硅处理对重金属胁迫植物的影响

在重金属的胁迫下,植物的细胞膜透性、光合、抗氧化酶含量、脯氨酸含量等各项生长生理指标都会发生明显的变化,严重时会造成植物死亡。在植物领域内,需高度重视重金属胁迫植物的问题、寻找缓解甚至消除植物受到重金属胁迫的机制。基于此,本文从植物的生长、光合作用、抗氧化酶等方面综述了硅对受到重金属胁迫的植物的影响、硅缓解重金属胁迫的机制,为今后研究硅缓解不同植物重金属胁迫的机制提供一些思路。     

硅缓解植物重金属毒害机理的研究进展

硅对植物重金属胁迫具有重要的调节作用,研究表明:适当浓度的外源硅能够通过多种途径有效缓解重金属胁迫对植物生长发育的抑制和毒害作用,使植物内重金属富集系数和转运系数发生变化,减少植物对重金属的吸收积累;有效缓解重金属对细胞结构的伤害;促进植物生理生化代谢。硅缓解植物重金属毒害的机理可归纳为避逆作用和耐逆作用。避逆作用包括:提高土壤(介质)pH,改变其理化性质;改变土壤中重金属形态,使其沉积于土壤或根系周围,减少植物对重金属的吸收。耐逆作用包括:影响重金属在植物内转移、积累;刺激植物产生酚类物质并与重金属螯合;促进重金属离子在植物内区隔化分布,使其结合到细胞壁或液泡中;提高植物内抗氧化系统活性(SOD、POD、CAT、APX),有效清除重金属胁迫产生的活性氧。本文就近年来硅缓解重金属毒害作用及其机理的相关研究进行了归纳和总结,并对今后的研究重点进行了展望。     

硅对植物抗逆性影响的研究进展

硅作为有益元素,具有促进植物生长、提高作物产量的作用,同时硅在增强植物抗逆性方面也发挥着重要作用。为进一步探究硅增强植物抗逆性的深层作用机制,本文综述了硅增强植物抵御生物胁迫（包括病原菌、害虫等）及非生物胁迫（干旱、盐害、重金属等）方面的研究进展,认为硅可通过改善植物形态、平衡养分吸收、调节激素代谢、改良土壤性状等多种作用机制缓解胁迫。针对硅的未来研究方向进行了展望,如硅抵抗各种胁迫的耦合机制,深入研究硅提高植物抗逆性的生物化学及分子机制以及加强新型硅肥及配套施用技术的研发。     

硅缓解植物重金属胁迫的主要机理

重金属能在土壤中积累,造成土壤污染。硅能有效减轻植物和土壤中的重金属毒性。从6个方面来概述了硅缓解植物受到重金属胁迫时的主要机理,包括:硅与重金属在不同植物结构中的复合和共沉淀;对植物生长结构的改变;通过刺激抗氧化酶的活性来增强植物的抗氧化防御能力;改变重金属在植物体内的分布;通过改变土壤p H值来降低金属的生物利用度;对金属转运蛋白基因的调节,以期为缓解重金属污染研究提供参考。     

硅对植物抗旱性影响的研究进展

土壤水分不足是限制植物生长、影响植物产率的主要因素,通过破坏细胞的离子渗透平衡发挥作用。虽然硅通常被认为不是植物生长的必需元素,但是植物吸收硅后在一定程度上能够缓解生物和非生物胁迫。因此,使用硅元素能够在不利的气候和土地环境中提高作物的产量。大量的试验结果已经验证了硅的作用,但是硅发挥作用的机制还没被系统地讨论。因此,查阅了硅在植物中吸收、运输和积累以及硅如何能减轻干旱胁迫方面的研究情况。主要观点有以下几个方面:1硅元素的吸收有主动运输和被动运输两种形式。但是更多的硅转运方式仍不太明确,硅运输的过程需要进一步阐明。2硅在抗旱性方面的机制在生理生化层面上得到了部分的阐明,包括能增加根系水分的摄入、保持营养平衡、减少叶片的水分流失、促进光合速率和通过增加抗氧化酶活性、非酶抗氧化剂的活性,提高抗氧化能力。3硅能够在胁迫条件下调控植物内激素的平衡,然而硅在增加抗逆性相关信号转导和基因表达方面的机制仍有待探索。     

