Amendment of hydroponic nutrient solution with humic acid and glutamic acid in tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) culture

Abstract

Can humic acid (HA) and glutamic acid (GA), when added to tomato (Lycopersicon esculentum Mill. cv. ‘Hongyangli’) nutrient solution in a hydroponic system, improve growth? Tomato seedlings were grown in six nutrient solutions: (1) control (C), (2) C + 25 mg L^?1 HA (HA1); (3) C + 50 mg L^?1 HA (HA2); (4) C + 100 mg L^?1 GA; (5) HA1 + GA; (6) HA2 + GA. Various biochemical and physiological parameters were measured. HA increased photosynthesis rate and mesophyll conductance. HA did not significantly affect transpiration, stomatal conductance, titratable acidity, or antioxidant activity. In addition, GA improved protein and sugar content, mesophyll conductance and yield. The combination of HA and GA was more effective, especially with 50 mg L^?1 HA. The activity of superoxide dismutase (SOD) and peroxidases (POD) did not change in the presence of HA or GA. Malondialdehyde (MDA) content increased by 30% in HA2 together with GA. HA has a positive effect on tomato hydroponic growth when applied with GA. This expands the use of HA and GA for horticultural commodities in hydroponic systems.     

Copper and zinc uptake by celery plants grown on acidic soil amended with biosolids

For trace elements, such as copper (Cu) and zinc (Zn), the bioavailability of these elements, Cu and Zn, in biosolids is important because both are essential elements and both are potential contaminants when biosolids are land applied. A greenhouse study was conducted in factorial experiment based on a completely randomized design (CRD) with four replications on a soil treated with four rates of Cu (0, 50, 100, and 150 mg/kg) and four rates of Zn (0, 150, 300, and 450 mg/kg) on celery plants to investigate the distribution and mobility of these elements as well as growth and antioxidant changes of celery. The results of antioxidant changes were inconclusive due to irregular changes with Zn and Cu applications. However, generally the results show that Cu did not affect superoxide dismutase (SOD) or peroxidase (POD) activities in most of the treatments. On the other hand, Zn stimulated SOD and POD activities in most of the treatments. The photosynthesis rate decreased with the applications of Cu and Zn at the rates above 100 and 300 mg/kg and increased in low Cu concentration (50 mg/kg) compared to S (soil without biosolid).     

Effects of Ammonium Nitrate and Monosodium Glutamate in Waste Water on the Growth,Antioxidant Activity,and Nitrogen Assimilation of Lettuce (Lactuca sativa L.)

It has been hypothesized that the uptake of organic as opposed to inorganic nitrogen compounds found in wastewater can be properly substituted for plant nutrients. The objective of this study was to compare effects of applying monosodium glutamate wastewater (MGW) and ammonium nitrate (NH₄NO₃) (AN) on nitrogen metabolism and growth of lettuce. The results showed that while NH₄NO₃ (AN), NO₃^-, nitrite content and NR activity increased the protein content of lettuce. Applying MGW with a high concentration of 17 amino acids and macro- and microelements improved the fresh weights of shoot and root as well as the protein content of lettuce. Antioxidant activities were not affected by AN and MGW, and their interaction effects only increased POD after 8 weeks. In conclusion, substituting a portion of the chemical fertilizers with MGW improved lettuce growth, but did not increase NO₃^- accumulation in leaves.     

Pb,Zn对超富集植物(小鳞苔草)抗氧化酶活性的影响

通过人工气候箱盆栽实验,研究Pb,Zn及其复合胁迫对小鳞苔草(Carex gentilisFranch.)根和叶中SOD,POD及CAT活性的影响。结果表明:叶片SOD活性随Pb和Zn浓度增加均呈缓慢上升趋势,根部SOD则表现为有升有降的过程,Pb Zn复合处理可提高根部和叶片SOD活性,最高分别为201.8 U/gFW和233.1U/gFW。根部POD活性随Pb,Zn浓度增加均出现不同程度提高,但叶片POD活性呈有升有降的过程;根部和叶片POD在Pb Zn复合处理中活性增幅明显,最高分别为对照的7.47倍和1.49倍。根部和叶片中CAT在Pb,Zn及其复合处理中活性均受到不同程度的抑制。方差分析显示,Pb对根部3种酶活性影响显著;Zn对叶片POD活性影响显著;Pb Zn互作对植株体内POD和根部SOD影响极显著。经综合分析,小鳞苔草在Pb,Zn及其复合胁迫条件下,SOD和POD起主要作用,并具有耐Pb高浓度胁迫的抗氧化酶活性调控能力,可望在中国西部铅锌复合污染区植物修复中提供一种新资源。     

