铜和营养缺失对海州香薷两个种群生长、耐性及矿质营养吸收的差异影响

以来自铜矿区(CS)和非矿区(UCS)两个海州香薷种群为对象,通过室内水培实验,分析了两种群幼苗在铜及营养缺失胁迫下植物生长、铜富集及矿质营养含量的差异。结果显示,铜、低营养胁迫及其相互作用对非矿区种群生长具有明显的抑制作用,而对矿区种群的影响则远比非矿区种群小,且较低铜浓度(25μmol/L Cu)明显促进了矿区种群的生长;从耐性指数结果看,矿区种群铜耐性指数和营养胁迫耐性指数均高于非矿区种群。这表明矿区种群不仅进化为铜耐受种群,同时也进化成营养胁迫耐受种群。低营养胁迫明显促进了植物对铜的吸收和运转,如在低营养胁迫和25μmol/L Cu复合处理下,矿区种群根铜含量约为单一铜处理的25倍,非矿区种群是单一铜处理5倍多。低营养胁迫和过量铜显著减少了非矿区种群矿质营养元素如P, Mg, K和Mn的吸收积累,而矿区种群则仍然能保持相对稳定;在铜和营养缺失复合作用下,两个种群矿质营养除Ca 和部分Fe外,均显著减少,但矿区种群减少程度明显比非矿区种群小。这些结果表明,矿区种群在胁迫条件下具有保持营养相对稳定和平衡的能力,这种能力使其能在高铜污染和营养缺乏的土壤中正常生长和定居。     

海州香薷和紫花香薷对Cu、Zn的吸收和积累

采用水培试验方法,研究了Cu、Zn处理对海州香薷和紫花香薷(两种分别在铜矿和铅锌矿上良好生长的优势植物)生长及Cu、Zn吸收和积累的影响。结果表明,50μmol·L-1的Cu有利于海州香薷根系的生长,但却明显抑制紫花香薷地上部分的干物质产量,而Zn处理浓度直到200μmol·L-1也未对两种香薷的干物质量产生影响。低Cu(对照)时Zn的增加并未影响海州香薷地上部分Cu的含量和积累量,但高Cu(50和200μmol·L-1)时,Zn浓度的增加减少了海州香薷地上部分Cu的含量和积累量;而紫花香薷地上部分Cu含量和积累量无论是高Cu还是低Cu时都随Zn的增加而减少。同样,海州香薷和紫花香薷地上部分的Zn含量和积累量在低Zn时并未受Cu浓度的抑制,但在高Zn时,Cu的增加却减少了Zn含量的增加。而且海州香薷在高Cu(200μmol·L-1)和高Zn(200μmol·L-1)时对Cu和Zn的积累量明显高于紫花香薷,在Cu和Zn的修复上表现出优势。     

海州香薷对铜污染土壤的修复作用

文中分别从有效铜浓度、有效磷浓度、EDTA和EDDS、重金属复合污染、根际土中细菌和植物内生菌等几个方面介绍影响海州香薷对重金属吸附能力的原因,可为研究海州香薷的学者提供近期研究信息,也可为合理进行矿区废弃地的植物修复或植被恢复提供一定的理论依据。     

螯合剂EDDS和EDTA诱导海州香薷积累土壤重金属的比较研究

用土培试验的方法,比较研究了可生物降解螯合剂EDDS和难生物降解螯合剂EDTA对耐Cu植物海州香薷地上部积累土壤Cu、Pb、Zn和Cd的影响。结果表明,施加5mmol·kg-1EDTA和EDDS可增加海州香薷地上部的Cu、Pb、Zn和Cd的含量和积累量。其中,EDDS比EDTA具有更强的溶解土壤Cu、Zn和增加植物吸收积累Cu、Zn的能力。但对土壤Pb、Cd的溶解及Pb、Cd在植物地上部积累的促进作用,EDTA大于EDDS。     

