9个高羊茅品种种子萌发和幼苗生长对锌胁迫的响应

采用液培试验,研究了不同浓度Zn2+(0、75mg·L-1、150mg·L-1)胁迫对9个高羊茅品种种子发芽势、发芽率、幼苗根长、苗高、鲜重、叶绿素含量、丙二醛含量、细胞质膜透性的影响。结果表明,随Zn2+浓度增加,供试品种中"爱瑞3号"的发芽势和"火凤凰"幼苗的鲜重呈先上升后下降趋势,其他品种两指标均呈下降趋势;"红象"、"金娜多"、"宇宙星"、"火凤凰"、"爱瑞3号"等品种种子的发芽率呈先上升后下降的变化趋势,其他4个品种呈下降趋势;9个品种的幼苗根长、苗高、叶绿素含量均呈下降趋势,丙二醛含量和细胞质膜透性均呈上升趋势。采用Delphi法对8项指标进行综合分析显示,75mg·L-1Zn2+胁迫下,耐锌性顺序为"火凤凰""红象""缤狗"、"家园""宇宙星"、"里园2号""麦哲伦""金娜多""爱瑞3号";150mg·L-1Zn2+胁迫下,耐锌性顺序为"火凤凰"、"里园2号""缤狗""金娜多""爱瑞3号""宇宙星""红象""麦哲伦""家园"。因此,在治理Zn2+污染时,要根据污染程度,合理选用高羊茅品种。     

苦荞根系分泌有机酸对低氮胁迫的响应机制

通过对两种不同低氮耐受性苦荞品种{迪庆苦荞(DQ,耐低氮)及黑丰1号(HF,不耐低氮)}的盆栽试验,研究了苦荞根系分泌有机酸(丙二酸、丙酸、草酸、酒石酸、乙酸)对低氮胁迫(尿素,80 mg kg~(-1))的响应机制。分析结果表明:幼苗期时,低氮处理(尿素,80 mg kg~(-1))与常氮处理(尿素,160 mg kg~(-1))相比,HF和DQ土壤含水量分别减少24.2%和14.32%,且这一时期低氮胁迫下DQ耗水量显著高于HF。DQ根际土壤pH值在幼苗期和开花期分别比HF低1.44%和8.44%。裂区分析显示,氮处理对苦荞根际土壤有机酸含量有显著的影响。低氮胁迫下苦荞根系分泌有机酸含量在品种间具有差异,根际土壤中丙二酸与其他有机酸相比含量较多但并未在品种间产生显著差异,DQ根际土壤中草酸含量在各个生育期分别显著高于HF 40.16%、25.24%和41.31%,酒石酸也在开花期和成熟期表现出相同的趋势。综上所述,苦荞可能通过根系有机酸的分泌来调节根际土壤养分有效性以应对低氮胁迫环境,对于未来贫瘠土壤上苦荞的种植应考量其耐瘠性的差异,选育耐瘠性强的品种来增加效益。     

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.     

低锌和缺锌胁迫对不同基因型玉米的影响及机理

以两种不同基因型玉米(唐玉10号、博丰12号)为材料,用溶液培养的方法研究了低锌、缺锌和正常供锌对玉米生长发育的影响,并对两品种的SOD同工酶谱和蛋白质表达进行了分析。结果表明:一定浓度的低锌比缺锌对玉米危害更大,但不同基因型玉米对此敏感性不同,博丰12号表现出这种现象相对迟缓,而唐玉10号表现得迅速。与正常供锌相比,低锌处理时唐玉10号和博丰12号的一些SOD同工酶的活性降低,但博丰12号的一个SOD同工酶的活性明显提高,而缺锌对两品种的SOD同工酶谱影响不大。SDS-PAGE分析表明,低锌或缺锌处理时两种不同基因型玉米都有一些蛋白质组分增加或缺失。     

在铝胁迫下离子通道抑制剂和钙螯合剂对黑麦根系分泌有机酸的影响

以药理学的方法研究了铝对根系分泌有机酸的诱导作用及钙离子的调控作用。50μm o l/L A l处理24 h后的黑麦根系分泌物的高效液相色谱(HPLC)分析结果表明,铝诱导黑麦根系分泌柠檬酸(C it)与苹果酸(M a l)。在铝溶液中加入阴离子通道抑制剂尼氟灭酸(NA,1~2μm o l/L)、苯甲酰甲醛(PG,10μm o l/L),有机酸的分泌受到极显著的抑制。C a2 通道抑制剂L a(NO3)3(25μm o l/L)、异搏定(VP,25、50、100μm o l/L)显著或者极显著抑制铝诱导的有机酸分泌,而且在50μm o l/L A l溶液中加入的C a2 专一性螯合剂乙二醇-双-(2-氨基乙基)四乙酸(EGTA,250、500μm o l/L)能显著抑制柠檬酸的分泌。这些结果表明,阴离子通道是铝胁迫下黑麦根系分泌有机酸的重要通道,C a2 可能介导此分泌过程。     

