铝对黄瓜和黑籽南瓜RBCs生理特性的影响

【目的】探究黄瓜和黑籽南瓜幼苗根系边缘细胞(Root border cells,RBCs)对铝毒的应答差异,进一步阐明黑籽南瓜对铝的抗性机制,为黑籽南瓜作为黄瓜的砧木提供依据。【方法】以‘津研四号’黄瓜和云南黑籽南瓜种子为试材,采用悬空培养法,研究了0(对照,CK),50,100和200μmol/L Al 3+对2种瓜类根畸形率、根长、根鲜质量及RBCs的黏胶层厚度、数目、活率和凋亡率的影响。【结果】与CK相比,随着Al 3+浓度的增大,黄瓜根的畸形率也随之增大,而黑籽南瓜根畸形率无显著变化;2种瓜类的根长、根鲜质量整体均呈下降趋势,但黄瓜根长、根鲜质量下降幅度较黑籽南瓜明显。随着Al 3+浓度的增加,2种瓜类RBCs的数目和活率均明显降低,且黄瓜降低幅度较黑籽南瓜明显;而RBCs凋亡率却随着Al 3+浓度的增加而增大,该现象在黄瓜中较为明显。与CK相比,Al 3+处理明显增加了2种瓜类RBCs的黏胶层厚度,相同Al 3+浓度下黑籽南瓜RBCs的黏胶层厚度均大于黄瓜。【结论】RBCs能提高植物根系抵御Al 3+毒害的能力;黑籽南瓜RBCs因具有数目多、凋亡率低和较厚的黏胶层等特性,故其抵御Al 3+毒害的能力优于黄瓜。     

栽培稻与高州普通野生稻耐铝性的比较研究

【目的】研究栽培稻品种耐铝性及高州普通野生稻耐铝性的特点,明确供试品种中的耐铝品种和铝敏感品种,以及野生稻中的耐铝材料,为定位来自高州普通野生稻的耐铝基因奠定材料基础。【方法】以Al3+浓度为25、50和100μmol·L-1的简单钙溶液处理1d后的苗期种子根或野生稻离蘖茎新生根相对根伸长量(relative root elongation,RRE)的大小评价材料的绝对耐铝性,以各材料的RRE与耐铝性对照品种日本晴的RRE之比作为相对根伸长比衡量材料的相对耐铝性。【结果】供试品种间、不同Al3+浓度、不同处理时间对水稻种子根相对根伸长量RRE的影响均存在显著差异(P0.0001);综合来看,日本晴、L202、辽粳944和88B等为耐铝品种;以Al3+浓度为50μmol·L-1的简单钙溶液处理1d后的RRE为指标衡量不同基因型材料的耐铝性是可靠的。广东高州普通野生稻种子根在Al3+浓度为50μmol·L-1简单钙溶液处理1d后RRE值表明,材料之间的耐铝性存在极显著差异(P0.0001)。有55个编号材料的RRE≥0.50,为耐铝性材料。与栽培稻耐铝对照品种日本晴相比较,以50μmol·L-1Al3+浓度的简单钙溶液处理1d后RRE值大于日本晴(RRE=0.6198)的供试野生稻有37个编号(GZW020的RRE最大,为1.8730)。对高州普通野生稻离蘖茎新生根以Al3+浓度为50μmol·L-1溶液处理1d后RRE的比较,发现RRE≥0.50的耐铝性材料有13个。相关性分析表明,相同编号的野生稻其种子根RRE和离蘖茎新生根的RRE之间具有极显著的相关性(R=0.76012,P=0.0041)。认为高州普通野生稻材料蕴藏有耐铝的基因,随后在以栽培稻铝敏感品种华粳籼74为受体、耐铝野生稻GZW087为供体的BC3F2世代19个株系的耐铝性检测中发现2个株系具有耐铝性,表明来自野生稻亲本的耐铝性传递到了回交后代。【结论】水稻品种间耐铝性存在显著差异,广东高州普通野生稻有丰富的耐铝特性,这为定位其耐铝基因及创新水稻耐铝资源奠定了重要的材料基础。     