油菜-海州香薷轮作修复铜镉复合污染土壤：大田试验

通过高积累镉油菜与高积累铜植物海州香薷轮作的田间试验,研究了镉铜复合污染土壤上植物轮作对重金属的吸收累积规律以及修复效率。结果发现：在镉铜复合污染土壤上,油菜-海州香薷轮作体系中,油菜地上部的生物量达到7.67 t·hm-2,籽粒产量1.59 t·hm-2,但是籽粒中镉和铜含量超过标准限值90%和33%。油菜-海州香薷轮作体系,植物地上部吸收积累的镉和铜总量分别为35.16 g·hm-2和400.68 g·hm-2,其中油菜对镉积累的贡献占83%,海州香薷对铜积累的贡献占73%。轮作体系中植物对镉和铜的提取效率分别为0.2%和0.07%。研究结果表明,油菜与海州香薷轮作不适用于该铜镉重度复合污染土壤,不仅油菜籽粒达不到食品卫生标准的要求,而且土壤修复的年限比较长。     

施用EDDS对海州香薷铜锌吸收的强化作用及淋溶风险

通过田间盆栽试验，研究了加入易降解螯合剂EDDS后污染土壤及修复植物海州香薷地上部Cu和Zn含量的变化，及地下50cm处渗滤水中Cu、Zn浓度。结果显示，添加EDDS提高了海州香薷对Cu和Zn的吸收量，同时增加了50cm土层处渗滤液的Cu和Zn浓度，但是渗滤液中重金属浓度仍低于国家Ⅲ类地下水水质标准，表明EDDS对于海州香薷吸收铜、锌有一定的促进作用，且对于地下水的潜在淋滤风险较小。     

铜铁铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响

采用种子萌发实验方法 ,研究了不同浓度铜、铁、铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响。结果表明 ,铜铁铅3种金属对铜草种子萌发率的影响不同 ,铜草种子对铜的耐性最高。铜草幼苗对铜和铁的耐性较高 ,能较好地适应在受铜铁污染的土壤中生长。在铜铁浓度一定的情况下 ,铅的加入能极大的影响铜草幼苗的生长     

铜排斥型植物黄花月见草(Oenothera glazioviana)对铜胁迫的响应以及在铜污染土壤上的合理利用

为探究Cu对铜排斥型经济植物黄花月见草生长和生理特性的影响,以铜积累型植物海州香薷和铜敏感植物芝麻为对照,通过水培试验研究了Cu(50μmol·L-1)胁迫对三种植物根系生长、根尖质膜完整性、叶片叶绿素含量、膜透性、渗透调节物质含量、有机酸含量、必需营养元素吸收的影响。结果表明:Cu胁迫下三种植物根系生长均受到显著抑制,但黄花月见草和海州香薷的根尖质膜完整性较好,而芝麻的根尖质膜完整性受到严重伤害;Cu胁迫导致芝麻叶片细胞膜透性增加了130%、叶绿素含量相对于对照降低了6.9%,但对黄花月见草和海州香薷叶片膜透性、叶绿素含量没有影响。Cu胁迫下,三种植物体内苹果酸含量均显著增加;海州香薷和芝麻叶片中脯氨酸含量分别上升了37%和73%,而黄花月见草叶片脯氨酸含量变化不大。三种植物体内Cu积累与Zn、Fe、Mn的积累呈显著正相关,与Ca、K积累呈负相关。此外,通过盆栽试验发现,土壤中总铜含量不高于700 mg Cu·kg-1土对黄花月见草种子千粒重、种子油含量、油中γ-亚麻酸含量均没有显著影响,且种子铜含量符合国家食品卫生标准(GBT 5009.13—2003)。低廉的生产成本和较高的经济效益使得黄花月见草在合理利用Cu污染土壤中具有推广价值。     

铜铁铅单—及复合污染对铜草幼苗生长的影响

采用种子萌发实验方法，研究了不同浓度铜、铁、铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响。结果表明，铜铁铅3种金属对铜草种子萌发率的影响不同，铜草种子对铜的耐性最高。铜草幼苗对铜和铁的耐性较高，能较好地适应在受铜铁污染的土壤中生长。在铜铁浓度一定的情况下，铅的加入能极大的影响铜草幼苗的生长。     

