锰-镉互作对水稻生长和植株镉、锰含量的影响

在水培条件下,设置不同水平锰、镉处理,研究了锰对镉胁迫下水稻生长及植株镉、锰、铁、锌含量的影响。在镉胁迫下,正常锰处理(约0.50mg/L)可显著缓解镉对水稻生长的抑制,表现为株高、根长、叶绿素(a、b)含量等参数均高于低锰处理。随着镉处理水平的提高,水稻根系与地上部的镉含量随之上升;在同一镉处理水平下,植株地上部和根系镉含量因培养液中锰水平不同而异:随着锰处理水平的增加,水稻根系中的镉含量下降,而地上部镉含量则显著增加。随着锰、镉处理水平的提高,水稻植株地上部和根系中的铁、锌含量显著下降。此外,还对锰控制水稻镉积累的机理及其利用价值进行了讨论。     

钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制

【目的】阐明钙离子与硫化氢相互作用缓解水稻铝毒害的分子和生理机制。【方法】以Kasalath为试验材料，选取0μmol/L和30μmol/L AlCl3,0.1 mmol/L和0.5 mmol/L CaCl₂,0.2μmol/L NaHS和100μmol/L硫化氢清除剂亚牛磺酸(HP)作为处理浓度，将种子置于30℃培养箱中黑暗培养24 h后取水稻根系，通过测定水稻根系伸长量、总铝含量、细胞汁液中铝含量、质外体中铝含量、细胞壁中铝含量、果胶含量、果胶甲酯酶活性以及OsSTAR2、Os NRAT1和Os FRDL4相对表达量，探究钙离子与硫化氢互作缓解铝对水稻根系伸长抑制作用的机制。【结果】铝胁迫下，相较于0.1 mmol/L CaCl₂处理，0.5 mmol/L CaCl₂处理显著提高了水稻根系伸长量、硫化氢含量、总钙含量和细胞质中钙含量，显著降低了水稻根系的总铝含量，细胞液、质外体和细胞壁中的铝含量。铝胁迫下，硫氢化钠预处理后，水稻根系的伸长量在两种钙浓度下均显著增加，水稻的根尖铝含量、根系总铝含量、细胞液中铝含量、质外...     

烟酰胺对甘蔗锰毒的缓解效应

本文揭示锰毒胁迫下甘蔗根分泌烟酰胺及其作用,为解决甘蔗锰毒问题提供依据。采用液质联用技术分离、鉴定甘蔗分泌物中的烟酰胺;采用水培试验方法,在培养液中添加烟酰胺研究烟酰胺对锰毒引起的甘蔗根伸长、胼胝质和活性氧积累及其相关酶活性等的影响。结果液质联用质谱图上显示,甘蔗根系分泌物中存在烟酰胺质谱峰,且锰胁迫条件下烟酰胺信号更强;锰毒胁迫下甘蔗根系伸长受阻、根系活力降低,根尖积累胼胝质,根系中过氧化氢、活性氧及丙二醛含量和超氧化歧化酶、氧化氢酶、抗坏血酸氧化物酶活性显著提高;在锰胁迫下添加于培养液中的烟酰胺显著降低或消除锰的上述影响。可见,过多的锰诱导甘蔗根系分泌烟酰胺,而烟酰胺显著抑制过多的锰对甘蔗生长及过氧化胁迫伤害。     

不同耐铝性大麦品种对铝锰胁迫的生理响应

为进一步明确大麦品种对铝锰胁迫的生理效应,研究了不同胁迫处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,铝毒害导致大麦根长和根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重了大麦铝毒害。铝锰胁迫降低了功能叶叶绿素含量和光合能力,铝锰复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片MDA积累量及铝敏感品种POD和SOD活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

