孔雀草体内低分子质量巯基化合物对重金属镉的响应

[目的]探讨不同浓度镉胁迫对孔雀草不同组织中低分子质量巯基蛋白含量的影响。[方法]采用土培实验,研究不同镉浓度(0,100,300,500mg/kg)对孔雀草根、茎、叶中非蛋白巯基(NPT)、还原性谷胱甘肽(GSH)、氧化性谷胱甘肽(GSSG)、植物螯合肽(PCs)、半胱氨酸(Cys)含量的影响。[结果]随镉浓度升高,根、茎、叶中的NPT含量及PCs含量均呈先升后降趋势,而Cys、GSH、GSSG只在茎中呈先升后降趋势,根中的GSH和GSSG随镉浓度增加而增加,Cys含量则随镉浓度增加呈先降后升趋势,叶中Cys随镉浓度增加呈先降后升再降趋势,GSH随镉浓度增加呈先降后升趋势,GSSG则是先升后降趋势,GSH/GSSG值在根中最高,茎次之,Cd对叶GSH/GSSG值影响较小。[结论]低相对分子质量巯基化合物在孔雀草镉解毒过程中起重要作用。     

小麦在铜、镉胁迫下体内含巯基物质对解毒机制的研究

将小麦幼苗分别放在含有100μmol/L Cu2 的培养液和100μmol/L Cd2 的培养液中培养,观察其体内重金属含量、丙二醛(MDA)、植物螯合肽(PC)和谷胱甘肽(GSH)的变化。试验结果表明,在铜、镉胁迫下,小麦体内重金属含量逐渐增加,尤以根中增加明显,约75倍,而叶中增加较少,为2~5倍;无论是在根中还是在叶中,镉的含量都高于铜的含量;铜、镉胁迫下小麦叶片膜脂过氧化程度都高于根部无论是铜胁迫还是镉胁迫下,小麦体内叶片的GSH含量均高于根部,而PC含量均低于根部。     

镉胁迫对棉花幼苗生长效应及不同器官镉积累的影响

以转基因抗虫棉品种农大棉9号(ND9)和国欣棉3号(GX3)为材料,设4个镉(Cd)处理(0μmol·L-1、25μmol·L-1、50μmol·L-1、100μmol·L-1)。结果表明:随Cd处理浓度升高,棉苗干物质质量、根系总根长、总表面积和总体积呈下降趋势;根冠比和根系直径呈升高趋势。Cd在根、茎、叶中的积累量表现为(叶片+叶柄)根系茎。当Cd处理浓度为50μmol·L-1时的转移率(TF)达到最大,为对照的2.2倍;处理浓度为100μmol·L-1时,TF则呈下降趋势。表明Cd胁迫增加棉苗体内Cd积累量,根系生长受到抑制,阻碍地上部植株发育,最终对棉苗产生毒害作用。     

镉胁迫对转基因棉花SGK3和ZD-90种子品质性状的影响

以陆地棉标准系TM-1为对照,通过盆栽模拟试验,采用ICP-MS技术和NIRS技术测定不同水平镉胁迫下2个棉花品种(系)种子种仁的镉含量和营养成分。结果表明,3个参试的棉花品种(系)种仁中的镉含量随镉处理浓度的增加而显著增加,其中转基因抗虫棉品种SGK3种子种仁的镉含量最高,低、中、高镉浓度处理后的种仁镉含量均显著高于其他品种(系),说明该品种具有较强的镉累积能力。转基因抗草甘膦棉花种质系ZD-90种仁中的镉含量虽显著低于SGK3,但高于甚至显著高于陆地棉标准系TM-1。镉处理可降低棉花种子的物理品质性状,且品种(系)间的差异达到显著水平。3个陆地棉品种中,镉处理对于TM-1的蛋白质、油分和棉酚含量有较大的影响,差异达到了显著水平。而SGK3和ZD-90的种子种仁营养成分受镉处理影响相对较小,不同处理间种仁的营养成分差异未达显著水平。耐镉害能力为SGK3>ZD-90 >TM-1。相关性分析结果表明,棉花种子种仁的镉含量与棉酚含量呈显著负相关,但与其他种子物理品质性状和种仁营养品质性状的相关性未达显著水平。     

