基于叶片质外体相关成分和酶活性响应的龙葵耐Cd机理研究

为探讨龙葵(Solanum nigrum L.)耐镉(Cd)机理,采用基质培养法,研究了50 μmol·L^-1 Cd(CdCl₂·2.5H₂O)处理120 d对其生长和叶片细胞壁果胶、木质素含量、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、纤维素酶(Cx)、NADH-过氧化物酶(NADH-POD)、愈创木酚过氧化物酶(GPOD)和松柏醇过氧化物酶(CAPX)活性以及质外体汁液中过氧化氢(H₂O₂)含量和GPOD、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,与对照相比,Cd处理显著抑制了龙葵地上和地下部的伸长生长、降低了根的干物质积累(P<0.05),但茎的分枝增多,叶面积、叶绿素含量、净光合速率和胞间CO₂浓度无显著变化(P>0.05);细胞壁结合酶NADH-POD、GPOD和CAPX活性以及果胶含量显著增高(P<0.05),而PG活性显著下降(P<0.05),Cx活性和木质素含量无显著变化(P>0.05);质外体汁液中H₂O₂含量显著增加(P<0.05),GPOD和SOD同工酶谱及活性无显著变化(P>0.05);CAT同工酶谱带增宽,APX同工酶谱带数增加,二者活性均显著升高(P<0.05)。说明50 μmol·L^-1 Cd较长时间处理龙葵植株,其地上部分生长仍处于良好状态,表现出对Cd毒害的耐性,这与Cd处理后叶片细胞壁果胶含量和结合酶GPOD以及质外体汁液中APX、CAT活性升高有关,推测这是龙葵耐Cd的一种机理。     

白菜型冬油菜叶片结构和光合特性对冬前低温的响应

为明确白菜型冬油菜在冬前低温下叶片结构特征、光合作用特性及其抗寒性,本研究在0℃和–7.6℃自然低温条件下,选用白菜型冬油菜品种陇油7号(超强抗寒)和天油4号(弱抗寒),测定并比较其叶片气孔性状、解剖结构和光合、荧光参数的日变化等指标。结果表明,随着冬前温度下降,2个白菜型冬油菜叶片气孔密度、气孔面积、气孔周长、栅栏组织和海绵组织厚度均变小,细胞间隙变大,叶片变薄;P_n日变化呈"单峰"型曲线,无光合"午休"现象;叶片的P_n、G_s、T_r和CE均降低,而C_i均升高,说明是非气孔限制引起P_n降低。白菜型冬油菜在冬前低温条件下发生了光抑制现象,表现为F_m和F_v/F_m下降,F_o上升。与超强抗寒品种陇油7号相比,弱抗寒品种天油4号叶片气孔密度和气孔面积均较大,气孔总周长较长,叶片较厚,P_n、F_m和F_v/F_m均较高,说明冬前低温条件下,天油4号光合能力较强,光抑制程度较弱。白菜型冬油菜在冬前低温条件下的叶片气孔密度越大、气孔面积越大、气孔周长越长、叶片及栅栏组织和海绵组织越厚,光合能力越强,地上部生长越旺盛,品种抗寒性越差。本研究为冬油菜抗寒种质创新和育种提供了部分理论支撑。     

萌发的小麦种子及其幼苗对Cd2+胁迫的响应

研究了萌发的小麦种子及其幼苗对不同浓度Cd^2＋胁迫的响应。结果表明：随着Cd^2＋浓度的增加,小麦种子的发芽率、根和芽的生长以及α-淀粉酶活性、幼苗生物量增加呈下降趋势,而叶组织中MDA浓度、电解质渗漏率呈上升趋势。Cd^2＋对小麦种子的萌发与萌发种子中α-淀粉酶活性有关,使幼苗生物量增加与其导致膜脂质过氧化有关。     

Cd~(2+)处理对两种豆科作物幼苗生长的影响

采用溶液培养法研究了Cd^2 处理对2种豆科作物幼苗生长的影响。结果表明，较高浓度(500μmol．L^-1)的Cd^2 处理能明显影响绿豆和箭舌豌豆幼苗的生长，使2种豆科作物的地上和地下部分的伸长生长与干物质积累均低于对照。这种影响与Cd^2 处理降低根系活力、叶片中的总钼(Mo)量、硝态氮以及全磷含量和硝酸还原酶活性(NR)等有关。相比之下，Cd^2 处理对绿豆幼苗生长的影响大于对箭舌豌豆的，暗示后者的幼苗生长对Cd^2 胁迫的忍耐性较强。     

Cd~(2+)和Ni~(2+)对小麦毒性的比较研究

研究了两种相同价态的重金属离子 Cd2＋和 Ni2＋在不同浓度下对小麦种子萌发及其幼苗生长的毒害作用。实验结果表明，随着 Cd2＋和 Ni2＋浓度的增加，小麦种子的发芽数量、速度和质量，根和芽的生长速度及萌发种子的α－淀粉酶活性均降低。浓度较低时， Cd2＋的毒性大。反之， Ni2＋的毒性大。推测 Cd2＋和 Ni2＋影响小麦生长发育的机理是不同的。     

镍锌离子对高羊茅幼苗生理特性的影响

采用砂培法研究了不同浓度的Ni2+和Zn2+对高羊茅草幼苗生理特性的影响。结果表明,当Ni2+和Zn2+的浓度达2.5μmol·L-1时,高羊茅幼苗的生物量、叶绿素和可溶性蛋白质含量均有所下降,而游离脯氨酸含量和过氧化物酶活性则有所升高。随着Ni2+和Zn2+浓度的增加,以上指标的下降或升高的幅度增大。相比之下,Ni2+对高羊茅幼苗生长的影响比Zn2+的影响大。     