盐角草Cu/Zn-SOD基因的克隆及耐盐性分析

盐角草(Salicornia europaea)是一种典型的耐盐植物,为了研究盐角草Cu/Zn-SOD基因在的盐胁迫耐受中的机制,本研究利用已知植物Cu/Zn-SOD基因的保守序列设计简并引物,采用RACE技术的方法从盐角草中扩增获得Cu/Zn-SOD基因。使用生物学软件分析其氨基酸序列,并进行同源性比对。构建原核表达载体,转化大肠杆菌(Escherichiacoli),使目的蛋白在重组菌中表达,并分析了不同盐浓度并含有抗生素的液体LB培养基中菌的生长情况,IPTG诱导表达,通过测定OD600值来分析Cu/Zn-SOD基因的耐盐功能。结果通过简并引物PCR扩增和RACE技术,克隆出盐角草Cu/Zn-SOD基因。盐角草Cu/Zn-SOD基因(GenBank登录号:JQ074238.2)全长为660bp,开放阅读框长为459bp,推测编码152个氨基酸,蛋白分子量约为15.1kD,其氨基酸序列与碱蓬(Suaedasalsa)的序列相似性为96%,与黄灯笼辣椒(Capsicum chinense)的序列相似性为88%。生物学软件分析表明Cu/Zn-SOD蛋白可能存在于细胞质。构建原核表达载体pET-Cu/Zn-SOD和对照pETDuet-1,转化大肠杆菌BL21中。蛋白经IPTG诱导表达。经SDS-PAGE蛋白电泳检测发现表达蛋白条带大小与预期一致,说明目的蛋白成功表达。耐盐性分析表明重组菌BL21(pET-Cu/Zn-SOD)在高盐度培养基中的生长明显优于对照菌BL21(pETDuet-1),说明盐角草Cu/Zn-SOD基因可能在盐胁迫逆境中起到耐受性作用。     

土壤干旱对冬小麦功能叶过氧化物酶同工酶及抗旱性的影响

以６个抗旱性不同的冬小麦品种为试验材料，研究了土壤干旱对拨节期冬小麦功能叶片过氧化物酶同工酶、生物产量及某些经济性状的影响。结果表明：一定程度的土壤干旱可导致小麦功能叶片过氧化物酶同工酶发生相应的变化，抗旱性不同的小麦品种其同工酶酶谱不同，其酶谱变化与抗旱性间存在着一定的相关性。     

高温处理对结果期草莓叶片衰老特征的影响

以‘日本丰香’(Fragaria ananassa Duch.cv Toyonaka)草莓品种为试材,于2010-12-2011-02在人工气候箱进行环境控制试验,以25℃为对照,设30、32、34、36、38℃共5个高温处理,分别在处理1、3、5d后,测定与叶片衰老特征密切相关的生理指标,包括叶片中超氧化岐化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白质和叶绿素含量.结果表明,在30 ～ 38℃范围内,随着温度升高及处理时间的延长,草莓叶片中MDA含量呈持续增加趋势;经30 ～ 34℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性值均高于对照,其中SOD、POD酶活性在34℃处理3d后达到最高,可溶性蛋白质含量、CAT酶活性在34℃处理5d后达到最高.36℃及38℃高温处理后,可溶性蛋白质含量、SOD、POD、CAT酶活性明显低于对照(P＜0.05);高温处理中叶片的叶绿素a、b和类胡萝卜素含量均低于对照,而且随着高温时间的延长,草莓叶片叶绿素a、b及类胡萝卜素含量都呈持续下降趋势.表明高温胁迫降低了草莓叶片保护酶活性,导致体内活性氧大量积累,抗氧化能力降低,加速了草莓叶片的衰老,研究结果为设施草莓高温气象灾害的防御提供了依据.     

黄顶菊水提液对玉米幼苗株高及叶片生理生化指标的影响

以黄顶菊新鲜植株为材料,用蒸馏水浸提活性物质,得到0.1、0.05和0.01g/mL三种不同干物质含量的黄顶菊水提液.以蒸馏水为对照,利用不同含量的黄顶菊水提液处理无土栽培的玉米幼苗,每4d测定幼苗叶片中MDA(丙二醛)、POD(过氧化物酶)、SOD(超氧化歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)和CHL(叶绿素)含量.结果表明,黄顶菊水提液处理对玉米幼苗株高产生了明显的抑制作用,且每个处理与对照相比差异达显著水平(P＜0.05).黄顶菊水提液中含量越高,抑制作用越显著.幼苗叶片中MDA含量、POD、SOD、CAT活性均高于对照,而CHL含量低于对照.研究还发现,不同含量处理和不同处理时间对玉米幼苗MDA含量、抗氧化酶和CHL含量的影响之间存在极显著的交互作用.结果预示黄顶菊水提液能够抑制幼苗生长,含量越大,作用效果越明显,可为进一步研究黄顶菊总体化感提供参考.     