镉胁迫对3个棉花品种生理生化特征及农艺性状的影响

【目的】了解棉花对镉污染土壤的修复能力以及指导耐镉棉花品种的选育工作。【方法】采用酶联免疫法对C184、湘杂棉15和湘419这3个品种在不同镉浓度胁迫下全生育期功能叶的超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)过氧化氢酶(Catalase,CAT)的酶活及丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的累积量进行了测定比较,同时对三者全生育期各个器官的镉含量及部分农艺性状进行了比较和分析。【结果】镉胁迫下抗氧化酶活性均受到抑制,并随着镉浓度的增加抑制作用愈明显,其中POD活性受到抑制作用最为显著;5 mg·L~(-1)镉胁迫对棉花抗氧化酶活性、MDA的累积以及农艺性状指标的影响最大。【结论】3个棉花品种中杂交种湘杂棉15较其他2个常规棉表现出更优异的镉耐受性及镉累积能力。     

镉胁迫对艾纳香抗性生理、亚细胞镉分布和镉化学形态的影响

为探讨镉胁迫下艾纳香耐镉机制,采用盆栽试验,研究土壤镉(Cd)(0、0.5、5 mg/kg)胁迫下艾纳香各器官的抗性生理、亚细胞Cd分布和化学形态的变化情况。结果表明,随着外源Cd处理浓度的增加,艾纳香各器官Cd含量均增加,且表现为叶>茎>根;地上部Cd富集系数表现为0.5 mg/kg处理组(8.16)>对照组(2.40)>5 mg/kg处理组(1.65),Cd转运系数表现为对照组(2.35)>5 mg/kg处理组(1.90)>0.5 mg/kg处理组(1.79)。艾纳香各器官非蛋白巯基化合物总量表现为茎>叶>根。各器官超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随着外源Cd处理浓度的增加呈现先升后降的趋势。各器官亚细胞Cd相对比率均表现为细胞壁>可溶组分>细胞器,且含量随着Cd处理浓度的增加而增加。在Cd胁迫下,各器官Cd化学形态主要以迁移力、毒性处于中间水平的氯化钠提取态和迁移力弱、毒性小的醋酸提取态为主。本研究结果表明,艾纳香通过非蛋白巯基化合物的螯合作用、植株抗氧化作用以及细胞壁沉积和Cd化学形态的改变达到解毒...     

镉胁迫诱导的两种青稞叶片衰老差异的生理学比较

青稞对青藏高原极端环境有极强的适应性。镉诱导的植物衰老会降低作物产量和质量,并严重威胁人类健康。本研究旨在探究镉胁迫下两种青稞叶片的衰老差异。将‘昆仑12’(晚衰型, late-stage senescing, LS)及‘肚里黄’(早衰型, early-stage senescing, ES)两种青稞进行液体培养后,用浓度为25、50、75、100、150μmol/L的氯化镉对其幼苗分别处理2 d,观察其生长情况,测定生理指标,比较其镉耐受性和衰老进程的差异。结果显示镉处理使二者表现出依赖Cd浓度增加的叶片发黄、叶尖卷曲、叶绿素含量降低、膜损伤增加、过氧化氢积累和镉积累等现象。镉处理引起两种品种中CAT活性的增加,不同的是在ES中CAT活性随镉浓度的增加先增加后降低,而在LS中呈持续增加的趋势,其余三种抗氧化酶SOD、POD和APX的活性变化为随Cd浓度的升高呈先升后降的趋势,且在ES中均显著高于LS。低浓度的Cd对LS的影响较小,而高浓度的Cd使LS和ES均表现出衰老,其衰老进程存在差异。镉浓度达75μmol/L时,对两种青稞的影响差异显著。说明镉诱导下,LS较ES表现出较强的镉耐受...     

镉胁迫对不同基因型大白菜苗期生长及镉积累的影响

利用实验室营养液水培法,研究了在不同浓度Cd胁迫下5个大白菜品种苗期生长和吸收积累镉的差异.结果表明,在不同浓度Cd胁迫下,各品种地上部鲜重均下降,且显著低于对照;50μmol/L CdCl2处理时,以浙白8号的生长抑制率最低(53.86％).短期较高浓度的Cd胁迫对大白菜地上部干物质积累有促进作用;在不同浓度Cd胁迫下,品种间大白菜地上部镉含量存在显著差异,其中,浙白8号大白菜地上部镉含量较低( 145.1 mg/kg DW,249.7 mg/kg DW).Cd胁迫下各品种大白菜叶绿素含量均下降,在不同Cd浓度下叶绿素a/b变化不同.     

