水稻幼苗对As(Ⅲ)胁迫差异响应的离子组学研究

重金属胁迫影响植物体内离子平衡,探究植物体离子网络应对胁迫环境的响应有助于挖掘有毒元素吸收和代谢的潜在机制。本研究以湖南省临武县9种主栽水稻品种为研究对象进行As(Ⅲ)胁迫处理,采用ICP-MS分析技术研究水稻幼苗茎叶和根部组织中离子组(P、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Cr、Co、Cd、Ba、Pb和Sr)响应不同As(Ⅲ)浓度胁迫的变化特征,进一步借助多元统计分析探明各组织离子组变化与As积累之间的关联。结果表明:水稻根部和茎叶组织As含量均随处理浓度增加而增加,且根部相比茎叶更容易积累As;Fe、Ba、Pb和Sr同样表现出根部含量高于茎叶的规律,营养元素(P、K、Mg、Ca和Mn)分布则呈现茎叶组织高于根部的特征,胁迫环境对水稻幼苗两个组织部位各元素分布的影响不同,说明As胁迫干扰水稻组织中离子的分配。聚类热图和主成分分析表明离子组在茎叶和根部出现分离,Mg、K、P、Mn、Ca、Cr、Co、Zn元素倾向于在茎叶富集,而Fe、Sr、Pb、Ba、Cu、As和Cd元素则倾向于在根系中富集。As胁迫处理后,水稻同一组织的元素之间存在多组显著相关性,As与Fe、Cu、Cd、B...     

硅缓解盐胁迫诱导的芦荟生长抑制、品质降低和体内离子稳态失衡研究

为探索芦荟微咸水灌溉栽培及其硅(Si)素营养生理,研究了100 mmol/L NaCl+2.0 mmol/L Si处理120 d对芦荟生长、重要品质指标和植株体内盐分离子状况的影响及其酶动力学机制。结果表明,加Si可明显缓解盐胁迫诱导的芦荟生长抑制和品质降低,原因是Si可显著降低盐胁迫下芦荟植株中的Na+和Cl-含量,提高K+含量和K+/Na+,促进根系对K+、Na+的选择性吸收和运输,使芦荟植株体内的离子稳态得以良好维持;根系和叶片横切面X-射线能谱微区分析进一步证实了这一结果。Si改善盐胁迫下芦荟对离子选择性吸收、运输的机制之一是显著提高了盐胁迫下芦荟根尖细胞质膜H+-ATP酶、液泡膜H+-ATP酶和H+-PP酶活性。     

铅、镉胁迫对茶树根系分泌有机酸的影响

采用水培试验,研究了不同浓度的 Pb2+、Cd2+处理对茶树根系分泌有机酸的组成和量的影响。结果表明,Pb2+、Cd2+胁迫并不影响有机酸的组成但影响分泌量。与对照相比,Pb2+、Cd2+胁迫使茶树根系琥珀酸和苹果酸的分泌量显著增加,且Pb2+浓度<100mg/kg和 Cd2+浓度<8mg/kg时,琥珀酸和苹果酸的分泌量随着Pb2+、Cd2+ 浓度的增大而增加;低浓度的 Pb2+、Cd2+ (20mg/kg、0 5mg/kg)和高浓度的 Pb2+、Cd2+(100mg/kg、8mg/kg)都能使草酸的分泌量增加,Pb2+浓度>40mg/kg时,草酸的分泌量随Pb2+浓度的增加而增大;Pb2+、Cd2+胁迫抑制了柠檬酸的分泌。随着Pb2+处理浓度的增加,茶树根系分泌的有机酸总量呈先增后减再增后微降的趋势,Pb2+浓度为 20mg/kg和 60mg/kg的处理,有机酸的分泌量显著高于对照和其它处理。Cd2+胁迫下有机酸总量随Cd2+浓度的变化规律也是先增后减再增,浓度为0 5mg/kg和8mg/kg的Cd2+处理,有机酸的分泌量显著高于对照和其它处理。     

