Cd胁迫对不同类型甜瓜种子萌发的影响

以薄皮、厚皮及野生3种类型甜瓜种子为试材,研究了在不同质量浓度Cd胁迫下甜瓜种子的萌发差异。结果表明,Cd质量浓度≤ 50 mg/L时,对甜瓜种子的发芽率没有明显影响;野生甜瓜种子对Cd胁迫最敏感,在200 mg/L的Cd胁迫下发芽率仅为6.7%;高质量浓度Cd胁迫下甜瓜种子胚根不能正常伸长,易产生无根苗。所有参试品种初生根长度均随Cd质量浓度增加而下降,而芽长均随Cd质量浓度增加先升后降,Cd质量浓度 ≥50 mg/L时,初生根长和芽长的降幅较大。各类甜瓜种子萌发的鲜重对Cd胁迫相对比较稳定。总体而言,Cd质量浓度越大,对甜瓜种子萌发的抑制作用越强。Cd对甜瓜种子萌发抑制作用因品种而异,所测各项指标均呈厚皮甜瓜耐受性最高,野生甜瓜最低,薄皮甜瓜居中的趋势。     

重金属Cd2+、Pb2+胁迫对小白菜生理及其BcMT2a基因表达的影响

为探明小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)单一及其复合胁迫的响应机理,以不同浓度Cd~(2+)、Pb~(2+)处理小白菜幼苗,对其生物量、生理指标(POD、SOD、CAT活性及MDA含量)及Cd~(2+)、Pb~(2+)在小白菜中的富集情况进行研究,同时克隆与重金属富集相关的金属硫蛋白基因BcMT2a并对其表达特异性进行分析。结果表明:除低浓度Cd~(2+)(10mg/L)对小白菜的根长和地上部分生长有一定的促进作用外,Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)—Pb~(2+)处理对小白菜根长和地上部分生长均有一定的抑制作用,且随着浓度的升高,抑制作用逐渐增强;抗氧化酶系统中,POD与SOD活性较高,且与CAT活性均呈现先升后降的趋势。Cd~(2+)浓度为40mg/L时,MDA含量达到最大值。Cd~(2+)、Pb~(2+)在小白菜各组织中的积累顺序依次为根茎叶,且Pb~(2+)在一定程度上能够促进Cd~(2+)的吸收。BcMT2a基因编码的蛋白主要存在于细胞核中,属于易突变亲水性蛋白,该基因的相对表达量在一定浓度范围内可随着Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd2—Pb~(2+)浓度的升高而增加,且相对表达量的趋势与抗氧化酶系统结果基本一致,说明小白菜在受到Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)—Pb~(2+)胁迫时,抗氧化酶系统与BcMT2a基因有明显的应答,可增加小白菜对Cd~(2+)、Pb~(2+)的耐受性。     

小白菜镉耐性形成的生理生化机理研究

以50μmol/L Cd胁迫培养13个品种的小白菜,通过形态指标和生理生化指标的测定,探讨其Cd耐性形成的生理生化应答机制。结果表明:Cd胁迫下,供试材料生长和生理生化代谢均不同程度受到抑制,但与其茎叶Cd累积量无直接关系,且不同品种小白菜对Cd耐性不同。对供试材料Cd耐性指数(Tolerance index,TI)分析表明,基于植株干物质累积的耐性指数(TI-P)与基于茎叶生长的耐性指数(TI-S)极显著相关(R2=0.686),而前者与基于根系生长的耐性指数(TI-R)的显著相关(R2=0.349)。可见,以基于茎叶生长的耐性指数比基于根系生长的更能反映小白菜的Cd耐性。Cd胁迫条件下,供试材料体内脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)含量以及抗坏血酸过氧化物酶(AsA-POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性都有不同程度的提高。Cd胁迫下,各品种叶片脯氨酸增量、SOD活性增量均与供试小白菜Cd耐性正相关,二者可作为供试材料Cd耐性的生化指标。     

