不同浓度硫处理下硒镉交互胁迫对水稻幼苗的生理特性影响

以淮稻6号为试验材料,采用水培的方法,研究了不同硫（S）浓度下（9、720mg·L-1）硒（Se）（5mg·L-1）和镉（Cd）（1、10mg·L-1）交互胁迫对水稻幼苗一些生理特性的影响,主要研究指标包括生物量、巯基物质含量和硒、镉含量。结果表明：（1）Cd对水稻幼苗各部分生长状况抑制能力大小不同,其对根长的抑制作用明显大于对茎长的抑制;（2）在无Se条件下,随着Cd浓度的增加,Cd对水稻幼苗生长的毒性不断增大,在加入一定浓度的Se后,Cd的毒性作用得到缓解;（3）在不同浓度S处理和Se、Cd交互胁迫下,随着S浓度增大,Cd对水稻幼苗毒性作用减轻;但高浓度的S处理反而对Cd与Se交互实验中Cd的毒性产生协同作用;（4）高浓度的S处理可以抑制水稻幼苗对Se的吸收;（5）巯基物质含量随着胁迫时间的增加呈先上升后下降的趋势。在Se、Cd交互实验中,低浓度S处理可以提高水稻幼苗中GSH和PCs的含量,从而促进植株体内重金属和PC的络合作用,缓减Cd对水稻幼苗的毒害。     

不同镉耐性水稻非蛋白巯基及镉的亚细胞和分子分布

采用镉（Cd）耐性不同的水稻品种N07-6和N07-63,通过室内水培试验,比较了50 μmol·L-1Cd胁迫下水稻的非蛋白巯基（NPT）、Cd的亚细胞和分子分布的差异。结果表明,Cd处理后,两品种水稻植株Cd含量存在明显差异,N07-63根部向地上部转移的Cd显著少于N07-6。Cd胁迫诱导了两个品种NPT含量的增加,N07-63的增幅显著高于N07-6。Cd绝大部分分布在水稻的细胞壁和细胞可溶部分。N07-63茎叶和根部细胞壁结合的Cd占总Cd的比例高于N07-6,而细胞可溶部分Cd的比例低于N07-6。从Cd的分子分布来看,水稻茎叶细胞可溶部分的Cd一部分与大分子量蛋白质结合,其余大部分与植物螯合肽（PCs）结合,而根细胞可溶部分的Cd绝大部分与PCs络合,N07-63的Cd-PCs结合程度高于N07-6。由此说明,与N07-6相比,N07-63细胞壁对Cd的束缚和细胞可溶部分Cd-PCs的络合程度更高,Cd的毒害效应更小,向地上部转运的Cd更少。     

硫、硅对水稻体内NPT含量及镉亚细胞分布的影响

在4 mg kg~(-1)的镉污染条件下,设置不同的外源硫和硅供应水平,对辽星1号和沈农315两个品种的水稻进行了土培实验,在分蘖期对辽星1号水稻进行了亚细胞分析,观察在不同条件下重金属镉的亚细胞分布;并在分蘖期测定植株茎叶部分的非蛋白巯基(NPT)含量,研究不同硫硅配比对水稻吸收分配重金属的机理。结果表明,沈农315号水稻叶当中的NPT含量高于辽星1号,外源硫可以提升两个品种水稻叶中的NPT含量,增强对重金属的耐性,同时增加镉在包括液泡在内的细胞可溶部分的分布;施硅可以强化细胞壁,随着施硅量的提升,根茎叶细胞壁中的镉分布均显著提升,并且根细胞壁中的提升幅度大于茎,说明施硅不仅可钝化土壤中的镉,并且在植物体内,加强根细胞壁对镉的固化是硅增强植物体重金属抗性的主要途径。     

