水分和铅胁迫对槐树幼苗渗透调节物质的影响

【目的】比较西北干旱、半干旱地区常见造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)和紫穗槐(Amorphafruticosa)对重金属铅的耐受性,为干旱半干旱地区重金属铅污染土壤的修复提供依据。【方法】采用盆栽试验,对1年生刺槐和紫穗槐幼苗进行水分胁迫(土壤相对含水率分别为100%,80%,60%,40%)和铅胁迫(土壤铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)处理,分析在水分和铅单一及交互胁迫条件下,2种植物叶片有机渗透调节物质含量的变化。【结果】刺槐和紫穗槐叶片脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量随水分和铅胁迫程度的加剧而呈现复杂的变化规律。单一水分胁迫下,刺槐叶片脯氨酸含量的变化幅度高于单一铅胁迫,当土壤铅含量相同时,土壤相对含水率为40%的处理脯氨酸含量显著高于其他水分胁迫处理;在铅或水分单一胁迫及二者的交互胁迫中,当土壤铅含量相同时(土壤铅含量为3 000mg/kg处理除外),各水分胁迫处理的刺槐叶片可溶性糖含量差异不显著(P>0.05)。在单一水分或铅胁迫条件下,刺槐、紫穗槐叶片可溶性蛋白含量均未随胁迫程度的加剧而降低。【结论】水分和铅交互胁迫条件下,脯氨酸对提高刺槐和紫穗槐抗旱性的贡献大于抗铅性;刺槐积累脯氨酸提高自身抗逆性的能力强于紫穗槐,而紫穗槐合成可溶性蛋白和可溶性糖提高自身抗逆性的能力强于刺槐。     

侧柏和国槐叶片中铅的化学形态与分布研究

为了解铅在植物体内的迁移转化规律,采用盆栽试验,结合细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了不同外源铅浓度处理下（CK0mg.kg-1,A300mg.kg-1,B500mg.kg-1,C1000mg.kg-1,D2000mg.kg-1）侧柏和国槐不同器官的铅含量及其在两种植物叶片细胞中的分布和化学结合形态。结果表明：在铅胁迫下,侧柏和国槐的生物量均发生显著变化;两种植物体内的铅随着外源铅浓度的增加而显著增加,且主要分布在根部。侧柏和国槐叶片亚细胞中铅的含量分布及结合形态存在差异。细胞壁是铅在侧柏和国槐叶片细胞内的主要分布位点,其次是细胞核部分和叶绿体线粒体部分,可溶性部分最少,随着外源铅浓度的增加,细胞核部分的分配增加,可溶性部分减少,但侧柏叶片中细胞壁部分所占比例大于国槐叶片中细胞壁部分的百分率。两种植物叶片内均以NaCl提取态、HAc提取态和HCl提取态铅为主导形态,水和乙醇两种提取态铅的分配很少;随着外源铅浓度的增加,侧柏叶片中NaCl提取态铅先增加后减少,国槐叶片中NaCl提取态铅所占百分率不断增加。侧柏对铅的耐受能力强于国槐。     

干旱和铅胁迫对生长初期的国槐和侧柏叶绿素的影响

以长势一致的1年生国槐和侧柏幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的100%、80%、60%、40%)和铅胁迫下(土壤铅含量为0、300、500、1 000、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000、12 000mg.kg-1)国槐和侧柏叶绿素含量和叶绿素a/b的变化。结果表明:在生长初期铅胁迫下的国槐和侧柏的叶绿素含量总体呈下降趋势,中间有一个波峰,分别出现在4 000和1 000mg.kg-1,国槐叶绿素含量下降的幅度大于侧柏的;水分胁迫下国槐叶绿素含量成下降趋势,侧柏略有上升;干旱和铅双重胁迫下土壤相对含水量为40%土壤铅含量为500mg.kg-1的国槐全部死亡,叶绿素a/b呈下降趋势且波动较大,而侧柏无一死亡,波动幅度较小;土壤相对含水量为100%,60%和40%时侧柏叶绿素a/b的值随铅含量变化不大且一直高于国槐。国槐和侧柏叶绿素含量对干旱和铅胁迫有一个适应和自我补偿机制,表现为低浓度的促进和高浓度的抑制;在生长初期国槐较之侧柏对铅更敏感,水分比铅对两种植物的影响更大,侧柏比国槐的耐旱性和抗铅性更强。     

