镉与酸雨对大豆幼苗叶片叶绿体超微结构的复合影响

镉（Cadmium,Cd）与酸雨（Acid rain,AR）对植物叶片Chl含量、Hill反应速率及Mg2＋-ATPase等光合参数的复合影响,业已报道。但上述功能变化是否源自叶绿体结构的微观改变,尚不清楚。鉴此,本文依据前文Cd与AR剂量与强度组合实验设计,以大豆（Glycine max）幼苗为试材,采用H-600透射电镜同步观测Cd和AR对叶肉细胞叶绿体超微结构的复合影响,从叶绿体结构完整性角度进一步认识Cd与AR对光合作用复合影响的机理。     

酸雨与稀土镧对大豆幼苗光合光反应复合影响的时间效应研究

采用水培法研究酸雨（AR）与稀土镧（La）对大豆幼苗叶片光合光反应复合影响的时间效应,旨在探究复合污染因子对植物自修复过程的影响。结果表明,较之不同pH值AR（pH3.0、4.0）和不同剂量La（60、300mg·L-1）的单一作用,复合处理对大豆幼苗光合光反应活性抑制程度较大,延缓各参数恢复进程（恢复拐点滞后）,恢复程度较小,明显影响了植物的自修复能力。净光合速率Pn与各光合参数相关性分析结果显示：复合处理组的植物在修复过程中,Pn变化主要受Chl、Hill反应活性的影响,Mg2＋-ATPase活性对Pn的制约最小,且随着时间的推移,AR与La复合处理组各光合参数的恢复进程不同步,自修复能力受胁迫强度和胁迫方式的影响。     

钐-甘氨酸-维生素B6对酸雨胁迫下大豆幼苗的影响

试验研究钐-甘氨酸-维生素B_6(Sm-Gly-VB_6)对模拟酸雨伤害大豆幼苗的防护作用结果表明,在pH2.5酸雨胁迫下大豆幼苗叶绿素含量减少,叶绿素a/b值下降,细胞质膜透性增加,过氧化氢酶(CAT)活性下降。而同一强度酸雨胁迫下经50mg/kg Sm-Gly-VB_6预处理的大豆幼苗叶片叶绿素含量、细胞质膜透性与过氧化氢酶活性损伤较轻,对酸雨伤害大豆幼苗有一定缓解效应。     

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。     

镉胁迫对黄瓜幼苗光合和叶绿素荧光特性的影响

通过室内水培试验,研究了不同浓度镉处理（0,25,50,100,200μmol/L）对黄瓜幼苗叶片光合及叶绿素荧光特性的影响。结果表明：镉胁迫第4天,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率已显著下降,但细胞间隙CO2浓度变化不大;叶绿素相对含量仅在200μmol/L镉胁迫时下降;叶绿素荧光参数Fv/Fm、Yield和ETR变化不大,表明200μmol/L以下镉处理光合下降的主要原因是气孔因素。在胁迫第8天,所有镉处理净光合速率、气孔导度、蒸腾速率进一步下降,细胞间隙CO2浓度上升,叶绿素相对含量和除NPQ外的所有荧光参数也显著下降,表明此时光合下降与非气孔因素如叶绿素相对含量下降和原初光化学反应受到伤害等有关。50μmol/L镉胁迫导致除NPQ外的所有荧光参数出现一低谷值,原因可能与镉胁迫引起的严重Fe缺乏有关。     

稀土元素铈缓解镉对菱叶的毒害效应研究

利用不同浓度的Cd^2＋和不同浓度的Cd^2＋加5mgL^-1Ce^3＋分别处理菱植株，对菱叶中的叶绿素、脯氨酸、保护酶——超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的动态变化进行了研究：实验结果表明：在镉胁迫下，随着镉浓度的上升（0～4mgL^-1）菱叶中叶绿素含量下降，SOD、POD活性和脯氨酸含量在镉低浓度时上升而高浓度时下降，相反，CAT活性在镉低浓度时下降而高浓度时上升。与镉离子单一处理相比，Cd^2＋-Ce^3＋复合处理中的Ce^3＋可提高叶片中叶绿素的含量和SOD、POD的活性，尤其是在1mgL^-1 Cd^2＋加5mgL^-1Ce^3＋复合处理中，POD活性较对照提高了8．33倍。由此表明，5mgL^-1Ce^3＋对低浓度镉引起菱叶片的毒害作用有较为明显的缓解效果。     