包膜缓释尿素对小白菜生理特性的影响

以粉煤灰和超微细磷矿粉为包膜材料,自制2种不同涂层厚度的包膜缓释尿素,研究2种不同膜材料缓释尿素对小白菜生理特性的影响.试验结果表明:与普通肥料相比,自制包膜尿素对小白菜生物量、光合蒸腾速率、全氮、全磷、全钾、POD、SOD、CAT活性均具有显著的改善作用,其他指标与普通肥料的相比差异不显著.不同涂层厚度之间差异显著,其中以30%粉煤灰包膜尿素及25%和30%的超微细磷矿粉包膜尿素对小白菜的效果最好.     

再生水灌溉对4类土壤Cd生物有效性的影响

根据国家土壤环境质量标准,选取重金属Cd含量为二级水平的4类土壤（红壤、 潮土、 土、 黑土）进行土培试验,研究再生水灌溉与小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 pH、 微生物群落的关系,以及不同类型土壤间的差异性。结果表明, 再生水灌溉在不同类型土壤上对小白菜生物量及Cd含量、 土壤有效态Cd含量、 土壤pH和微生物数量的影响不同: 1）红壤、 潮土、 土上小白菜生物量增加显著,分别增加9.09%、 16.08%、 9.92%,黑土上增加不显著; 2）小白菜Cd含量在红壤上显著降低,由对照的0.29 mg/kg降低到0.22 mg/kg,在黑土上比对照增加了18.75%,在潮土和土上影响不大; 3）有效态Cd含量在红壤没有变化,但在潮土、 土、 黑土上增加显著; 4） 4类土壤微生物数量增加显著; 5）潮土、 土、 黑土的pH值有所降低。     

Cd胁迫对3种蕨类植物生理代谢及镉累积特性的影响

通过盆栽试验,对Cd胁迫下3种蕨类植物江南卷柏(Selaginella moellendorffii)、紫萁(Osmunda japonica)和蜈蚣草(Pteris vittata)的生长、生理和重金属累积与分布情况进行研究。结果表明,在较高浓度Cd处理下,3种植物的株高、鲜重和地上与地下部分的干重比都受到抑制,浓度越高,抑制越明显;随着Cd处理浓度的增加,3种蕨类植物叶绿素含量随胁迫浓度的增加先上升后下降;MDA含量均有不同程度的增加,在Cd浓度≥50mg/kg,与对照相比,江南卷柏和蜈蚣MDA含量增加不明显(p0.05),而紫萁MDA含量显著增加(p0.05);脯氨酸含量均随处理浓度的增加而增大;江南卷柏和紫萁SOD活性均随处理浓度的增加先升高(Cd=50mg/kg,达到最大值)后降低,蜈蚣草SOD活性随处理浓度的增加而增大;江南卷柏和紫萁POD活性随处理浓度的增加而增大,蜈蚣草POD活性随处理浓度的增加而先上升后下降,在Cd浓度为100mg/kg时达到最大值;3种蕨类植物CAT活性总体上随胁迫浓度的增加先上升后下降。在Cd浓度≤50mg/kg时,紫萁对重金属Cd的累积能力最强,但在高浓度镉胁迫时,紫萁的耐性要低于江南卷柏和蜈蚣草。综合各个指标变化情况来看,3种蕨类植物对重金属Cd的抗性排序为江南卷柏蜈蚣草紫萁。     

