镉和模拟酸雨胁迫对苦楝幼苗镉含量及叶片抗氧化系统的影响

为探讨苦楝在重金属Cd和酸雨的单一及复合胁迫下的生理响应特征,采用人工配置土壤盆栽试验,研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg^-1)和3个梯度模拟酸雨(pH值5.6、4.5、3.5)单一及复合处理对苦楝幼苗生物量、Cd含量及叶片保护性酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)]活性和抗坏血酸-谷胱甘肽循环(AsA-GSH)的影响。结果表明,除低浓度Cd(≤30 mg·kg^-1)单一及其与pH值4.5酸雨复合处理对幼苗地上部、地下部生物量有促进作用外,其他处理均表现出抑制作用,其中复合处理对苦楝幼苗的抑制作用更明显,表现为叠加效应;单一Cd处理时,随着Cd浓度的增加,幼苗根、茎、叶中Cd含量逐渐升高,且根系大于茎叶,复合处理抑制了植物对Cd的积累,对叶片的抑制作用最强;Cd和酸雨单一及复合处理下叶片SOD、CAT和POD活性均有所增加,分别在60 mg·kg^-1 Cd、pH值5.6,60 mg·kg^-1 Cd、pH值4.5和90 mg·kg^-1Cd、pH值4.5时出现阈值;在AsA-GSH循环中,单一Cd处理下,AsA、GSH含量和抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性均随着Cd浓度的增加呈先上升后下降的趋势,单一酸雨处理对上述4个指标的影响不尽一致,而复合处理下上述指标在Cd浓度≤60 mg·kg^-1、pH值≥4.5时均能保持较高值,且随着胁迫程度的加深均出现了阈值。综上所述,苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫具有一定的耐性,可在Cd浓度≤60 mg·kg^-1和pH值≥4.5的酸雨双重污染区域正常生长。本研究结果为土壤Cd污染的酸雨区域的修复植物筛选提供了理论基础和参考依据。     

3种盐胁迫对蓟幼苗生长及生理生化的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)的NaCl、Na_2SO_4、Na_2CO_3对蓟(Cirsium japonicum)幼苗苗高、叶片相对含水量、丙二醛(MDA)、抗氧化酶(POD、SOD、CAT)以及渗透调节物质(可溶性糖、游离脯氨酸)的影响。结果表明,除0.1%NaCl处理蓟苗高和叶片相对含水量高于无盐胁迫(CK)外,其余处理均低于CK,且随盐浓度增加而降低,其中,0.3%NaCl、0.4%Na_2SO_4和0.1%Na_2CO_3处理下苗高依次为CK的62.15%、58.00%和45.77%,而0.5%Na_2CO_3处理幼苗死亡;随盐处理浓度增加和处理时间延长,叶片中丙二醛含量均呈上升趋势;POD、SOD、CAT活性随盐浓度、时间变化的趋势不尽一致,3种酶活性均出现了阈值,POD出现在0.3%NaCl、0.3%Na_2SO_4、0.4%Na_2CO_3胁迫5d,SOD出现在0.3%NaCl处理3d、0.5%Na_2SO_4处理1d、0.4%Na_2CO_3处理3d,CAT出现在0.3%NaCl、0.2%Na_2SO_4、0.1%Na_2CO_3胁迫3d;相同处理时间下,随盐浓度的增加,除NaCl胁迫下游离脯氨酸(Pro)含量先增后减外,Na_2SO_4和Na_2CO_3胁迫下游离脯氨酸含量,以及3种盐胁迫下可溶性糖(SS)含量均逐渐增加。综上认为,蓟对NaCl、Na_2SO_4、Na2CO4这3种盐均具有一定的耐性,可以在低于0.3%NaCl、0.4%Na_2SO_4和0.1%Na_2CO_3条件下生存和生长。     

镉胁迫下苦楝(Melia azedarach L.)幼苗的生长及生理响应

采用盆栽试验研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))处理对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、Cd积累、光合、质膜透性以及渗透调节的影响。结果表明,当Cd2+浓度≤60 mg·kg~(-1)时显著促进苦楝幼苗生物量的积累(P0.05),Cd2+浓度60mg·kg~(-1)时抑制作用逐渐增强,但≤120 mg·kg~(-1)Cd处理对株高影响不显著(P0.05),植株能正常生长且保持较大的生物量;苦楝对Cd具有一定的积累能力,其根、茎、叶中Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,且根系是主要积累部位;随着Cd处理浓度的增加,叶绿素(Chla+b)含量和光合速率(Pn)下降,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增大,但≤60 mg·kg~(-1)Cd处理时均无明显变化;随Cd浓度的升高,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸呈先升后降趋势,游离脯氨酸含量始终高于CK,苦楝通过增加可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量来维持Cd胁迫下的渗透平衡,从而降低Cd毒害。上述结果表明,苦楝对Cd具有一定耐性,其耐Cd胁迫的阈值浓度大约是120 mg·kg~(-1),可以将其应用于土壤Cd污染区域,在美化环境的同时修复土壤Cd污染。     

外源SA、GSH对Cd胁迫下绵毛水苏生理和生长的影响

为探究不同外源物质对Cd胁迫下绵毛水苏生理和生长的缓解效果,采用盆栽试验研究叶面喷施不同浓度水杨酸(SA)(0.5、1.0、1.5、2.0 mmol·L^-1)和谷胱甘肽(GSH)(0.1、0.2、0.3、0.4 mmol·L^-1) 对300 mg·kg^-1 Cd胁迫下绵毛水苏幼苗生长、渗透调节物质、抗氧化酶活性以及Cd含量等的影响。结果表明,外源SA和GSH改善了植物的叶色,提高了叶面积和萌蘖能力,并增加了地下、地上部干物质积累量。除0.4 mmol·L^-1 GSH处理第3天外,外源SA和GSH处理均提高了可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸等渗透调节物质的含量,最高增幅分别为16.06%、14.13%、311.39%(SA)和50.28%、12.77%、313.77%(GSH);此外,SA和GSH分别使抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性最高增幅依次达57.39%、38.51%、26.81%和85.00%、60.77%、50.21%。绵毛水苏吸收的Cd主要累积在根部,外源SA对Cd吸收无明显影响,而GSH抑制了Cd向地上部的转运。综上可知,SA和GSH对Cd胁迫下的绵毛水苏均具有缓解作用,以1.5 mmol·L^-1 SA和0.3~0.4 mmol·L^-1 GSH效果较佳。本研究结果对绵毛水苏应用于Cd污染土壤植物修复具有重要意义。