叶面喷施二巯基丁二酸对晚稻籽粒镉及矿质元素含量的影响

通过考察在水稻开花期叶面喷施一次重金属螯合剂2,3-二巯基丁二酸(DMSA)调控Cd经水稻韧皮部向籽粒中转运,评估将DMSA作为降Cd叶面调理剂的可行性。田间试验过程中,以DMSA为研究对象,采用小区试验法研究了DMSA对Cd及部分矿质元素在水稻不同器官中分布的影响,探讨了DMSA阻控Cd向水稻籽粒迁移转运的机制。结果表明:在晚稻开花期叶面喷施一次DMSA,可使晚稻籽粒中Cd含量降低15.84%～46.09%,穗轴中Cd含量降低10.03%～41.41%,穗颈中Cd含量降低9.13%～28.46%,顶端第一节中Cd含量降低18.30%～38.32%,对其他器官中Cd含量无显著影响。水稻籽粒Cd含量与DMSA喷施浓度在一定范围内呈现出明显的剂量效应关系,但是当喷施浓度超过4 mmol·L-1时籽粒中Cd含量则不再持续降低。喷施DMSA降低了籽粒中Mn含量,但是对其他矿质元素如K、Mg、Ca、Fe、Zn的含量则无显著影响。喷施DMSA显著降低了水稻成熟期旗叶Cd向顶端第一节的转移系数,同时Cd由穗颈向穗轴中的转移系数也表现出降低趋势。据以上结果推测,在水稻开花期叶面喷施DMSA,主要是通过与水稻叶片等组织中的Cd2+形成螯合物来降低Cd向籽粒中的转运。喷施DMSA同时降低晚稻籽粒中Mn含量,是否表明影响了Cd、Mn公用转运基因Nramp5的表达仍有待进一步研究。     

镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基含量的影响

为研究镉胁迫对高低积累型水稻幼苗非蛋白巯基(Non-protein thiols, NPT)物质含量的动态变化影响规律,利用营养液沙培盆栽实验,设置镉浓度为50μmol·L~(-1),分别监测处理前(0 d)和处理后第1、3、5、7 d水稻的过氧化程度和非蛋白巯基物质含量。结果表明:随镉胁迫时间的延长,两品种水稻的过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_2O_2)和硫代巴比妥酸反应产物(Thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)含量逐渐上升,且镉低积累型品种优I2009的H_2O_2和TBARS含量上升的幅度大于镉高积累型品种欣荣优2045,其中欣荣优2045地上部H_2O_2和TBARS含量上升的幅度分别为45%和74%,其根系上升的幅度分别为1.14倍和61%,而优I2009地上部H_2O_2和TBARS含量上升的幅度分别为78%和1.20倍,其根系上升的幅度分别为1.32倍和64%,说明镉低积累型品种优I2009遭受的氧化胁迫水平和膜脂过氧化程度大于镉高积累型品种欣荣优2045。欣荣优2045的还原型谷胱甘肽(Reduced glutathione,GSH)随镉胁迫时间的延长逐渐增加,而优I2009的GSH呈先升后降的趋势;两品种水稻的NPT、植物螯合肽(Phytochelatins,PCs)含量和谷胱甘肽硫转移酶(Glutathione S-transferase,GST)活性随镉胁迫时间的延长呈先升后降的趋势,且欣荣优2045合成的NPT含量和生成的GST活性更高。研究表明,镉高积累型水稻品种可以通过合成更多的含巯基的非蛋白化合物与镉络合来清除活性氧,进而增加对镉的耐性。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗茎叶生物量及其镉含量的影响

采用溶液培养,研究不同浓度的硅(0、30、80、130、180 mg/L SiO2)对镉(4 mg/LCd2+)胁迫下水稻幼苗茎叶生物量及其镉含量的影响.结果表明:随着SiO2浓度的增加,茎叶鲜重和干重呈现出增加趋势,当SiO2浓度≥30 mg/L时,茎叶鲜重分别为对照的91.96％ 、92.06％、98.79％ 、9...     