赤泥对Cd污染稻田水稻生长及吸收累积Cd的影响

采用田间小区试验,研究了不同赤泥施用量对酸性Cd污染稻田（潮泥田）水稻生长及吸收累积Cd的影响。结果表明,赤泥施用量为4 948 kg·hm-2时水稻产量达到最高,其主要作用是促进了水稻有效穗的形成。同时施用赤泥能显著提高土壤pH,降低土壤有效态Cd含量和减少水稻Cd累积。与不施赤泥的对照相比,施用赤泥3 000 kg·hm-2的处理水稻增产12.4%（P〈0.05）,水稻根Cd降低22.0%（P〈0.05）,糙米Cd（0.14 mg·kg-1）降低40.8%（P〈0.01）,并达到国家粮食卫生标准（GB2715—2005）;当赤泥施用量增至9 000 kg·hm-2时,土壤pH提高12.0%（P〈0.01）,有效态Cd含量降低24.9%（P〈0.05）,水稻根系、茎叶和糙米Cd分别降低55.7%（P〈0.01）、54.5%（P〈0.01）和69.9%（P〈0.01）。表明利用赤泥修复中轻度酸性Cd污染土壤是可行的,并能起到改良土壤和促进水稻增产的效果。试验所用赤泥重金属含量很低,不会造成二次污染。但将赤泥大面积应用于酸性Cd污染稻田还需要系统研究应用参数,并采取农机配套和激励机制来鼓励农民自发行动的积极性。     

不同改良剂对铬污染土壤中小白菜生理、生化特性的影响

为了研究不同种类改良剂对铬污染土壤中小白菜生理生化特性的影响,采用盆栽试验监测在不同浓度的铬污染的土壤中小白菜(Brassica parichinensis)的叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量的变化。研究发现,不同浓度的铬污染土壤中,3种改良剂添加使叶绿素含量及SOD酶活性发生变化并高于对照组而POD酶活性降低,使铬对CAT酶活性的抑制作用得到缓解。石灰、石灰+活性炭用量的增加使MDA含量先降低后升高,而活性炭的施入减少MDA的含量。通过比较,3种改良剂的改良效果为活性炭>石灰+活性炭>石灰。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中小白菜铅吸收特性和生理生化特征的影响

通过盆栽试验探讨施用纳米羟基磷灰石(NHAP)对铅污染土壤中小白菜生长及品质的影响。研究表明,施用NHAP能有效提高铅污染土壤中小白菜的生物量,并能减少小白菜地上部和地下部对铅的吸收。施用NHAP还能缓解铅对小白菜的胁迫作用,表现为叶片叶绿素含量和维生素C含量升高,丙二醛(MDA)含量下降;NHAP还能增加小白菜抗氧化酶含量水平,提高过氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的含量,提高小白菜清除活性氧的水平,抑制脂质过氧化作用,从而保护细胞膜的结构,维护其正常的生理生化功能。结果表明,施用纳米羟基磷灰石能有效促进铅污染土壤中小白菜的生长,并且提高其品质,这对于改善铅污染土壤质量,提高小白菜产量及品质具有很好的作用。     

土壤侵蚀磁性示踪剂对土壤理化性质及小白菜生理特性的影响

用盆栽试验研究了不同浓度的土壤侵蚀磁性示踪剂对土壤理化性状、微生物量及小白菜生理特性、产量、品质的影响。结果表明,磁性示踪剂提高了土壤pH、电导率值以及速效钾含量,降低了小白菜对土壤碱解氮、速效磷的利用;显著提高了土壤微生物量碳、氮及碳氮比(p<0.05),改善了土壤微生物学性状。低浓度(5%)的磁性示踪剂提高了小白菜的叶绿素含量,有效改善了小白菜叶片的光合性能。磁性示踪剂还显著提高了小白菜SOD、POD活性及MDA含量(p<0.05),对CAT活性具有抑制作用。另外,磁性示踪剂降低了小白菜的产量,但低浓度(5%)处理改善了小白菜的品质,且Cu、Pb和Cd含量均在国家蔬菜食品卫生标准范围内,不会对食品安全构成威胁。     

青菜的原生质体培养

从青菜的下胚轴和根原生质体培养获得大量的愈伤组织并形成根。比较了影响青菜下胚轴和根原生质体分离的因素。培养基、培养方式、激素、椰子水、芸苔素等对培养效果有不同程度的影响。探讨了与青菜原生质体培养褐化有关的一些因素。进行了多种分化试验     