水分和铅交互胁迫对国槐幼苗生理生化特性的影响

为了探讨在水分和铅交互胁迫条件下,国槐（SophorajaponicaL．）幼苗抗氧化酶系统活性及渗透调节物质含量的变化,采用盆栽实验,研究不同水分处理（土壤相对含水率为40％、60％、80％、100％）及5个铅胁迫水平（0、300、500、1000、2000mg‘kg。）交互作用对抗氧化酶活性、MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量的影响。结果表明：在水分和铅的交互胁迫下,国槐幼苗叶片POD、SOD酶活性表现先升后降的趋势,与单一的水分胁迫、铅胁迫相比,交互作用对SOD、POD活性的影响规律性不明显,在一定程度上表现出协同或拮抗效应;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,国槐幼苗叶片的MDA含量变化呈现升高的趋势。在铅含量〈2000mg·k^-1条件下,交互胁迫的国槐幼苗叶片MDA含量低于单一水分胁迫处理,表明国槐在交互胁迫下受到的膜伤害比单一水分胁迫下受到的膜伤害小;国槐幼苗叶片可溶性糖含量对水分胁迫较不敏感,且随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增加,叶片可溶性糖含量的变化比较复杂,但总体上呈先升后降的趋势;在铅含量500mg·kg。和40％水分胁迫处理下,可溶性糖含量显著高于对照（P〈0．01）,MDA含量与对照无明显差异;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,脯氨酸含量逐渐升高;在40％水分胁迫下,重金属铅和水分胁迫对叶片中脯氨酸的积累有协同促进作用。适当的交互胁迫（铅含量300、500mg·kg。和40％水分处理）有利于提高国槐的抗逆性。     

水分和铅胁迫对刺槐苗木叶片生理指标的影响

【目的】研究不同水分条件下铅胁迫对刺槐(Robinia pseudoacacia)的叶水势、细胞膜透性、植物水分代谢的影响,揭示土壤水分、铅以及二者共同作用对刺槐生理代谢的影响规律。【方法】以苗龄1年、长势一致的刺槐幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的40%,60%,80%,100%)、铅胁迫(土壤中铅含量分别为0,300,500,1 000,2 000,3 000 mg/kg)处理刺槐苗木的叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的变化。【结果】土壤水分对刺槐苗木叶水势、细胞膜透性和叶片相对水分亏缺的影响明显,其中刺槐叶水势在土壤相对含水量为40%时最小;当土壤中铅含量为300~3 000 mg/kg时,刺槐细胞膜透性随着土壤相对含水量的增大呈先升高后降低再升高的趋势;刺槐叶片相对水分亏缺随土壤相对含水量的增加呈先降低后增大的趋势。相同水分条件下,铅胁迫对刺槐叶水势和叶片相对水分亏缺无显著影响,而细胞膜透性随土壤中铅含量的增加呈先降低后升高再降低的变化趋势。不同水分条件下,随着土壤中铅含量的增加刺槐叶片铅含量表现不同的变化趋势,但总体上呈上升的趋势。【结论】水分胁迫对刺槐各项生理指标影响较大,而铅胁迫只对刺槐的细胞膜透性有影响,对其他指标没有明显的影响,并且刺槐叶片可以富集土壤中的铅,说明刺槐对铅具有较强的适应能力。     

