外源钙对镉胁迫下芥菜型油菜幼苗生长和生理特性的影响

通过水培试验研究5、10mmol·L^-1Ca^2＋对不同水平镉处理下的油菜幼苗生物量、根长、丙二醛（MDA）和H2O2含量以及抗氧化酶活性的影响,利用HPLC分析外源钙对油菜幼苗镉胁迫下还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化情况。结果表明,镉处理浓度为150、300、450μmol·L-^1时,5和10mmol·L-1Ca^2＋均能有效增加植株的生物量和根长,5mmol·L^-1Ca^2＋能显著减少油菜幼苗中MDA和过氧化氢（H2O2）含量,增强超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）和谷胱甘肽转移酶（GST）的活性及GSH的含量。镉胁迫浓度为600μmol·L-1时,施钙后油菜幼苗出现生物量低、MDA含量高、抗氧化酶活性和GSH含量均下降,与CK相比差异不显著（P〉0.05）。镉处理浓度≤450μmol·L-1时,5mmol·L^-1Ca^2＋能明显缓解芥菜型油菜生长和生理所受胁迫,外源钙可作为减轻镉胁迫对油菜毒害的保护剂。     

不同钾水平对苗期玉米铬的吸收和生理特性的影响

采用溶液培养的方法,研究了不同钾素水平对苗期玉米地上、地下部铬的吸收、转运及其生理特性的影响。结果显示,在六价铬作用下,玉米幼苗的各项生理指标均受到一定的影响,生物量随着铬浓度的升高而呈现降低趋势。在铬浓度0-100μmol.L^-1之间,植株地上、地下部六价铬的含量随外界铬处理浓度的增加而增加,在100μmol.L^-1时,铬含量达到最大;叶绿素含量、根系活力随六价铬浓度的增加而降低,在100μmol.L^-1时,叶绿素、根系活力最小;丙二醛（MDA）含量呈先降低后上升趋势,在40μmol.L^-1时,丙二醛含量最小。钾素可缓解重金属铬对玉米幼苗的毒害作用,在400-1 600μmol.L^-1之间,不同钾水平处理均可显著减少玉米幼苗地下部对铬的吸收,钾浓度为1 600μmol.L^-1时,铬含量最小。随着钾浓度的提高,叶绿素含量、根系活力都增加,但丙二醛（MDA）含量变化没有呈现明显的规律。值得注意的是,当溶液中铬浓度在0-20μmol.L^-1之间时,地上部铬含量随着钾浓度的增大而逐渐减小,当铬浓度为40-100μmol.L^-1时,随着钾浓度的增大而呈增加趋势,说明高浓度铬处理时,钾可不同程度地促进铬由地下向地上部的转运。     

镉对龙葵幼苗生长和生理指标的影响

采用营养液培养法研究了镉胁迫条件下龙葵幼苗生长、生理响应及镉积累特性。结果表明,镉胁迫下,龙葵幼苗生长受到一定程度的抑制,并且具有浓度效应和时间效应。镉胁迫还导致龙葵叶片色素含量下降。叶绿素a、b和类胡萝卜素平均含量在高浓度镉（150μmol·L^-1）处理条件下分别较对照降低55．5％、63．9％和43．3％。低浓度镉（25μmol·L^-1）处理15d内显著促进龙葵幼苗根系活力,平均根系活力较对照上升10．4％,而高浓度镉处理下,根系活力呈现先升后降的趋势,镉处理10d之后达到峰值;随着镉浓度的升高和胁迫时间的延长,龙葵幼苗叶片相对电导率、丙二醛（MDA）含量和渗透调节物质均呈现显著上升趋势。相对于对照植株,低浓度镉处理下龙葵叶片平均相对电导率、MDA含量、可溶性糖和脯氨酸含量上升17．7％、117．7％、5．6％和95．3％,而高浓度镉处理下上升幅度更大,分别为39．0％、194．6％、56．3％和758．0％。从积累部位来看,镉主要积累在龙葵幼苗地上部,镉含量由高到低依次为叶片〉茎〉根系,高浓度镉胁迫20d之后根茎叶镉含量为5d时的1．73、1．49和1．40倍,分别为1287．25、1718．14和2385．27μg·g^-1DW。     

