镉胁迫下不同耐性水稻植株幼苗生长和抗氧化酶的变化

以耐Cd性不同的两个水稻品种(秀水63和秀水09)为试验材料,采用溶液培养方法,比较研究不同浓度Cd(0,1,5,10,25,50,100μmol/L)胁迫不同时间后水稻幼苗生长、脯氨酸、丙二醛(MDA)和抗氧化酶活性的变化.结果表明:随Cd胁迫浓度增加和胁迫时间延长,水稻幼苗生长明显受抑,株高和地上部干重增长、叶绿素含量明显下降,且秀水63降幅大于秀水09;处理3d后,较高浓度Cd(≥50 μmol/L)胁迫造成叶片MDA含量明显增加,随着胁迫时间的延长,高于10 μmol/L Cd胁迫对MDA含量有显著影响,特别是秀水63.叶片脯氨酸含量、SOD、POD活性随Cd胁迫浓度增加和胁迫时间延长呈增加的趋势,且秀水09的增加幅度高于秀水63,而CAT活性表现为先增加后降低,在较高浓度Cd胁迫下(≥25 μmol/L)秀水63降幅较大.可见,较高的脯氨酸含量和较强抗氧化酶活性是秀水09耐镉性强于秀水63重要原因之一.     

稀土镨对镉胁迫下水稻根系生长及生理特性的缓解效应

采用水培法,研究了不同质量浓度(10、20、40、60、80、100mg/L)的稀土镨(Pr)对Cd胁迫下水稻根系生理特性的影响,结果表明,在50μmol/LCd胁迫下,水稻根系干重、根系活力、SOD、APX和CAT活性明显降低,与对照相比,分别下降了31.6%、46.1%、23.3%、57.6%、40.1%,POD活性、质膜透性、膜脂过氧化产物MDA和脯氨酸含量显著增加,分别为对照的1.61、2.05、1.82、1.63倍.10～80mg/L的Pr处理对Cd胁迫下水稻根系生长有不同程度的缓解效应,可减轻Cd对根系的伤害,Pr缓解Cd胁迫的作用与提高根系活力、增加脯氨酸含量、降低MDA含量和细胞膜透性、维持SOD、APX和CAT活性有关.Pr处理的最适质量浓度为40mg/L,但100mg/L的Pr处理反而加重Cd胁迫.     

硅对镉胁迫下水稻幼苗生长及其生理特性的影响

通过溶液培养,研究不同浓度硅(0、30、80、130、180 mg·L-1 SiO2)在4.0 mg·L-1 Cd2 浓度胁迫下对水稻幼苗生长及其部分生理特性的影响.结果表明,4.0mg·L-1 Cd2 浓度明显抑制水稻幼苗的生长;硅是通过提高水稻幼苗叶片叶绿素含量、降低根系细胞质膜透性、促进根的伸长和侧根的生长等途径减轻Cd2 对水稻幼苗的毒害,从而达到提高生物量的目的.此外,当SiO2浓度为130 mg·L-1时,上述指标均达到最佳,说明该SiO2浓度可能是缓解水稻幼苗生长的最理想浓度.     

镉胁迫对水稻幼苗生长的影响

采用25、50和100μmol/L 3种Cd浓度对6个水稻品种的水培幼苗胁迫处理5 d,结果表明:6个水稻品种幼苗的最长根长,苗高,单株鲜重和单株干重均受到明显抑制,抑制效应大小为最长根长单株鲜重单株干重苗高,且抑制效应随着Cd胁迫浓度的增加而增强;利用50μmol/L Cd胁迫浓度开展水稻幼苗耐Cd性鉴定较经济合理;利用幼苗最长根长、单株鲜重、单株干重和苗高4个指标综合评价水稻的苗期耐Cd能力较为科学。     