镉硫交互对东南景天抗氧化酶活性的影响

通过营养液培养试验研究不同硫镉水平对超积累东南景天抗氧化酶活性的影响。结果表明,在增施镉水平下东南景天叶片的MDA含量随着硫水平增加显著降低,Cd0水平下S2处理显著降低MDA含量达12.4%。相反,东南景天叶片的MDA含量随着镉水平的提高显著增加18.4%～137.7%。镉硫交互对超积累东南景天叶片抗氧化酶活性有显著影响。超积累东南景天叶片SOD活性随着硫、镉水平的增加而增加,以S3〉S2〉S1,Cd100〉Cd10〉Cd0。增施硫显著提高Cd10和Cd100水平下东南景天叶片POD活性。在S1,S2水平下,增加Cd水平东南景天叶片POD活性显著增加,POD活性以Cd10〉Cd100〉Cd0。超积累东南景天叶片CAT活性随着硫水平增加而增加8.9%～21.3%,CAT活性随着Cd水平的增加而显著增加,增幅以S1和S2水平下较大。随着S,Cd水平的增加东南景天叶片的APX活性显著增加。镉硫交互对4种抗氧化酶的效应以APX〉CAT〉POD〉SOD。     

土壤pH值与镉含量对水稻产量和不同器官镉累积的影响

为探明水稻产量与镉积累分配对土壤pH值和镉含量的响应,以3个籽粒Cd含量差异明显的晚稻品种(天优华占,TY;星2号,X2;湘晚籼13号,XW)为试验材料,分别于不同pH值稻田研究土壤镉(Cd)含量对水稻产量和不同器官Cd累积的影响,并比较了品种间差异。结果表明,水稻产量因土壤pH值下降而下降,且品种间降幅差异明显,以X2最大(21.72%33.81%),XW最小(3.05%17.71%);添加0.5 mg·kg^-1Cd时水稻减产不显著,但添加1.0 mg·kg^-1Cd时各品种均显著减产,且其降幅与品种和土壤pH值有关,X2和XW在酸化条件下降幅较大,而TY在正常pH条件下降幅较大。植株(整株)Cd含量存在品种间差异,各品种植株Cd含量均随着土壤Cd浓度的提高与土壤pH值的下降而显著提高,且植株Cd含量峰值因土壤酸化而提前。水稻器官间Cd含量依次表现根>茎>穗>叶,各器官Cd含量均随着土壤Cd浓度提高而显著增大,但增大倍数存在器官间差异;品种间器官Cd含量差异明显,营养器官表现为X2>TY>XW,而稻穗表现为TY>X2>XW。水稻各器官及全株Cd累积量均随着土壤Cd浓度提高和土壤pH值降低而显著增大,成熟期累积量表现为茎>穗>根>叶;品种间Cd累积量差异明显,营养器官和整株Cd累积量表现为X2>XW>TY,而穗Cd累积量表现为TY>X2>XW。Cd分配比例一般以茎为最高,叶最低,土壤酸化使茎、叶所占比例增大,根、穗所占比例降低;品种间Cd分配比例存在一定差异,穗Cd所占比例表现为TY>X2>XW。可见,水稻产量与器官间Cd累积分配规律受到土壤Cd含量和pH值的影响显著,同时也具有明显的品种间差异。本研究为不同水稻品种在不同pH值与Cd含量稻田上的应用提供了理论依据。     

硫对超积累东南景天镉累积、亚细胞分布和化学形态的影响

采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法研究了硫对超积累东南景天镉累积、亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,增硫处理（S2和S3）显著提高超积累东南景天根、茎和叶的镉含量、累积量及整株累积总量。镉在超积累东南景天根、茎和叶中的含量和分配比例为F1（细胞壁）F3（可溶性部分）F2（细胞器与膜）,细胞壁（F1）是Cd在超积累东南景天细胞内的主要结合位点;超积累东南景天根、茎和叶F1、F2、F3组分中的镉含量随着硫水平的增加而增加,但分配比例变化不一致;超积累东南景天植物体内镉形态以氯化钠提取态（FNacl）、醋酸提取态（FHAc）和水提取态（FW）占优势。增施硫处理,提高超积累东南景天根FNacl、FHAc和FW提取态镉含量和分配比例,降低FE和FHCl提取态镉含量和分配比例;茎FNacl和FHAc提取态镉含量和分配比例增加,FW、FE和FHCl提取态镉分配比例降低;叶FNacl、FHAc和FW提取态镉的含量增加,但对其分配比例影响不大。     