不同耐铝大麦品种对铝锰互作胁迫的生理响应研究

铝（Al）和锰（Mn）是限制酸性土壤作物生长的两大主要因素。以耐铝性差异较大的两个大麦品种为材料,研究了不同处理对大麦生长、叶片功能和氧化胁迫指标的影响。结果表明,与对照相比,铝毒害导致大麦根长下降,根系干物质量降低,锰毒害显著降低植株株高和地上部干物质量,铝锰共存时锰加重大麦铝毒害。铝锰胁迫降低功能叶叶绿素含量和光合能力,复合处理下叶片功能指标下降幅度高于单独铝或锰处理。胁迫处理下叶片功能指标的下降幅度以叶绿素a含量和叶片蒸腾速率最明显。胁迫处理对铝敏感品种的生长和叶片功能毒害强于耐铝品种。铝锰胁迫引起大麦功能叶丙二醛（MDA）含量增加,过氧化物酶（POD）和 超氧化物歧化酶（SOD）活性增强,铝敏感品种增幅更大,复合处理时两品种叶片 MDA 积累量及铝敏感品种 POD 和 SOD 活性增幅显著高于单独铝或锰处理。     

锰胁迫对不同基因型玉米幼苗氮素转化的影响

以常规锰浓度为对照,设置锰缺乏和锰过量胁迫条件,研究游离态和络合态锰对不同基因型玉米早期氮代谢影响。结果表明,随着锰浓度的升高,根系硝态氮含量下降,品种东青1号下降幅度最小。品种垦粘1号和双玉201铵态氮含量随锰浓度增加呈先降低后升高趋势。吉农大516和东青1号随着锰胁迫增强,根部铵态氮含量下降。MnCl2·4H2O处理的玉米幼苗根系铵态氮积累程度大于EDTA-Mn处理,锰胁迫显著抑制根系可溶性蛋白合成。随着锰浓度增大,根系可溶性蛋白含量逐渐降低。MnCl2·4H2O处理根部可溶性蛋白下降程度大于EDTA-Mn处理。吉农大516根部可溶性蛋白含量最高。双玉201可溶性蛋白合成受抑制程度较大。锰胁迫影响根部氮素养分的有效分配,阻碍韧皮部运输而使得部分氮素于根部积累。锰胁迫条件下,东青1号为耐受品系,双玉201为敏感品系;游离态锰离子对玉米幼苗氮素转化抑制程度大于络合态锰离子。     

磷对水稻耐铝性及根尖细胞壁组分的影响

 为阐明外源磷供应引起水稻体内磷代谢和根尖细胞壁组分变化进而阐述磷、铝间的相互作用,以水稻菲优多系1号(耐铝毒基因型)和红良优166(铝毒敏感基因型)为材料,水培条件下先用0.5、10和30 mg/L磷预处理9 d,然后用50 μmol/L Al处理48 h,研究铝毒胁迫下磷对水稻根尖的防护效应及磷作用下根尖细胞壁组分变化与水稻耐铝性的关系。结果表明,50 μmol/L Al处理抑制水稻总根长,尤其是在0.5 mg/L磷预处理后用铝交替处理时该作用更为明显。铝毒胁迫下,0.5 mg/L磷预处理时两基因型水稻叶片的丙二醛(MDA)、抗坏血酸(ASA)、游离脯氨酸(Pro)含量显著高于其他处理,10 mg/L和30 mg/L磷预处理显著降低两基因型水稻叶片的MDA、ASA和Pro含量,表明充足的磷供应减轻了铝对水稻的伤害。耐铝毒水稻根尖的果胶和半纤维素2含量在30 mg/L磷与铝交替处理时显著低于0.5 mg/L 和10 mg/L 磷与铝交替处理,根系的酸性磷酸酶(ACP)活性在0.5 mg/L磷与铝交替处理时显著高于10 mg/L与30 mg/L磷与铝交替处理。而铝毒敏感水稻的根尖细胞壁多糖组分含量、ACP活性在不同浓度的磷、铝交替处理间无显著差异。表明铝耐性水稻在缺磷条件下通过提高ACP活性以提供更多的Pi与铝结合钝化铝,在磷充足条件下通过降低细胞壁多糖含量以减少铝结合位点,进而提高铝毒耐性。     