外源NO对镉胁迫下水稻幼苗抗氧化系统和微量元素积累的影响

重金属污染已成为世界范围的主要问题之一,其中镉(Cd)毒害的范围最广.Cd污染影响植物的生长和发育.一氧化氮(NO)作为植物体内的一种活性信号因子,参与了植物对各种胁迫的应答.为了探讨外源NO对Cd胁迫下水稻苗期生理生化响应的调节作用,以粳稻和籼稻为材料,采用营养液水培的方法,研究外源NO供体硝普钠(SNP)对100μmol/L Cd胁迫下2个水稻基因型(ZF802和ZH11)幼苗生长、抗氧化酶系统和微量元素吸收的影响.结果表明,1.5 mmol/L SNP能明显缓解Cd胁迫对两种水稻幼苗生长的抑制作用,提高幼苗对Cd的耐性.尽管存在一定的基因型差异,但外源NO能使两个基因型叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,降低了叶片中丙二醛(MDA)含量,从而缓解Cd对水稻幼苗的毒害.另外,外源NO影响Cd胁迫下水稻幼苗地上部和根部Cd和微量元素的积累,这种影响的程度与水稻的品种有关,具有显著的基因型差异,且机制较复杂.     

咖啡幼苗对镉胁迫的生理响应

[目的]为了研究镉对咖啡幼苗生理特性的影响。[方法]以小粒种咖啡为供试植物,采用盆栽方法,在镉胁迫处理60 d后进行超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)以及叶绿素含量生理指标的测定。[结果]当镉浓度在0~80 mg/L范围内,咖啡幼苗叶绿素含量先上升后下降,CAT、POD、SOD活性先升高后下降,MDA含量则一直呈现增加的趋势。[结论]镉胁迫下咖啡幼苗的膜系统受到过氧化损伤。     

硒对镉胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

本文研究了镉胁迫下添加不同浓度亚硒酸钠(1、3、6、12 mg/L)对玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶活性、谷胱甘肽代谢酶活性、AsA和GSH含量、抗坏血酸和谷胱甘肽氧化还原状态、叶绿素含量以及单株鲜重等指标的影响。结果表明,镉胁迫显著降低了玉米幼苗AsA-GSH循环代谢酶DHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶γ-GCS和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著增加了AsA-GSH循环代谢酶GR和MDHAR活性以及MDA和H2O2含量。与镉单独处理相比,添加不同浓度亚硒酸钠均显著提高了AsA-GSH循环代谢酶DHAR、MDHAR和APX活性、谷胱甘肽代谢酶GPX和GST活性、AsA和GSH含量、GSH/GSSG、AsA/DHA、叶绿素含量和单株鲜重,显著降低了MDA和H2O2含量。除12 mg/L亚硒酸钠对GR和γ-GCS活性无显著影响外,其他浓度亚硒酸钠均显著增加了GR和γ-GCS活性。在所有亚硒酸钠处理浓度中,3 mg/L亚硒酸钠的处理效果最好。上述结果表明,亚硒酸钠可以增强玉米幼苗的抗氧化能力,从而增强玉米幼苗对镉胁迫的耐受性。     

镉胁迫对不同品种玉米幼苗生长及生理特性的影响

为探究不同品种玉米苗期对镉胁迫的响应差异,筛选出耐镉性较强的品种,选用4个玉米杂交种(京农科728、郑单958、正大999、豫单9953),通过水培的方法进行镉胁迫(6 mg/L CdCl2?2.5H2O)处理,在镉胁迫3、6、9、12 d后对4个玉米品种苗期的生长指标和生理指标进行检测分析,并采用主成分分析和隶属函数法进行耐镉性综合评价。结果表明：镉胁迫后4个品种幼苗的根长、株高、地上部干质量、地上部鲜质量、地下部干质量、地下部鲜质量和总叶绿素含量整体低于对照(蒸馏水处理),豫单9953在整个胁迫过程中叶片和根部的POD活性以及MDA含量高于对照组;镉胁迫下,与其他品种相比,豫单9953的株高、根长和干质量下降幅度较大,但其鲜质量受影响较小,且其叶片MDA含量增加幅度小,POD活性强。耐镉性综合评价结果显示,豫单9953、京农科728、正大999、郑单958的耐镉性依次减弱,豫单9953可作为耐镉性品种培育。     