缺硼对绿豆叶片光合特性和碳水化合物含量的影响

本试验以绿豆为指示植物,采用溶液培养法研究了缺硼对叶片光合功能和碳水化合物含量的影响,以明确缺硼是否影响光合作用进而影响作物生长。在绿豆第二片真叶出现后的第二天,一半植株供给 50 mol/L 硼（高硼）,另一半植株供给0.2 mol/L 硼（低硼）,在叶片生长过程中动态监测叶绿素含量、 气体交换和碳水化合物含量。结果表明,缺硼对叶片叶绿素含量没有影响,缺硼降低了光合速率（Pn）和气孔导度（Gs）,但对胞间二氧化碳浓度（Ci）没有影响; 缺硼提高了气孔限制率（Ls）。虽缺硼降低了Pn,但提高了叶片中可溶性糖,特别是葡萄糖和淀粉的含量。本研究结果表明缺硼对植物生长的影响并非是由于碳水化合物缺乏的缘故,而是因降低库活力导致了Pn的降低。     

土壤水分及环境因子对刺楸叶片气体交换的影响

通过测定不同土壤水分条件下,3a生盆栽刺楸苗木的气体交换参数及其周围环境因子,探讨土壤水分及微气候因子对光合速率、蒸腾速率、气孔导度等气体交换参数的影响规律。结果表明:随着水分胁迫的加剧,刺楸叶片蒸腾速率、净光合速率和气孔导度总体上表现出减小的趋势,且随着胁迫的加剧,下降的幅度越大,蒸腾速率、净光合速率和气孔导度在重度、中度、轻度胁迫下日均值分别比对照下降6 6 % ,2 5 %和16 % ,81% ,30 %及5 1% ,70 % ,17%和14 %。随着土壤水分的减少,净光合速率下降逐渐由气孔限制转变为非气孔限制,水分利用效率并未完全表现出下降的趋势,日平均值表现为对照>中度>轻度>重度。逐步回归分析表明,刺楸苗木叶片水气交换参数,不仅受土壤水分的影响,同时也受外界环境因子的综合影响,且影响程度差异较大,回归方程相关系数较好     

超高压处理对荔枝果汁品质的影响

为了探讨超高压处理对荔枝果汁品质的影响,将荔枝(“淮枝”品种)原果汁在100～500 MPa压力、10℃温度条件下处理30 min后,测定果汁的细菌总数、过氧化物酶(POD)活性及营养成分(还原糖、蛋白质、氨基酸、维生素C)等几项指标的变化。结果表明：随着压力值的上升细菌总数逐渐减少,400 MPa压力下达到商业无菌;POD的活性随压力值上升逐渐下降,在最高压力500 MPa下活性下降约55%;100～500 MPa的压力范围内还原糖含量没有显著变化,氨基酸和蛋白质的含量均随压力上升有所下降,维生素C含量在400 MPa以上的压力下出现下降趋势,500 MPa压力下约下降20%,远远小于热处理的损失。超高压处理对于荔枝果汁有很好的杀菌效果,能一定程度地钝化其中的食品品质酶,同时能较好地保持荔枝果汁中的天然营养成分,因此对荔枝加工来说是一种很有前景的冷加工技术。     

农田黑土中不同浓度乙草胺对玉米苗期生长的影响

通过黑土盆栽试验研究了施用化肥条件下不同浓度乙草胺对玉米苗期生长的影响。结果表明,虽然在整个取样期间,植株体内无乙草胺残留检出,但是乙草胺施用对玉米苗期的形态和生理指标均具有一定影响。植株中超氧化物歧化酶活性、地下部分过氧化物酶活性和株高、根长等形态指标在玉米生长前期发生明显变化,其变化趋势受到乙草胺施用量的显著影响。在施有等量化肥的条件下,低浓度和高浓度乙草胺的施用抑制了玉米的生长,但中等浓度乙草胺对苗期玉米的生长表现出一定的促进作用。随着种植时间的延长,乙草胺活性降低,植物体的各项抗性指标和生理指标趋于一致。     

