换态含量占可提取Al、Cd总量的比例增加.其中浙农大9号根际活性Al、Cd含量的增幅均大于Dayton.与单独Al或Cd处理相比,复合胁迫下根际交换态Al和Cd含量增加,其他形态含量下降或变幅不大.     

高温和HgCl2复合处理对水稻花期生理特性和水通道蛋白基因表达的影响

以转OsPIN1a的基因水稻‘中花11’为材料,设置3个处理:适温处理(CK),昼夜温度为30℃/28℃;高温处理(TR1),昼夜温度为38℃/33℃;复合处理(TR2),昼夜温度为38℃/33℃,配以0.1 mmol/L HgCl_2处理,研究高温胁迫和水通道蛋白抑制剂(HgCl_2)对水稻花期生理特性、水通道蛋白基因表达、稻穗和剑叶相对含水量及淀粉粒发育的影响。结果表明:与适温处理相比,高温与HgCl_2胁迫均能降低稻穗和剑叶相对含水量,降低结实率和千粒质量,降低柱头上花粉粒数量及柱头和花粉粒的线粒体活性,抑制OsTIPs和OsPIPs家族多个基因的表达,使稻穗水分供给减少,导致胚乳淀粉粒发育不良,形成不规则圆球形,以高温与HgCl_2复合处理时影响最大。水通道蛋白基因家族表达受抑制后,加重了高温胁迫对水稻植株花期生长发育的伤害,致使花粉粒和柱头活性下降,导致结实率降低和籽粒充实不良。     

铝胁迫对不同耐铝大麦基因型干物质积累与铝和养分含量的影响

以苗期表现为耐铝性具有明显差异的 10份大麦基因型为材料 (耐铝和铝敏感基因型各 5个 ) ,研究铝胁迫条件下生育后期植株生物量、铝和养分元素含量的差异。结果表明 ,铝胁迫抑制植株干物质积累 ,但抑制程度因基因型而异 ,上 70 119等铝敏感基因型受影响较大 ,且两类基因型之间的差异成熟期明显大于乳熟期。铝胁迫显著降低敏感基因型的子粒产量 ,但对耐性基因型的影响较小。铝胁迫增加所有基因型根系和地上部的Al含量 ,但增加幅度基因型之间存在着明显差异 ,耐铝基因型增加较少 ,而铝敏感基因型表现显著增加。酸性土壤上 ,根系和地上部N、P、K、Ca、Mg和Zn等养分含量 ,铝敏感基因型显著减少 ,耐铝基因型受影响较小。     

不同小白菜品种对铬和硝酸盐积累的差异

[目的]为筛选适于安全种植于轻度铬(Cr)污染土壤中的小白菜品种。[方法]采用盆栽土培试验,比较100 mg/kg Cr处理下34个小白菜品种单株鲜重、地上部Cr积累量及硝酸盐含量的差异。[结果]种植于铬污染土壤中的小白菜单株鲜重、地上部Cr积累量和硝酸盐含量品种间差异较大。单株鲜重品种间变化范围为1.30~5.22 g,14个品种鲜重高于3.00 g;地上部Cr含量的变化范围为0.16~3.55 mg/kg,14个品种Cr含量未超过食品中污染物限量国家标准(GB 2762-2005);硝酸盐含量变化范围为4.01~9.63 mg/g,受试的34个小白菜品种全部超过硝酸盐的限量标准(GBl8406.1-2001)。[结论]综合考虑Cr积累量、硝酸盐含量及鲜重,即地上部Cr积累量和硝酸盐含量较低,而鲜重相对较大,推荐"春绿一号甜白菜"、"夏莳青梗"、"福京杂交一代"、"矮脚葵扇黑叶甜白菜"、"特矮白冠"、"新育上海青"、"揭农四号青白菜"、"香港特选奶白菜"、"黄秧白"、"上海鸡毛菜"等10个品种适宜在轻度铬污染土壤或具有潜在受污染风险的区域应用。     

大麦耐铝毒机理及遗传改良研究进展

综述了大麦酸铝毒害及其遗传改良研究进展。大麦铝毒害的首要症状是根系的生长发育受阻，根系微观结构改变，其机制可能包括：铝引起细胞死亡、缺乏细胞壁合成底物、铝影响DNA合成以及矿质元素吸收等几个方面。大麦可以通过增加根际分泌物如有机酸、多肽等螯合根际铝，也可提高根际pH使铝沉淀，减弱铝毒性，对进入细胞内的铝也可通过与铝形成无毒的复合物，或将铝主动运入液泡中，解除内部铝毒。对大麦的遗传研究表明，大麦耐铝性是由单基因控制，耐铝性不同的品种分别是由多基因座控制。利用苏木精染色等方法已鉴定出一些耐铝材料，通过突变体筛选已获得了一些抗铝的大麦品种。运用分子生物学技术，有望将小麦耐铝基因导入大麦，显著提高大麦耐铝毒的能力。     

麦类作物铝毒害及耐铝机理研究进展

铝害是酸性土壤中作物生长发育的一个主要限制因素。作物耐铝性在种间和品种间存在明显差异。目前有关作物铝毒害及不同耐铝性基因型差异的机理尚不十分清楚，限制了相关育种和栽培工作的开展。近几年来，世界各国针对作物的铝毒害及其耐铝机制进行了大量的研究．并取得了较大进展。本文综述了目前有关铝对麦类作物的毒害及其耐铝机理的研究成果，并简要讨论了今后的研究方向。