硒对镉胁迫下水稻幼苗部分生理特性的影响

采用溶液培养 ,研究硒和镉对水稻幼苗长度、苗鲜重、叶绿素含量以及叶片N、P、K含量的影响 .结果表明 ,单用镉处理可使水稻幼苗矮化 ,苗鲜重降低 ;高浓度镉使叶片失绿 ,叶片N、P、K含量增加 ;硒可减轻镉对水稻幼苗的毒害 ,表现为减轻镉对苗长度的抑制、提高叶绿素含量、苗鲜重 ,以及使叶片N含量增加、K含量降低等 .硒可提高叶片P的含量 ,硒和镉的互作效应影响叶片P的含量     

镉胁迫对不同基因型水稻生长和镉吸收的影响

采用盆栽试验,以水稻不育系、恢复系以及水稻品种为研究对象,探索了在土壤中不同浓度镉胁迫下水稻各生长期状况以及镉的吸收特性.结果表明:镉胁迫促进了川33B水稻的分蘖;低浓度镉胁迫促进S527与Lemont水稻分蘖,高浓度则抑制分蘖;分蘖期对镉胁迫不敏感的品系为Ⅱ-32B.同一基因型水稻在不同镉浓度胁迫下,株高和穗长差异均不显著.低浓度镉胁迫能提高水稻有效穗的形成和增加千粒重,高浓度则起抑制作用.除不育系Ⅱ-32B外,供试的其余品系水稻籽粒和秸秆中镉含量均随土壤镉浓度增加而升高.恢复系T3028和水稻品种岗优725的籽粒富集镉的能力较强,不育系川33B籽粒不易富集镉.不同基因型水稻耐受镉的浓度约为0.3 mg/kg.     

镉对水稻幼苗生长及部分生理特性的影响

通过溶液培养，研究不同浓度镉（Cd^2 ,0-10.0mg/L)对水稻幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，含Cd^2 营养液培养水稻幼苗，植株矮小，株高增长受抑制，叶片于重降低，苗鲜重减少。低浓度Cd^2 （0－5．0mg/L)使叶片叶绿素含量增加，高浓度Cd^2 10.0mg/L使其降低。Cd^2 毒害使水稻幼苗叶片膜脂过氧化产物MDA含量增加，SOD、CAT活性降低，POD活性升高。     

镉胁迫下硅对水稻幼苗生长与生理响应的影响

以水稻(Oryza sativa L.)"辽粳9"为试验对象,在消除阳离子影响的条件下,通过水培试验,研究镉胁迫下硅对水稻幼苗的生长与生理响应的影响。试验设置5个处理,除对照外,各处理初始镉离子(Cd~(2+))浓度均为1 mg·L~(-1),施硅量(以SiO_2计)依次为0、50、100、150 mg·L~(-1)。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗生长受到抑制,施硅显著地提高了水稻茎叶和根的干重;镉胁迫下,水稻幼苗过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量受到诱导而处于较高水平,过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制;随施硅量的增加,POD活性逐渐降低(P0.05),CAT活性逐渐增加(P0.05),MDA含量降低(P0.05);镉胁迫下,水稻细胞受到损伤出现质壁分离现象,叶绿体基粒、片层模糊并且排列紊乱,线粒体膜部分破裂解体、嵴模糊甚至消失;施硅使水稻叶片细胞结构趋于完整、有序,叶绿体内淀粉粒数目增多、嗜锇颗粒减少并变小、片层排列逐渐整齐,线粒体及其嵴的数目增多、双层膜结构逐渐恢复。综合来看,镉胁迫下施硅促进水稻幼苗生长,缓解逆境生理响应,改善细胞超微结构,增强其抗镉胁迫能力。本试验条件下,硅施加量为150 mg·L~(-1)时,水稻幼苗缓解镉胁迫效果最好。     