外源抗坏血酸对酸雨胁迫油菜幼苗的缓解效应

为探讨抗坏血酸（AsA）对酸雨胁迫油菜毒害效应的缓解效果,以苏油1号为供试材料,采用盆栽土培的方法研究了不同浓度的外源AsA处理对pH2.5酸雨胁迫下油菜幼苗生长的影响。结果表明,pH2.5酸雨显著抑制了油菜幼苗的生长,喷施外源AsA后,一定浓度范围的AsA可明显缓解油菜的酸雨胁迫,生物量、叶片色素含量、抗氧化酶活性等显著高于酸雨胁迫的油菜,丙二醛（MDA）含量和相对电导率显著低于酸雨处理油菜。但随着AsA喷施浓度的增加,缓解效应下降,生物量、叶绿素含量等下降,而MDA和电导率上升。可见适宜浓度的外源AsA对酸雨胁迫下的油菜幼苗具有一定的缓解效应,但浓度过高则产生促氧化作用,在试验中以4.0 mmol.L-1的效果最佳。     

表油菜素内酯对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响

采用盆栽试验研究不同浓度(0、0.02、0.1、0.5、2.5 mg/L)的表油菜素内酯(EBR)对镉胁迫下番茄幼苗生长及镉累积的影响。结果表明,镉处理后番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性均下降,丙二醛(MDA)含量、相对电导率和渗透调节物质含量均升高;喷施一定浓度的EBR(0.5 mg/L)后,番茄幼苗的生物量、叶绿素含量、抗氧化酶(POD和CAT)活性及脯氨酸含量均显著增加,可溶性蛋白、MDA含量和相对电导率有所下降,番茄幼苗根系和地上部分的镉含量分别上升了50.0%和93.4%,镉转运系数最低,为0.45。综上,喷施EBR能够增强番茄幼苗对镉胁迫的耐受性,促进幼苗生长,降低镉的转运系数,其中,EBR浓度为0.5 mg/L时效果最好。     

外源NO对镉胁迫下长春花质膜过氧化ATP酶活性及光合特性的影响

为了解镉胁迫下外源NO对地被植物生理响应的调控机制,采用盆栽试验研究了外源NO（SNP）对镉胁迫下长春花幼苗生长、活性氧代谢、质膜ATP酶活性及光合特性的影响。结果表明,外施100μmol·L^-1SNP能缓解25mg·kg一镉胁迫对长春花幼苗生长的抑制,增加叶长、叶宽、株高、基径和生物量。与镉胁迫相比,施用SNP能够降低叶片和根系中丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）含量和过氧根离子自由基（O2^-·）产生速率,提高过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性及还原型谷胱甘肽（GSH）含量。SNP能显著缓解镉胁迫对叶绿素a（Chla）、叶绿素b（Chlb）和总叶绿素的抑制,提高叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）和气孔限制值（Ls）,降低胞间CO2浓度（G）和瞬时光能利用效率（LUE）。同时,外源NO能诱导叶片和根系中质膜H＋-ATPase和Ca2＋-ATPase活性提升到正常水平（对照）。但外施100μmol·L-1 NO分解产物NaNOx或SNP相似物Na3Fe（CN）6对镉胁迫则无明显缓解作用。因此,外源NO可通过提高活性氧清除能力,增加叶绿素含量,增强质膜ATP酶活性,从而提高叶肉细胞光合能力,加强离子跨膜运输和信号转导,缓解镉胁迫对细胞质膜的损伤。     

氟污染对玉米幼苗生长及生理特性的影响

为探讨氟污染对农作物的影响,以玉米为供试材料,采用砂基培养的方法,研究了不同浓度的氟（F）对玉米幼苗形态、生物量、光合参数、叶绿素含量、抗氧化酶活力以及丙二醛含量的影响。结果表明,与对照相比,低浓度 F（≤0.25 mmol·L^-1）对玉米幼苗生长无明显抑制现象;随着溶液中F浓度的增加,玉米幼苗生长显著受到抑制,叶长、株高生长变慢,叶面积减小;根系和地上部干物质积累下降;叶片中叶绿素合成受阻,光合速率降低;同时丙二醛（MDA）含量增加;过氧化物酶（POD）活性明显升高,而超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性均表现出一定的下降趋势。说明氟的存在不利于植物的正常生长,研究结果还为进一步揭示氟污染机理以及氟污染的综合治理提供了理论依据。     

棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响

针对新疆棉区长期连作与棉花秸秆还田的普遍现象,采用生物测定的方法,研究了棉秆腐解液对棉花自身的化感作用。结果表明,棉秆腐解液对棉花种子萌发及幼苗生长的影响表现出“低促高抑”,抑制作用随腐解液浓度增大而增强。2.5、5 g·L^-1的腐解液能提高棉花种子萌发率,促进胚根生长,而10、20、30 g·L^-1的浓度则产生抑制作用。5 g·L^-1处理棉花幼苗的根长、株高等指标显著高于对照。过高的腐解液浓度（〉10 g·L^-1）使棉苗根系活力减弱,抑制棉花幼苗根的生长发育,使植株叶片叶绿素含量降低,从而导致根重、根长、株高等下降,20、30 g·L^-1两处理根鲜重与根长均显著低于对照。在5、10 g·L^-1的浓度范围内,棉花幼苗体内SOD、POD活性分别增高,超过以上浓度则酶活性开始下降,20 g·L^-1以上浓度使MDA含量急剧增高。     

Cr^6＋对高丹草幼苗生理特性与根尖细胞有丝分裂的影响

采用室内培养的方法,研究了不同浓度（0、0．5、1．0、1．8mmol·L^-1）K2CrO4处理高丹草幼苗后对其生长、相关生理特性及细胞分裂的影响。结果表明,随着Cr^6＋处理浓度增加,高丹草幼苗生长受到抑制,质膜透性、丙二醛（MDA）含量持续升高;叶片中可溶性糖、脯氨酸（Pro）含量呈现升高趋势,1．0mmol·L^-1处理下增加幅度最为显著;可溶性蛋白和叶绿素含量逐渐降低。此外,不同浓度（0、50、100、150mmol·L^-1）Cr^6＋处理影响高丹草幼苗根尖分生区细胞有丝分裂,统计分析结果显示：有丝分裂指数、染色体畸变率、微核率与处理浓度间有很好的线性关系,处理浓度与有丝分裂指数显著负相关（P〈0．05）,与染色体畸变率、微核率呈显著正相关（P〈0．05）。高丹草幼苗生长生理变化规律、根尖有丝分裂指数、染色体畸变率及微核率可以作为监测环境中Cr^6＋含量的参考指标。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化系统及光合作用的影响

采用水培方法,在玉米幼苗进入三叶期后向培养液中加入不同浓度氯化镉（0、10^-6、10^-5、10^-4 mol·L^-1）,胁迫不同时间（5、10、15 d）后对幼苗进行各项指标检测。结果表明,低浓度（10^-6 mol·L^-1）及中浓度（10^-5 mol·L^-1）镉胁迫对幼苗生长均有较强刺激作用,而中浓度胁迫对地上部分作用更明显;低浓度镉胁迫对根部及叶片抗氧化酶（SOD、POD、CAT及ASA－POD）活性影响较小,只是根部POD、ASA－POD活性明显升高,而中浓度胁迫对除SOD外其他抗氧化酶活性均有显著促进作用;MDA含量均未有显著升高,可见根部及叶片未受到氧化损伤;两种浓度胁迫下,Fv′/Fm′虽下降,净光合速率有所升高。高浓度镉（10-4 mol·L^-1）胁迫下幼苗生长几乎停止;根部SOD及CAT活性升高,而POD和ASA－POD被明显抑制,叶片中CAT、POD及ASA－POD活性显著升高;根部受到显著氧化损伤;各项光合参数（Fv/Fm、Fv′/Fm′和净光合速率）均显著降低。     

镉胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统及矿质元素吸收的影响

通过水培实验研究了在10-6、10-5、10-4mol·L-1浓度下,Cd2＋胁迫对玉米幼苗抗氧化酶系统、丙二醛（MDA）含量、Cd积累及矿质元素吸收的影响,同时讨论了Cd2＋毒害的作用机理。结果表明,中、低浓度（10-6、10-5mol·L-1）Cd2＋胁迫下,玉米幼苗MDA含量与对照组相比没有显著变化;高浓度（10-4mol·L-1）Cd2＋胁迫后,MDA含量显著升高（P〈0.05）。Cd2＋胁迫初期,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均升高;随着胁迫时间的延长,除叶片中SOD和CAT活性略有上升外,其他抗氧化酶活性逐渐下降,高浓度组抗氧化酶活性下降最明显。植物吸收的Cd主要积累在根部,Cd2＋胁迫能干扰玉米对Fe、Cu、Zn、Mg等养分的吸收。     