铬胁迫对青菜（Brassica chinensis L.）植物螯合肽含量及抗氧化特性的影响

选用不同耐铬胁迫青菜品种春油1号和青伏令,采用不同浓度Cr3＋处理,测定青菜抗氧化酶活性及植物螯合肽含量等生理指标。结果表明,随着Cr3＋处理浓度升高,两种青菜叶片抗氧化酶活性、酸溶性SH、植物螯合肽（PCs）及谷胱甘肽（GSH）含量均呈增加趋势（P〈0.05）,高浓度Cr3（＋300 mg.L-1）处理下,耐铬胁迫较弱的青伏令叶片SOD、POD、CAT活性分别比对照增加了24.2%、41.7%、21.4%,耐铬胁迫较强的春油1号分别比对照增加了37.2%、70.7%、43.0%,并且PCs含量是对照的3.17倍,明显高于耐铬胁迫较弱品种青伏令（1.71倍）。Cr3＋处理下耐铬胁迫较强的青菜品种春油1号表现出相对较高的抗氧化酶活力及非酶物质含量,不同品种青菜对铬胁迫的生理差异较大。     

宅配小青菜贮藏期间货架期预测模型的建立

为明确不同宅配条件对小青菜品质的影响及准确预测小青菜的货架期,测定了3、10和20℃条件下盒装和袋装小青菜的失重率、Vc含量、黄化率、a^*值、b^*值和ΔE值的变化,采用动力学分析和主成分分析、相关性分析等方法建立基于颜色、黄化率和Vc含量变化的综合预测模型。结果表明,3、10和20℃条件下,小青菜的黄化率、a^*值、b^*值、ΔE值变化均符合零级反应,Vc降解均符合一级动力学反应;以单指标分别建立了货架期预测模型,验证试验表明,各模型的拟合性良好(R²>0.9),实测值与预测值相关性高(>0.93);基于主成分和动力学分析,建立了更准确的货架期预测混合模型,该模型相对误差小于10%,适用于宅配期间小青菜货架期的预测。本研究结果为小青菜的冷链宅配提供理论依据和技术支持。     

银杏叶渣制肥对小白菜种子萌发及幼苗生长的影响

为了提高银杏叶的附加值,减少环境污染,本研究以腐殖酸含量为评价指标,采用正交试验优化EM菌种发酵银杏叶渣制备生物有机肥的工艺参数,并测定有机肥中的相关成分,同时验证银杏叶渣有机肥的肥效.结果表明,有机肥最适固态发酵工艺为:发酵时间6 d、液料比去离子水添加比例为71.43％、银杏叶渣添加比例为26.95％、葡萄糖添加比...     

Cr^（3＋）胁迫对青菜中植物络合素含量及AsA-GSH代谢关键酶活性的影响

采用不同浓度Cr3＋处理,测定不同耐铬性青菜品种叶片中抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）代谢关键酶活性及植物络合素含量等生理指标。结果表明,随着处理浓度的增加,两个青菜品种叶片中植物络合素及抗氧化剂含量呈增加趋势。高浓度Cr3＋（250mg·L-1）处理下,耐铬性强的矮抗青品种叶片中超氧阴离子（O-2·）含量与对照相比增幅较小,耐铬性差的绿秀品种则增幅较大;耐铬性强的矮抗青叶片中还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量显著高于对照（P〈0.05）,而绿秀品种则略增,差异不显著（P〉0.05）;耐铬性强的矮抗青品种叶片中脱氢抗坏血酸（DHA）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量分别是对照的1.87、1.72倍,低于耐性差的绿秀品种（1.98、1.94倍）。随着铬处理浓度的增加,AsA-GSH关键酶活性呈先增后降趋势。高浓度Cr3＋处理下,耐铬性强的矮抗青品种叶片中植物络合素（PCs）含量、抗坏血酸过氧化物酶（APX）及脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性分别比对照增加了30.9%、38.9%、45.2%,而耐性差的绿秀分别增加了11.5%、30.5%、43.0%。综合分析表明,矮抗青在Cr3＋处理下具有较高的AsA-GSH代谢关键酶活性和非酶物质含量,可能是不同青菜品种对Cr3＋耐受性差异的内在生理原因。     