兽药土霉素对水稻幼苗根系及部分生理特性的影响

为了解抗生素对农作物生长的作用机理,选择中国养殖业中普遍使用的土霉素,采用水培试验研究了不同污染水平土霉素对苗期水稻根系生长、根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性等的影响。结果表明,土霉素污染对水稻地下部分的影响明显大于地上部分。低浓度（0.5和1 mg·L-1）的土霉素处理能促进水稻根系总长度和根表面积的增加,增强根系活力;但高浓度的土霉素（>5 mg·L-1）可显著降低水稻根系生物量,对根系活力、叶片叶绿素含量和氧化酶活性有明显的限制作用,增加根系相对质膜透性。研究认为,高浓度土霉素可对水稻幼苗产生毒害作用,限制水稻幼苗正常生长。     

镉污染农田不同水稻品种镉积累差异研究

为降低稻米Cd含量,筛选适用于粮食安全生产的Cd低积累水稻品种,利用8个早稻品种和10个晚稻品种进行Cd低积累水稻品种筛选田间小区试验,对比不同品种水稻糙米及其他部位的Cd含量,并分析不同品种水稻的生长发育及产量状况。结果显示:不同品种水稻间根际土pH值和根际土有效态Cd含量均有显著差异,且两者和水稻Cd含量的相关性较高,根际土pH值降低和有效态Cd含量升高会导致了水稻Cd含量升高;综合考虑降Cd效果和产量状况,供试的18个水稻品种中,早稻中嘉早17、株两优189、华1s/R039三个品种和晚稻长两优772、长两优1419、长两优051三个品种推荐为湖南地区中低Cd污染农田适宜推广的Cd低积累水稻品种,且早稻品种株两优189糙米Cd含量仅有0.09 mg·kg-1,晚稻品种长两优772和长两优051也仅有0.085 mg·kg-1左右,Cd低积累特性明显。研究表明,利用不同水稻品种对Cd的积累特性差异,可以筛选出适于中低Cd污染稻田的低累积型水稻品种,使稻米Cd含量降至国家粮食安全限量标准。     

不同水稻品种的镉吸收特性

选取浙江省绍兴、宁海、温岭三地,通过镉胁迫试验,研究4个水稻品种甬优538、春优84、嘉禾218和秀水134镉吸收积累特性。结果表明:4个水稻品种均表现出Cd低积累的特性,甬优538、春优84、嘉禾218、秀水134稻米Cd含量开始超标时所对应的处理中土壤Cd浓度分别为>1.41、1.41、0.91、0.52 mg·kg^-1。4个水稻品种稻米中的Cd含量与土壤Cd全量之间的关系可用直线回归方程拟合。不同水稻品种安全生产的土壤Cd临界值表现为甬优538>春优84>嘉禾218>秀水134,按土壤类型表现为黏质脱潜水稻土>涂泥渗育水稻土>涂泥潴育水稻土。试验所得水稻安全生产土壤Cd临界值略高于现行的土壤环境质量标准(GB 15618—1995)。     

镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基含量的影响

为研究镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基(Non-protein thiols, NPT)物质含量的动态变化影响规律,利用营养液沙培盆栽实验,设置镉浓度为50μmol·L~(-1),分别监测处理前(0 d)和处理后第1、3、5、7 d水稻的过氧化程度和非蛋白巯基物质含量。结果表明:随镉胁迫时间的延长,两品种水稻的过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_2O_2)和硫代巴比妥酸反应产物(Thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)含量逐渐上升,且镉低积累型品种优I2009的H_2O_2和TBARS含量上升的幅度大于镉高积累型品种欣荣优2045,其中欣荣优2045地上部H_2O_2和TBARS含量上升的幅度分别为45%和74%,其根系上升的幅度分别为1.14倍和61%,而优I2009地上部H_2O_2和TBARS含量上升的幅度分别为78%和1.20倍,其根系上升的幅度分别为1.32倍和64%,说明镉低积累型品种优I2009遭受的氧化胁迫水平和膜脂过氧化程度大于镉高积累型品种欣荣优2045。欣荣优2045的还原型谷胱甘肽(Reduced glutathione,GSH)随镉胁迫时间的延长逐渐增加,而优I2009的GSH呈先升后降的趋势;两品种水稻的NPT、植物螯合肽(Phytochelatins,PCs)含量和谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)活性随镉胁迫时间的延长呈先升后降的趋势,且欣荣优2045合成的NPT含量和生成的GST活性更高。研究表明,镉高积累型水稻品种可以通过合成更多的含巯基的非蛋白化合物与镉络合来清除活性氧,进而增加对镉的耐性。     

