铅胁迫对草木樨抗氧化系统的影响

用盆栽法研究了重金属铅胁迫对草木樨Melilotus suavena中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,丙二醛(MDA)和体内铅含量的影响。结果表明:在0~1 500 mg/kg铅浓度梯度处理范围内,SOD、POD、CAT活性和MDA含量随铅处理浓度增加而上升。植株体内各器官的铅含量随外源铅处理浓度的增加而上升,根系铅含量与铅处理浓度呈正相关(R2=0.972**)。草木樨在29.942 g/kg的土壤铅浓度下仍能正常生长,体内最大铅积累量达654.93 mg/kg。根部铅的含量大于地上部总的含量,茎中的含量高于叶的含量。     

钙和钾对延胡索幼苗镉毒害的缓解作用

通过探讨外源钙(Ca²⁺)、钾(K⁺)对重金属镉(Cd) (0~25 mg/kg)胁迫下延胡索幼苗的缓解作用,为延胡索经济高效优质高产的栽培模式提供理论依据和实践指导。以大叶延胡索为材料,采用土培法,研究外源Ca²⁺、K⁺处理对不同浓度Cd胁迫下延胡索幼苗株高、生物量、生理特征、重金属含量及药用品质的变化。结果表明,各浓度Cd胁迫下外源Ca²⁺、K⁺处理的最适缓解浓度分别为100和200 mg/kg,在该浓度下Ca²⁺、K⁺能明显缓解Cd对延胡索幼苗的抑制作用。在低浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca²⁺处理后幼苗可溶性糖、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性相比未添加外源Ca²⁺处理的对照组升高,而丙二醛(MDA)含量低于对照。添加最适浓度的外源K⁺处理后幼苗上述各指标无明显变化。高浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca²⁺处理后幼苗可溶性糖、SOD、POD和CAT活性显著高于对照,MDA含量显著降低。在各浓度Cd胁迫下,添加最适浓度的外源Ca²⁺、K⁺处理后幼苗根部细胞微核率降低,从而缓解了Cd对延胡索幼苗的毒害。因此,在Cd胁迫(尤其是25 mg/kg浓度Cd胁迫)下,外源Ca²⁺、K⁺通过提高延胡索幼苗的抗氧化能力来缓解Cd对幼苗毒害和细胞染色体损伤。此外,外源Ca²⁺、K⁺影响Cd胁迫下延胡索幼苗地上及地下部分Cd的积累,其影响机制比较复杂。25 mg/kg Cd胁迫下添加Ca²⁺能够显著改善延胡索的药用品质,延胡索乙素比25 mg/kg Cd胁迫下增加了27.52%。在Cd污染的土壤上种植延胡索,可加入适量的外源Ca²⁺通过改变延胡索幼苗的抗氧化酶活性等方式达到缓解Cd毒害,降低块茎中Cd含量,改善药用品质。     

外源甜菜碱对镉胁迫下紫花苜蓿种子萌发及幼苗生理特性的影响

为探究外源甜菜碱对镉(Cd)胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响,设置叶施和根施两种不同施加方式以及6个外源甜菜碱(glycine betaine,GB)浓度(0、10、20、30、40、50 mmol/L),在镉(25 mg/L)胁迫下测定‘甘农3号’紫花苜蓿种子萌发以及相关抗逆生理指标。结果表明,与单独胁迫对照相比,施加适宜浓度的外源GB均能提高镉胁迫下紫花苜蓿种子的发芽率、发芽势、发芽指数以及活力指数,其中30 mmol/L的GB对Cd胁迫下抑制种子萌发的缓解作用最佳;叶施和根施30 mmol/L GB,对紫花苜蓿的叶绿素、根长、株高增加值、根部含水量均有显著提高;叶施30 mmol/L和根施50 mmol/L GB显著提高紫花苜蓿幼苗叶片中游离脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,抑制丙二醛(MDA)含量的升高;通过隶属函数分析可知,叶施和根施30 mmol/L的外源GB对缓解苜蓿幼苗Cd胁迫的效果最佳。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗抗氧化酶活性和生长的影响