Pb胁迫下外源GSH对马蔺体内Pb积累和非蛋白巯基化合物含量的影响

采用溶液培养研究Pb胁迫以及Pb胁迫下添加外源谷胱甘肽(GSH)和丁胱亚磺酰胺(BSO)对马蔺根和叶干质量、Pb含量以及非蛋白巯基总肽(NPT)、谷胱甘肽(GSH)和其他非蛋白巯基化合物(植物螯合肽(PC)、半胱氨酸(Cys))含量的影响.结果表明,300 mg/L高浓度Pb胁迫下马蔺根系内Pb的大量积累显著抑制马蔺根系的生长,但同浓度Pb胁迫下添加100 mg/L GSH后马蔺体内Pb含量和干质量均不同程度增加,尤其是地上部,地上部干质量比300 mg/L单独Pb胁迫下马蔺根系干质量增加20.5％,接近于对照水平.而300 mg/L的Pb胁迫下添加100 mg/L BSO(GSH和PC合成抑制剂)后马蔺根系和地上部干质量均不同程度下降,根系降幅较大.根和叶中非蛋白巯基化合物含量检测显示,与单独Pb胁迫相比,Pb胁迫下添加GSH后马蔺根系和地上部NPT、GSH和其他非蛋白巯基化合物含量均呈增加的趋势;而Pb胁迫下添加BSO后除马蔺地上部其他非蛋白巯基化合物含量略有增加外,马蔺根系和地上部NPT、GSH和其他非蛋白巯基化合物含量较单一Pb胁迫下均出现不同程度下降,尤其根系内GSH含量降幅最大.综合分析Pb胁迫下添加外源GSH和BSO后马蔺干质量、Pb含量以及不同非蛋白巯基化合物含量的变化及关系,表明Pb胁迫下添加BSO后马蔺生物量的下降可能与非蛋白巯基化合物合成受抑尤其是GSH的合成降低有关.因此,Pb胁迫下GSH在马蔺Pb吸收转运和解毒中具有更重要的作用.     

硫对超积累植物东南景天生长和镉累积的影响

通过营养液培养试验研究了不同硫镉水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明,不同处理下东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量均以叶片>茎>根,且以Cd100>Cd10,显示出东南景天对镉的超积累特性。供硫1.5~2.25 mmol/L显著提高超积累东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量及整株镉累积总量。超积累东南景天地上部分(叶片 茎)镉累积量/地下部分(根)镉累积量的比值(S/R)远大于1,表明东南景天植株体内可能存在"增硫诱导镉需求"现象,而从植物修复角度来说,利用增硫手段提高超积累东南景天生长和地上部镉的积累能力具有重要的应用价值。超积累东南景天Cd的吸收速率和转运速率随营养液中硫(S)浓度的增加而增加,二者可分别用对数方程和直线方程来描述。     

有机酸对水稻镉吸收的影响

通过盆栽试验,在水稻开花期向土壤添加有机酸类物质,研究有机酸对水稻吸收镉的影响,特别是对水稻籽粒中镉含量的影响。结果表明,添加乙二胺四乙酸处理可明显抑制水稻对镉的吸收,即水稻籽粒中镉含量明显降低;而用柠檬酸和苹果酸处理时,对水稻籽粒中镉含量影响不大。     

水稻镉吸收与转运机理的研究进展

长期食用高含镉(Cd)的大米会严重危害人体健康,引起一系列的疾病,因此控制稻米Cd含量对粮食安全具有重要意义.本文从根部Cd吸收、根向茎叶的转运和茎叶向籽粒转运3个角度系统总结,从生理角度综述了这3个重要过程涉及的生理机制,从分子生物学角度总结了相关基因的分子调控机制,归纳并讨论了一些存在争议的问题.深度探讨了调控吸收...     