海藻糖对镉胁迫下水稻幼苗生长的影响

为了研究海藻糖对水稻镉耐受性的影响,以T705品种水稻为试验材料,采用水培试验研究了镉胁迫下,海藻糖对水稻幼苗镉吸收速率及叶绿素含量影响的动态变化。水稻幼苗茎叶和根系镉含量随着镉处理时间的延长和浓度的提高而增大,但外源海藻糖的施用则有效抑制了水稻镉吸收。经过88.96μmol·L~(-1)镉处理48 h后,水稻幼苗的镉积累量趋于平稳,镉+海藻糖处理的水稻茎叶镉含量相比只有镉处理的减少了42.0%,根系部分则下降了24.2%。水稻幼苗镉吸收速率随着镉浓度的增加而增大,且根系积累量远高于地上部分。水稻幼苗镉含量随着海藻糖处理浓度的增加而减少,镉+海藻糖处理的茎叶和根系的吸收速率分别比只有镉处理的减少了32.44%～41.4%和4.29%～21.56%。此外,海藻糖有效提高了相同镉处理下的钙、镁含量。伴随着镉浓度或者海藻糖浓度的升高,水稻幼苗叶绿素含量逐渐降低,在52.85 mmol·L~(-1)海藻糖处理下,8.89、17.79、44.48μmol·L~(-1)和88.96μmol·L~(-1)镉胁迫后的幼苗叶绿素含量降幅最大,与空白相比分别下降了27.6%、29.9%、36.2%和35.9%。试验结果表明,海藻糖可在一定程度上缓解镉对水稻幼苗的胁迫。     

外源硝普钠对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生理特性的影响

为了探讨外源NO供体硝普钠对镉胁迫下水稻种子萌发受抑的缓解作用,研究10、30、50、100、200、500μmol/L硝普钠(SNP)对镉胁迫(100μmol/L)下水稻种子萌发、幼苗生长及相关生理指标的影响。结果表明,100μmol/L镉胁迫使水稻种子萌发和幼苗生长受到抑制,发芽势、发芽指数、活力系数、幼苗根长和芽长均显著降低,丙二醛(MDA)含量显著增加,SOD、G-POD、APX及CAT的活性明显受到抑制。较低浓度(≤100μmol/L)硝普钠处理能提高镉胁迫下水稻种子的发芽指数和活力指数,增加幼苗的根长、芽长、根和芽鲜重,增强SOD、G-POD和APX活性并降低MDA含量,从而缓解镉的毒害效应,其中以30μmol/L硝普钠处理效果最好。但随着硝普钠浓度的增大,其对镉胁迫的缓解效应逐渐减弱,当销普钠浓度达500μmol/L时,会加剧镉胁迫的毒害作用。     

NaCl处理对不同水稻品种生长和生理特性的影响

以五山丰占、华航油占、原两优、谷优四4个水稻品种幼苗为材料,采用150 mmol/L NaCl对其进行盐胁迫处理,并测定了处理后水稻幼苗的根长、株高、叶绿素和丙二醛(MDA)含量,以研究NaCl胁迫对不同水稻品种生长和生理特性的影响。试验结果表明:不同水稻品种经NaCl处理后,其株高和根系生长均受到不同程度的抑制,水稻幼苗鲜质量和体内所含的自由水下降,叶片叶绿素含量降低,MDA含量增加。     

镉胁迫对酸枣幼苗生长及生理特性的影响

以酸枣幼苗作为试验材料,在水培条件下,研究了Cd2＋对酸枣幼苗生长以及生理上的毒害。结果表明：镉对酸枣幼苗毒害作用显著,表现为植株根部生长受抑制、植株干重下降、叶片抗氧化酶体系稳定性被破坏、可溶性蛋白含量减少、丙二醛生成量增加,同时也导致了抗逆境活性物质（如游离脯氨酸、植物多酚）含量增加。