一氧化氮对增强UV-B辐射后白菜叶绿素荧光特性和Rubisco活化酶的影响

一氧化氮(NO)在调节植物生长发育和响应胁迫方面起着很重要的作用。为探讨NO对白菜经增强UV-B辐射后的修复作用,以中白60白菜为材料,外源喷施NO、模拟增强UV-B辐射及两者复合进行处理,研究白菜幼苗生长发育、叶绿素荧光特性、Rubisco活化酶(RCA)含量、活性及其编码基因表达量的变化。结果表明,增强UV-B辐射后白菜幼苗生长受到抑制,表现为幼苗生物量、叶片数、叶长都大幅降低,叶绿素含量减少,光合作用强度降低,叶绿素荧光特性均减弱,RCA含量、活性及其编码基因表达量均下降。而NO+增强UV-B复合处理后,受到抑制的白菜幼苗生长得到一定程度的缓解,生物量、叶片数、叶长显著提高,叶绿素含量增多,光合作用强度、叶绿素荧光特性、RCA含量、活性及其编码基因表达量均显著上升。综上,NO可以增加叶绿素含量、植株生物量,减少胁迫造成的损害,提高幼苗光合作用强度,促进增强UV-B胁迫下白菜幼苗的生长,从而防止由于增强UV-B导致白菜产量减少所引起的农业问题。本研究结果为进一步探究一氧化氮气体分子在植物抗逆生理过程中的作用提供了理论依据。     

钾肥对镉污染土壤大白菜品质的效应研究

为进一步阐明钾对镉污染土壤上大白菜的品质影响,通过盆栽试验研究了2种镉污染土壤不同钾肥用量对大白菜生长、生理特性和重金属含量的影响。结果表明,大白菜地上部及地下部鲜重在低镉胁迫下分别下降2.6%和19.8%,在高镉胁迫下分别下降7.1%和45.5%;低镉胁迫下,土壤增施钾肥后大白菜地上部鲜重提高0.3%~34.0%,地下部鲜重降低1.2%~7.4%;高镉胁迫下,增施钾肥后大白菜地上部鲜重无明显变化,地下部鲜重显著提高41.8%~87.3%。低镉胁迫大白菜叶片中叶绿素a、叶绿素b含量略有升高,增施钾肥后,叶绿素a含量显著升高,叶绿素b含量变化不大;高镉胁迫大白菜叶片中叶绿素各含量明显降低,增施钾肥后,叶绿素各含量变化不大。低镉胁迫大白菜叶片中抗氧化系统酶(CAT、SOD、POD)活性增强,高镉胁迫大白菜叶片中各抗氧化系统酶活性降低,2种镉污染土壤增施钾肥各种酶活性呈增强趋势。镉污染土壤增施钾肥能有效提高大白菜叶片中维生素C、还原糖的含量,并促进游离氨基酸转化为粗蛋白。镉胁迫大白菜叶片中重金属镉、砷含量显著升高,铅、铬、汞含量均有效降低。结果表明,镉污染土壤上增施钾肥能有效提高大白菜品质,特别是降低大白菜叶片中各种重金属的含量,低镉胁迫下最佳施钾浓度为200~400mg·kg-1,高镉胁迫下最佳施钾浓度为400~600 mg·kg-1。     