根表铁氧化物和缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响

在人工光照植物培养室中采用营养液培养方法,研究了不同镉浓度条件下,水稻根表沉积的铁氧化物及缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响。结果表明：（１）水稻根只的铁氧化物对其生长介质的镉有富集作用,并在一定程度上能促进水稻对镉的吸收。水稻生长的铁营养状况不同,则地上部镉含量不同,地上部镉含量达到最大峰值时根表铁氧化物的数量也不同。（２）当根表铁氧化物数量一定时,随着营养液中镉浓度的增大（镉的处理浓度为０、０．０     

硅处理对镉锌胁迫下水稻产量及植株生理特性的影响

以郑稻18为材料,通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)污染胁迫和硅(Si)处理对水稻产量、不同生育时期植株生理特性的影响,从而揭示硅缓解Cd、Zn胁迫的生理机制。结果表明,水稻植株受到Cd、Zn毒害时,不同生育期植株生物量、产量、叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量均显著下降,而叶片质膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和过氧化物(POD)活性显著增加。施硅处理显著提高水稻植株对重金属的抗性,主要反映在植株生物量显著增加,叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量显著上升,而叶片质膜透性、MDA含量、POD活性和可溶性糖含量显著降低,产量显著增加,说明硅缓解植株体内重金属毒害的代谢机制与其对抗氧化酶系统的调控作用及作物抗性的提高有关。     

PHYTOTOXIC EFFECTS OF CADMIUM EXPOSURE AND METAL ACCUMULATION IN SUNFLOWER

The phytotoxicity imposed by cadmium (Cd) in sunflower was investigated on biomass, Cd accumulation, superoxide and lipid peroxidation product as well as the activities of superoxide dismutase, catalase and peroxidase. Plants accumulate substantial amount of Cd in different parts, the maximum being in roots, i.e., up to 820 μg g^?1 dry matter. Cadmium induced oxidative stress, indicated by increase in lipid peroxidation and superoxide content with increase in metal supply. Under Cd stress, the activities of superoxide dismutase and catalase declined to a greater extent in roots than in leaves. Even though the peroxidase activity increased in leaves, a decreasing trend was observed in root due to Cd stress. The threshold of toxicity (10% growth reduction) and toxicity (33% growth reduction) values of Cd in sunflower were 14 and 72 μg g^?1 in leaves, 19 and 90 μg g^?1 in stem and 65 and 250 μg g^?1 Cd in roots, respectively.     

水和磷互作对红壤丘岗地区旱作水稻生物量和产量的影响

通过盆栽和大田试验研究了水和磷互作对旱作水稻生物量和产量的影响。研究表明:土壤含水量和施磷量对旱作水稻生物量和产量有极显著的影响,且二者的交互作用十分明显,影响程度以籽粒> 茎>根。上壤含水量为饱和持水量的60%时对旱作水稻生物量和产量影响较大,而80%和100%时几乎没有影响。旱作水稻生物量和产量均随施磷量的增加而增加。这说明控制土壤水分为饱和持水量的80%时就能完全满足旱作水稻的生长,但要求获得较高的产量时必须注意磷肥的投入,或者采取一些凋控措施提高土壤磷的利用率。     

遵义县农业土壤重金属镉分布特征及地质累积污染分析

采用地质累积指数法和污染程度指数法对贵州省遵义县农业土壤表层镉（Cd）污染现状进行调查和分析,结果表明,该县0～15cm表层土壤中Cd平均含量为0.356mg/kg。通过地球化学基线理论分析,该区域土壤中Cd的环境地球化学基线含量为0.147mg/kg;地质累积污染分析显示Cd的Igeo为0.691,该区域13.84%...     