为了探讨外源NO是否能减轻盐胁迫对燕麦（Avena sativa）幼苗的伤害,以水培生长到四叶一心的燕麦幼苗为研究材料,在150 mmol/L NaCl胁迫下,探讨了0.06 mmol/L外源NO供体硝普钠(SNP)处理对白燕6号和内散2号2个燕麦品种幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及丙二醛(MDA）含量、质膜透性、叶绿素含量和植株干质量的影响。结果表明,NaCl胁迫下,施入外源NO可提高燕麦叶片SOD、CAT、POD和APX活性,降低MDA含量和质膜透性,并能缓解叶绿素含量的下降,提高植株干质量,从而减轻NaCl胁迫对燕麦幼苗的伤害;但外源NO对不同抗氧化酶活性影响不同,其中对提高SOD、CAT、APX活性的作用相对较大,而对提高POD活性的作用相对较小。     

圆叶决明硼胁迫症状及施硼效应研究

通过盆栽试验研究了红壤中硼元素胁迫(缺乏或过量)对圆叶决明植株硼含量、生物产量、植株叶片的形态结构和叶肉细胞叶绿体的影响。结果表明,与不施硼肥处理相比,施用不同浓度的硼肥(1,3,5和7 mg B/kg土)均能明显提高圆叶决明植株硼含量和植株干重,增幅分别为87.33%~549.33%和48.6%~86.2%,其中以3 mg B/kg土处理的植株干物质重最高,为2.57 g/株,增加率为86.2%;当施用5 mg B/kg土时,圆叶决明植株的硼含量为79.981 mg/kg,并开始出现硼中毒症状,7 mg B/kg土处理的圆叶决明硼中毒症状更为明显;圆叶决明硼胁迫(缺乏或过量)时叶肉细胞叶绿体数量减少,叶绿体与细胞壁的结合松散,基质片层的重叠较少,柱状基粒的数量很少或没有;硼缺乏胁迫时,对叶绿体的破坏作用主要表现在破坏叶绿体双层膜结构和基粒片层的垛叠,以及促进脂质片层的溶解;而硼过量胁迫时,对叶绿体的破坏作用主要表现在破坏基粒和促进脂质片层的溶解,而对叶绿体的双层膜结构的影响不明显。最后通过田间试验研究了山地红壤区圆叶决明施用硼肥的效应,结果表明,施用不同浓度的硼肥(1.5,3.0,4.5 kg B/hm2)处理均能增加圆叶决明植株的硼含量和生物产量,增幅分别为13.0%~32.4%和7.2%~34.2%。     

铅胁迫对百喜草叶绿素荧光特性及酶活性的影响

为探讨水土保持草种在重金属污染矿山废弃地植被恢复中应用的可行性,以南方地区水土流失治理中广泛应用的草种百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度(150,250,500,1000,1500和2500 mg/kg)的室内土培模拟胁迫试验,定量测定不同Pb胁迫浓度、不同胁迫时间百喜草的叶绿素荧光、SPAD值、叶绿素含量、抗氧化酶活性及MDA含量等指标,分析百喜草对Pb胁迫的生理响应。结果表明,在试验初期(8月),Pb胁迫对百喜草的叶绿素荧光特性具有一定抑制作用,但随胁迫时间的增加,在试验后期(9和10月)则表现出显著的促进作用(P<0.05);Pb胁迫对百喜草SPAD值和叶绿素含量有一定抑制作用,但作用并不显著(P>0.05);Pb胁迫对百喜草的POD和SOD活性均具有一定促进作用,但对百喜草CAT活性无显著影响(P>0.05);铅胁迫增大百喜草体内MDA含量,但高浓度Pb胁迫(1500和2500 mg/kg)条件下,百喜草体内MDA含量与对照无显著差异(P>0.05)。以上结果表明,Pb胁迫对百喜草生理特性有一定抑制作用,但抑制作用并不显著。百喜草可通过提高叶绿素荧光特性和抗氧化酶(POD和SOD)活性,减轻Pb胁迫的危害,以适应Pb胁迫逆境环境。     

