水稻根尖铁的积累及附着形态研究

以铁毒耐性水稻(Oryza sativa L.)品种"9308"为材料, 利用火焰原子吸收光谱法和化学浸提法研究0～10 mm段水稻根尖铁的积累及附着形态.结果表明: 高Fe2+(400 -mol·L-1)胁迫下, 0～2 mm段水稻根尖铁含量最高; 随着Fe2+浓度的升高, 根边缘细胞铁含量也明显增大; 初生根上不同形态铁的含量为铁锰氧化物态>残渣态>有机态>可交换态>碳酸盐态.以上结果表明, 水稻根尖0～2 mm段是过量铁的主要作用位点, 铁的附着形态以紧密结合态为主, 包围在外的根边缘细胞能固定过量铁.     

不同状态绿豆根边缘细胞对Cd2+的响应

以绿豆(Phaseolus radiatus)为材料,采用琼脂悬空培养法和培养皿滤纸培养法,以不同浓度的Cd2+处理洗脱根边缘细胞和未洗脱根边缘细胞的绿豆根尖,研究了离体状态和活体状态绿豆根边缘细胞对镉毒的响应.结果表明:在Cd2+的诱导下,离体状态的绿豆根边缘细胞凋亡和分泌黏液,同时随着Cd2+浓度的升高,其存活率逐渐递减;Cd2+具有诱导根尖产生根边缘细胞的作用,根尖释放的根边缘细胞数量随着Cd2+浓度的增加先增多后减少,其中,50 μmol L-1 Cd2+处理在洗脱组和未洗脱组均呈现最大诱导效应;Cd2+对根边缘细胞的活性具有影响,随着Cd2+浓度的增加,根边缘细胞的存活率在未洗脱组逐渐降低,而洗脱组则先升高后降低.与对照相比,25 μmol L-1,200 μmol L-1,400 μmol L-1 Cd2+在各处理时间段具有显著性差异(p＜0.05);根冠果胶甲基酯酶活性(PME)随着Cd2+浓度的增加呈现上升趋势,处理24 h高浓度Cd2+均会引起根冠PME活性的显著性升高(p＜0.05).以上结果表明,受到Cd2+胁迫时,绿豆根尖可释放更多根边缘细胞,并通过离体根边缘细胞形成黏液层、凋亡等来抵御Cd2+对根尖的毒害作用.     

过量Fe2+对水稻生长和某些生理性状的影响

通过溶液培养研究了不同浓度氧化亚铁 (Fe2+)胁迫对水稻的生长、叶绿素含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明 ,高浓度的Fe2+ 胁迫明显抑制水稻地上部和根系的生长、降低下位叶片叶绿素含量。当介质中Fe2+浓度过高时 ,水稻植株体内过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)和硝酸还原酶 (NR)活性明显受抑。然而 ,低浓度Fe2+胁迫时 ,上述酶活性反而提高 ,这可能是水稻抵御亚铁毒害的一种适应性机制。     

外源钾对铁胁迫下水稻元素吸收运输规律的影响

以耐铁毒型水稻品种协优9308和铁毒敏感型品种Ⅱ优838为实验材料,采用水培法研究250mg/L Fe2+胁迫下,不同浓度的K+对水稻的生长特性以及不同器官和亚细胞的元素吸收运输规律的影响。结果表明,在250mg/L Fe2+胁迫下,两品种水稻生长均受到严重抑制,Fe含量显著上升,K、Na、Ca、Mg、Zn的吸收与运输受到抑制。施加外源钾可以不同程度的缓解铁毒,有效解除铁胁迫对水稻生长的抑制作用,降低水稻体内Fe含量,并促进营养元素K、Na、Ca、Zn的吸收,但对Mg元素的影响并不明显。在亚细胞分布中,Fe、K主要分布于细胞壁组分F1和以液泡为主的可溶性组分F5中。由此可知,高Fe2+胁迫抑制水稻生长,营养元素的吸收以及向地上部的运输,施加适宜浓度的外源钾有利于营养元素的吸收运输从而促进水稻生长,在一定程度上缓解铁毒。     