向日葵对重金属胁迫反应及其植物修复的研究进展

通过总结近年来国内外对向日葵在重金属胁迫下反应的研究,概述了向日葵对于重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Cr)污染的植物修复作用,并介绍了提高向日葵修复效率的主要措施,即施肥技术、栽培措施、植物修复剂和植物基因改良。     

重金属胁迫对生物DNA影响的研究进展

对重金属胁迫对植物、动物、微生物的DNA(包括碱基、基因、染色体等)的影响进行综述。指出,重金属胁迫能够诱导生物体产生碱基改变、DNA单双链断裂、染色体改变等DNA损伤。介绍一些检测重金属的方法及重金属胁迫对生物的DNA影响的研究方法,有助于进一步防御改善重金属污染,更好地了解重金属胁迫对生物体造成DNA损伤的机理。     

一氧化氮在植物响应重金属胁迫中的作用

一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一种具有扩散性的气体分子,在哺乳动物中被鉴定为血管内皮细胞舒张因子,是一种有效的内源性血管舒张药。植物也具有合成和释放NO的能力,NO在植物中参与多种生理过程和胁迫响应。因此,NO被认为是植物及动物体内重要的气体信号分子。近年来,由于各种人类活动的影响导致重金属对农业生态环境造成了越来越严重的污染,威胁农作物生产与食品安全。尽管重金属影响植物生长发育的机制并不完全清楚,但越来越多的证据显示NO是植物体内响应重金属胁迫的重要成分之一。就目前重金属胁迫对植物内源NO的代谢以及外源NO对植物重金属毒害的影响的研究进展进行了综述。     

植物耐受重金属胁迫细胞机制研究进展

植物存在一系列耐受重金属胁迫的细胞机制,这些机制主要包括:根和质膜限制对重金属离子的吸收和运输;在细胞内通过植物络合素、金属硫蛋白或有机酸等络合重金属;利用热激蛋白等修复被胁迫伤害的蛋白;将重金属离子区隔化入液泡等。概述了植物耐受重金属胁迫细胞机制的研究进展。     

重金属胁迫对鱼类影响的研究进展

重金属是一类非降解且富集性较强的常见水体污染物,被鱼类摄取后可在脑组织、肾脏和肝脏等器官中富集,并对鱼类产生分子、生理生化等毒性作用,影响其生长发育、繁殖和代谢,甚至引起死亡。文章从重金属进入鱼体内的途径、重金属在鱼体内的富集情况、重金属对鱼类的毒性作用及其作用机制等方面综述了重金属胁迫对鱼类的影响,并提出今后应加强重金属胁迫对鱼类毒害作用机制的系统深入研究,探讨不同重金属对鱼类的联合毒性作用方式,确定重金属暴露浓度与响应指标间的剂量—效应关系及其影响因素,研究重金属胁迫下鱼类氧化胁迫发生的信号调控机制,同时加强环境重金属污染的早期预警生物标志物研究,将重金属对鱼类毒性的研究与水质监测及在线预警相结合,进行预警鱼类的筛选与驯化及鱼类生物学灵敏性信号指标选择等,为渔业环境监测及鱼类健康养殖提供科学依据。     

花青素介导植物抗重金属胁迫机理的研究进展

近年来的土壤重金属污染问题依然严重.重金属作为一种主要的非生物胁迫,不仅严重制约植物的生长发育、影响农产品的品质及安全质量,还会通过食物链进入动物和人体内,最终威胁人体健康.如何缓解植物重金属毒害一直是国内外研究的重点和难点.花青素是一种广泛存在于自然界植物中的水溶性天然色素,参与植株的生长与发育、生物与非生物胁迫应答等.文章归纳总结文献报道,阐明重金属对植物的危害,并以砷为例说明危害机理,介绍花青素的生物学功能,以及花青素介导植物抗重金属胁迫机制,包括清除自由基、激发/促进内源抗氧化系统、螯合重金属、区室化隔离和花青素相关基因表达.针对目前重金属修复及农林废弃物化利用存在的问题,提出今后应重点开展花青素介导植物重金属胁迫和归趋的机理与应用研究,开发重金属植物修复技术的新原料,为丰富植物重金属转运机制和防控措施、减少植物重金属污染、综合利用富含花青素的有色蔬果及制糖原料等农林废弃物提供参考依据.     