外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的保护作用

用不同浓度的外源一氧化氮(NO)供体SNP处理100 mmol/L NaCl胁迫下一年生燕麦草幼苗,研究了外源NO对NaCl胁迫下燕麦幼苗氧化损伤的影响.结果表明,外源NO可缓解NaCl胁迫造成的燕麦幼苗膜质过氧化产物丙二醛(MDA)含量的升高,促进脯氨酸(Pro)积累,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,并能缓解叶绿素含量的降解,提高可溶性糖的含量.而且NO的这种作用存在明显的剂量效应,其中以0.2 mmol/L SNP处理效果最为显著.     

海盐胁迫对苏牧2号象草抗氧化酶活性和MDA含量的影响

以象草苏牧2号和N51(对照)为材料,研究了不同浓度海盐胁迫下幼苗叶片内抗氧化酶活性和MDA含量的变化.结果表明:不同浓度海盐(0～6g/L)胁迫下,苏牧2号和N51的SOD和POD活性在胁迫后第14d、21d和28d随海盐浓度的升高而升高,MDA含量在胁迫后第7d、14d和28d随海盐浓度的升高而升高,CAT活性随海盐浓度的变化与海盐胁迫时间存在交互作用;相同浓度海盐胁迫下,随着胁迫时间的延长(7～28d),苏牧2号和N51的SOD、POD和CAT活性均呈"升-降-升"的变化趋势,第14d达到第一个峰值;苏牧2号的SOD和POD活性均极显著高于N51.除海盐浓度为4g/L和6g/L时,胁迫后第7d苏牧2号与N51的CAT活性无显著差异外,苏牧2号的CAT活性均显著高于N51.除海盐浓度为0g/L时,胁迫后第28d苏牧2号与N51的MDA含量无显著差异外,苏牧2号MDA含量均极显著低于N51;10g/L海盐胁迫下,苏牧2号和N51生长至21d时已全部死亡,苏牧2号7d和14d时的抗氧化酶活性和MDA含量均极显著高于N51.     

镉胁迫对多花黑麦草镉积累特征、生理抗性及超微结构的影响

采用盆栽试验的方法,研究镉(Cd)胁迫对多花黑麦草(Lolium multiflorum)镉积累特性、生理抗性及叶片超微结构的影响。结果表明,1)在不同浓度Cd胁迫下,多花黑麦草地上部含Cd量小于临界值(100mg·kg-1),且地上部含Cd量小于根部含Cd量,此外,转运系数小于1。2)低浓度Cd(50mg·kg-1)胁迫下的多花黑麦草叶绿素含量升高,高浓度Cd胁迫抑制其合成。随Cd浓度增加,初始荧光强度(F0)逐渐升高,最大荧光强度(Fm)先升后降,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子产量(F_v/F_m)和PSⅡ的潜在光化学效率(F_v/F_0)逐渐降低,光量子产量(ФPSⅡ)、电子传递效率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(qN)均呈现先升后降的趋势。3)过氧化氢酶(CAT)的活性均表现出先降后升再降的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)的活性呈现先升后降的趋势;与对照无Cd胁迫相比,过氧化物酶(POD)的活性大体上是升高的;脯氨酸的含量随Cd胁迫浓度增加而逐渐升高;Cd胁迫下多花黑麦草叶片丙二醛(MDA)含量升高不显著(P0.05),其膜脂过氧化程度不高。4)高浓度Cd(300mg·kg-1)胁迫对多花黑麦草叶肉细胞超微结构有所损伤,部分叶绿体空洞化,基粒片层溶解,线粒体嵴结构减少,嗜锇粒增多。研究发现,多花黑麦草对镉胁迫具有较强的积累能力及抗性,可用于镉污染土壤的修复。     