Spd浸种对Cd胁迫下油菜幼苗的抗氧化系统的影响

采用水培试验,研究了0.20mmol·L-1Cd2＋浓度下,0.10mmol·L-1亚精胺（Spd）浸种处理对油菜幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果表明,Cd胁迫使油菜幼苗叶片褪绿,叶绿素总量及叶绿素a/b含量与对照相比极显著降低,Spd浸种处理可显著逆转这一变化,缓解叶片的褪绿现象。与Cd处理相比,Spd浸种显著或极显著提高了油菜幼苗中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和可溶性蛋白、谷胱甘肽（GSH）含量,从而降低了丙二醛（MDA）含量,极显著降低了超氧阴离子（O-2·）含量,缓解了Cd的氧化胁迫作用。总之,Spd浸种处理通过提高Cd胁迫下植株体内抗氧化酶及抗氧化剂活性,降低活性氧（ROS）水平来缓解重金属胁迫对油菜幼苗的伤害,提高幼苗的耐重金属能力。     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的防御机制对镉胁迫的响应

采用浸没培养实验研究不同浓度镉溶液（0、2、5、50mg·L-1）对湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的膜系统、光合系统的损伤情况及其抗氧化酶系统的影响。结果表明：湿地匍灯藓外表伤害症状随Cd胁迫浓度增加而加重;湿地匍灯藓对Cd有较强的生物富集能力,且藓体Cd累积量与溶液Cd浓度显著正相关（P〈0.05）;湿地匍灯藓的总叶绿素含量随Cd浓度增加显著降低,其含量与可溶性蛋白含量显著正相关（P〈0.05）;Cd胁迫引起湿地匍灯藓的丙二醛（MDA）积累,同时伴随可溶性糖和游离脯氨酸含量显著增加,其中可溶性糖含量与MDA含量显著正相关（P〈0.05）;可溶性蛋白含量和过氧化氢酶（CAT）活性随Cd浓度增加均持续下降,而超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性却随Cd浓度增加而呈现逐渐上升趋势,其中可溶性蛋白和CAT活性均与MDA含量显著负相关（P〈0.05）,SOD活性则与MDA含量显著正相关（P〈0.05）,POD活性与MDA含量极显著正相关（P〈0.01）。Cd胁迫抑制或降解光合作用相关酶类、细胞膜质过氧化和蛋白质代谢紊乱可能是湿地匍灯藓遭受Cd毒害的主要原因;湿地匍灯藓通过增加可溶性糖含量、SOD和POD活性来抵御Cd的毒害,但由于CAT活性丧失,使湿地匍灯藓的防御系统崩溃,最终导致了湿地匍灯藓细胞的凋亡。可溶性糖、SOD和POD可以作为湿地匍灯藓防御Cd毒害的指标。     

离子液体[C_2mim][Val]对小麦幼苗生长及生理特性的影响

采用实验室营养液水培方法,主要研究了离子液体1-甲基-3-乙基-咪唑缬氨酸盐（[C2mim][Val]）对小麦幼苗生长及叶片保护酶活性的影响。结果表明,就小麦种子发芽这一生态毒理指标而言,[C2mim][Val]浓度为200～500mg·L-1时其发芽率显著降低;从生长角度来看,小麦幼苗对100～200mg·L-1浓度的处理不敏感,生长指标没有显著变化,在300～500mg·L-1处理下,小麦幼苗地上部及地下部生物量、株高、根长发生显著变化,均受到明显的抑制,且抑制效应具有典型的剂量依赖型特点。不同浓度[C2mim][Val]处理均致使超氧化物歧化酶（SOD）活性下降,且浓度越高抑制作用越明显;100～200mg·L-1浓度处理在8～13d过氧化物酶（POD）活性高于对照,后期不显著,300～500mg·L-1浓度胁迫后期（18d）,其活性均发生显著的变化,分别为对照的84%、83%、74%,并造成膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量升高,表明300～500mg·L-1浓度胁迫使植物生长受到抑制。[C2mim][Val]的亲水性及亲脂特性可能是其对植物存在潜在毒性的2个主要原因。     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2＋胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明：（1）Cd2＋胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2＋浓度的升高而加重。（2）水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时升高,Cd2＋胁迫浓度〉0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2＋胁迫浓度〈0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2＋胁迫浓度〉1 mg.L-1时降低的现象。（3）水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈1 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2＋浓度〈2 mg.L-1时升高,在Cd2＋浓度〉2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2＋浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2＋浓度升高的变化幅度是水稻〉杂草稻。（4）Cd2＋胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻〉杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2＋胁迫,在敏感性上水稻〉杂草稻,在抗性上杂草稻〉水稻。     