水分和铅交互胁迫对侧柏幼苗抗氧化酶活性的影响

通过盆栽实验研究一年生侧柏(Platycladus orientalis)在不同水分处理(土壤相对含水率为40%、60%、80%、100%)及重金属铅五个胁迫水平(0、300、500、1000、2000mg·kg-1)交互作用下抗氧化酶活性(POD、SOD)和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:在水分和铅的交互胁迫下,侧柏幼苗叶片POD、SOD活性均表现为先升后降的趋势,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性均在铅含量为500mg·kg-1时达到最大值,在铅含量<500mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性都随着铅胁迫的增大逐渐上升,在铅含量>500mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片POD、SOD活性都随着铅胁迫的增大逐渐下降。在水分和铅的交互胁迫下,侧柏幼苗叶片MDA含量逐渐升高,在铅含量<1000mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片MDA含量变化不明显,在铅含量>1000mg·kg-1时,不同水分胁迫条件下侧柏幼苗叶片MDA含量逐渐上升。适当的交互胁迫(铅含量500mg·kg-1,60%水分处理)有利于提高侧柏的抗逆性。     

侧柏和国槐叶片中铅的化学形态与分布研究

为了解铅在植物体内的迁移转化规律,采用盆栽试验,结合细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了不同外源铅浓度处理下(CK 0 mg·kg-1,A 300 mg·kg-1,B 500 mg·kg-1,C 1000 mg·kg-1,D 2000 mg· kg-1)侧柏和国槐不同器官的铅含量及其在两种植物叶片细胞中的分布和化学结合形态.结果表明:在铅胁迫下,侧柏和国槐的生物量均发生显著变化;两种植物体内的铅随着外源铅浓度的增加而显著增加,且主要分布在根部.侧柏和国槐叶片亚细胞中铅的含量分布及结合形态存在差异.细胞壁是铅在侧柏和国槐叶片细胞内的主要分布位点,其次是细胞核部分和叶绿体线粒体部分,可溶性部分最少,随着外源铅浓度的增加,细胞核部分的分配增加,可溶性部分减少,但侧柏叶片中细胞壁部分所占比例大于国槐叶片中细胞壁部分的百分率.两种植物叶片内均以NaC1提取态、HAc提取态和HC1提取态铅为主导形态,水和乙醇两种提取态铅的分配很少;随着外源铅浓度的增加,侧柏叶片中NaC1提取态铅先增加后减少,国槐叶片中NaC1提取态铅所占百分率不断增加.侧柏对铅的耐受能力强于国槐.     

水分和铅交互胁迫对国槐幼苗生理生化特性的影响

为了探讨在水分和铅交互胁迫条件下,国槐(Sophora japonicaL.)幼苗抗氧化酶系统活性及渗透调节物质含量的变化,采用盆栽实验,研究不同水分处理(土壤相对含水率为40%、60%、80%、100%)及5个铅胁迫水平(0、300、500、1000、2000mg.kg-1)交互作用对抗氧化酶活性、MDA含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量的影响。结果表明:在水分和铅的交互胁迫下,国槐幼苗叶片POD、SOD酶活性表现先升后降的趋势,与单一的水分胁迫、铅胁迫相比,交互作用对SOD、POD活性的影响规律性不明显,在一定程度上表现出协同或拮抗效应;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,国槐幼苗叶片的MDA含量变化呈现升高的趋势。在铅含量<2000mg.kg-1条件下,交互胁迫的国槐幼苗叶片MDA含量低于单一水分胁迫处理,表明国槐在交互胁迫下受到的膜伤害比单一水分胁迫下受到的膜伤害小;国槐幼苗叶片可溶性糖含量对水分胁迫较不敏感,且随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增加,叶片可溶性糖含量的变化比较复杂,但总体上呈先升后降的趋势;在铅含量500mg.kg-1和40%水分胁迫处理下,可溶性糖含量显著高于对照(P<0.01),MDA含量与对照无明显差异;随着水分胁迫的加剧和铅胁迫的增大,脯氨酸含量逐渐升高;在40%水分胁迫下,重金属铅和水分胁迫对叶片中脯氨酸的积累有协同促进作用。适当的交互胁迫(铅含量300、500mg.kg-1和40%水分处理)有利于提高国槐的抗逆性。