试论河西走廊干旱荒漠化草地生态危机与畜牧业可持续发展

分析了河西走廊干旱荒漠化草地生态环境状况，存在问题，对今后可持续发展提出了一些看法，以期对该区以及类似生态地区草地畜牧业发展提供借鉴和帮助。     

连续施用鸡粪对露地黄瓜产量、品质和土壤性质的影响

  【目的】  在连续4年施用不同量鸡粪条件下,探究露地黄瓜产量和品质的提升效果以及土壤性质的变化,以明确露地黄瓜生产中鸡粪的适宜用量。  【方法】  以黄瓜品种‘津优35号’为试材,2015—2018年在甘肃张掖进行了连续4年的田间定位试验,试验设两个土壤类型 (灌漠土和潮土)和5个鸡粪施用水平:不施用鸡粪 (对照,CK),15 t/hm2 (CM15)、30 t/hm2 (CM30)、45 t/hm2 (CM45) 和60 t/hm2 (CM60) ,采用随机区组试验设计。于2018年黄瓜结果盛期,采集黄瓜整株和0—20 cm耕层土壤样品,分析黄瓜产量、品质以及土壤容重、pH、有机质含量和酶 (脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶) 活性。  【结果】  与不施用鸡粪 (CK) 相比,CM15处理增产效果不显著,CM30、CM45和CM60处理黄瓜产量显著提高26.4%～33.0% (灌漠土) 和48.7%～50.1% (潮土),这3个处理之间无显著差异;施用鸡粪不同程度地提高了黄瓜可溶性固形物、可溶性蛋白质、可溶性糖和Vc含量,降低硝酸盐含量,效果以CM15、CM30处理较好。土壤容重和pH降幅随鸡粪施用量的增加而加大,有机质含量增幅随鸡粪施用量的增加而增加,持续施用鸡粪30～60 t/hm2可显著提高土壤有机质含量、降低土壤容重和pH。土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶以及过氧化氢酶活性以CM30、CM45处理较高。黄瓜产量与土壤容重和pH呈显著或极显著负相关,与有机质含量、脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性呈显著或极显著正相关;黄瓜可溶性固形物含量与容重呈显著负相关,可溶性糖含量与土壤pH呈显著负相关,硝酸盐含量与土壤pH呈显著正相关,与有机质含量呈显著负相关,可溶性固形物和Vc含量与土壤碱性磷酸酶活性呈显著正相关,可溶性蛋白质和可溶性糖含量与土壤蔗糖酶活性呈显著正相关。  【结论】  鸡粪施用处理降低土壤容重和pH,增加有机质含量和酶活性。鸡粪施用对土壤容重、pH、有机质和酶活性的改良效果与黄瓜产量效应值呈显著或极显著相关关系。黄瓜可溶性固形物与土壤容重,可溶性糖与土壤pH,硝酸盐与土壤pH和有机质密切相关。综合考虑鸡粪施用量在黄瓜产量、品质、改良土壤理化性状上的效果以及肥料效益,灌漠土和潮土均推荐施用30 t/hm2鸡粪。     

Cd胁迫下绿豆和箭舌豌豆叶片抗氧化系统的变化

研究了Cd胁迫下绿豆（Phaseolus aureus）和箭舌豌豆（Vicia sativa）幼苗的生长,叶片内过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、超氧化岐化酶（SOD）、愈创木酚过氧化物酶（GPOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）的同工酶活性,还原性谷胱甘肽（GSH）和抗坏血酸（ASC）以及Cd含量的变化。结果显示,100μmol.L-1Cd胁迫9d期间,随着Cd胁迫时间的延长,绿豆和箭舌豌豆幼苗主根的伸长量和其根系干重显著降低（P〈0.05）,根表面出现越来越明显的褐色,绿豆叶表面出现可见的褐色斑点;两种植物叶片的CAT、APX和SOD同工酶活性以及绿豆叶片的GR活性呈先升后降的趋势,而两种植物叶的GPOD活性明显增加;在箭舌豌豆叶片中,GR活性随Cd暴露时间的延长而增加,而GSH先降后升;在绿豆叶片中,GSH和ASC随Cd暴露时间的延长而降低;与此同时,两种植物叶片中Cd的含量也随Cd胁迫时间的延长而增加,和箭舌豌豆相比,绿豆叶片中Cd含量增加更多。结果表明,箭舌豌豆有较强的抗氧化能力。     

Al~(3+)和Al~(3+)胁迫下Ca~(2+)对小麦幼叶细胞生理功能及保护酶活性的影响

采取水培法分别研究了不同水平的Al3+和在同一水平的Al3+胁迫下不同水平的Ca2+对小麦(Triticum aestivum L.)幼苗地上部分高度、叶片叶绿素含量和净光合速率、保护酶活性、脂质过氧化(MDA含量)和膜透性(电解质泄漏率)的影响.结果表明,随营养液中Al3+水平的增加和处理时间的延长,小麦幼苗地上部分的伸长生长受抑制的程度逐渐加深,叶片叶绿素含量和净光合速率及保护酶活性逐渐下降,MDA含量和电解质泄漏率逐渐上升.Al3+胁迫下,增加Ca2+供应时,Al3+的上述影响被削弱.这些结果暗示,Al3+处理抑制小麦幼苗地上部分的伸长生长及其对光合功能的影响与导致膜质过氧化作用加剧、膜透性增加、保护酶活性下降等有关;在一定程度上,Ca2+具有缓解Al3+毒害作用.