镧对UV-B辐射胁迫下大豆幼苗叶绿素含量的影响

采用水培实验方法研究了La对紫外辐射（UV—B2 0．15WM^-2,0．45Wm^-2）胁迫下大豆（Glycine max）幼苗叶绿素含量及叶绿素a／b值的影响。实验结果表明：与CK相比，无UV—B胁迫时20mgL^-1LaCl3能明显提高大豆幼苗的叶绿素含量，且叶绿素a的增幅（12．77％）大于叶绿素b（0．00）；UV—B处理使大豆幼苗叶绿素含量降低，且T2处理（0．45Wm^-2）中的下降幅度（12．18％）大于T1（0．15Wm^-2）处理，叶绿素a的降幅大于叶绿素b。但适量浓度的La溶液有抑制叶绿素含量降低的作用；在叶绿素含量变化动态图中，20mgL^-1LaCl2处理组叶绿素含量均高于CK组，也高于60mgL^-1LaCl3处理组，La＋UV—B处理组叶绿素含量与UV-B处理组走势近似。但降幅小于后者，即La具有提高大豆幼苗叶绿素含量、缓解UV—B辐射伤害的作用。     

酸雨对植物根系生长的胁迫效应

采用营养液培养法研究了酸雨对大根系生长的影响,实验结果表明,在不同ＰＨ酸雨处理澡,以ＰＨ３．０酸雨抑制大豆幼苗根系生长的作用明显,ＰＨ２．０酸雨胁迫３ｄ引起根系死亡。生理分析显示,这同酸雨胁迫下大豆根系活力酸弱,ＣＡＩ活性下降,ＭＤＡ含量上升,质膜透性增加等作用相关。     

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。     

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。     

铈对UV-B胁迫下大豆幼苗光合原初反应的影响

用水培法研究了Ce（Ⅲ）对紫外辐射（UV-B,280～320nm）胁迫下大豆幼苗光合原初反应的影响。结果表明,20mg·L-1CeCl3能有效减缓紫外辐射（T1/3.34kJ·m-2和T2/11.76kJ·m-2）胁迫所导致的叶绿素与类胡萝卜素含量减少、光能转换效率（Fv/Fm）及传递能力（Fv/F0）降低,且对低剂量胁迫的调控效果优于高剂量,即以上指标Ce＋T1〉T1,Ce＋T2〉T2,Ce＋T1〉Ce＋T2。从光合原初反应的能量分配看,Ce（Ⅲ）能促使大豆叶片吸收光能的总量增加,加快内囊体膜上光电的转换和电子的传递,降低UV-B辐射伤害而导致的过剩激发能积累,从而消除过剩激发能诱发的膜脂过氧化对光合器官的潜在威胁。     

铜胁迫对芥菜光合特性及叶绿素荧光参数的影响

通过水培试验研究了铜胁迫对芥菜叶片光合特性与叶绿素荧光参数的影响。结果表明,所有铜浓度处理均能降低芥菜胞间CO2浓度（Ci）和光化学淬灭系数（qP）。低浓度的Cu^2＋（≤1μmol·L^-1）能提高芥菜叶片叶绿素、类胡萝卜素含量以及净光合速率（Pn）、气孔导度（Cs）和蒸腾速率（Tr）;高浓度的Cu^2＋（≥10μmol·L^-1）使得芥菜叶片叶绿素（Chl）、类胡萝卜素（Car）含量以及净光合速率（Pn）、气孔导度（Cs）和蒸腾速率（Tr）下降。叶绿素荧光分析表明,当铜浓度低于1μmol·L。时,PSⅡ的最大光化学效率（Fv／Fm）和子叶产量（Yield）升高,当铜浓度高于10μmol·L^-1时降低,而最小荧光（Fo）和非光化学淬灭系数（qN）变化趋势与之相反。叶绿素a／b值在铜浓度低于10μmol·L。时升高,但比值随胁迫继续加剧而下降,两者间呈显著负相关（P〈0．05）;Car／Chl值在铜浓度小于50μmol·L-。时随浓度的增加而增大,之后则随铜浓度的增加而下降,两者呈极显著负相关（P〈0．01）。铜浓度与叶绿素、类胡萝卜素含量、Fv／Fm、qP和Yield均呈极显著负相关（P〈0．01）,与Pn、Cs、Tr呈显著负相关（P〈0．05）,而铜浓度与Fo和qN分别呈显著和极显著正相关。     