铅胁迫下小花南芥与玉米间作对根系分泌物 有机酸的影响

为了揭示Pb胁迫对间作和单作的超累积植物和作物根系分泌低分子有机酸的影响,研究设置400 mg·L?1Pb胁迫,采用水培曝气法试验,以玉米和小花南芥单作为对照处理,研究Pb胁迫下玉米和小花南芥间作对植物根系形态、根系分泌有机酸及Pb吸收的影响。结果表明:与单作相比,间作小花南芥情况下,玉米根系分泌物检测到乳酸;玉米分根条数、根表面积和根密度与单作相比分别增加60%、15%和42%,地下部和地上部干重生物量分别增加108%和75%,玉米地下部Pb含量下降44%;与单作相比,间作玉米条件下,小花南芥根系分泌物检测到乙酸和乳酸,小花南芥根系分泌物量与单作相比增加103%~1 700%,小花南芥地下部和地上部Pb累积量分别比单作增加49%和75%,转运系数增加22%。相关分析结果表明,单作小花南芥只有地上部Pb累积量与草酸显著相关,而间作小花南芥地下部和地上部Pb累积量与草酸、柠檬酸和苹果酸显著相关。研究表明超富集植物小花南芥与玉米间作体系,根系分泌的有机酸改变了Pb在小花南芥和玉米体内的累积特征,促进超累积植物小花南芥累积Pb,减少农作物玉米植株体内Pb含量。Pb胁迫下超累积植物小花南芥与玉米间作是一种可行的修复模式。     

黑豆种质苗期耐荫性评价及其根系对弱光胁迫的响应

玉米-大豆复合种植是西南地区重要的生态种植模式之一,而目前耐荫型专用黑豆种质十分匮乏,黑豆的耐荫机理也尚不清楚,这严重影响了该模式的进一步推广。本研究旨在建立黑豆苗期耐荫性评价数学模型,筛选出能够判断黑豆耐荫性的有效指标,并探讨不同耐荫型黑豆根系对弱光胁迫的响应差异,为耐荫型黑豆种质的选育及耐荫机理的阐释奠定基础。试验以23个黑豆种质为研究材料,采用盆栽试验方法,设置自然光和遮荫2个处理。在黑豆植株V3期测定株高、茎粗、下胚轴长度、叶片干重、茎干重、主茎节数、总根长、根表面积、总根体积等形态指标和光合参数、叶绿素荧光参数等生理指标。采用多元统计方法建立黑豆苗期耐荫性评价模型,并根据评价结果,关联分析不同耐荫型黑豆根系对弱光胁迫的响应差异。通过逐步回归分析建立了黑豆苗期耐荫性评价数学模型;并通过该模型,筛选出蒸腾速率、株高、叶干重、最大荧光强度和初始荧光强度等5个鉴定指标。在荫蔽条件下测定苗期黑豆的上述5个指标可实现对黑豆苗期耐荫性的综合评价。同时,对23份黑豆种质的耐荫性综合评价值D进行了聚类分析,结果表明,黑豆种质可划分为耐荫型、中度耐荫型和荫蔽敏感型3类。不同耐荫型黑豆种质的根系结构对弱光胁迫的响应程度不同,黑豆的总根长、根表面积、总根体积、根干重等根系强度指标均表现为耐荫型中度耐荫型荫蔽敏感型。这表明耐荫潜力大的黑豆根系更发达。     

光照强度对伴矿景天生长和锌镉吸收性的影响

伴矿景天(Sedum plumbizincicola)是生长于浙江铅锌矿地区的一种景天科植物新种,具有超富集锌和镉的特性,是一种多年生草本植物,无性繁殖为主,与其他修复植物相比具有生长速率快、生物量较大的特点[1-2],可用来修复重金属污染土壤[3]。但对伴矿景天的生长习性鲜有研究,限制了其大规模的推广应用。因此,本文以Zn、Cd超积累植物伴矿景天为对象,探讨光照强度对其生物量与Zn、Cd浓度的影响,及可能的光合作用响应机制,旨在探明伴矿景天生长的适宜光照环境,为重金属污染土壤植物修复的农艺调控提供依据。1材料与方法1·1供试材料供试伴矿景天苗采自浙江淳安,将野外植株移至温室生长繁殖,通过株芽     

