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。     

镉硫交互处理对水稻吸收累积镉及其蛋白巯基含量的影响

研究了不同硫镉浓度组合短期处理 (6d)对水稻幼苗吸收累积镉的影响及其植株体内蛋白质和非巯基硫蛋白含量的变化。结果表明 ,短期单镉胁迫处理下 ,水稻幼苗的生物量没有明显变化 ,但是镉硫交互作用明显地影响镉在水稻苗中的累积。供硫处理能有效地增加镉在水稻叶片中的累积。不同镉、硫处理下植株体内缓冲液可提态蛋白质含量变化不明显。镉胁迫明显增加植株体内NPT含量 ,尤其是根中NPT的含量。供硫也能显著地提高NPT的含量。硫镉交互作用对植株体内NPT含量的影响更为明显。上述结果证实 ,介质中硫的充分供应在有效地提高植物对镉胁迫耐性的同时 ,也显著地促进镉在水稻地上部的积累。     

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。     

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。     

牛粪与秸秆配施对玉米体内镉积累及亚细胞分布的影响

以受镉(Cd)污染的棕壤为供试土壤,采用盆栽试验的方法,研究牛粪与秸秆配施对玉米各部位Cd吸收、转运及Cd在各部位亚细胞分布的影响。试验设6个处理,分别为对照处理(CK)、单施秸秆(S)、单施牛粪(M)、牛粪与秸秆含氮量比1∶1(SM1)、牛粪与秸秆含氮量比3∶1(SM3)、牛粪与秸秆含氮量比5∶1(SM5)。结果表明,与对照相比,SM1处理根部吸收Cd的含量下降了46.2%;SM1和SM3处理玉米叶部Cd吸收量与对照相比分别下降了69.8%和61.0%,玉米茎部Cd含量与对照相比分别降低了62.6%和50.4%,玉米籽粒Cd吸收量与对照处理相比分别降低了80.0%和75.0%。与对照相比,SM1、SM3和SM5处理Cd由根部向茎叶部位的转运系数分别降低了0.37、0.21和0.17;Cd由茎叶向籽粒的转运系数分别降低了0.014、0.012和0.010。所有处理玉米各部位亚细胞组分的Cd含量均呈现为细胞壁细胞器可溶部分;在SM1处理下,Cd在根、叶、茎和籽粒四个部位细胞壁中比例与对照相比提高最多,分别提高了16.5%、10.5%、10.7%和19.3%。因此,适宜的牛粪与秸秆配比能有效降低玉米各部位对Cd的吸收和转运,提高Cd在玉米各部位细胞壁中的分布比例,牛粪与秸秆含氮量比1∶1配施有利于Cd污染地区玉米的安全生产。     

硅、硫、锌、锰肥配施对水稻品质及产量的影响

通过田间和盆栽试验，探讨了水稻在常规施用氮、磷肥基础上，配施硅、硫、锌、锰肥对其品质和产量的影响，试验结果表明配施硅、硫、锌、锰肥对大米碾磨品质、外观品质有一定的改善，并有一定的增产效果。以每公顷配施Si61．1～122．2kg、S30～45kg、Zn3．4kg、Mn4．0kg用量组合效果较佳，硫锌锰、硅锌锰、硅硫锌配施好于其它组合。     

硅、硫、锌、锰肥配施对水稻品质及产量的影响

通过田间和盆栽试验,探讨了水稻在常规施用氮、磷肥基础上,配施硅、硫、锌、锰肥对其品质和产量的影响,试验结果表明配施硅、硫、锌、锰肥对大米碾磨品质、外观品质有一定的改善,并有一定的增产效果。以每公顷配施Si61 1～122 2kg、S30～45kg、Zn3 4kg、Mn4 0kg用量组合效果较佳,硫锌锰、硅锌锰、硅硫锌配施好于其它组合。     

水稻需硫特性及硫对水稻产质量的影响

盆栽试验结果表明,黑土种植水稻适宜的硫肥品种为硫铵和硫磺,可分别使水稻增产２８．８％放１９．７％,水稻在前期和后期植株含硫较高,中期较低;但植株吸硫量则随其生物量的增大而迅速增加,以分蘖期最低,成熟期最高,田间试验结果表明,硫肥的适宜秀量为Ｓ３６－５４ｋｇ／ｈｍ＾２,增产９．７－１１．３％,增产的主要原因是硫促进了水稻的生长发育,增加了水稻分蘖数和穗粒数,分析结果表明,硫具有增加稻米蛋白质含量,降     