4品种黑麦草对重金属Zn的耐性及Zn积累研究

采用根袋土培试验研究了重金属Zn胁迫对4个品种黑麦草生长、抗氧化酶活性、游离脯氨酸含量、根系耐性及锌积累的影响。结果表明,4品种黑麦草对重金属Zn耐性很强,只有在高Zn下（16mmol／kg）其生长才受到抑制。Zn胁迫下,黑麦草叶内脯氨酸含量先下降,然后急剧增加。随Zn浓度的增加POD,SOD逐渐增加或为典型的抛物线变化趋势。4品种的RTI（根系耐性指数）≥1．0。地上部锌、根系锌含量随锌胁迫的增加而增加。高锌处理下（≥4或8mmol／kg）SIR（地上部锌含量／根系锌含量）≥1．0．4个品种以泰德生物量（地上部、根系干重分别较对照增加57．5％,150．9％）、RTI、地上部锌、根系锌含量及转运率明显高于其他3个品种。     

博落回对铅的耐性、富集及生理响应研究

以草本植物博落回（Macleaya cordata）为供试植物,采用沙培盆栽实验研究其对重金属铅（Pb）的耐性、富集及生理响应机制。结果表明：博落回能耐受500 mg/L的Pb胁迫而其生长发育不受影响,高于此浓度时植株生长发育受到抑制。不同组织对Pb的富集能力表现为根>茎>叶,博落回对Pb的富集与转运能力皆随Pb胁迫浓度的升高而减弱。Pb胁迫引起丙二醛（Malondialdehyde, MDA）在植物体内累积。低于500 mg/L的Pb促进叶绿素、可溶性蛋白的合成和抗氧化酶活性的提高,高于此浓度时,则表现为抑制,且导致膜脂过氧化与生物膜的损伤。Pb主要以迁移活性低的化学形态存在于细胞壁和可溶性组分中,浓度升高会导致Pb向迁移毒性强的形态转化。透射电子显微镜（TEM）观察到高浓度的Pb胁迫会损害细胞壁结构,使Pb进入细胞内部,对细胞造成毒害。傅里叶红外光谱仪（FTIR）分析表明,Pb胁迫会提高细胞内-OH、-COOH等基团和有机酸、蛋白质的含量,在低浓度时可与Pb结合,削弱其对博落回的毒性。     

不同播种期对野香苏生长及产量的影响

采用小区试验研究了不同播种期对野香苏生长及产量的影响，以期为云南野香苏资源的开发利用提供参考。试验结果表明：野香苏种子萌发需5～8d，幼苗期生长较为缓慢，出苗后第10～15d长出第1对真叶。种子从萌发到成熟需133。196d，尽管播种期相差61d，但成熟期基本一致。营养生长期103～164d，繁殖期37～45d。播种期早，营养生长期较长，繁殖期花序和花的数量较多，穗数和产量较高；播种期晚，营养生长期相对较短，繁殖期花序和花的数量较少，穗数和产量较低。     

盐胁迫下苋菜品种有机酸变化对Cd累积和耐盐性的影响

采用盆栽试验,研究0.3%NaCl胁迫下全红苋菜(低Cd累积品种,简称全红)和柳叶苋菜(高Cd累积品种,简称柳叶)的有机酸代谢差异及其与Cd累积和耐盐性的关系。结果表明:相比对照,盐胁迫后两个品种根部、地上部和根际土壤溶液中的Cd含量均呈增加趋势,且表现为全红显著低于柳叶(P0.05),同时全红和柳叶的Cd转运系数分别提高2.84、5.58倍;盐胁迫促进了苋菜对Na~+的积累且明显干扰K~+的吸收,K~+/Na~+均显著降低(P0.05),且全红根部K~+/Na~+显著高于柳叶(P0.05)。盐胁迫后,两个品种根部、地上部及根际土壤溶液中均检测到多种有机酸,其中根际土壤溶液中苹果酸和草酸含量均显著升高(P0.05),且与根际土壤溶液中的Cd含量显著正相关;柳叶地上部草酸及根部乙酸的含量均显著升高(P0.05),且分别与地上部及根部Cd含量显著正相关。研究表明,盐分胁迫下,全红具有较低的Cd累积性且表现出更强的耐盐性,不同品种的有机酸积累和分泌的差异是导致这一结果的重要原因之一。     