镉对油菜幼苗生长及微量元素含量的影响

通过营养液培养,重点研究了不同浓度镉（Cd）胁迫下,中双9号冬油菜（Brassica napus L.）幼苗体内生理生化及微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu）含量的变化特征,目的是进一步阐明Cd胁迫对油菜生长产生毒害的作用机理。结果发现,Cd胁迫显著抑制了油菜幼苗的生长,植株根系和地上部干重随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗叶片中光合色素含量也随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗根系和地上部4种微量元素浓度也随着Cd浓度的升高发生了显著变化;同时,油菜幼苗体内抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性随着Cd浓度的升高表现出先显著升高后显著降低的趋势。这些结果表明,外源Cd胁迫通过降低油菜幼苗光合色素含量、抑制植株光合作用,引起幼苗体内养分代谢紊乱,诱导产生氧化胁迫等抑制了油菜幼苗的生长。研究还发现,中双9号油菜幼苗地上部Cd浓度和Cd富集量显著低于根系,中双9号应该属于低吸收Cd的冬油菜品种。     

葛根素对小白菜镉损伤的保护作用研究

为探究葛根素(PUE)对小白菜镉(Cd)损伤的保护效果,采取外源添加不同葛根素处理,将小白菜植株随机分为7组,即对照组(CK)、PUE30组(葛根素30μmol·L^-1)、Cd4组(镉4 mg·L^-1)、Cd与PUE共处理组(4+15、4+30、4+45、4+60)。处理30 d后,观察小白菜植株生长状况、测定Cd富集量及抗胁迫生理活性物质,包括叶绿素、抗氧化酶(SOD、APX、CAT、POD)活性及过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)Vc、可溶性蛋白含量,并用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测抗氧化酶基因(SOD、POD、APX及CAT)表达量。结果表明,与CK组相比,Cd4组小白菜根中Cd含量、H₂O₂和MDA含量显著升高,而地下部鲜重、地上部鲜重、抗氧化酶(SOD、POD和APX)活性和叶绿素含量整体显著降低(P<0.05)。与Cd4组相比,Cd+PUE共处理组小白菜氧化损伤程度减轻,H₂O₂     

镉和苯并[a]芘胁迫对小麦幼苗生理指标的影响

采用水培方法研究了镉（Cd）和苯并[a1芘（BaP）污染对小麦幼苗生理指标的影响。营养液中镉和苯并[a]芘的浓度分别为10mg·L^-0和54mg·L^-0。结果表明：与对照组相比,各胁迫组小麦生物量下降,株高降低,复合胁迫组地上及地下干重分别下降13．1％和49．8％,株高增长最低;各组超氧化物歧化酶（SOD）活性呈现升高-降低-升高趋势,且低于对照,过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（cAT）活性先升高再降低,复合胁迫组POD活性最高,CAT活性最低。镉、苯并[a]芘及其复合胁迫下,小麦幼苗的生长受到了一定抑制,且以复合胁迫最为显著。镉、苯并[a]芘联合作用的结果表现为协同促进作用。     

镉对中华稻蝗保护酶系统的毒性效应

采用急性染毒方法研究Cd2＋胁迫对不同发育阶段中华稻蝗SOD、CAT、POD活性的影响。结果表明,在Cd2＋的作用下,不同发育阶段中华稻蝗体内SOD、CAT、POD活性均发生变化。SOD、CAT、POD 3种酶对Cd2＋有一定的耐受性：当Cd2＋浓度在这3种酶的耐受范围内酶活性提高,反之酶活性降低。Cd2＋对不同发育阶段虫体3种抗氧化酶的影响不同：3龄若虫SOD、POD活性最高;雌性成虫CAT活性最低,而3龄雄性若虫CAT活性最高。     

镉对褶纹冠蚌抗氧化因子的影响

研究了不同浓度的镉（Cd2＋）对褶纹冠蚌血清和肝胰脏中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）的活力和谷胱甘肽（GSH）、过氧化氢（H2O2）、丙二醛（MDA）的含量的影响。结果表明,褶纹冠蚌在1mg.L-1Cd2＋处理后,肝胰脏SOD活性随着暴露时间的延长而升高,且被显著诱导;在2mg.L-1Cd2＋处理后,肝胰脏SOD活性暴露48h被显著地诱导,其后开始回落,但是依然被显著地诱导。褶纹冠蚌经不同浓度Cd2＋处理后,肝胰脏的GPX活性显著被诱导;血清中的GSH含量先显著上升,在48h时达到峰值后显著下降;血清和肝胰脏的H2O2均被诱导;肝胰脏中MDA含量明显升高。褶纹冠蚌肝胰脏中SOD活性和血清中GSH含量可以用来指示水生生态系统中的镉污染。