水稻突变体对镉的吸收及其亚细胞分布和化学形态特点

Wild-type （Zhonghua 11） and mutant rice （Oryza sativa L.） plants were used to investigate the effect of cadmium （Cd） application on biomass production, to characterize the influx of Cd from roots to shoots, and to determine the form, content, and subcellular distribution of Cd in the roots, leaf sheaths, and leaves of the rice plants. Seedlings were cultivated in a nutrient solution and were treated with 0.5 mmol L^-1 of Cd^2＋ for 14 d. The sensitivity of rice plants to Cd toxicity was tested by studying the changes in biomass production and by observing the onset of toxicity symptoms in the plants. Both the wild-type and mutant rice plants developed symptoms of Cd stress. In addition, Cd application significantly （P ≤ 0.01） decreased dry matter production of roots, leaf sheaths, and leaves of both types, especially the mutant. The Cd content in roots of the mutant was significantly （P ≤0.05） higher than that of the wild-type rice. However, there was no significant difference in the Cd content of roots, leaf sheaths, and leaves between the wild-type and mutant rice. Most of the Cd was bound to the cell wall of the roots, leaf sheaths, and leaves, and the mutant had greater Cd content in cell organelles than the wild type. The uneven subcellular distribution could be responsible for the Cd sensitivity of the mutant rice. Furthermore, different chemical forms of Cd were found to occur in the roots, leaf sheaths, and leaves of both types of rice plants. Ethanol-, water-, and NaCl-extractable Cd had greater toxicity than the other forms of Cd and induced stunted growth and chlorosis in the plants. The high Cd content of the toxic forms of Cd in the cell organelles could seriously damage the cells and the metabolic processes in mutant rice plants.     

水稻需硫特性及硫对水稻产质量的影响

盆栽试验结果表明,黑土种植水稻适宜的硫肥品种为硫铵和硫磺,可分别使水稻增产28.8%和19.7%.水稻在前期和后期植株含硫较高,中期较低;但植株吸硫量则随其生物量的增大而迅速增加,以分蘖期最低,成熟期最高.田间试验结果表明,硫肥的适宜用量为S 36～54kg/hm2,增产9.7%～11.3%,增产的主要原因是硫促进了水稻的生长发育,增加了水稻分蘖数和穗粒数.分析结果表明,硫具有增加稻米蛋白质含量、降低淀粉含量的作用.适当施用硫肥既能充分满足水稻在整个生育期对硫素营养的需要,又能保持土壤中硫的平衡.     

水稻中介体亚基的表达谱分析及亚细胞定位

中介体是一种大分子蛋白复合物,在真核生物的转录调控中发挥重要的作用。基因的时空表达控制着植物的生长和发育。虽然近年来拟南芥(Arabidopsis thaliana)中介体亚基的功能研究进展迅速,但对其基因的时空表达信息知之甚少。为研究水稻(Oryza sativa)中介体亚基基因的表达模式,以拟南芥中介体亚基基因为查询序列,在NCBI核酸数据库上进行搜索,共获得24个水稻中介体亚基基因,其中除了Med19存在两个拷贝以外,其余22个亚基基因均为单拷贝。利用水稻21个组织共59个样本的芯片数据,对23个中介体亚基基因的表达数据进行聚类,结果表明,OsMed12的表达组织特异性最强,其次为OsMed11,其他21个亚基基因表达无明显规律,较接近组成型表达。以GUS为报告基因的OsMed8启动子活性分析结果与其表达谱结果一致,可以看出在植株的分生组织、营养生长早期和生殖生长初期表达较强。亚细胞定位结果显示,OsMed6被定位在细胞核中;OsMed8定位在细胞核和细胞质膜中。本研究获得了水稻中介体基因的表达模式和蛋白亚细胞定位的重要的数据,对于进一步研究水稻中介体亚基的功能提供了很有价值的参考信息。     

硫在稻根微域中化学行为及其对水稻吸收重金属的影响机理

我国水稻种植面积和产量分别占世界23%和40%.人类活动,如农药和除草剂施用、采矿、污水灌溉,已经导致了一些地区水稻土污染.开发能够控制、减少水稻对重金属吸收和经食物链传递的技术与方法,对确保食物安全具有重要意义.硫(S)有6个化合态,土壤硫化合物种类多,其在土壤中转化相当复杂,在土壤环境化学研究中具有重要地位.本文收集了国内外有关文献,评述了S在水稻土中的含量、形态及转化,重点阐述了S在根际微域化学行为及其与水稻吸收重金属之间的关联,并提出了未来应开展的主要研究方向.     

不同蔬菜对镉的吸收累积及亚细胞分布

采用营养液培养,基于叶绿体分离方法,研究了不同种类蔬菜对镉吸收、运输和亚细胞的分布规律。结果表明,蔬菜在不同浓度镉的营养液中培养1周后,蔬菜生物量没有产生显著差异,而不同种类的蔬菜生物量差异较大。镉在蔬菜叶片中大部分存在于细胞壁中,占总量的62％～85％,少量存在于原生质（不含叶绿体）和叶绿体中;随着营养液中镉浓度的增加,各组分中镉的含量明显增加,但分配比例变化不大。各种蔬菜根中镉的含量高于地上部镉含量;随着镉浓度的增加,根中镉分配比例从44％-59％降低至27％～38％;不同蔬菜根部对镉的吸收能力及镉向地上部转移的能力有显著性差异。     