镁对槟榔幼苗光合特性和叶绿体超微结构的影响

【目的】研究不同供镁水平对槟榔幼苗叶片叶绿体超微结构及光合特性的影响,为槟榔的平衡施肥矫治技术和高产优质栽培提供理论依据。【方法】以三叶龄‘热研1号’槟榔幼苗为试材进行了沙培试验。采用1/2 MS完全营养液,即对照处理Mg浓度为0.75 mmol/L,缺Mg (–Mg) 和高Mg (+Mg) 处理分别为不添加Mg和添加Mg 2.25 mmol/L。幼苗生长5个月后,取样测定槟榔幼苗非结构性碳水化合物含量、蔗糖合成酶 (SS) 和蔗糖磷酸合成酶 (SPS) 活性、叶绿素荧光动力学参数,观测叶绿体超微结构。【结果】1) 缺镁处理导致槟榔叶绿素相对含量 (SPAD)、光系统Ⅱ (PSⅡ) 的最大光化学效率F_v/F_m、实际光化学效率Y(Ⅱ)和光化学淬灭系数qP显著降低,而高镁处理组与对照差异不显著;2) 缺镁处理槟榔叶片的可溶性糖、蔗糖含量较对照均显著升高,而淀粉含量显著降低;高镁处理组淀粉含量显著高于对照组,但可溶性糖和蔗糖含量差异不显著;3) 缺镁胁迫致使叶绿体膜解体,基粒片层大部分消失,类囊体片层结构断裂,噬锇颗粒数目增多;高镁处理时叶绿体发生变形,叶绿体膜模糊,基粒片层部分消失,噬锇颗粒和淀粉粒增多。【结论】缺镁胁迫下,槟榔幼苗叶绿体超微结构发生变异,叶绿素合成及碳代谢受阻,光合效率降低,而高镁处理对槟榔叶片的影响显著小于缺镁处理。     

白木香SRAP—PCR反应体系的建立

本实验对白木香SRAP－PCR反应体系的影响因素（模板DNA,Taq酶,Mg^2＋d,NTP,引物）在4个水平上进行优化试验,筛选出各反应因素的最佳水平,建立白木香SRAP－PCR反应的最佳体系（20μL）：模板DNA50ng、引物0．30μmol／L、Mg^2＋ 1．5mmol／L、dNTP0．4mmol／L和购DNA聚合酶1．0U。适用于白木香的SRAP—PCR反应体系迄今未见报道,这一优化系统的建立为今后利用SRAP标记技术对白木香进行基础研究提供了一个标准化的程序。     

番茄叶片叶绿素含量光谱估算模型

以番茄品种“金粉2号”为试验材料,在玻璃温室内设置3种土壤水分胁迫水平,以正常灌溉为对照,于2013年3—7月和8—12月两个生长季对番茄进行全生育期持续处理。采用便携式地物光谱仪测定各生育期番茄冠层的光谱反射率,同步测定叶片总叶绿素和叶绿素a含量,并基于3—7月数据计算常见高光谱植被指数,分别建立番茄叶片叶绿素总量和叶绿素a估算模型,用8一12月生长季的试验数据对模拟精度进行检验。结果表明：（1）水分胁迫对番茄叶片总叶绿素、叶绿素a含量和番茄冠层光谱反射率产生明显影响,水分胁迫越严重,叶绿素总量和叶绿素a含量均越低,番茄冠层光谱反射率也越低;（2）随着生育期的推进,番茄总叶绿素和叶绿素a含量均持续增加,而冠层光谱反射率在红光和蓝光波段的反射率逐渐减少;（3）4种估算模型中R670模型的决定系数（R。）最高,效果最佳（P〈0．01）,番茄叶片总叶绿素和叶绿素a最佳估算模型分别为：C_chl（a＋b）=44．83R670＋_670＋7.36,C_chl=39．92R_670＋5．12,均根方误差分别为0．45、0．42mg·g^-1,表明利用高光谱数据估算番茄叶片的叶绿素含量可行。