黑豆边缘细胞对干旱胁迫的响应和对根系生理特性的影响

以黑豆Glycine max (L.) Merrill为材料,采用静置培养(保持边缘细胞和黏液附着在根尖)和振荡培养(移除边缘细胞及根尖黏液)方法,比较研究干旱胁迫下黑豆根尖边缘细胞(root border cells, RBCs)产生和黏液分泌以及对根系生理特性的影响。结果表明,与对照相比,11%和22%的聚乙二醇(PEG)处理使RBCs数目分别降低了18.1%～21.6%和28.8%～30.4%,胞外黏液分泌分别增加了62.8%～140.7%和133.8%～172.7%,表明干旱胁迫抑制了RBCs的发育,增加了RBCs黏液分泌量。移除边缘细胞的根伸长抑制率、根系相对电导率和丙二醛(MDA)含量高于保留边缘细胞的根,而根系脯氨酸含量则是前者显著低于后者。说明干旱胁迫下,黑豆根尖附着的RBCs及黏液分泌量的增加,减缓了根尖细胞损伤,有利于根系生长,从而提高黑豆的抗旱能力。     

拟南芥nos1突变体对盐胁迫阳离子和阴离子的响应

植物对阴离子和阴离子的吸引是植物括盐性调控的重要内容。为了阐明拟南芥对中性盐中阳离子和阴离子抗性机制,本试验以拟南芥nos1(nitric oxide synthase1)突变体为材料,用Na2SO4、Na Cl、K2SO4、KCl作为盐胁迫因子,研究了突变体的根弯曲百分率、根长、株高、鲜重、存活率以及渗透调节物质脯氨酸和丙二醛含量的变化。拟南芥nos1突变体在4种不同盐胁迫下,呈现出不同的抗性,Na2SO4和Na Cl中突变体的根长显著高于K2SO4和KCl处理的材料,KCl中突变体的株高和鲜重显著高于Na2SO4和Na Cl中。随着盐浓度升高,突变体存活率显著低于对照,KCl中突变体的存活率显著高于Na2SO4和Na Cl中。另外突变体在Na2SO4和Na Cl中脯氨酸含量和丙二醛含量显著高于K2SO4和KCl处理的样品。这些结果表明突变体对盐胁迫下的阳离子和阴离子抗性机制存在显著差异,阳离子相同时,突变体对SO42-盐胁迫更敏感,阴离子相同时,突变体对Na+盐胁迫更敏感。本试验为提高作物抗盐性和生物技术改良提供理论依据。     

Response of carboxylate metabolism to zinc deficiency in Lactuca sativa and Brassica oleracea plants

Species or genotypes differ in their zinc use efficiency (ZnUE) under low Zn availability in the soil. Organic acids (OAs) synthetized by plant carboxylate metabolism may play a role in Zn‐deficiency tolerance. The main objective of the present work was to assess the response of two species of great agronomic interest such as Lactuca sativa and Brassica oleracea to Zn deficiency focusing on OAs and carboxylate metabolism. For this, L. sativa and B. oleracea plants were grown in hydroponic culture with two different Zn‐application rates: 10 µM Zn as control and 0.1 µM Zn as deficiency treatment. ZnUE parameters, concentrations of OAs and enzymes of carboxylate metabolism were analyzed. L. sativa showed better Zn uptake efficiency (ZnUpE), while B. oleracea demonstrated better Zn utilization efficiency (ZnUtE). In L. sativa, citrate and oxaloacetate concentrations and phosphoenolpyruvate carboxylase and citrate synthase activities increased, while fumarase and malate dehydrogenase activities declined. In B. oleracea no significant response was found in concentrations of carboxylate metabolism or enzyme activity except for a decrease in fumarase activity. These results suggest that a possible factor that induces the tricarboxylic acid cycle could be the low ZnUtE rather than the low Zn concentration under Zn‐deficiency conditions. In L. sativa citrate, oxaloacetate, phosphoenolpyruvate carboxylase, and citrate synthase may play a key role to face Zn deficiency, while in B. oleracea the higher ZnUtE cannot be explained in terms of a rise in OAs synthesis.     