植物根系分泌物在重金属胁迫下的响应研究进展

植物在遭受重金属胁迫时,会改变根系分泌物的分泌情况来响应重金属胁迫.根系分泌物的变化与植物种类、重金属类型等多种因素有关.本文综述了重金属胁迫下,植物根系分泌物中有机酸、氨基酸、可溶性糖的变化以及这些组分的作用,为研究植物对重金属的耐受性和适应性,以及明确各组分的响应机制,提供理论依据.     

胁迫对蜀葵的影响研究进展

该文根据我国近几年胁迫对蜀葵影响的研究报导,从胁迫类型、蜀葵不同时期对胁迫的反应、胁迫对蜀葵物质合成的影响等方面论述了胁迫对蜀葵影响的研究进展,并就重金属胁迫对蜀葵种子萌发和幼苗生长的毒害效应研究进行了概述,以期为蜀葵抗逆栽培研究提供参考。     

重金属胁迫与植物矿质元素交互作用的研究进展

近年来,重金属污染对农作物的影响越来越大,学者们就重金属对植物的毒害作用做了大量的研究。必需矿质元素是植物正常生长发育不可或缺的,而重金属胁迫会导致植物对必需矿质元素的吸收发生变化,进而影响植物的生理代谢。同时,矿质元素在一定条件下对重金属胁迫也具有一定的缓解作用。概述了几种主要重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As等)与植物矿质元素(Fe、S、P等)的交互作用,以期为提高植物重金属抗耐性提供一定的理论依据。     

外源硒调控植物重金属胁迫机制的研究进展

硒是对植物有益的微量元素,在植物生长发育以及抗性方面起着重要的作用。越来越多的研究发现,外源添加硒可以有效缓解植物重金属胁迫,且相关研究也逐渐深入。总结归纳了近年来植物对硒的吸收、转运和积累规律,以及硒缓解重金属胁迫机制的相关研究进展,并比较了硒对不同种类重金属胁迫缓解机制的异同点,以期为提高植物抵御重金属胁迫能力提供理论基础。     

高温胁迫对番茄光合影响及缓解机制研究进展

高温胁迫是制约我国番茄产量的主要因素之一,而光合作用是番茄产量形成的基础.因此,研究高温胁迫对光合作用的影响及缓解机制,对提高番茄产量和品质有重要意义.概述了高温对番茄光合系统的气孔、光合色素、光反应和暗反应的影响.分别从自身保护机制、外源物质和环境因子的调节作用,阐述了番茄高温胁迫缓解机制的研究进展.在此基础上,提出...     

硅对铝胁迫下甘蔗幼苗的缓解效应研究

铝毒是酸性土壤地区普遍存在的实际问题,如何解决铝毒对作物的伤害是一个难点。采用营养液培养法,通过测定分析铝胁迫条件下不同浓度硅处理对甘蔗幼苗生长及生理指标的变化,研究硅对甘蔗幼苗铝毒的缓解效应。结果表明,铝胁迫处理(T1)与空白对照相比,甘蔗株高和干物质量显著下降,根系形态参数包括根总长、根直径、根体积和根表面积显著减少,根系活力、叶片SPAD值和超氧化物歧化酶(SOD)显著降低,丙二醛(MDA)含量和电导率显著升高,说明铝胁迫下,甘蔗植株的正常生长和生理活动均受到损害;而向营养液中添加1~2mmol/L硅酸钠处理(T2、T3),相比T1处理,甘蔗株高、干物质量显著增加,根系形态各项参数得到显著改善,甘蔗根系活力和叶片SPAD值显著提高,叶片丙二醛含量和电导率显著降低,表明硅能有效缓解铝对蔗苗的毒害。     

镉对植物胁迫效应的研究进展

概述了土壤中重金属镉的来源及其对植物的毒害效应,并介绍了植物对镉胁迫的响应机制。     

复合重金属污染影响植物的研究进展

土壤复合污染情况普遍,在复合污染条件下,土壤中各重金属之间存在加和、拮抗、协同作用,使得其较单一污染更加复杂,对植物生长的影响也存在差异性。本文综述了重金属复合污染对植物生长发育、超微结构、生理生化特征的影响,复合污染条件下,植物对重金属的吸收转运规律,复合污染对植物根际微生物的影响。对明确重金属对植物生长的影响机理、提高植物对重金属的适应性具有重要的参考意义,并能够为在重金属复合污染土壤植物栽培及育种奠定理论基础。