叶面喷施硒肥对水稻植株中镉、硒含量分布的影响

在大田生产条件下对镉污染水稻喷施叶面硒肥,研究了外源硒对水稻植株不同部位中镉、硒含量分布的影响。结果表明,喷施叶面硒肥均能有效降低水稻根系、秸秆和籽粒中镉含量,分别较对照降低11.99%~19.85%、33.95%~70.78%和25.93%~47.06%;施用硒肥的处理显著增加了水稻各组织器官中硒含量,水稻根系、秸秆和籽粒中硒含量分别较对照增加150%~300%、366%~450%和162.5%~225%。     

叶面喷施锌肥对不同镉水平下水稻产量及元素含量的影响

采用外源添加不同浓度镉的盆栽试验,研究在生育后期叶面喷施锌肥对水稻生长、产量以及不同部位锌(Zn)、镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)和钙(Ca)等元素含量的影响,并进一步分析不同部位各元素含量间的关系。结果表明:镉处理浓度越高,其对植株生长和产量的抑制作用越显著;与对照相比,在镉添加水平为2.5和5mg·kg-1时,植株的鲜质量分别降低了14.0%和15.9%,干物质积累量降低了5.3%和7.6%,产量降低了27.9%和48.4%,而糙米中镉含量分别达到了0.35和0.65mg·kg-1,高于农业部食品安全标准(0.2mg·kg-1);生育后期叶面喷施锌肥对水稻生长和产量无明显影响,植株各部位锌含量显著增加,而Fe、Mn、Cu等元素含量受到了不同程度的影响;在2.5mg·kg-1镉处理下,叶面喷施锌肥后糙米镉含量提高41.9%,而在5mg.kg-1镉处理下,糙米镉含量却降低了15.4%;相关分析表明,糙米中镉与锌无明显相关性,而与Mn、Cu、Mg呈显著正相关。     

叶面喷施锌离子对水稻各器官镉积累特性的影响

为了探讨锌离子对稻米镉(Cd)积累特性的影响,在水稻开花期喷施不同浓度的ZnSO_4,对成熟期水稻各器官的Cd含量及其他必需元素的变化进行了分析。研究结果表明:在相同的Cd污染农田中,不同处理间晚稻各器官中的Cd含量明显高于早稻。与对照相比,叶面喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)ZnSO_4能够显著降低晚稻和早稻籽粒和穗轴以及穗下节中的Cd含量,籽粒中的Cd含量和穗下节以及倒二节中的Cd含量还呈极显著正相关。此外,无论是对照还是各处理小区,晚稻和早稻穗下节中的Cd含量是穗轴和旗叶Cd含量的10倍左右,倒二节Cd含量是倒二节间中Cd含量的3倍左右。与此同时,喷施5 mmol·L~(-1)和10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4使晚稻籽粒中的Zn含量分别增加13.81%和44.60%,早稻籽粒中的Zn含量分别增加39.02%和47.88%,但对籽粒中的Mg含量无显著影响。此外,喷施10 mmol·L~(-1)的ZnSO_4显著降低了早稻和晚稻籽粒中的K、Ca、Mn含量。由此可见,叶面喷施ZnSO_4主要通过提高Zn向籽粒的转运效率来抑制Cd由营养器官向穗轴及籽粒的转运,从而产生降Cd增Zn的明显效果。     

淹水条件下叶面喷施硒与海泡石联合降低水稻吸收砷镉的风险

硒（Se）能抑制水稻对镉（Cd）和砷（As）的吸收,但针对Se应用风险的研究还较为缺乏。为探究Se在降低重（类）金属吸收实际应用过程中尤其是南方多雨条件下的适用性,本研究采用全生育期淹水的农艺措施,利用根施海泡石30 mg·kg^-1(SP30）和50mg·kg^-1(SP50）,并配合叶面喷施Se肥（Na₂SeO₃） 1 mg·L^-1(Se1）和5 mg·L^-1(Se5）,测定根际土壤pH和Eh,水稻籽粒Cd、As、Se、氨基酸的含量以及Se形态等指标,探究Se对水稻生长和重（类）金属吸收的影响。结果表明：与CK处理相比,单独叶面喷施Se和单独根施海泡石处理均在一定程度上对水稻产生了不利影响,同时还一定程度上促进了籽粒中Cd或As的富集。与SP30处理相比,额外添加Se显著增加了株高（Se5SP30处理）、200粒质量（Se5SP30处理）、结实率、籽粒中Cd的含量和部分氨基酸含量,但降低了籽粒中Mg（Se5SP30处理）、Ca、Mn （Se5SP30处理）和Fe的含量。与SP50处理相比,额外添加Se显著降低了茎鲜质量、产量（Se5SP50处理）、籽粒中Mg （Se5SP50处理）、Ca （Se5SP50处理）、Fe、Zn和缬氨酸（VAL）（Se1SP50处理）的含量;增加了结实率（Se5SP50处理）和籽粒中精氨酸、色氨酸的含量,未显著影响籽粒中As和Cd含量。研究表明,全生育期淹水条件,施用Se和海泡石会增加As和Cd在水稻籽粒中富集的风险。因此,在利用Se和海泡石降低水稻籽粒中的As、Cd含量时,需要注意土壤水分的管理。     