大豆根缘细胞对Al3+毒害的响应

【目的】研究大豆根缘细胞发育的生物学特性和对Al3+毒害的响应，为提高大豆的耐铝性提供理论依据。【方法】以浙春3号和辽鲜3号为材料，采用悬空气培法，研究大豆根缘细胞产生的数目、活性随根长的变化及Al3+毒胁迫下根缘细胞形成和释放的难易程度。【结果】大豆根冠周围新形成的根缘细胞呈圆形，随着生长逐渐发育成椭圆形或矩形或长条形。当根长为15～25 mm时，根缘细胞数目达最大值，浙春3号约3 000个，辽鲜3号约3 800个。去根缘细胞的大豆分别用100、200、300、400 µmol•L-1 Al3+溶液喷洒根尖，根缘细胞的数目和活性明显低于0 µmol•L-1Al3+溶液喷洒的处理，且Al3+浓度越高，根缘细胞数目和活性下降幅度越大。200 µmol•L-1 Al3+、300 µmol•L-1 Al3+处理4 h，两个大豆品种的PME活性明显升高，400 µmol•L-1Al3+处理后PME活性均有明显下降。这说明高浓度Al3+不利于根缘细胞的形成和释放，降低细胞活性和PME活性，辽鲜3号的根缘细胞对Al3+胁迫反应更为敏感。【结论】Al3+毒害时，维持较高根缘细胞的数目、活性及PME活性是抗性品种耐铝毒的重要途径。     

铝胁迫下磷对荞麦根系和根边缘细胞抗性生理的影响

以荞麦(Fagopyrum esculentum Moench)根系和根尖边缘细胞(border cell, BC)为材料,研究铝胁迫下磷对根系抗氧化酶活性和边缘细胞数目、活性的影响.结果表明,与200 μmol·L-1的单铝处理相比,3.0 mmol·L-1的供磷处理铝胁迫组的相对根长和根系蛋白质含量分别增长了22.8%和18.7%,根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加了20.8%和26.1%.1.5 mmol·L-1的磷与铝共处理,边缘细胞的数目和活性分别比200 μmol·L-1的单铝处理增加了243.0%和187.0%.铝胁迫下供磷可有效促进根伸长和根系蛋白质的合成,提高SOD和POD活性,显著削弱铝毒对边缘细胞产生的抑制,减少细胞的死亡.说明供磷可有效增强荞麦根系的抗铝毒能力,提高根尖边缘细胞的数目和活性.     

铝、硼对豌豆原位根边缘细胞粘胶层厚度的影响

在缺硼和施硼红砂土上种植并收获豌豆种子后,采用雾培法培养豌豆根及根边缘细胞,并于5 h、16 h、24 h、44 h在雾培液中加入500 μmol/L AlCl3(pH 4.5),培养至48 h后,测量豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积,探讨硼和铝对豌豆原位根边缘细胞粘胶层变化的影响.结果显示:正常条件下豌豆原位根边缘细胞粘胶层相对面积随时间延长无变化;与pH 6.5的对照相比,酸性条件下(pH 4.5)豌豆根边缘细胞粘胶层相对面积显著变小,且随处理时间延长减小幅度越来越大.与相同pH溶液(pH 4.5)相比,加铝处理边缘细胞粘胶层相对面积显著大于不加铝处理;而与pH 6.5的对照相比,加铝处理后粘胶层相对面积却显著减小.硼对边缘细胞粘胶层无明显影响.结果表明:酸性条件引起原位边缘细胞粘胶层变薄,在酸性条件下加铝处理又引起粘胶层增厚;而硼对边缘细胞粘胶层无明显影响.     

铝胁迫对绿豆根边缘细胞的影响

边缘细胞的成活率与根的长度表现出一定的正相关,而且在相同的长度内,边缘细胞的活性明显受环境中铝浓度的影响,随着铝浓度的提高,边缘细胞的活性下降,同时离体边缘细胞的活性随着时间的延长其成活率下降.     