外源NO对镉胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了外源NO对镉(Cd)胁迫下玉米幼苗膜脂过氧化、渗透调节物质、抗氧化酶活性及叶绿素含量等生理特性的影响。结果表明,与对照比较,100 mg/L的Cd处理降低了玉米幼苗脯氨酸(Pro)和叶绿素含量,减缓了可溶性蛋白和可溶性糖含量的积累,抗氧化酶活性下降,丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O₂^-·)产生速率增加、质膜透性增大;与100 mg/L Cd处理比较,添加100 μmol/L硝普钠(SNP)处理显著增加了Cd胁迫下玉米幼苗生物量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增加了幼苗叶绿素和脯氨酸含量、促进了可溶性糖和可溶性蛋白的积累,降低了MDA含量、细胞质膜的透性以及O₂^-·产生的速率。因此,外源NO对Cd胁迫下玉米生长有一定的缓解作用,可以增强玉米幼苗对Cd毒害的抗性。     

模拟酸雨胁迫对罗汉果幼苗生理特性的影响

以罗汉果幼苗为材料,研究不同pH值(2.5,3,4,5)及pH 5.6(CK)对罗汉果幼苗丙二醛、可溶性蛋白、叶绿素含量及CAT、POD、SOD活性的影响。结果表明：各模拟酸雨处理罗汉果幼苗中MDA含量随pH值的降低而升高。罗汉果幼苗叶绿素含量、CAT活性随pH值的减小而显著降低。当pH值大于4时,罗汉果幼苗可溶性蛋白含量随pH值的增大而显著增强,罗汉果幼苗体内POD和SOD活性随pH值增大而降低,当pH值小于4时,随pH值的减小罗汉果幼苗可溶性蛋白含量、POD和SOD活性显著降低。当PH值等于4时,罗汉果幼苗可溶性蛋白含量最高,POD和SOD活性最强。CAT、POD、SOD活性与MDA含量呈极显著负相关,可溶性蛋白与这三种酶呈极显著正相关,叶绿素含量与POD、SOD活性呈极显著正相关。     

无芒雀麦对Cd和Zn胁迫的生理响应及富集作用

通过温室盆栽试验，研究不同质量浓度的Cd和Zn单一胁迫下无芒雀麦(Bromus inermis)的生理响应及富集特性，探讨无芒雀麦对土壤重金属Cd、Zn的修复潜力。结果表明，Cd和Zn低质量浓度处理下较无胁迫下无芒雀麦的叶绿素含量略有上升，丙二醛积累量较小，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性较高；随处理浓度的增加，叶绿素含量降低，丙二醛积累量增加，超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性下降，植物受迫害程度明显。无芒雀麦对Cd的最佳富集质量浓度为400 mg·kg-1，地上和地下部分单株富集量分别达183.533和661.128 mg·kg-1，属于Cd富集型植物；地上和地下部分Zn的最高富集量仅有11.839和6.844 mg·kg-1，属于Zn规避型植物。     

沿阶草不同叶片对土壤铅胁迫的生理生化响应

为了解城市园林地被植物对日益增长的Pb污染的生理生化响应,采用盆栽控制实验,研究了Pb胁迫对沿阶草新生叶片(freshly leaf, FL)、成熟叶片(mature leaf, ML)和老叶叶片(old leaf, OL)超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性以及游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,Pb胁迫对沿阶草不同叶片SOD、POD、CAT活性以及游离Pro和MDA含量均有不同程度的影响。在设计的土壤Pb浓度下,沿阶草不同叶片SOD、POD和CAT活性随着土壤Pb浓度的增加表现出先增加后降低的趋势,游离Pro和MDA含量则随着土壤Pb浓度增加而增加,但不同叶片对土壤Pb胁迫的响应存在差异,以FL最敏感,ML次之,OL最不敏感。这表明,沿阶草能适应一定浓度范围的Pb污染胁迫,但不同叶片对Pb污染的响应与适应机制存在差异,FL对Pb胁迫的生理响应更敏感,而OL对Pb污染胁迫的敏感度相对较低。     