武运粳7号超表达OsNRT1.2 后对硝酸盐的响应

 应用公开的植物基因组数据库和生物信息学分析确定了一个水稻低亲和硝酸盐运输蛋白候选基因OsNRT1.2。利用农杆菌介导Ubiquitin启动子过量表达OsNRT1.2,研究了该基因在武运粳7号中的获得性功能特征。OsNRT1.2的cDNA序列从KOME网站中获得,该序列全长为2178 bp,编码阅读框为1732 bp,编码533个氨基酸。采用半定量RT PCR技术分析,OsNRT1.2在武运粳7号中表达存在器官特异性,主要在根系表达,地上部分几乎不表达。通过将pUbi OsNRT1.2 在武运粳7号中转化,得到OsNRT1.2基因超量表达材料。0.2 mmol/L NO3-和5.0 mmol/L NO3-处理野生型（WT）和T2转基因植株OE1、OE2 和OE8  30 d,每10 d跟踪记录株高和根长。转基因植株（除OE8在5.0 mmol/L NO3-供氮水平外）与WT株高无明显差异,根长增加量显著降低。在0.2 mmol/L NO3-供氮水平下,转基因植株和WT地上部分和根系的全氮含量均无显著差异;在5.0 mmol/L NO3-供氮水平下,除OE1外,OE2和OE8地上部分全氮含量显著增加,3个转基因株系比WT根系全氮含量显著降低。在两个氮素水平处理条件下,转基因植株根冠比都显著降低;生物量比WT都增加,在0.2 mmol/L NO3-供氮水平下增加了9.4% ~ 31.1%,在5.0 mmol/L NO3-供氮水平下增加了12.5% ~ 43.8%。研究表明,OsNRT1.2基因在武运粳7号中可能参与了氮素从根系向地上部的转运,从而导致地上部生物量增加。     

镉胁迫对不同品种甘蔗生长及各器官镉积累的影响

为了研究土壤镉胁迫对甘蔗生长及镉积累、转移的影响,以4个不同品种甘蔗为材料,通过土壤盆栽的方法,分析镉胁迫下不同甘蔗株高、茎径、生物量、镉含量、积累量、转移系数及分配系数的变化。结果显示:镉胁迫下甘蔗的株高,茎径显著下降,耐镉性品种YT666根系和茎的生物量分别是镉敏感品种ROC22的3.23和2.92倍;在正常土壤生长的甘蔗植株各器官的镉含量与积累量均没有显著差异,但在镉胁迫下,各器官镉含量和积累量显著增加,其中各器官镉含量表现为根老叶茎新叶,而镉积累量为根茎老叶新叶;耐镉性品种YT666总镉积累量最高,镉在根系中的分配系数最高,而敏感品种ROC22总镉积累量较低,但在根系中的分配系数低。由此可见,镉胁迫下耐镉的甘蔗品种保持较高的生长量可能是通过降低镉向地上部分转移来降低镉对甘蔗生长的影响。     

外源NO对铝胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响

利用水培法研究外源NO对铝胁迫（0.1 mmol/L）下生长的紫花苜蓿（WL525HQ）幼苗形态、生理特征的影响,揭示NO缓解紫花苜蓿铝毒的生理机制。结果表明：铝胁迫抑制了幼苗的生长,表现为株高、根长、叶面积、地上和地下部生物量显著降低。另一方面,降低了叶片中脯氨酸含量和超氧化物歧化酶活性,提高了根系脯氨酸含量（P<0.05）。施用外源NO后,紫花苜蓿在形态和生理方面对铝胁迫的响应发生了一些改变,且改变与NO的浓度有关。其中,低浓度NO缓解了铝胁迫对苜蓿幼苗主根伸长的抑制作用;中浓度NO则解除了铝胁迫对株高、根系表面积和体积的抑制作用,提高了地上和地下部生物量;高浓度NO显著地提高了苜蓿地上部和地下部脯氨酸含量和SOD活性。综上所述,外源NO能通过积累脯氨酸、增加SOD活性等方式,缓解铝胁迫对紫花苜蓿幼苗生长的抑制作用,促进地上部和地下部的物质积累。     

NaCl Facilitates Cell Wall Phosphorus Reutilization in Abscisic Acid Dependent Manner in Phosphorus Deficient Rice Root

Phosphorus(P) starvation in rice facilitates the reutilization of root cell wall P by enhancing the pectin content. NaCl modulates pectin content, however, it is still unknown whether NaCl is also involved in the process of pectin regulated cell wall P remobilization in rice under P starved conditions. In this study, we found that 10 mmol/L NaCl increased the shoot and root biomasses under P deficiency to a remarkable extent, in company with the elevated shoot and root soluble P contents in rice...     