铝胁迫下不同耐铝性小麦根际pH值变化及其与耐铝性的关系

Al3+是植物铝毒害的主要形态,而其活性受环境pH值的影响,H+-ATPase通过调节根的质子分泌改变根际pH值。为探讨铝胁迫下根际pH值变化与小麦耐铝性的关系,以小麦品种ET8(耐铝型)、ES8(铝敏感型)为试验材料,采用溶液培养的方法对铝胁迫下根际pH值及根尖H+-ATPase活性变化进行了研究。结果表明,铝处理条件下,小麦根际pH值随培养时间的延长而升高;随培养液中铝浓度的增加,根际pH值上升幅度下降,相同铝浓度处理条件下ET8根际pH值显著高于ES8。根际pH值与根尖铝含量呈极显著负相关(R2=0.9321),与根相对伸长率呈极显著正相关(R2=0.8585),表明小麦通过提高根际pH值降低根尖铝含量,减轻铝毒害。根尖H+-ATPase活性随铝处理浓度升高而显著降低,100μmol·L-1Al处理24hET8和ES8根尖H+-ATPase活性分别为各自无铝处理的69.8%和60.0%,根尖H+-ATPase相对活性与根际pH值呈极显著负相关(R2=0.8319)。温度显著影响根的伸长,低温处理(9℃)根际pH值显著高于常温处理(25℃),而根尖铝含量却显著低于常温处理。表明小麦通过根尖H+-ATPas...     

甜玉米自交系耐铝毒的初步筛选

酸性土壤铝毒是限制作物生产的主要因子之一,通过育种选育耐酸、耐铝的甜玉米(Zea mays L.)自交系是解决酸性土壤铝毒问题的有效途径之一,而确定耐酸铝的鉴定标准并筛选出耐性材料对耐铝毒育种有重要意义。试验采用营养液培养法,选取5个田间长势存在差异的甜玉米自交系对铝耐性进行鉴定,设0、0.1、0.2、0.3、0.4 mmol/L共5个Al3+浓度处理,分别于处理7、10、14 d后考察茎叶及根的鲜重和干重。结果表明,随处理浓度升高,甜玉米茎叶和根的生长均减慢,处理7和10 d的铝耐性鉴定结果相对一致,G107和G139表现为铝耐性最强,G118和G151对铝的耐性处于中间水平,G79对铝的耐受性最差。处理14 d后考察不同处理Al3+浓度下的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性发现,3种酶的活性在较低浓度下都有上升,之后随胁迫浓度的增大,3种酶的活性又均有所下降。     

酸、铝胁迫对楚雄南苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

【目的】研究酸、铝胁迫对楚雄南苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响,为酸性土壤中苜蓿的栽培提供理论依据和参考。【方法】以楚雄南苜蓿种子为材料,按照不同pH值(3.5、4.5、5.5、6.5和7.5)和不同Al3+质量浓度(0、100、300、500、700和1 000 mg/L)分别配置30种溶液,生长10 d后对楚雄南苜蓿种子的发芽率、发芽势、根长、茎长、POD和SOD等指标进行测定分析。【结果】微酸条件下(pH 5.5～6.5),楚雄南苜蓿种子萌发、生长良好,当pH为3.5时种子萌发与生长受到明显抑制;Al3+质量浓度大于500 mg/L时,发芽率、发芽势和根长等显著低于其他处理(P0.05),且幼苗根长对Al3+质量浓度的变化更为敏感;酸、铝共同胁迫对楚雄南苜蓿种子萌发以及幼苗生长的影响大于单一胁迫,在pH低于4.5、Al3+质量浓度高于500 mg/L时,楚雄南苜蓿幼苗的生长受到明显的抑制。【结论】楚雄南苜蓿在pH大于4.5、Al3+质量浓度低于500 mg/L的土壤条件下可大力推广种植。     

铝胁迫对决明属种子萌发与幼苗生长的影响

以3种决明属植物(草决明、望江南、伞房决明)为材料,采用(Al2(SO4)3·18H2O)分析纯,设置5种不同铝浓度进行胁迫处理,以探究铝胁迫对3种决明属种子萌发及幼苗生长过程的影响。结果表明,铝胁迫对3种决明属种子的萌发有显著影响,随着铝浓度的增大,3种决明属种子的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对苗长、相对根长和相对鲜重都受到抑制,并且随着铝浓度的加剧,各指标差异越显著,抑制作用越强。各指标下3种决明属种子的耐铝能力各异,草决明发芽迅速,发芽率较大,相对发芽率和相对发芽指数随铝浓度的增加降幅较大,差异较显著;望江南发芽率低,发芽较慢,相对苗长和相对苗重与其他2种种子表现出显著性差异,其相对苗重、相对根长、相对苗长的降幅较低;伞房决明的相对发芽率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数的降幅较低。通过隶属函数法综合评价认为,3种决明属种子的耐铝胁迫的能力排序为草决明望江南伞房决明。