Kinetics of zinc uptake by mycorrhizal (VAM) and non-mycorrhizal corn (Zea mays L.) roots

Summary The kinetics of Zn absorption were studied in mycorrhizal (Glomus macrocarpum) and non-mycorrhizal roots of corn (Zea mays L.) at pH 6.0 at Zn concentrations of 75 mol to 1.07 mol m^-3. Five concentration-dependent phases of Zn absorption were recognized; phase 0 (1.5–4.0 mmol m^-3) was linear but the other four phases (4.0 mmol to 1.07 mol m^-3) obeyed Michaelis-Menten kinetics. At low concentrations (less than 4 mmol m^-3), sigmoidal kinetics of Zn absorption were observed. The absorption of Zn by mycorrhizal maize was greater at low concentrations but decreased at higher levels. This appeared to be a result of a higher maximal uptake rate in phase 1 and lower K _m values in the subsequent phases. Kinetic models yielding continuous isotherms could not account for the observed multiphasic pattern.Research paper no. 6820 through the Director, Experiment Station, G.B. Pant University of Agriculture and Technology, Pantnagar 263 145, UP, India     

万寿菊生物熏蒸对连作苹果幼苗和土壤微生物的影响

以苹果(平邑甜茶)幼苗为试验材料,盆栽条件下以万寿菊植株风干粉末拌土熏蒸老苹果园土壤,为环境友好型熏蒸措施防控苹果连作障碍提供理论依据。试验设置老龄苹果园土壤对照(未作处理,CK)、覆膜(未拌入万寿菊,F)、万寿菊1.5 g kg~(-1)+覆膜(1.5T+F)、万寿菊6.0 g kg~(-1)+覆膜(6.0T+F)、万寿菊15.0 g kg~(-1)+覆膜(15.0T+F)。结果表明,与对照相比,万寿菊生物熏蒸处理能显著提高连作土壤中平邑甜茶幼苗的生物量,促进根系生长,提高土壤酶活性,土壤真菌减少、细菌增多。6.0 g kg~(-1)处理的效果最明显,幼苗地上部及根系干重分别为对照的8.1倍、13.1倍,根表面积及根体积分别增加了333.0%、548.4%;脲酶、磷酸酶活性分别较对照高103.6%、77.6%,蔗糖酶活性高出200.4%,过氧化氢酶活性升高64.6%;土壤细菌/真菌比值为219.9,是对照的5.6倍;真菌多样性、均匀度和丰富度指数均降低,优势度指数增加;层出镰孢菌基因拷贝数较对照降低57.9%。主成分分析(PCA)结果显示,万寿菊生物熏蒸处理对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,能够显著减少层出镰孢菌的数量。综上,连作土壤中添加6.0 g kg~(-1)万寿菊进行生物熏蒸可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

Effect of vesicular-arbuscular mycorrhizae and zinc application on dry matter and zinc uptake of greengram (Vigna radiata L. Wilczek)

Summary In a greenhouse study we examined the effects of vesicular-arbuscular mycorrhizae (VAM) inoculation, using Glomus macrocarpum and of Zn application on dry matter production and Zn uptake by greengram in two mollisols. The VAM inoculation significantly increased the dry weight of different plant parts and the Zn uptake in both soils. Inoculated plants showed a greater response to the application of Zn at 2.5 and 5.0 mg kg^-1 soil in a Zn deficient clay loam soil. The inoculated plants also absorbed — more water than the uninoculated plants. Mass flow and diffusion were the principal processes by which Zn reached the plant roots; mass flow was particularly important in the absence of VAM in a sandy soil fertilized with higher Zn doses (5 and 10 mg kg^-1 soil). The greater supply of Zn to inoculated roots was attributed to an apparent diffusion process rather than to mass flow of Zn.     