Al3+对大豆根边缘细胞释放与活性的影响

以两个大豆 [Glycine max (L.) Merr.] 品种（耐铝性大豆浙春2号和铝敏感性大豆华春18）的边缘细胞为材料,比较研究了Al3+对根尖原位边缘细胞释放以及对离体边缘细胞的毒害作用。结果显示,0、100、200 μmol/L Al3+处理后,浙春2号和华春18的根尖边缘细胞在水中均易分散,华春18的边缘细胞在300 μmol/L的Al3+处理时已聚集成团不易分散,而浙春2号的边缘细胞在400 μmol/LAl3+处理时才不易分散。Al3+对离体边缘细胞有明显的毒害作用,100 μmol/L Al3+处理1～ 6 h就表现出细胞死亡症状,毒害作用最大时出现在6 h之后,其中Al3+对华春18的毒害作用略高于浙春2号。系列浓度Al3+ （0、100、200、300、400 μmol/L Al3+）处理,100 mol/ L Al3+处理的离体边缘细胞存活率已出现较大幅度的下降,至400 mol/L Al3+处理时,浙春2号和华春18的相对存活率分别只有对照的45.9%和39.0%。 说明外界Al3+浓度升高不仅影响边缘细胞的释放,而且显著降低离体边缘细胞的存活率,毒害作用最大时出现在6 h之后。大豆品种间细胞对Al3+的反应存在一定差异,随时间变化,差异最大时在6 h。     

外源水杨酸对铝胁迫下栝楼光合特性及耐铝性的影响

以耐铝品种安国栝楼和铝敏感品种浦江栝楼为试验材料,采用溶液培养法研究800μmol/L铝胁迫下,不同浓度水杨酸对2个栝楼品种的生长特性、光合特性及抗氧化酶活性、MDA和紫外吸收物含量的影响。结果表明,经过800μmol/L铝处理15d后,安国栝楼和浦江栝楼的相对根长、株高及地上部鲜重、叶绿素含量、最大光能转化效率(Fv/Fm)、最大荧光产量(Fm)及电子传递速率(ETR)明显下降,SOD、CAT活性却出现2种相反的变化趋势,显示出2个栝楼品种的耐铝性差异,POD活性和紫外吸收物含量降低,MDA含量及初始荧光(F0)升高。10,30,50μmol/L外源SA可不同程度地降低铝在根尖细胞壁中的积累、MDA含量及初始荧光(F0),提高栝楼的相对根长、株高、地上部鲜重、叶绿素含量及叶绿素荧光的相关指标和抗氧化酶活性。由此可知,外源SA通过提高栝楼抗氧化酶活性及光合作用能力增强栝楼抗铝毒能力。由隶属函数分析得出,SA具有缓解铝胁迫的效果,但并不能消除铝胁迫对栝楼生长的抑制作用。     

外源有机酸缓解水稻幼苗根系铝毒的生理机制

以4种杂交水稻品种为材料,进行溶液培养,测定了不同Al胁迫处理下发芽期幼苗的根长、根重、根电导率以及根系线粒体中重要的活性氧清除酶POD、CAT和APX的变化,研究了水稻幼苗对外源有机酸和Al毒响应的生理机制。结果表明:1.5mmol/L Al胁迫下水稻幼苗根系受到轻微伤害,同时POD和APX活性明显增加,CAT活性变化不大;而添加有机酸后,Al胁迫得到明显缓解,其中琥珀酸的缓解效果最为明显,柠檬酸、苹果酸、柠檬酸 琥珀酸的效果表现出品种的特异性;且加入外源有机酸后,POD和APX活性呈下降趋势,CAT的活性变化相对较小。表明Al胁迫引起水稻根细胞线粒体中活性氧代谢平衡发生变化,而有机酸的加入调节了Al胁迫下根系细胞线粒体中活性氧清除酶的活性,从而缓解了发芽期水稻幼苗的Al毒。     