铝胁迫下一氧化氮对巨尾桉生长及生理的影响

酸铝抑制植物生长是全球关注的热点。以往关于酸铝胁迫的研究主要在禾本科和豆科植物上,而对经济用材林木较少。为此,本研究以巨尾桉广林9号为供试材料,在无铝（0 mmol/L）和铝胁迫（5 mmol/L）2种情况下,设置一氧化氮（NO）3个水平（0、10、500 μmol/L）,以期探究铝胁迫下外源施加NO对巨尾桉生长和生理方面的影响。试验结果表明：（1）5 mmol/L铝处理下的巨尾桉根、茎、叶生物量分别显著减少了11.57%、12.04%和37.37%,叶片叶绿素a、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量积累也受抑制;（2）铝胁迫下叶片细胞膜透性显著增大,膜脂过氧化的产物丙二醛（MDA）显著增加了43.12%,细胞可溶性糖和蛋白含量分别显著减少了9.43%、42.27%;（3）适量添加NO （10 μmol/L）可提高铝胁迫下光合色素含量,提高最大的叶绿素a达41.23%,MDA含量明显降低了27.66%,提高可溶性糖和可溶性蛋白含量,以达到调节活性氧代谢来维持细胞膜结构稳定的效果,从而使生物量显著提高了10.19%;（4）NO浓度过高（500 μmol/L SNP）时反而对巨尾桉有毒害作用,生物量下降了15.17%,说明NO具有双重性。综上所述,铝胁迫对巨尾桉生长、渗透调节物质和抗氧化酶等生理特性均产生了抑制作用,而适当添加外源NO可以缓解铝对巨尾桉的毒害作用。     

盐胁迫对垂盆草生长和生理特性的影响

以垂盆草为材料,研究不同浓度NaCl[0(对照)、25、50、100、150、200 mmol/L]对垂盆草生长和生理特性的影响.结果表明:与对照相比,随着NaC1浓度的增加,垂盆草鲜重、干重、含水量、K+含量、根Na+/叶Na+、叶的K+/Na+和SOD活性均呈下降趋势;而Na+、游离氨基酸、可溶性糖、有机酸、脯氨酸、丙二醛含量和质膜透性均呈上升趋势;叶绿素含量、硝酸还原酶活性呈先上升后下降趋势,而NO3-含量则呈相反的变化趋势.综合分析显示,盐胁迫对垂盆草生长有抑制作用,其耐盐阈值为100 mmol/L NaCl;盐胁迫下垂盆草通过积累Na+、有机酸、游离氨基酸、可溶性糖、脯氨酸进行渗透调节.     

苋菜、小麦和玉米对铯的吸收和积累差异

苋菜、小麦和玉米用石英砂和Hoagland营养液进行盆栽培养,3叶期时,向培养液中添加不同浓度铯(0、0.5、1、5、10、20 mmol/L CsCI),在处理后第7、14、21、28天取样,分析3种植物对铯的吸收富集差异.结果表明:苋菜、小麦和玉米中铯含量均与处理浓度和时间呈显著正相关,在20 mmol/L铯浓度下处理28 d后达到最大值;苋菜对铯的富集能力和富集系数远远高于小麦和玉米,在处理浓度小于1 mmol/L时,小麦和玉米对铯的吸收富集无显著差异,但随着处理浓度的增加和处理时间的延长,小麦对铯的富集能力显著高于玉米;苋菜、小麦和玉米的根、茎、叶对铯的吸收富集也存在显著差异,苋菜叶片是主要的富集器官,富集量表现为叶、茎、根依次减小,而小麦和玉米的根是主要富集器官,富集量表现为根、茎、叶依次减小;铯显著抑制苋菜、小麦和玉米的生长发育,随着处理浓度的增加,生物量显著降低,根冠比显著增加.本研究结果表明苋菜是一种铯富集能力强的具有较高潜在应用价值的铯污染修复植物,而小麦和玉米是铯低富集植物.     