油菜硫营养及其与品质的关系

对缺硫指标、缺硫症状 ;硫肥的效果和影响因素 ;硫营养对蛋白质、含油量和脂肪酸组成、硫甙含量、硫甙组分的影响等几个方面对油菜硫营养生理和硫营养与品质的关系进行了综述。     

外源镉和温度变化对不同品种水稻抽穗期光合特性的影响

探讨外源镉（Cd）和温度变化对水稻抽穗期光合特性的影响,为水稻生长过程中应对稻田土壤重金属污染和气候变暖的复合作用提供理论依据。通过添加外源Cd （0和2 mg/kg土）和模拟温度（白天/夜晚分别为30℃/25℃（CK）、33℃/28℃（T1）、36℃/31℃（T2））,研究外源Cd和温度变化对不同品种水稻（武运粳30号和新两优6号）抽穗期光合参数、荧光参数及其生物量的影响。结果表明,单一Cd处理显著降低了新两优6号的SPAD值,而单一增温处理则显著降低了武运粳30号的SPAD值（P<0.05）。虽然外源Cd和温度的复合作用未显著影响武运粳30号和新两优6号的净光合速率（P_n）,但Cd处理显著降低了两品种的P_n,而增温处理则显著影响了新两优6号的P_n;大部分Cd和温度处理下,新两优6号的SPAD值和P_n大于武运粳30号。Cd处理和增温处理均影响了水稻叶绿素诱导动力学曲线的形状,O、K、J和I点的荧光因处理的不同而具有一定差异。Cd处理和增温处理对水稻F_v/F_m和比活度参数的影响与水稻品种有关,Cd处理未显著影响运粳30号和新两优6号的F_v/F_m值,而增温处理则显著减少了武运粳30号的F_v/F_m值;新两优6号的比活度参数ABS/RC、DIo/RC、TRo/RC、ET0/RC在Cd处理下显著降低,而武运粳30号的比活度参数在增温处理下则显著增加（P<0.05）。Cd处理显著降低了新两优6号的茎叶生物量,而增温处理则显著降低了武运粳30号茎叶生物量,然而两者的复合作用对水稻茎叶和根生物量的影响因品种不用而具有差异,新两优6号的茎叶和根干物质量在大部分处理下大于武运粳30号。综上可知,Cd和增温处理通过影响水稻的光合参数和荧光参数,从而影响水稻的生物量,但影响程度因品种不同而具有差异,其中,武运粳30号对Cd具有较强的抗性而新两优6号对增温有较强的抗性。因此,在实际的田间管理中,应选择合适的水稻品种,以应对土壤Cd污染和温度升高对水稻生长的影响。     

银川地区水稻分布遥感制图方法研究

重点介绍水稻分布图的制作方法。在下垫面地物类型分析和卫星资料精地标订正的基础上，通过对研究区域内作物植被指数变化规律分析，选用不同时次、光谱质量较好的植被指数图像，经植被指数积温模式订正、象元分解，绘制出银川地区水稻空间分布图，为水稻面积信息的提取奠定基础，经过抽样调查检验，遥感调查水稻的空间分布与实况基本吻合。     

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.     

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...     

应用15N示踪技术研究水稻对氮肥的吸收和分配

运用15N示踪技术研究了不同生育时期水稻对肥料氮的吸收和分配。结果表明：15N分别标记基肥（N1）、分蘖肥（N2）和拔节孕穗肥（N3）处理中,水稻吸收的氮素在分蘖盛期、拔节孕穗期和开花期分别有23.1%、8.3%和19.9%来自肥料;从开花期到成熟期,不同时期标记的15N转运量大小为：拔节孕穗期追肥（N3）>基肥（N1）>分蘖期追肥（N2）, 但基肥的氮素转运效率最高, 其他两次追肥氮素转运效率相当;在成熟期,N1、N2、N3处理残留在的稻草中的15N分配比例分别为24.3%、26.7%和30.4%。无论是氮肥基施,还是分蘖期或拔节孕穗期追肥,水稻开花期之前所吸收的15N主要分配在叶片中,其次是鞘,再次是茎,开花期后,随着15N从营养器官向籽粒中的转移,叶片、茎秆和鞘中的15N分配百分比逐渐下降,籽粒15N的分配百分比逐渐上升。试验结果还显示,基肥15N标记时,分蘖盛期所吸收氮来自肥料最高,为23.1%,随生育期的推进逐渐下降,到成熟期仅为10.6%,成熟期吸收的氮来自分蘖期和拔节孕穗期追施的氮肥分别为5.9%和12.4%。表明（1）当土壤氮素含量不高时, 基肥对水稻整个生育期生长很重要,基肥适量增加可显著增加水稻茎蘖数,对水稻群体质量建成有决定作用;（2）拔节孕穗肥可显著促进水稻生育后期的籽粒灌浆和充实,增加拔节孕穗期的氮素供应有利于提高水稻的氮素收获指数;（3）分蘖期追肥氮素损失较大,水稻吸收较少,可以适量增加水稻基肥而不施分蘖肥,或在水稻分蘖后期水稻生物量较大时适量施肥以促进水稻吸收。