铝胁迫下外源抗坏血酸对水稻幼苗抗氧化性能的影响

为探讨外源抗坏血酸(AsA)对铝胁迫下水稻抗氧化损伤的效应,以滇优35号(杂交稻,粳稻)为试验材料,采用溶液培养法研究外源AsA对不同铝浓度(0、50、100、200、400 μmol·L^-1)胁迫下水稻根尖H₂O₂含量及抗氧化酶活性等生理生化指标的影响。结果表明,水稻根尖氧化损伤程度随铝浓度的递增而加剧,与对照相比,400 μmol·L^-1铝胁迫可导致水稻根尖H₂O₂和MDA含量增加1.53和3.16倍,脯氨酸含量、SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.73、1.39、1.42、1.76和1.56倍,内源AsA含量减少0.53倍;而施用外源AsA处理的根尖H₂O₂和MDA含量只增加1.04和2.69倍,内源AsA含量减少0.46倍,脯氨酸含量增加1.96倍,SOD、POD、APX和CAT活性分别增加1.48、1.63、1.90和1.89倍。综上所述,外源AsA可通过增强渗透调节物质含量来维护质膜结构的完整性,增强抗氧化酶活性和内源AsA含量,降低根尖H₂O₂的积累和质膜过氧化程度,促进水稻在铝胁迫条件下的生长。本研究结果为进一步探索外源AsA缓解水稻铝毒的机理提供了一定的理论依据。     

低钾胁迫下不同低钾耐性大豆光合特性及保护性酶的差异

田间试验选用耐低钾和低钾敏感的大豆品种各2个,研究低钾胁迫下不同品种光合特性及活性氧代谢的差异。结果表明,与施钾相比,低钾胁迫下,两类品种的相对叶绿素（SPAD）、光合速率（Pn）和气孔导度(Gs)均下降,但低钾耐性品种比低钾敏感品种下降的幅度小;而胞间CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（Tr）和脯氨酸含量升高,且低钾敏感品种比低钾耐性品种升高幅度大。低钾耐性品种SOD活性在开花期低于低钾敏感品种,成熟始期又明显高于低钾敏感品种;CAT活性在开花期和结荚期低钾耐性品种都高于低钾敏感品种;成熟始期POD活性低钾耐性品种下降的幅度小于低钾敏感品种;MDA在生育中后期,低钾耐性品种明显低于低钾敏感品种。     

不同浓度Hg2+ 、Cr3+ 和Pb2+单一胁迫对绿豆膜脂过氧化物含量及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度Hg2+、Cr3+ 和Pb2+胁迫条件下,绿豆花荚期叶片中膜脂过氧化物（MDA）含量及抗氧化酶,包括(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性的变化情况。结果表明,Hg2+、Cr3+和Pb2+胁迫后,随着浓度的升高,绿豆叶片中MDA含量也逐渐升高,与对照相比均呈差异显著性;在Cr3+和Pb2+胁迫下,绿豆叶片中SOD酶活性随着浓度的升高呈现升高的趋势;在低、中浓度Hg2+胁迫下,SOD酶活性低于对照,但高浓度下,SOD酶活性高于对照;Hg2+处理后,POD随着浓度的增加,表现出先升高后降低又升高的趋势;低、中浓度Cr 3+处理使绿豆叶片内POD活性降低,但在高浓度时表现出POD活性增强;随着Pb2+处理浓度的增加,POD活性逐渐降低;Hg2+ 和Cr3+处理使CAT活性升高,但Pb2+处理后,CAT活性随浓度的升高先下降,再升高,然后又下降。研究表明Pb2+对绿豆的生态毒性较大。     

铅胁迫对毛白杨组培生根苗生理生化及根尖细胞微管骨架的影响

用50μmol/L硝酸铅对毛白杨组培生根苗进行不同时间的处理,测定叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）4种抗氧化酶活性水平和丙二醛（MDA）含量的变化;并通过间接免疫荧光染色法观察根尖分生区细胞的微管骨架。结果显示：铅能使毛白杨叶片APX和POD活性出现...     