石榴果实发育期果皮褐变及相关酶活性变化

为探明石榴果实发育期果皮褐变及其相关酶活性、总酚和抗氧化能力的变化规律及相互关系,以泰山红和泰山三白甜石榴为试材,研究各发育期果皮褐变度、多酚氧化酶(PPO)活性、过氧化物酶(POD)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性、总酚含量和DPPH自由基清除率的变化。结果表明,2个品种果皮褐变度、PPO活性、POD活性、总酚含量和DPPH自由基清除率随着发育天数的增加逐渐降低,均在7月15日达到最高。2个品种果实发育期果皮PAL活性呈先降低后升高再降低的变化趋势,分别在7月15日和9月13日出现峰值。泰山红抗褐变能力高于泰山三白甜,二者分别在9月23日和9月13日采收能减轻褐变的发生。相关性分析表明,PAL、PPO、POD、总酚和DPPH自由基清除率均与石榴果实酶促褐变密切相关,石榴果实酚类物质含量高低与其抗氧化能力极显著正相关。本研究结果为深入揭示石榴果实褐变机理提供了理论依据。     

酸雨对黄棕壤的致酸作用与对小麦幼苗膜脂过氧化水平的影响

通过模拟酸雨淋洗土壤,造成了土壤酸化和盐基流失。将小麦幼苗栽培于由酸雨致酸的土壤上,导致小麦幼苗的膜脂过氧化水平提高。其中致酸土壤对根系膜脂过氧化水平的影响大于对叶片膜脂过氧化水平的影响。     

丛枝菌根真菌对鸢尾的促进作用研究

为高效利用水陆两栖植物鸢尾修复污染水体,本研究通过测定不同的丛枝菌根真菌(AMF)与鸢尾构建共生体系的生长指标、土壤理化性质及植物光合作用指标,探讨不同AMF对水生植物鸢尾的促进作用。结果表明:AMF对鸢尾的促进作用主要体现在地上及地下两部分,其中地下部分通过利用其庞大的菌丝网络吸收土壤中的营养物质,进而促进了鸢尾的生长,其中对比无菌剂侵染的空白植物,摩西球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高71.75%,磷元素的吸收率提高8.36%,而根内球囊霉作用的鸢尾对氮元素的吸收率提高42.55%,磷元素的吸收率提高9.5%;而地上部分则是通过加强叶片气孔导度的开启来调控植物净光合速率与蒸腾速率之间的平衡,进而提高了鸢尾的最优水资源利用率,加快植物的新陈代谢,最终促进植物的生长发育。其中对于鸢尾光合作用的调节摩西球囊霉的促进效果显著好于(P0.05)根内球囊霉。     

Effects of freeze and cold stress on certain physiological and biochemical traits in sensitive and tolerant barley (Hordeum vulgare) genotypes

An experiment was performed as a split-plot design based on a randomized complete block (RCB) with three replicates. The aim was to explore physiological traits, catalase (CAT) and peroxidase (POD) activity associated with cold and freeze stress in four barley genotypes (two stress-tolerant genotypes and two sensitive genotypes). The genotypes were regarded as sub-plots and five temperature levels (namely 20, 4, 0, ?4, ?8°C) as main plots. The results revealed that the hydrogen peroxide (H₂O₂) and malondialdehyde (MDA) content increased through freeze and cold stress from 20 to 4°C. This increase was more in the sensitive genotypes than in the tolerant ones. Subsequent to the increase in lipid peroxidation, the membrane stability index (MSI) decreased, thereby increasing the electrolyte leakage. The sensitive genotypes demonstrated greater reduction in the studied parameters. Upon the increase in the H₂O₂ content, the antioxidant enzymes CAT and POD also increased in order to collect and prevent H₂O₂ from damaging the cell and the plant. Compared with the sensitive ones, the tolerant genotypes indicated more increase in the enzymes. The H₂O₂ and MDA content decreased from ?4 to ?8°C, which could be due to intracellular freezing in the sensitive genotypes, but due to the detoxifying of the antioxidant enzymes in the tolerant genotypes. Compared with the POD content, the increase in the CAT content through cold stress was more, which could mean that it was possibly CAT which acted as the main inhibitor of H₂O₂ in cold stress in the barley plant.     