镉胁迫对八角金盘生长及生理特性的影响

本研究通过对常用绿化植物八角金盘一年生实生苗进行不同浓度CdCl₂溶液[CK(0μmol/L Cd²⁺),Cd1(20μmol/L Cd²⁺),Cd2(40μmol/L Cd²⁺),Cd3(80μmol/L Cd²⁺)和Cd4(120μmol/L Cd²⁺)]处理,探究镉胁迫对八角金盘生长及生理特性的影响。结果显示,20μmol/L镉胁迫对八角金盘植株影响较小,表现为株高、叶片数、叶面积、最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Y(Ⅱ))等变化不显著;40、80μmol/L镉胁迫处理下,其生长指标下降,丙二醛(MDA)含量上升,抗氧化酶活性和可溶性蛋白含量上升,说明此浓度下植株可通过自身抗氧化机制等来适应镉胁迫;120μmol/L镉胁迫下,植株株高、叶面积显著降低,叶绿素含量、F_v/F_m、Y(Ⅱ)、可溶性蛋白含量均显著下降至最低,MDA含量累积较高,说明在高浓度镉...     

云南主栽水稻品种对镉积累的差异及与粒型、粒重的关系

以10份云南主栽水稻品种为材料,用不同浓度的镉(Cd)进行处理,测量茎秆和糙米中Cd含量,及不同品种粒长、粒宽、长宽比、粒厚和千粒重,以研究云南主栽水稻品种糙米及茎秆Cd积累及其与粒型、千粒重的关系。结果表明:随着Cd胁迫浓度的增大,不同水稻品种茎秆和糙米Cd含量呈逐渐升高趋势,且同一品种茎秆Cd含量高于糙米Cd含量,不同水稻品种对Cd的吸收差异显著。相关性分析表明,茎秆中Cd含量与千粒重在不同浓度处理上达到显著或极显著正相关,而与粒型无显著相关;糙米中Cd含量与粒型及千粒重均未表现出明显的相关性。     

外源 NO 对棉花幼苗氧化损伤和保护酶活性的影响

以子叶全展期的棉花幼苗为材料,在1/4 Hoagland营养液中添加不同浓度,0,10,50,100,200μmol/L SNP （硝普钠）处理棉花幼苗,研究外源NO对棉花幼苗叶片和根系氧化损伤和保护酶活性的影响。结果表明：外源NO供体SNP处理使棉苗叶片和根系MDA含量和O·-2产生速率显著增加,可溶性蛋白含量（叶片）显著降低,SOD、POD活性增加,但是CAT活性下降。10～100μmol/L SNP处理间差异不显著。各生理指标之间差异优先表现在叶片中。结果表明,外源NO在一定浓度范围内抑制棉花幼苗的生长。     

镉胁迫下不同水稻品种镉的累积与产量差异比较

探讨在镉(Cd)胁迫下水稻植株内的镉含量,以及水稻不同部位镉累积情况,筛选出高耐镉性且高产的水稻品种。以不同粳稻和籼稻品种为研究对象,通过盆栽试验,在不加镉与镉胁迫2种处理下,探讨不同水稻品种收获期的Cd含量,Cd累积情况。2种处理下水稻体内镉含量大致都为根茎叶谷壳籽粒,且镉主要集中在根部;镉在不同水稻品种内的累积与分布存在差异,尤其是镉在籽粒中的累积差异较大,8个中稻品种中籽粒镉含量以品种‘春优84’的增加幅度最低,表现出较低的镉累积能力;同时也表明镉胁迫下粳稻镉累积量高于籼稻;在镉胁迫处理下籼稻产量显著减少,而粳稻产量均增加。‘春优84’籽粒镉含量增幅最低,表现出显著的耐镉性,虽其产量有所影响,但从镉安全性考虑,可作为湖南省镉污染区域推广品种选用。     