外源褪黑素处理对镉胁迫下水稻种子萌发的影响

为探讨外源褪黑素对Cd胁迫下植物生长发育的影响,采用室内培养实验研究外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发及相关生理指标的影响。结果表明：外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发具有一定的促进作用,褪黑素施用可提高水稻种子的发芽率和发芽势,促进水稻幼根和幼芽的生长,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加100μmol·L-1褪黑素使得水稻根系活力和总根长分别比对照处理提高15.2%和133.7%;外源褪黑素能显著降低Cd胁迫下水稻幼芽的MDA含量,提高水稻体内的POD、SOD和CAT的活性,当Cd浓度为100μmol·L-1时,添加10~1000μmol·L-1褪黑素会使水稻幼芽MDA含量比对照处理降低8.2%~16.0%,POD、SOD和CAT的活性分别比对照处理提高21.3%~45.5%、24.2%~32.2%和77.8%~145.8%。褪黑素可以有效地缓解Cd对水稻的毒害作用。     

Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响

本研究以龙葵为试验材料,采用水培方法分析了补充Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响。结果表明,补充200μmol.L 1Fe-EDTA提高了龙葵幼苗对Zn毒害的耐受性。400μmol.L 1ZnCl2处理导致龙葵幼苗株高、根长和叶绿素含量显著减少,并引起H2O2的积累。补充Fe后,植株生长状况得到明显改善,SOD、CAT和APX基因的表达和酶的活性显著提高。同时RT-PCR结果显示,补充Fe后,FeSOD2和CAT1基因的表达明显升高。这些结果表明,Zn毒害对龙葵幼苗生长发育的影响很大程度上可能是由于Zn毒害引起的缺Fe导致的;Zn毒害条件下补充Fe可以通过提高FeSOD2和CAT1基因的表达,提高抗氧化酶的活性,降低ROS的水平,降低植株的氧化伤害。本研究为进一步研究植物响应Zn毒害的生理分子机理,以及植物修复技术的实际应用提供了理论基础。     

锌铬复合污染对水稻根系抗氧化酶活性的影响

为了研究水稻在金属复合污染条件下的适应过程,该文就成都平原两种常见的重金属污染元素(锌、铬)对土壤复合处理后,进行水稻盆栽试验.结果表明,锌铬复合污染条件下,在水稻不同生育期,水稻根系3种抗氧化酶(SOD,POD和CAT)活性随锌、铬浓度的增加而表现出不同的变化趋势.在水稻分蘖期,随铬浓度的增加,水稻根系SOD活性和POD活性呈先降后升的变化趋势;随锌浓度的增加,水稻根系SOD活性和POD活性呈升高的趋势;而水稻根系CAT活性则随锌、铬浓度的增加呈一定的降低趋势.在水稻孕穗期,随锌、铬浓度的增加,水稻根系SOD活性呈先降后升的变化趋势,POD活性及CAT活性则呈降低的趋势.在水稻灌浆结实期,水稻根系SOD、POD及CAT活性均呈一定的降低趋势.水稻籽粒产量随锌、铬浓度的增加呈降低的趋势.锌、铬浓度对水稻籽粒产量产生了复合效应,并与水稻籽粒产量有极显著的线性回归关系.这表明水稻通过调节自身的生理代谢能提高对锌铬复合污染的生态适应性,这能为培育适合重金属污染地区生长的水稻品种提供理论基础.     