叶面喷硒对水稻籽粒硒富集及分布的影响

在大田试验条件下，研究了江苏省苏南地区水稻（龙晴4号、86优8和丙9652）叶面喷施和未喷施亚硒酸钠对水稻籽粒硒含量、硒的形态及对蛋白质结合态硒的影响。结果表明：叶面喷施亚硒酸钠10g hm^-2，可使该地区水稻籽粒硒含量达255．3—586．5μg kg^-1，是不喷硒的7．9-11．0倍。无论喷硒还是未喷硒，水稻籽粒硒主要以有机硒的形态存在，有机硒含量占总硒量的87．72％-90．98％，对产量没有显著差异。总体看来，叶面喷硒可以显著提高籽粒蛋白结合态硒含量，籽粒蛋白质结合的硒占有机硒的43．07％-51．65％，占总硒的38．04％-48．98％。叶面喷硒与对照相比，二个品种（龙晴4号与丙9652）籽粒的蛋白谱带基本一致，只是喷硒的水稻籽粒在14～20kDa之间增加了一些蛋白条带，这可能是由于喷硒增加了一些小分子蛋白质的合成。     

NAA对大白菜吸收和积累~(45)Ca的效应

用ＮＡＡ处理大白菜根部和叶部,对其吸收和转运＾４５Ｃａ的变化进行了研究。结果表明,不论根部施用ＮＡＡ或叶面喷洒ＮＡＡ均使大白菜根对＾４５Ｃａ的吸收增加,提高茎叶＾４５Ｃａ的积累,尤其心叶中＾４５Ｃａ的积累显提高,同是改变心叶＾４５Ｃａ分布,使心叶叶缘的＾４５Ｃａ积累明显增加,且根部施用效果比叶面喷洒效果更明显。     

硝酸镧浸种对水稻发芽和幼苗生长的效应

用不同浓度的硝酸镧溶液,处理汕优桂99(三系品种)、桂光一号(二系品种)和广桂110(常规品种)3个水稻品种的种子。结果表明:对汕优桂99和桂光一号有促进芽生长、抑制根生长的作用;对广桂110前期有促进根生长,后期有促进菌生长的作用。3个水稻品种的种子经硝酸镧处理后,对α-淀粉酶活性、呼吸速率和光合速率均有不同程度的增强效应.     

油菜对~(35)SO_4~(2-)吸收和种子中硫代萄萄糖苷的累积

砂培油菜苗能迅速从培养液中吸收~(35)SO_4~(2-),并迅速结合到硫代葡萄糖苷、氨基酸和蛋白质中。标记后,70％甲醇抽提的~(35)S申硫苷-~(35)S的百分含量随时间有规律地下降,而氨基酸中的~(35)S相应地上升。结合成分中~(35)S的相对含量在标记5天后保持恒定。开花后两周,豆荚和籽粒中硫苷-~(35)S的相对含量随时间线性增加,至开花后8周,种子中70％甲醇抽提成分的~(35)S均为硫苷-~(35)S。豆荚和籽粒中,硫苷-~(35)S与干物质含量均随时间线性增加。     

镉与柠檬酸、EDTA在几种典型土壤中交互作用的研究

采用批平衡实验方法研究了镉在青黑土 (IB)、黄棕壤 (YB)和红壤 (R)三种土壤上的吸附和解吸过程以及吸附介质酸度、共存有机酸等对此过程的影响。结果表明 :柠檬酸、EDTA的存在明显降低了镉在黄棕壤和青黑土上的吸附 ,同时镉解吸率较在硝酸钠体系要小 ,有机物的存在增加了土壤中镉的相对非饱和吸附点位。而在红壤上有机物的存在对镉的影响则随介质pH的改变而发生显著变化。酸性条件下 ,有机物的存在增加镉在红壤上的吸附 ,而随pH的增加 ,有机物减少镉的吸附。同时镉在硝酸钠体系中的解吸率随总吸附量的增加而呈现峰形的变化规律。土壤类型变化显著影响镉与有机物之间的交互作用过程