木霉菌M2的鉴定及其对小白菜促生效果研究

以一株分离自健康、高产辣椒根际土壤的木霉菌(Trichoderma spp.)M2为供试菌株,研究其对小白菜生长发育的影响并在形态学分类的基础上结合r DNA-ITS序列分析的手段,对木霉菌M2进行分类鉴定,以期为微生物肥料的开发提供优良菌种。将木霉菌M2进行固体发酵制得孢子粉,研究其在温室条件下是否对小白菜的生长具有促生能力。结果表明:菌株M2属于哈茨木霉(Trichoderma harzianum);在温室盆栽试验中,土壤接种M2孢子粉对小白菜具有不同程度的增产作用,且能够提高叶绿素含量、可食用叶片数,其中接种5.0×10~9cfu的M2孢子粉处理的鲜重、干重最高,比对照组分别增加30.26%、20.08%;接种5.0×10~8cfu的M2孢子粉处理鲜重、干重较对照组分别增加18.33%、12.46%。这说明哈茨木霉M2菌株对小白菜的增产效果明显,具有潜在的农业应用价值。     

外源NO对铜胁迫下小白菜SBPase基因表达特性及其光合速率的影响

【目的】本研究通过克隆小白菜光合暗反应中限制核酮糖-1, 5-二磷酸(RuBP)再生的关键酶景天庚酮糖-1,7-二磷酸酶(sedoheptulose-1, 7-bisphosphatase,SBPase)基因,分析铜胁迫及添加外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)缓解铜胁迫时该基因的表达情况,并将其与对应处理下小白菜净光合速率(Pn)的变化情况结合在一起进行分析,以期为全面了解外源NO缓解铜胁迫植物光合作用机理提供理论依据。【方法】以小白菜品种“上海青”3~4片真叶大的幼苗为材料,采用RT-PCR技术克隆小白菜SBPase基因,铜处理浓度为200 μmol/L,外源NO供体SNP浓度为300 μmol/L,同时设置相关的4个对照组排除其他可能因素的干扰,在添加处理液后的0、 4、 8、 12 d上午九点测定各处理小白菜相同节位叶片的净光合速率,并利用实时荧光定量PCR技术检测在对应的处理时间及对应节位小白菜叶片中SBPase基因的表达情况。试验环境条件为光照强度200 μmol/(m2·s),光周期12 h,温度25℃/18℃。【结果】 1)克隆得到小白菜SBPase基因(Genbank登录号:AHY18974.1),开放阅读框为1182 bp,编码393个氨基酸,蛋白质分子量为42.34kD,理论等电点为5.85。2)序列分析表明其含有氧化还原活性位点,包含一个具有59个氨基酸残基的叶绿体转移肽序列。小白菜SBPase基因推导的氨基酸序列与其他物种中已分离的SBPase编码的氨基酸序列具有很高的同源性。3)实时荧光定量PCR分析表明,SBPase基因在铜胁迫下的小白菜叶片中表达量下降,且随着胁迫时间的延长下降程度加剧;而在铜胁迫的基础上添加外源NO可以在一定程度上缓解铜胁迫引起的小白菜叶中SBPase基因表达量的下降。4)铜胁迫下小白菜叶片Pn显著下降,且随着胁迫时间的延长,Pn下降加剧,施加外源NO后Pn的下降得到一定程度的缓解,各处理下Pn的变化与SBPase基因表达量变化趋势一致。【结论】铜胁迫及在铜胁迫的基础上添加外源NO后小白菜叶片中SBPase基因表达量的变化,可能是影响对应条件下小白菜叶片的净光合速率变化的原因之一。     