叶面喷施不同浓度锌对水稻锌镉积累的影响

采用田间小区试验研究在水稻灌浆初期叶面喷施不同浓度锌(1~5 g·L-1Zn SO4)对水稻(株两优189)产量、各器官镉锌含量和镉转运的影响。结果表明:叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4对水稻产量无显著影响(P0.05)。叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4水稻各器官Cd含量降低、而Zn含量提高。糙米Cd含量降低9.0%~47.8%,Zn含量提高31.7%~55.6%。喷锌后根到第一节Cd转运系数(TF第一节/根)、旗叶向第一节Cd转运系数(TF第一节/旗叶)和穗轴到糙米Cd转运系数(TF糙米/穗轴)分别降低5.8%~43.7%、1.0%~30.3%和4.7%~26.7%。糙米Cd含量与TF第一节/根、TF糙米/穗轴和根Cd含量呈极显著正相关关系(P0.01)。研究结果表明,叶面喷锌降低糙米Cd含量主要是由于抑制根Cd吸收和降低根和旗叶向第一节及穗轴向糙米的转运引起的。喷施3~5 g·L-1Zn SO4显著降低糙米Cd含量,是叶面调控稻米Cd含量的适宜用量。     

硅对镉胁迫条件下两个水稻品种镉亚细胞分布、非蛋白巯基物质含量的影响

采用营养液培养方法,以两种籽粒镉含量不同的水稻品种宁粳4号和徽两优6号为试验材料,分别生长在含有硅(Na_2SiO_3)和50μmol·L~(-1)镉(CdCl_2)的介质中7 d,研究了硅对两种水稻吸收累积镉及其非蛋白巯基物质(NPT)含量的影响,比较了两种水稻地上部和根中镉的亚细胞分布特征。研究结果表明:在不同硅镉处理下,相同镉处理浓度下,加入硅后,两种水稻生物量较单独镉处理明显增加;两种水稻根中的镉含量明显高于地上部,籽粒镉含量低的水稻品种宁粳4号转移系数小于籽粒含量高的徽两优6号;外源硅(1.8 mmol·L~(-1))会显著降低水稻对镉的吸收和转运。镉胁迫条件下,硅对水稻植株体内的非蛋白巯基物质(NPT)的含量产生了影响,单独镉处理时两种水稻根部NPT含量较对照明显升高,硅镉复合处理时宁粳4号根NPT含量变化不明显但显著降低了地上部NPT含量,徽两优6号根中NPT含量增加,地上部NPT含量下降。两种水稻品种镉在根中的亚细胞分布表现为细胞可溶物质中含量高于细胞壁,细胞器上含量最少;镉在地上部的亚细胞分布表现为细胞壁中含量高于细胞可溶物质,细胞器上含量最少。     

不同镉耐性水稻非蛋白巯基及镉的亚细胞和分子分布

采用镉(Cd)耐性不同的水稻品种N07-6和N07-63,通过室内水培试验,比较了50μmol·L-1Cd胁迫下水稻的非蛋白巯基(NPT)、Cd的亚细胞和分子分布的差异。结果表明,Cd处理后,两品种水稻植株Cd含量存在明显差异,N07-63根部向地上部转移的Cd显著少于N07-6。Cd胁迫诱导了两个品种NPT含量的增加,N07-63的增幅显著高于N07-6。Cd绝大部分分布在水稻的细胞壁和细胞可溶部分。N07-63茎叶和根部细胞壁结合的Cd占总Cd的比例高于N07-6,而细胞可溶部分Cd的比例低于N07-6。从Cd的分子分布来看,水稻茎叶细胞可溶部分的Cd一部分与大分子量蛋白质结合,其余大部分与植物螯合肽(PCs)结合,而根细胞可溶部分的Cd绝大部分与PCs络合,N07-63的Cd-PCs结合程度高于N07-6。由此说明,与N07-6相比,N07-63细胞壁对Cd的束缚和细胞可溶部分Cd-PCs的络合程度更高,Cd的毒害效应更小,向地上部转运的Cd更少。     