甘蔗分蘖期喷施乙烯利对两个甘蔗品种的三种保护酶活性的影响

选用甘蔗特早熟品种新台糖１号、中熟品种桂糖８４／３３２为供试材料，在分蘖期用０，１００，２００ｍｇ·Ｌ－１浓度的乙烯利对甘蔗叶面喷施，在不同时期取样测定超氧物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶、多酚氧化酶的活性。结果表明：乙烯利处理后的一段时间内甘蔗叶片ＳＯＤ、过氧化物酶、多酚氧化酶的活性表现出先增加后下降的趋势，三种酶表现相似     

铬在中华稻蝗（Oxya chinensis）体内的累积及对抗氧化系统的影响

昆虫体内的重金属主要是通过消化途径实现代谢过程的。本文中以不同浓度六价铬（Cr6＋）溶液（0、7.5、15、30mg·L^-1）培育的小麦对中华稻蝗（Oxya chinensis）从4龄若虫开始进行慢性染毒,待其发育到成虫时分别测定虫体、粪便、小麦叶片内的Cr含量以及成虫体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）和总抗氧化能力（T-Aoc）。结果显示,生长于0、7.5、15、30mg·L^-1Cr6＋溶液中的小麦,其叶片中Cr浓度分别为5.77、6.85、9.88、18.33μg·g^-1。随着Cr6＋浓度的增加,虫体内和粪便中Cr的累积量也逐渐增大,在30mg·L^-1时达到最大值。中华稻蝗体内SOD活力随着处理浓度的增加,变化不明显,未达到显著水平。而CAT、GPx活力和T-Aoc随着处理浓度的增加,呈先升高后降低的趋势,在7.5mg·L^-1时达到最大值。本文结果表明,中华稻蝗体内的Cr含量随着染毒浓度的增加而增大,是对环境中重金属Cr污染的一种间接反应。通过测定中华稻蝗体内的Cr含量,可以对环境中Cr污染进行评估;同时,中华稻蝗抗氧化酶系统在机体防御过氧化物损伤方面起着重要作用。     

低能氮离子束与UV-B增强对水稻光合及蒸腾速率的影响

为进一步探索缓解增强UV-B辐射对植物光合系统损伤效应的方法,该文研究了在3种不同剂量低能氮离子束的作用下,增强UV-B辐射对水稻光合作用日变化以及光合色素含量的影响。结果表明,增强UV-B辐射(16.46 kJ/m2·d)降低了水稻孕穗前期叶片的净光合率（Pn)、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）以及叶绿素a（Chla）和叶绿素b（Chlb）的含量,而提高了水分利用率（WUE)、类胡萝卜素的含量以及叶绿素a与b（Chla/Chlb）的值。与单独增强UV-B辐射处理相比,剂量为3.0×1017 N＋/cm2的低能氮离子束和增强UV-B辐射复合处理显著的提高了Pn、Tr、Gs、Ci以及光合色素含量等指标。因此,剂量为3.0×1017 N＋/cm2的低能氮离子束处理可能缓解了增强UV-B辐射对水稻造成的损伤。研究结果可为深入探索离子束生物技术和多种诱变源对水稻生理特性的综合效应提供参考。     

外源胡敏酸对土壤有机质组分变化的影响及其与茶树铅有效性的关系

盆栽试验分析了胡敏酸输入土壤6个月后茶树根际和非根际土壤有机质SOM及其组分,包括水溶性物质WSS、富啡酸FA、胡敏酸HA以及土壤微生物生物量SMB的变化,并对不同土壤有机质组分碳含量和茶树不同组织铅含量作了相关性分析。外源胡敏酸设置3个浓度水平（0、300、600 mg kg-1）,铅设置2个浓度水平（0、300 mg kg-1）,试验共有6个处理。茶苗置于温室培养,6个月后分新叶、老叶、新茎、老茎、根收获。结果表明：根际并非总是富含有机质,未加铅处理根际SOM含量低于非根际;而加铅处理根际SOM含量高于非根际。HA加入土壤能够显著增加根际和非根际SOM和SMB的含量,但是加铅处理和不加铅处理增加幅度不同。高浓度HA显著增加了根际FA的含量,可能是HA部分裂解所致。非根际有机质各组分与茶树铅含量无显著相关关系;根际SOM、HA和茶树不同组织铅含量没有显著相关关系。根际WSS、FA与茶树嫩叶、老叶、嫩茎、老茎以及根部铅含量均存在显著或极显著正相关关系;而根际SMB与茶树各个组织铅含量存在显著负相关关系。总之,胡敏酸施入土壤改变了土壤有机质及其各个组分的含量,而根际某些土壤有机质组分的改变又显著影响了茶树不同组织铅的吸收和分布。