叶施谷胱甘肽对水稻镉和矿质元素含量的影响

为评估还原型谷胱甘肽（GSH）作为水稻降Cd叶面调理剂的可行性,本研究通过田间试验,检测开花期叶面喷施一次GSH对水稻各器官Cd和矿质元素含量的影响,并结合各元素在水稻不同器官中的分布情况,探究GSH抑制水稻体内Cd转运的作用机制。结果表明：开花期叶面喷施GSH可显著降低水稻籽粒中Cd含量,最高降幅可达76.5%,使稻米Cd含量由0.449 mg·kg^-1降至我国食品安全标准（0.2 mg·kg^-1）以内,并提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。喷施GSH后水稻各营养器官的Cd含量均显著降低,降幅为68.8%~86.7%;同时,不同器官中K、Mg、Ca、Fe、Mn和Zn的含量也有不同程度的升高或降低。不同相邻器官之间的元素转移系数显示,叶面喷施GSH分别提高了Cd和Zn从第二节间到穗下节的转移系数,增幅可达46.2%和134.4%,降低了Cd和Zn从穗下节到旗叶的转移系数,降幅分别为44.5%和32.2%,并降低了Cd从穗下节继续向上到穗颈的转运系数,降幅可达31.4%。相关性分析发现,不同处理组水稻第二节及以上营养器官中,Zn含量与Cd含量相关系数最高,为0.809,为极强正相关（P<0.001）。由此可见,喷施GSH不但降低了水稻各器官中Cd含量,而且能够通过调控穗下节与其相连营养器官——穗颈、第二节间和旗叶之间的Cd转运,提高水稻自身主要Cd阻控器官——穗下节对Cd的拦截能力,进而抑制Cd向籽粒的转运和积累。同时,喷施GSH也提高了水稻穗下节对Zn的固定能力,改变了水稻不同营养器官中6种矿质元素的含量和分布,其中Zn与Cd的相关性最高,并最终提高了稻米中K、Mg、Ca和Mn的含量。     

NaCl和温度双重胁迫对黑麦草幼苗叶绿素及相关酶活性的影响研究

控制黑麦草萌发时的NaCl浓度和温度,研究其幼苗叶片中的抗氧化酶活性、丙二醛和叶绿素含量的变化.研究发现,所测指标对温度和NaCl的综合反应差异很大.适量NaCl对所测指标均有一定促进作用;不同温度条件下叶绿素含量、SOD酶、POD酶和CAT酶的活性随NaCl浓度增大均表现为先升高后降低的趋势.但各指标对温度反应的差异却很大,20℃时黑麦草的叶绿素含量最高,SOD酶与CAT酶的活性在相同NaCl浓度下,均为10℃＞20℃＞30℃.POD酶在低NaCl浓度时,其活性为30℃＞20℃＞10℃,但NaCl浓度大于等于0.9%时,30℃的POD酶活性受抑明显,其活性最低.指示细胞受氧化损伤程度的MDA含量随温度和NaCl浓度的升高而增大.     

廊道式人工湿地处理污水过程中氨氮的去除效果研究

通过廊道式人工湿地(CCW)的生产性试验工程,研究了该处理系统的性能及系统内部氨氮的变化规律.结果表明,CCW处理系统的去除效率高且稳定,氨氮的去除率平均为88%,质量去除率平均为(6.94±2.07)gN·m-2·d-1,系统内部第三单元的氨氮质量去除率最高;CCW处理系统的氨氮质量负荷率小于10gN·m-2·d-1时,质量去除率与质量负荷率呈明显的线性相关,质量负荷率大于等于20gN·m-2·d-1时,进水浓度和出水浓度之间呈明显线性相关;处理系统各处理单元及系统整体的体积去除率常数(Kv值)均大于其他湿地处理系统;CCW处理系统氨氮浓度变化与pH值的变化趋势并不一致.     

人工湿地中氮代谢微生物的共存策略及机理

人工湿地中氮元素的脱除主要依靠多种微生物的联合作用,因此氮代谢微生物的和谐共存成为人工湿地高效脱氮的基础。本文分析回顾了氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化细菌及厌氧氨氧化菌等主要氮代谢微生物的共存策略及反应机理。     

叶面喷施S-烯丙基-L-半胱氨酸对水稻砷转运影响机制

膳食稻米是我国人群摄入高致癌风险无机砷（iAs）的主要来源,开发降低稻米砷（As）含量生产措施对保护人体健康具有重要意义。本文以我国南方主栽水稻品种“中早 35”为试验材料,采用盆栽试验研究了开花期叶面喷施 S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）对水稻籽粒和营养器官中总 As含量的影响并揭示其潜在的分子机制。结果表明：当 SAC喷施浓度达到 0.2 mmol·L^-1时籽粒和根中总As含量分别显著降低42.3%和20.6%,但旗叶中总As含量显著增加了72.4%;荧光染色观察试验表明旗叶中H2O2含量显著降低,同时SOD和CAT酶活性分别显著升高61.8%和105.3%。喷施SAC后水稻顶端第一节中Lsi6转运子编码基因以及Lsi3转运子编码基因分别显著下调59.8%和36.3%,据此推测喷施SAC可能显著降低了水稻从通向旗叶膨大维管束流中卸载As^Ⅲ和向连接稻穗弥散维管束装载As^Ⅲ的能力,导致籽粒中总As含量显著降低而旗叶中总As含量显著升高。旗叶植物螯合素（PCs）合成酶OsPCS1和负责向细胞液泡中转运As^Ⅲ的OsABCC1转运子编码基因分别显著上调57.6%和61.0%,表明喷施SAC增加了旗叶合成 PCs 并向液泡中区隔 As^Ⅲ 的能力从而降低了叶片的 As^Ⅲ 胁迫。水稻根部 Lsi1、Lsi2、Lsi3 转运子编码基因分别显著下调了27.2%、23.8%、29.5%,表明水稻根部对 As^Ⅲ的吸收、转运能力降低,同时可能也预示着 As^Ⅲ 向木质部导管中装载 As^Ⅲ 的能力降低。综上,喷施SAC通过调控As^Ⅲ转运子编码基因表达降低了水稻籽粒和根中总As含量,同时缓解了As胁迫。