盐分胁迫下番茄盐分离子和重金属的分布特征

采用盆栽试验方法研究了不同盐分含量处理下番茄不同器官盐分离子(Na+、K+、Ca2+)和重金属离子(Cd2+、Pb2+、Cr2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+)的分布特征,探讨盐分离子对番茄不同器官吸收重金属离子的影响机制,为重金属污染盐渍土壤的农业可利用性评价提供科学依据。结果表明,番茄根、茎、叶和果实Na+含量均随盐分含量增加而增加;番茄根K+含量随盐分含量增加小幅上升,茎K+含量则显著下降,叶K+含量无显著变化;番茄各器官Ca2+含量随盐分含量增加无明显变化。番茄根Cd、Pb、Cr、Zn和Cu含量以及番茄茎、叶Cd含量均随盐分含量增加而增加;番茄根Ni含量、番茄茎叶Pb、Cr、Ni、Zn和Cu含量以及番茄果实各重金属含量受盐分含量变化影响不大。因此,土壤盐分含量的增加对番茄根部吸收重金属(Ni除外)有促进作用。     

Cd、Pb及复合胁迫对小麦种子萌发及幼苗根系的影响

研究不同浓度Cd2+、Pb2+及其复合胁迫对小麦种子萌发及幼苗根系生长的影响。采用发芽盒滤纸发芽法,分别设置不同浓度Cd2+（0,15,30,60,120 mg/L）、Pb2+（0,100,200,500,1000 mg/L）及Cd2+与Pb2+的复合溶液处理两个小麦品种,测定小麦种子发芽率、发芽势及幼苗根系生长等指标。结果表明：与对照相比,不同浓度的Cd2+、、Pb2+及其复合胁迫对小麦种子的发芽及根系生长均有抑制作用,并随浓度的增大抑制作用增强;单一低浓度的Cd2+、、Pb2+处理与对照之间多数无显著性的差异;Cd2+和Pb2+复合胁迫的强度要高于单一重金属Cd2+和Pb2+的处理;淮麦33对不同Cd2+和Pb2+及复合胁迫的耐性要高于烟农19。     

重金属及盐碱对二月兰生长和生理生化的影响(英文)

[目的]研究重金属及盐碱对二月兰生长和生理生化的影响。[方法]以二月兰为材料,以不加Pb、Cd和盐碱为对照,研究在不同浓度的盐碱和重金属胁迫下(轻度、中度、重度、Pb、Pb+Cd、轻度+Pb、中度+Pb、重度+Pb、轻度+Pb+Cd、中度+Pb+Cd、重度+Pb+Cd),二月兰生长和生理生化特性。[结果]轻度盐碱胁迫处理对二月兰叶片和根系细胞膜透性影响很小,叶片和根系的MDA含量分别比对照下降25.6%、9.0%;500mg/LPb单一胁迫处理对二月兰叶片光合色素的合成具有一定的促进作用,叶片的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量分别比对照增加0.86%、0.69%、6.25%,但Pb+Cd复合胁迫处理对二月兰叶片光合色素的合成具有一定的破坏作用,其中类胡萝卜素对胁迫处理更敏感;盐碱胁迫和盐碱与Pb、Cd复合胁迫中,叶片和根系的POD活性、SOD活性、可溶性糖和Pro含量均呈现逐渐上升趋势,且根系中POD活性和SOD活性均显著高于叶片。[结论]二月兰能耐轻度盐碱及Pb(500mg/L)的复合胁迫。     

NaCl胁迫对茄子幼苗生长和K+、Na+和Ca2+分布的影响及耐盐机理

以耐盐品种"多果多穗茄"及盐敏感品种"九叶茄"和"兰州长茄"为试验材料,通过测定不同浓度NaCl处理条件(0和150mmol/L)茄子干鲜重,根、茎和叶中K+、Ca2+和Na+及K+/Na+和Ca2+/Na+,探讨了NaCl胁迫对茄子幼苗生长及Na+和K+吸收与分布的影响,并通过分析根、茎和叶不同器官中K+、Ca2+和Na+及K+/Na+和Ca2+/Na+探讨了茄子幼苗的耐盐机理。结果表明:盐胁迫下,茄子幼苗干鲜重,根、茎和叶中K+和Ca2+显著降低,Na+含量显著升高。耐盐品种相对生物量积累高于盐敏感品种,根、茎和叶中K+及K+/Na+显著高于盐敏感品种,盐敏感品种的Ca2+和Ca2+/Na+高于耐盐品种,盐敏感品种通过提高Ca2+的利用率适应盐胁迫环境。NaCl胁迫下,耐盐材料主要通过离子区隔化维持根系中较高的K+和K+/Na+,同时叶片中贮存大量的Na+用以保持根系活力,从而提高茄子幼苗的耐盐性。     