叶面喷施苹果酸对水稻Cd积累特性的影响

为了探讨水稻开花期喷施苹果酸对稻米Cd积累特性的影响,对4个早稻品种各器官的Cd含量及其Ca、Fe、Mn、Zn和氨基酸含量的变化进行了分析。结果表明,喷施2~3次5 mmol·L^-1苹果酸能使稻米、穗颈、穗节和旗叶中的Cd含量显著下降,稻米中的Cd平均含量从0.26 mg·kg^-1分别下降至0.14 mg·kg^-1和0.09 mg·kg^-1,降幅分别为46.15%和65.38%。喷施3次苹果酸后,稻米中的甘氨酸和缬氨酸含量分别增加了46.45%和34.56%。穗节中的Cd含量是穗颈和旗叶Cd含量的2~10倍,喷施2~3次苹果酸显著抑制了Cd从旗叶向穗节的转移,使穗节中的Cd浓度分别下降35.00%和56.88%。与此同时,喷施苹果酸使水稻各器官中Ca的含量显著上升,Fe、Mn、Zn的含量显著下降;其中稻米中的Ca含量增加16.02%~26.60%,Fe含量下降30.54%~43.14%,Mn含量下降23.07%~28.55%,Zn含量下降11.31%~19.57%。由此可见,喷施苹果酸主要通过抑制Cd由营养器官向籽粒的转运来降低稻米中的Cd含量,同时还能促进Ca的转运和稻米中氨基酸的合成。     

植保无人机喷施锌锰型水稻降Cd叶面阻控剂的飞行参数研究

应用植保无人机喷施叶面阻控剂有利于提高喷施均匀度、减少劳动力成本、提升作业效率。为规范植保无人机喷施叶面阻控剂田间作业,确保作业技术效果,本研究以大疆T16植保无人机为作业机,研究了喷施"美鑫隆"锌锰型叶面阻控剂以降低水稻Cd积累的最佳飞行高度、飞行速度和喷雾剂量等参数。结果表明,喷施锌锰型叶面阻控剂最佳降镉(Cd)效果的植保无人机作业参数分别为:喷施叶面阻控剂质量分数为12%,喷头总流量为3.6 L·min~(-1),飞行高度3 m,飞行速度5 m·s~(-1)。第二年在最佳参数下喷施叶面阻控剂,黄华占和湘晚籼13号的糙米Cd含量分别比对照下降了0.24 mg·kg~(-1)和0.12 mg·kg~(-1),降Cd率分别达到52.7%和62.1%(P0.01)。     

赤霉素喷施量及时期对水稻穗层整齐度和产量的影响

为探明叶面肥(赤霉素与磷酸二氢钾混合液)中不同赤霉素(GA3)剂量和喷施时期对水稻花期低温的调控效果,以遭受低温危害的中稻迟熟品种杂交稻培两优537和常规稻鄂中5号为材料,在叶面喷施3 kg/hm2磷酸二氢钾的基础上,按每公顷添加0.0(A0)、7.5 (A1)、15.0(A2)、22.5(A3)、30.0(A4)、3...     

水稻脂氧合酶-3基因启动子的特性分析

从栽培水稻品种越光中克隆了水稻脂氧合酶-3基因(Lox-3)的启动子,长度为1343bp,其序列与日本晴对应的序列完全相同。生物信息学分析表明,该启动子序列中包含受信号诱导的元件(G-box)、温度响应元件(CCGAAA)和水分胁迫响应元件(CACATG)等顺式作用元件;进一步构建了Lox-3基因启动子与gus和gfp基因的融合表达载体并获得转基因植株,发现报告基因在转基因植株的根、茎、叶、花药、种胚及种皮中均有表达,在萌发种子的胚和胚芽中也有表达,但在胚乳中不表达。此外,经ABA、NaCl及人工陈化处理后对报告基因的表达进行了定量分析,发现这些非生物胁迫可能通过诱导启动子顺式元件致使报告基因表达活性增强。     

吡啶羧酸与铜(Ⅱ)螯合物的合成及结构表征

合成的吡啶-3-羧酸(烟酸)铜(Ⅱ)配合物和吡啶-2-羧酸(吡啶甲酸)铜(Ⅱ)配合物,通过元素分析、红外光谱和粉末X-衍射等对其配位结构进行表征.结果表明,在各种不同试验条件下,合成的烟酸铜和吡啶甲酸铜,其配体均通过吡啶氮和羧基氧与铜(Ⅱ)同时配位形成双齿螯合物.烟酸铜具有2个六员螯合环[Cu(Nic)2,Nic-为烟酸根],属单斜长方体晶系;吡啶甲酸铜具有2个五员螯合环[Cu(Pic)2,Pic-为吡啶甲酸根],属三斜长方体晶系.     