镉胁迫对三个棉花品种(系)产量、纤维品质和生理特性的影响

以抗草甘膦棉花种质系ZD-90和转Bt基因抗虫棉品种s GK3为材料,以陆地棉标准系TM-1为对照,研究了镉(Cd)胁迫下棉花生育期内的植株生长、产量、农艺性状、纤维品质和抗氧化酶系统活性。结果表明,低浓度Cd对棉花植株的生长发育有一定的促进作用;高浓度Cd对植株的生产发育有显著的抑制作用,植株生长量、子棉产量和皮棉产量显著降低。Cd胁迫对棉花单株铃数、铃重和单铃种子数的影响较大,而对衣分无显著影响。不同浓度Cd处理间的棉花纤维品质性状无显著差异。棉花植株体内的抗氧化化物酶(POD、SOD和CAT)活性在棉花生长发育的初期或低浓度胁迫条件下迅速升高,但随着Cd浓度的增大和胁迫时间的延长,酶活性受到抑制。植株体内累积的MDA含量则随着Cd处理浓度的增加和胁迫时间的延长呈逐渐升高趋势。3个品种比较,TM-1对Cd较敏感,ZD-90次之,s GK3受Cd胁迫的为害相对较轻,是一个较耐Cd的棉花品种。     

不同浓度Cd2+ 对水稻种子萌发的影响

探讨不同浓度的Cd2+对不同品种水稻发芽的影响,结果表明,低浓度镉(≤1mg/L)对水稻种子的萌发有促进作用;高浓度镉(≥10mg/L)会影响水稻种子的发芽率(种子发芽率以70％计),且随Cd2+浓度增加,抑制作用增强.Cd2+对水稻幼根生长的影响,在低浓度下即表现为抑制作用,根长随Cd2+浓度的增加而递减.不同水稻品种对镉的反应不同,0-119的耐镉性最强,2179-1次之,超级稻最差.     

镉胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响

为明确重金属镉(Cd)胁迫对烤烟农艺性状和生理生化指标的影响,以吉烟9号为供试品种,采用盆栽方法,模拟土壤不同浓度Cd胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响。试验结果表明,Cd胁迫下,烤烟叶长、叶宽、株高、茎围在Cd>3mg/kg时随Cd浓度增加而下降(Cd20处理叶宽除外)。CAT、SOD活性随Cd浓度增加先升后降;Pro含量变化趋势则相反;POD活性和MDA含量持续升高,而Chl含量则持续下降。总氮、蛋白质、总糖、还原糖含量均随Cd浓度的升高呈先升后降再升的趋势;烟碱含量随Cd浓度升高逐渐降低。     

云南主栽水稻品种对福积累的差异及与粒型、粒重的关系

以10份云南主栽水稻品种为材料,用不同浓度的镉(Cd)进行处理,测量茎秆和糙米中Cd含量,及不同品种粒长、粒宽、长宽比、粒厚和千粒重,以研究云南主栽水稻品种糙米及茎秆Cd积累及其与粒型、千粒重的关系。结果表明:随着Cd胁迫浓度的增大,不同水稻品种茎秆和糙米Cd含量呈逐渐升高趋势,且同一品种茎秆Cd含量高于糙米Cd含量,不同水稻品种对Cd的吸收差异显著。相关性分析表明,茎秆中Cd含量与千粒重在不同浓度处理上达到显著或极显著正相关,而与粒型无显著相关;糙米中Cd含量与粒型及千粒重均未表现出明显的相关性。     

冠菌素对低温胁迫下棉花幼苗AsA-GSH循环的调控效应研究

【目的】研究冠菌素(Coronatine, COR)对低温胁迫下棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统的影响,探索其抗逆机理。【方法】以新陆早57号为材料,设4个处理,幼苗2叶期叶面喷施清水后进行25℃(CK)和4℃(LT)处理,幼苗2叶期叶面喷施冠菌素(0.01μmol·L~(-1))后进行25℃(COR)和4℃(LT+COR)处理,1 d后采集各处理根、茎和叶,测定抗氧化物质含量和酶活性。【结果】与CK相比,LT处理引起棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽和谷胱甘肽含量下降,谷胱甘肽过氧化物酶活性、还原型抗坏血酸和抗坏血酸含量升高,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性无差异,叶中氧化型谷胱甘肽含量减少。与LT相比,(LT+COR)处理使棉花幼苗根、茎和叶中抗坏血酸过氧化物酶、单脱氢抗坏血酸还原酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽过氧化物酶和谷胱甘肽还原酶活性升高,还原型抗坏血酸、氧化型抗坏血酸、还原型谷胱甘肽、抗坏血酸和谷胱甘肽含量增加,氧化型谷胱甘肽含量、还原型抗坏血酸与氧化型抗血酸的含量比、还原型谷胱甘肽与氧化型谷胱甘肽含量比在叶中变化明显。【结论】COR可以调控棉花幼苗抗坏血酸-谷胱甘肽循环系统,缓解低温对棉花幼苗造成的损伤,对叶片缓解作用最强。     