石灰及其与有机肥配施对甘蔗幼苗黄化的影响

采用田间试验方法对石灰及其与有机肥、硅肥配合施用对宿根蔗幼苗黄化的影响进行了探讨，旨在为甘蔗黄化病的防控提供科学依据。结果表明，石灰施用显著提高土壤pH值，降低根区和非根区土壤中的水溶态、交换态锰和活性锰含量，使甘蔗幼苗叶片锰含量减少11.8%~42.0%、叶绿素含量增56.0%~251.1%、幼苗黄化率降低37.7%。在施用石灰的基础上施用有机肥对土壤锰形态及含量的影响趋势与石灰处理相似，植株幼苗叶片锰含量、幼苗黄化率显著降低。然而，在石灰和有机肥施用的基础上施用硅肥与否对甘蔗幼苗黄化的影响不显著。这些结果说明石灰及其与有机肥配施是防控甘蔗幼苗黄化病的有效措施。     

不同氮素供应对油菜苗期生长及碳氮分配的影响

为明确不同氮素供应对油菜苗期碳氮积累及其在地上与地下部分配的影响,开展营养液水培试验,蒸馏水育苗移植后即开始全量营养培养。试验设置6个氮素培养浓度,分别为0. 01、0. 05、0. 1、0. 5、1. 0和6. 0mmol/L,每7d取样,动态监测培养35d内的油菜地上和地下部的干物质及碳氮积累动态。结果表明,随氮素营养供应增加,单株叶面积、地上部干物质、各部位氮含量及氮积累量显著增加;根系干物质及碳氮积累量先增加后降低,各部位碳含量不受影响。分别在培养后第7～21d,各处理间以0. 1、0. 5和1. 0mmol/L处理根系物质积累量较高,第28d后根系物质积累随氮素供应增加而增加。增加氮素供应显著降低植株根冠比(R/S)。单位面积叶片碳积累速率和单位质量根系氮吸收速率在氮素缺乏条件下,随氮素含量增加而增加。综上可知,氮素供应不足时,碳氮向根系的分配增加,植株碳氮积累速率显著降低,地上部受氮素缺乏影响更大。     

不同施氮量对春茬厚皮甜瓜生育后期氮磷钾吸收及利用的影响

采用盆栽砂培实验,以“翠甜”厚皮甜瓜为材料,设 6 个氮处理（0、5、10、15、20、25 mmol/L）研究其对海南地区春茬厚皮甜瓜生育后期氮磷钾养分吸收及利用的影响。结果表明：施氮能够显著增加膨大期根、果实氮含量,显著增加生育后期茎叶、果实及全株中的氮、磷和钾积累量,显著增加氮磷钾养分收获指数和单果鲜重,增加磷生理利用效率,显著降低膨大期果实钾含量及氮生理利用效率。钾生理利用效率随氮水平增加先增加后降低,在 10 mmol/L 时达到峰值。本研究中,10 mmol/L 氮处理单果鲜重最大,氮磷钾养分生理利用效率也最高,且氮磷钾养分收获指数居中,最有利于节约施肥,经济效益最大化。     

不同品种甘蔗对钾素吸收差异性的研究

研究了温室沙培条件下不同品种甘蔗在0.02和2 mmol/L钾水平处理下的吸钾特性与钾利用效率的关系。结果表明:施钾促进甘蔗根部、茎(叶)部生长,降低根冠比,提高光合速率,有利于生物量的积累;低钾胁迫,促进粤糖159(YT159)根系生长,增加吸收面积,提高根际钾素有效性。随着钾水平的提高,粤糖2号(YT2)和新台糖22号(ROC22)的根系也随着生长,YT159的根系生长则受到抑制;在两种钾水平的处理下,YT159的生物量、根系形态指标值、光合速率都比ROC22和YT2要高,说明YT159是钾高效品种。从低钾到高钾处理中,YT159的生物量增幅小,发达的根系使其能够正常生长,因此,YT159也是耐低钾品种。