不同氮形态对连作平邑甜茶幼苗生长及土壤尖孢镰孢菌数量的影响

【目的】研究盆栽条件下不同形态氮对苹果砧木—平邑甜茶幼苗生长以及对连作土壤微生物的影响,为连作建园时科学施肥、减轻苹果连作障碍提供依据。 【方法】试验于 2015 年露地进行,以平邑甜茶幼苗为试材,以连作土为对照1 (CK1) 和溴甲烷熏蒸为对照2 (CK2),设置施入铵态氮 (T1)、硝态氮 (T2) 和酰胺态氮 (T3) 3 个不同形态氮处理 (N 180 mg/L),于 2015 年 8 月测定平邑甜茶生物量、光合参数和土壤微生物等相关指标。 【结果】铵态氮 (T1) 和酰胺态氮 (T3) 处理均能明显提高连作条件下‘平邑甜茶’苹果幼苗的生物量,其中 T1 处理的株高、地径、鲜重、干重与 CK1 相比分别提高了 35.3%、24.4%、42.0%、57.7%。添加 3 种形态氮素均可不同程度地提高平邑甜茶幼苗叶片的净光合速率 (Pn)、气孔导度 (Gs) 和根系呼吸速率,其中 T1 处理的 Pn、Gs 和根系呼吸速率分别比 CK1 提高了 27.6%、35.6%、43.3%,却并未达到 CK2 的效果。实时荧光定量 PCR 结果表明,CK2 尖孢镰孢菌的基因拷贝数降低最为明显,比 CK1 降低了 52.6%,T1 也有效地降低了尖孢镰孢菌的基因拷贝数,而 T2 和 T3 处理尖孢镰孢菌的基因拷贝数与 CK1 没有显著性差异。T-RFLP 结果表明,T1 和 T3 处理的真菌群落结构与 CK1 有明显差异,T1 处理与 CK2 的真菌群落结构较为相似,T2 处理的真菌群落结构与 CK1 较为相似。 【结论】铵态氮处理可更好地提高连作平邑甜茶幼苗的生物量、净光合速率以及根系呼吸速率,降低土壤尖孢镰孢菌的基因拷贝数,明显改变连作土壤的真菌群落结构,可作为减轻苹果连作障碍的措施。     

苹果发酵液对Fe2+的螯合能力及对缺铁平邑甜茶幼苗的影响

本试验研究了苹果发酵液对二价铁的螯合能力,并以平邑甜茶（Malus hupehensis var. pingyiensis）幼苗为试材,研究了平邑甜茶幼苗根系对铁的吸收效应以及发酵液和FeSO4混合施用后,对缺铁平邑甜茶幼苗株高和干粗的增长率、 鲜、 干重根冠比、 全量铁与活性铁含量、 叶绿素及净光合速率的影响。结果表明,当苹果发酵液pH为5.5时,对Fe2+的螯合能力最强,其与FeSO4混合根施后,能促进平邑甜茶幼苗根系对铁的吸收; 发酵液300倍稀释液和FeSO4混合处理对缺铁平邑甜茶幼苗株高和干粗的增长率、 鲜、 干重根冠比、 活性铁含量、 叶绿素含量及净光合速率的提高最为显著。由试验结果推论,苹果发酵液具有较强的Fe2+螯合能力,有利于苹果幼苗对Fe2+的吸收,并能有效地改善缺铁植株叶片的光合效率。     

Genetic polymorphism of <Emphasis Type="Italic">Malus sieversii</Emphasis> populations in Xinjiang,China

Malus sieversii (Ledeb.) Roem. is a wild apple species which is distributed in the western mountains in Xinjiang, P.R. China, as well as in Central Asia, including Kazakhstan, Kyrgyzstan, Tajikistan, Uzbekistan and Turkmenistan. M. sieversii germplasm is valuable for plant breeders for drought, cold and disease resistance. Genetic polymorphisms of 20 populations of M. sieversii and 2 populations of M. niedzwetzkyana in Xinjiang, China were analyzed using RAPD markers. We present geographical distribution data as well as the discovery of a rare king old tree. Different types of pollen grain morphology were analyzed.     

树木年轮及其根部土壤元素含量的对数线性相关模型的验证及应用

Nine Platanus acerifolia(Ait),Willd.trees growing in the Nanjing Children Teacher‘s School,Nanjing,China ,were selected to determine the contents of 13 chemical elements both in the 1994‘s growth rings,C(Z,t),and in the soils near the roots,C′(Z,t),of the trees ,The results showed that the relationship be-tween C(Z,t) and C′(Z,t) followed the logarithmic liner correlation moedl.lgC′(Z,t),=a(Z) b(Z)lgC(Z,t),Based on this model the chrono-sequences of chemical element contents in the soils were reproduced fromt those ih the tree rings;i.e., the dynamic variations in the chemical element contents of the soils at the sites were trced.In this study the chrono-sequences of the chemical elements including Cd,Pb,Mn,Co and Zn in the soils near the roots of a Platanus acerifolia tree from 1957 to 1994 were established ,and the background values of Cd,Pb,Mn,Co and Zn in the soil were calcuated by taking the lowest values of the chrono-sequences of the element conents as upper limits of the background values.     

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。