3种叶类蔬菜对镉污染的生长发育响应及累积特征

叶类蔬菜易受重金属镉污染,为筛选一种适宜在镉污染潜在区种植的叶类蔬菜,降低生态风险,提高食品安全。[方法]通过盆栽试验,研究了不同镉污染水平对3种蔬菜的生长发育的影响,及其土壤—蔬菜系统中的迁移分配情况,比较不同蔬菜对镉的耐受能力和累积情况。[结果]结果表明,小白菜、生菜在较低的镉浓度下表现为株高、单株质量增加趋势,在较高镉浓度下两种蔬菜的生长量均随着镉浓度升高出现迅速降低趋势。菠菜的耐镉胁迫能力最差,随着镉浓度升高,其生长量降低且在土壤镉污染水平为50 mg/kg 时已全部死亡。镉胁迫刺激了小白菜叶绿素含量的增加,生菜为低浓度镉胁迫促进叶绿素增加,高浓度下无显著差异,菠菜在随镉浓度升高叶绿素含量不断降低。根、茎和叶累积镉能力的顺序为：小白菜＜ 生菜＜ 菠菜;低浓度镉胁迫下生菜、菠菜的镉转移能力无显著差异,但均显著(P﹤0.05)高于小白菜的转移能力;根、茎和叶的富集能力均为小白菜＜ 生菜＜ 菠菜,且茎、叶中差异更显著。[结论]3种蔬菜中小白菜的耐镉能力最高,在镉污染风险区种植叶类蔬菜,小白菜的食品安全性较高。     

镉胁迫下不同品种烟草镉化学形态分布研究

为研究镉胁迫下不同品种烟草积累和忍耐镉的差异及机制问题,以烟草品种‘RG17’、‘贵烟11号’、‘Xanthi’为试验材料,采用土培试验方法对不同品种烟草镉化学形态分布特征进行了研究。结果表明,烟草根、茎、叶镉的各形态含量随土壤镉浓度的增加而增加,根部FHAC分配比率最高,占绝对优势,茎FHAC降低,FNaCl增加,而叶片FNaCl分配比率最高,占绝对优势,且随着镉浓度的加大,根、茎、叶镉的各形态分配比率有接近的趋势。同样各形态分配比率因品种而异,根部‘Xanthi’FHAC分配比率最高,而FW、FNaCl分配比率低;叶内FNaCl分配比率‘Xanthi’高于其他品种,而FW分配比率低,随着镉浓度的增加,这种趋势更加明显。推断高积累型烟草根内镉形成难溶于水的磷酸盐有利于其对镉的积累,而与蛋白质络合,从细胞质转移到液泡可能是烟草耐性品种忍耐镉的主要机制之一。     

褪黑素对盐胁迫下棉花种子抗氧化酶活性及萌发的影响

【目的】土壤盐渍化严重影响了棉花种子萌发,褪黑素(Melatonin, MT)对种子萌发具有重要的调控作用。本研究通过分析外源褪黑素对棉花种子萌发及其抗氧化酶活性等生理指标的影响,明确褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发的调控效应。【方法】以国欣棉9号为材料,于2018―2019年在河北省保定市河北农业大学温室进行试验。设置不同褪黑素浓度(0、10、20、50、100μmol·L~(-1))处理,研究了盐胁迫(150 mmol·L~(-1)NaCl)下棉花种子的发芽率、发芽势,种子萌发后的生物量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)、过氧化物酶(Peroxidase, POD)、过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性及丙二醛(Malondialdehyde, MDA)的含量变化。【结果】盐胁迫下棉花种子发芽率、发芽势、胚根长,种子萌发后的生物量均明显下降,SOD、POD、CAT活性显著降低,MDA含量明显增加。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子发芽势和发芽率,促进了种子胚根伸长,增加了种子萌发后的生物量;高浓度(50、100μmol·L~(-1))褪黑素处理抑制了种子萌发,降低种子萌发后的生物量。低浓度褪黑素(10、20μmol·L~(-1))处理提高了棉花种子的SOD、POD、CAT活性,同时降低了MDA含量,减轻了盐胁迫对种子的过氧化伤害。【结论】低浓度褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发具有促进作用,提高了种子耐盐性,而高浓度褪黑素对棉花种子萌发具有抑制作用,其中20μmol·L~(-1)褪黑素为盐胁迫下调控棉花种子萌发的适宜浓度。