赤霉素喷施时期对水稻光温敏核不育系节间伸长和抽穗相关性状的影响

以10个水稻光温敏核不育系为材料,设置不同赤霉素(gibberellin acid 3,GA3)喷施时期处理,研究了GA3喷施时期对不育系节间伸长和抽穗相关性状的影响。结果表明,喷施GA3可促进不育系茎秆各部位节间伸长和植株增高,但对剑叶鞘长没有明显影响;稻穗破口期(穗尖刚露出剑叶鞘)是不育系喷施GA3的适宜时期,此时喷施GA3对促进顶1节间伸长、解除包颈和提高穗粒外露度的效果最好;破口前1d(穗尖距叶枕-3 cm)喷施GA3的效果次之,破口后1 d(穗尖抽出剑叶鞘3 cm)喷施GA3的效果较差;随喷施时期的推迟,中下部节间长和穗高逐渐缩短。对不育系群体而言,抽穗率10%-15%是开始喷施GA3的适宜时期,此时喷施GA3,不育系群体的平均穗粒外露度最高,包颈度最小。     

氮、钾、硅肥对水稻苗生长和抗瘟性的影响

通过温室稻瘟病菌人工接种法,研究了氮、钾、硅肥5个不同用量对3个不同抗瘟水平的水稻品种幼苗生长及病情指数的影响。结果表明,与未施肥的对照相比,增施氮、钾肥能明显促进水稻的生长,增加叶长和叶宽。氮肥用量与水稻品种特优627(R)、D奇宝优527(MR)和汕优63(MS)苗瘟病指有显著的正相关关系,钾肥和硅肥用量与品种汕优63苗瘟病指有显著的负相关关系,3个水稻品种的叶宽与苗瘟病指有极显著的正相关关系。增施氮肥有利于苗瘟的发生,而增施钾肥和硅肥能提高中感品种的抗瘟性。     

多效唑对稻麦苗期根系活力和叶片IAA氧化酶、过氧化物酶活性的影响

通过水培试验研究了不同浓度多效唑处理对苗期稻麦根系活力和叶片IAA氧化酶、过氧化物酶活性的影响。结果表明,在5~200m g/L浓度范围内,多效唑处理能显著提高水稻和小麦苗期根系活力和叶片IAA氧化酶、过氧化物酶的活性。多效唑浓度为20m g/L时,根系活力达到峰值;浓度为100m g/L时,IAA氧化酶和过氧化物酶的活性达到峰值。     

杀虫单对二化螟谷胱甘肽转移酶（GSTs）的抑制作用

以二化螟为材料研究了杀虫单、甲胺磷和顺丁烯二酸二乙酯 (DEM)对谷胱甘肽转移酶 (GSTs)的抑制作用。离体抑制试验结果表明 ,杀虫单和DEM都对二化螟GSTs活性有强烈的抑制作用 ,在实验设置的反应体系中 ,2 5mmol·L-1杀虫单和DEM与酶液保温 2min后 ,对GSTs的抑制率达到 70 %以上 ;6min后 ,达到 90 %以上。杀虫单和DEM的抑制中浓度 (IC50 )分别是 1 33和 1 71mmol·L-1,而甲胺磷没有抑制作用。活体实验结果显示 ,用 0 1mol·L-1杀虫单、甲胺磷和DEM 0 0 5 μL分别处理二化螟 4龄幼虫 48h后 ,杀虫单和DEM对GSTs活性的抑制率分别达 10 3%和 14 5 % ,甲胺磷则表现出 8 6 %的诱导作用。酶动力学实验显示 ,杀虫单和DEM都是GSTs的可逆性抑制剂 ,这种抑制作用不是竞争性的。由此表明 ,杀虫单是GSTs的强抑制剂 ,这在杀虫单的毒杀机制中具有重要的意义。     

MoO3/SnO2催化剂的酸位及氧化中心研究

采用固体核磁共振及密度泛涵理论计算方法研究了MoO3/SnO2催化剂的结构和性质及其固体酸性.结果表明:在这种催化剂中,钼组分主要是散布在氧化锡表面而非大幅度融入氧化锡晶格结构中;Brnsted酸位和Lewis酸位同时存在,酸性强于沸石分子筛(如HY和HZSM-5),但酸位浓度相对较低.理论方法计算的催化剂上吸附丙酮的13C化学位移与试验结果很接近,证实了所提出的Brnsted酸位结构为—Mo—(OH)—Sn—.固体核磁共振试验还证实了这种负载氧化物的氧化性,最后提出了Lewis酸位才是其氧化反应的活性中心.