五酸钾对酸雨胁迫伤害香青菜的缓解效应

采用人工模拟酸雨的实验设计,以国家农业地理标志产品香青菜（Brassica chinensis L.）为实验材料,以叶片喷施蒸馏水为对照（CK）,设置直接喷施pH3.0的酸雨（SY）和10mg·L−1浓度五酸钾溶液预处理后再喷施pH3.0的酸雨（WS）两个处理组。测定并比较分析各处理组香青菜根系活力、质膜透性（MP）、过氧化氢酶（CAT）活性、超氧阴离子自由基产生速率和脯氨酸（PRO）含量,研究酸雨胁迫对香青菜主要生理指标的影响和五酸钾对酸雨胁迫伤害香青菜的缓解效应,从而探索五酸钾对酸雨胁迫下植物幼苗的防护效果。结果表明,叶面喷施浓度10mg·L−1的五酸钾溶液能够显著提高酸雨胁迫下香青菜根系活力、CAT活性,保护了细胞质膜,有效降低香青菜体内PRO含量及超氧阴离子自由基产生速率。说明五酸钾可缓解酸雨对香青菜的生理伤害,对提高香青菜抗酸雨伤害能力具有优良效果。     

甘肃贝母种子水提取液对小白菜的化感效应

为进一步探明甘肃贝母种子后熟脱休眠机理,本研究对其种子不同后熟阶段水提取液不同质量浓度下小白菜种子的生物活性进行测定。结果表明,甘肃贝母种子水提取液对小白菜种子萌发及生长具有明显影响,影响程度随其所处后熟阶段的不同而异。在形态后熟阶段,与对照相比,水提取液浓度为2.5 mg·mL^-1时,对小白菜种子发芽率和发芽势均有促进作用,但随着水提取液浓度的提高,小白菜种子萌发和幼苗生长均表现明显的化感抑制效应,化感效应指数RI值逐渐降低,当水提取液浓度为40 mg·mL^-1时,化感抑制效应达到显著水平(P<0.05)。在生理后熟阶段表现出不同的化感效应,各处理组小白菜种子的发芽率均低于对照,但随着水提取液浓度的提高,化感效应呈现先增大后减小的趋势,当水提取液浓度为5 mg·mL^-1时,小白菜苗高、根直径与单苗鲜重均较对照显著提高(P<0.05)。综上表明,甘肃贝母种子内源化感抑制物质在后熟不同阶段具有明显差异,从形态后熟转入生理后熟后,种子内源化感抑制物明显减少。本研究结果为进一步探究甘肃贝母种子中内源抑制物质的种类特性及生产实践中打破其种子休眠提供了科学依据和理论支撑。     

镉对龙葵种子萌发及子叶抗氧化酶活性的影响

龙葵（Solanum nigrumL.）是Cd超累积植物,可用于植物冶金和Cd污染土壤的植物修复。超累积植物的生理基础研究有助于提高其对Cd的富集效率。龙葵种子在含有不同浓度CdCl（20、30、50、100、150、200μmol·L-1和300μmol·L-1）的琼脂培养基上萌发7d。结果表明,龙葵在200μmol·L-1和300μmol·L-1Cd时发芽率显著降低,而低浓度Cd（30～150μmol·L-1）胁迫下无显著差异;在Cd≥30μmol·L-1时,活力指数、发芽势均显著降低,幼苗的生长受到显著抑制。幼苗生长分析表明：在30～150μmol·L-1Cd处理下根长下降约17%～35%,显著低于200～300μmol·L-1Cd处理（下降79%～90%）;株高随Cd浓度的升高逐渐下降。子叶抗氧化酶活性分析表明：100～150μmol·L-1Cd胁迫下,CAT和APX活性显著上升;在Cd胁迫下,SOD活性降低但维持在较高的活性水平。表明龙葵幼苗能忍耐小于150μmol·L-1Cd,抗氧化酶活性在抵抗Cd毒害方面发挥重要作用。