酸铝胁迫对栝楼根系生长及铝积累的影响

针对南方酸性红壤对作物的生长造成的不利影响,采用水培方式,研究酸铝环境0、100、300、500、1000μmol·L-1Al3＋pH4.5,处理7d对长兴栝楼根系生长及铝积累的影响。测定指标包括根系活力、质膜透性、抗氧化酶类活性（过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX、愈创木酚过氧化物酶GPX、超氧化物歧化酶SOD）及其同工酶、过氧化氢（H2O2）含量、根尖铝含量的影响。结果表明：随着铝处理浓度升高,根系活力增大,根系质膜透性无显著变化;POD、CAT、APX酶活升高,GPX和SOD活性降低,多种抗氧化酶都有多条同工酶谱带出现;根尖相对铝含量升高,桑色素染色情况显示,荧光梯度与铝含量测定结果一致,并观察到根尖以上根毛处细胞凸起较之平整排列的根细胞更容易积累铝。栝楼对南方酸性红壤具有较强的适应能力,其体内抗氧化酶系统及根尖吸收、积累铝的机制对缓解铝毒害起着重要作用。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

采用水培方法,在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉（0、10^-6、10^-5、10^-4 mol·L^-1）,胁迫不同时间（5、10、15 d）后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度（10^-6 mol·L^-1）及中浓度（10^-5 mol·L^-1）镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用,而中浓度胁迫对地上部分作用更明显;低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT及ASA－POD）活性影响较小,只是根部POD、ASA－POD活性明显升高,而中浓度胁迫对除SOD外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用;MDA含量均未有显著升高,可见根部及叶片未受到氧化损伤;两种浓度胁迫下,Fv′/Fm′虽下降,净光合速率有所升高。高浓度镉（10-4 mol·L^-1）胁迫下幼苗生长几乎停止;根部SOD及CAT活性升高,而POD和ASA－POD被明显抑制,叶片中CAT、POD及ASA－POD活性显著升高;根部受到显著氧化损伤;各项光合参数（Fv/Fm、Fv′/Fm′和净光合速率）均显著降低。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2＋胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛（MDA）含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2＋毒害的作用机理。结果表明,中、低浓度（10-6、10-5mol·L-1）Cd2＋胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度（10-4mol·L-1）Cd2＋胁迫后,MDA含量显著升高（P〈0.05）。Cd2＋胁迫初期,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显。植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2＋胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收。     

钙对大豆幼苗镍毒害的缓解效应及对抗氧化酶活性的影响

采用盆栽方法,研究了镍毒害条件下外源钙对大豆镍毒害的缓解效应以及对其叶片组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的影响,以探讨钙缓解植物镍毒性的生理机制.研究结果表明:Ni2+60 mg/kg添加量对大豆幼苗生长表现出明显的抑制作用,但是当加入不同钙量后,大豆的镍毒害症状得到不同程度的缓解,Ca2+ 200 mg/kg处理的缓解作用好于Ca2+ 100 mg/kg.与不施镍处理相比,单施Ni2 60 mg/kg处理的大豆叶片组织SOD、CAT和APX活性明显下降,而POD活性明显上升.当配施Ca2以后,大豆叶片组织中SOD、CAT、POD和APX活性明显提高,且Ca2+ 200 mg/kg处理的上升程度比Ca2+ 100 mg/kg处理的大.因此,Ca2+是通过提高叶片组织抗氧化酶活性,增强活性氧清除能力,而使大豆的镍中毒症状得到缓解,这是Ca2+减轻大豆镍毒害的生理机制之一.     

Differential Responses of Anti-Oxidative Enzymes to Aluminum Stress in Tolerant and Sensitive Soybean Genotypes

Seedlings of two soybean genotypes, BX10 [aluminum (Al)-tolerant] and BD2 (Al-sensitive), were treated with Al to evaluate the relative root growth (RRG), callose content, Al-sensitive zone, lipid peroxidation, and the anti-oxidative enzyme activities by histochemical and biochemical assays. Under Al toxicity, the RRG reduction of BD2 was more significant than that of BX10, while callose content displayed a contrary trend. The 2–5 mm zone of root apex was the main Al-sensitive zone for soybeans. The activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) were found to be higher in the two genotypes under Al toxicity than that of the controls. The SOD, POD, and CAT activities of BX10; however, were significantly lower than those of BD2. These results implied that producing low quantity of ROS may be one aspect of the Al-tolerant mechanism for soybeans, which in turn helps them adapt to Al stress.