外源甜菜碱对匍匐翦股颖的抗旱性调控作用分析

为了探究外源甜菜碱(GB)对干旱胁迫及复水条件下匍匐翦股颖的生长调控作用,以匍匐翦股颖(T-1)成熟草皮为材料,移栽至温室适应性生长50 d后,分别用0,50,100,200 mmol/L的GB喷施匍匐翦股颖叶片,3 d后进行人工模拟干旱处理和复水处理,研究在不同水分条件下,外源GB对匍匐翦股颖坪观质量、叶片相对含水量、细胞膜透性、叶绿素、游离脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,干旱胁迫降低了匍匐翦股颖的坪观质量、相对含水量和叶绿素含量,提高了细胞膜透性、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、MDA含量和SOD、CAT、POD活性,而外施一定浓度的GB可使干旱胁迫引起的坪观质量、叶片相对含水量和叶绿素含量的下降幅度显著降低,同时相对提高了叶片脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及SOD和CAT活性,并降低了细胞膜透性和MDA含量,复水后,各指标均得到不同程度的恢复,其中GB处理恢复甚至优于干旱处理前的水平。本研究结果表明,外施一定浓度的GB对干旱胁迫下匍匐翦股颖的抗旱性具有增效作用,并且在复水后使匍匐翦股颖积累了更多对干旱逆境的防御能力,使其能够更好地适应干旱胁迫环境。综合各项指标,100 mmol/L的GB处理最有利于提高匍匐翦股颖的抗旱性。     

外源硒对镉胁迫下黑麦草生长和生理的影响

为明确外源硒对重金属镉胁迫下黑麦草（Lolium multiflorum）的影响,本研究以一年生黑麦草品种"杰威"（Lolium multiflorum ‘Jiewei’）为试验材料,分析了施加0.05、0.1和1.0 mg·L^-1硒对镉胁迫（60 mg·L^-1）下黑麦草株高、根长、电导率（Electrolyte leakage,EL）、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：60 mg·L^-1镉胁迫下黑麦草株高和根长显著（P<0.05）降低,EL和MDA含量显著升高,同时超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性显著升高而过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性显著降低,谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）、锰超氧化物歧化酶（Manganese superoxide dismutase,MnSOD）基因表达量显著下调,而过氧化物体抗坏血酸过氧化物酶（Peroxisomal ascorbate peroxidase,pAPX）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）基因表达量则显著上升;施加外源硒后,镉胁迫得到缓解,在硒浓度为0.1 mg·L^-1时,株高和根长缓解效果最明显,EL和MDA降低,SOD活性下降以及POD活性上升,抗氧化酶基因表达量也恢复至对照水平,表明施加适宜浓度外源硒可调节抗氧化能力,从而维持细胞膜稳定性和有效缓解镉胁迫对黑麦草的毒害现象,其中硒浓度为0.1 mg·L^-1时效果最好。     

镉胁迫对白三叶的富集能力、叶片显微结构及其生理特性的影响

以白三叶为试验材料,对其进行不同浓度Cd²⁺(0, 100, 200, 300, 400, 500 μmol/L)胁迫7 d,结果表明,随Cd²⁺浓度增加,白三叶各营养器官Cd积累量随之升高,各器官对Cd的富集能力表现为:根>叶>茎;同时,富集在叶片部分的Cd对白三叶叶片产生了毒害作用,使叶肉细胞的细胞壁着色加深,栅栏组织细胞以及海绵组织细胞的形状、大小及细胞排列的疏密程度发生改变。Cd²⁺胁迫后,白三叶叶片叶绿素含量显著降低(P<0.05),叶片的MDA含量呈上升趋势,且与Cd²⁺浓度之间存在剂量效应关系;整个胁迫过程中,SOD,POD和CAT活性则呈先升高后降低的趋势。相关性分析结果表明,Chl a和Chl b含量与Cd²⁺浓度间呈极显著负相关;MDA含量与Cd²⁺浓度间呈极显著正相关;SOD,POD,CAT之间呈极显著正相关,三者发挥协同作用以抵抗逆境毒害,体现了白三叶对重金属Cd的适应性。