缢蛏家系生长和耐热、耐高盐性能的对比研究

为了探明缢蛏生长性状与耐温、耐高盐性能的关系,在乐清湾的优良群体子四代的基础上,于2014年获得了27个生长性状差异的家系,对各家系前期3个月的生长性能测定后,得到了生长优势家系5个,生长速度平均家系17个,生长劣势家系5个,再经过3个月的室外培育至幼贝后,将前期生长优势和生长劣势家系取出。预实验确定了缢蛏半致死温度、盐度分别是36.5℃和35.8。以群体繁育的缢蛏作为实验对照,将各家系分别培育在盐度正常、水温为36.5℃和水温正常、盐度为35.8的环境中。方差分析和多重比较各家系存活率,结果表明:在半致死温度和盐度条件下,生长优势家系存活率高于生长劣势家系,且不同家系间耐温、耐高盐性存在显著差异(P0.05),耐热、耐高盐性能最强的家系比最差的家系分别高了74%和50%,初步获得了耐高温和耐高盐的家系,为如何获得生长性状优良且抗逆性强的缢蛏品种提供了理论依据。     

钒胁迫对紫花苜蓿生长及钒积累与转移的影响

为探讨钒（V）胁迫下紫花苜蓿的生长响应及钒积累与转移特征,采用室内水培试验,设置不同浓度（0、0.1、0.5、2.0、4.0、10.0 mg·L^-1 V）含钒营养液,研究了各浓度钒胁迫下紫花苜蓿株高、根长、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及细胞膜透性、生物量、各组织钒浓度、钒转移系数（TF）和冠层、根系、整株钒提取量及冠层、根系钒提取量占总提取量百分比,以期为通过紫花苜蓿修复钒环境污染提供理论依据。结果表明,低浓度钒（0.1 mg·L^-1 V）处理时根长、叶绿体色素（叶绿素a、b及类胡萝卜素）含量、叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO₂浓度（Ci）及生物量均有增加但不明显（P>0.05）。相反,高浓度钒（≥4.0 mg·L^-1 V）显著降低了株高、根长、叶绿体色素、Tr、Gs、Pn及生物量,同时叶片膜脂过氧化程度及膜透性显著增大（P<0.05）。与对照相比,根长在≥0.5 mg·L^-1 V时显著减小;2.0 mg·L^-1 V时冠层及总干物质量显著降低（P<0.05）,但0.5 mg·L^-1 V和2.0 mg·L^-1 V时株高、叶绿体色素、光合气体参数、叶片膜脂过氧化程度及膜透性均无明显变化（P>0.05）。对照组各器官钒浓度为叶>根>茎,而钒处理组为根>茎>叶,根系是紫花苜蓿贮存钒的主要部位。TF随钒浓度的增加先降低后略有升高。每盆植株冠层钒提取量在4.0 mg·L^-1 V时最大,为0.546 4 mg。尽管在≥4.0 mg·L^-1 V时植株生长显著受抑制,但根系、冠层及整株钒提取量较≤2.0 mg·L^-1 V处理显著增大。研究表明,紫花苜蓿具有相对较强的抗钒胁迫能力,具有一定的修复钒环境污染的潜能。     

热带玉米耐低氮性状的遗传变异

采用６个国际玉米小麦改良中心的热带玉米自交为亲本,按Ｇｒｉｆｆｉｎｇ方法２组配成双列杂交,在高氮和低氮条件下对各主要性状进行鉴定,并估算其遗传参数。结果表明,从高Ｎ到低Ｎ,籽粒产量降低程度最大,降减系数（ＲＩ）达０．４８４５,与叶绿素含量降低程度几乎一致。自交系间和杂交组合间在产量的降解系数上明显的遗传差异。低氮条件下,籽粒产量、穗行数、百粒重、穗长、单株穗数、穗位以下绿叶数、雌雄开花差期、穗位叶     

耐旱性玉米筛选的形态指标研究

试验以20个CIMMYT选育的耐旱种质DTPWC9的不同株系为材料，对充足灌水、中度水分胁迫和严重水分胁迫几种不同供水条件下植株的一些形态指标与耐旱性的关系进行了研究。结果表明：除子粒产量外，单株穗数、雌雄穗开花间隔、叶片衰老指数及叶片卷曲指数是耐旱性筛选的重要性状指标。研究结果对大田玉米耐旱性筛选具有指导意义。