Cd胁迫对受驯莱茵衣藻影响的非损伤微测初步研究

利用扫描离子选择性电极技术对Cd胁迫驯化莱茵衣藻进行研究,发现CC-124型莱茵衣藻在10、100μg/L Cd胁迫长期驯化培养后细胞表面的Cd2+流速由于前期受到胁迫而有所下降,CC-400型衣藻经胁迫驯化培养后并未有明显变化,其前期表面吸附对其表面吸附流速的影响较小。CC-124型与CC-400型莱茵衣藻表面的Ca2+、H+流都不明显,长期Cd胁迫驯化培养衣藻也未见有明显流速,加入高浓度Cd后也未有明显流速产生,细胞表面Cd2+与Ca2+、H+的置换反应并不强烈。根据所得流速数据建立吸附模型,与其他模型相比具有对吸附过程实时监测、不对细胞造成损伤等特点。     

Na+、K+、Ca2+对植物耐盐性影响的研究进展

介绍了植物耐盐性机理,综述了Na+/H+逆转蛋白、K+稳态和外源Ca2+对植物在盐胁迫下的生理调节,阐明了离子对于植物耐盐性的重要作用,指出研究Na+、K+、Ca2+对植物耐盐性的影响,将对促进作物的高产稳产、加强盐渍土的治理和综合开发利用具有重要意义.     

盐胁迫下外源脯氨酸对甜瓜幼苗体内K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)和Cl~-含量及分布的影响

为明确盐胁迫下外源脯氨酸对甜瓜幼苗体内K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-含量及分布的影响,以玉皇和雪美两个甜瓜品种的幼苗为材料,采用营养液栽培进行试验。结果表明:盐胁迫降低了植株体内Ca2+、K+、Mg2+等离子的含量,增加了Na+和Cl-含量;盐胁迫下,根向茎选择性运输K+、Ca2+、Mg2+能力降低,而茎向叶选择性运输Ca2+、K+、Mg2+能力却显著增加;外源脯氨酸处理提高了盐胁迫下甜瓜幼苗植株各器官中Ca2+、K+、Mg2+等离子含量,降低了Na+和Cl-含量,增加了组织中的K+/Na+、Mg2+/Na+和Ca2+/Na+,提高了根向茎和茎向叶选择性运输K+、Ca2+、Mg2+的能力。说明在盐胁迫条件下,施用外源脯氨酸能促进甜瓜幼苗对K+、Ca2+、Mg2+的吸收,调节植株体内的离子区域化分布,缓解盐胁迫对甜瓜幼苗的伤害。     

Cd、Pb胁迫对银杏光合特性的影响

采用温室盆栽试验方法,研究了Cd、Pb胁迫对银杏光合特性的影响。结果表明:(1)单一Cd和Cd、Pb的复合胁迫均可导致银杏ch la、ch l及叶绿素a/b值的显著下降。银杏ch la和ch l与Cd胁迫浓度表现出显著的负相关。而复合胁迫下,Cd与较高浓度Pb呈现出一定的协同作用。(2)在单一Cd和Cd、Pb的复合胁迫下,银杏的最大光化学效率F v/Fm均明显下降,重金属胁迫使银杏叶片产生了光抑制现象。(3)在重金属胁迫条件下,银杏P n、Gs和T r均随胁迫浓度的增加而下降,而C i则趋于增加。P n随胁迫浓度的提高而下降主要由非气孔限制所致。     

越橘幼苗对铅、镉胁迫的响应分析

以二年生越橘"圣云"幼苗为试验材料,探讨重金属铅和镉胁迫下越橘不同器官的响应特性。结果表明:在铅处理下,越橘根系中铅的含量大于茎和叶,当铅质量分数<60 mg/kg时,茎中铅的含量大于叶片,而当铅处理浓度高于此值时,则叶片中铅的含量大于茎;在镉处理下,越橘不同器官中镉含量排列顺序为根>茎>叶;越橘茎部和叶片对镉的富集能力大于其对铅的富集能力;2种重金属处理的幼苗生物量分析结果表明:随着土壤中重金属铅、镉浓度的升高,植株生物量指标均呈现下降的趋势,且同浓度处理条件下,铅胁迫对应的幼苗下降幅度大于镉。     

Cd单一及其与Pb复合胁迫对银杏叶抗氧化保护酶活性的影响

采用完全随机试验设计和温室盆栽试验方法,研究了Cd单一及其与Pb复合胁迫对银杏叶抗氧化保护酶活性的影响.结果表明,超氧化物歧化酶(SOD) 活性在胁迫30 d后明显上升,且随胁迫浓度的增大而升高,至82 d时达到最大值后下降;过氧化氢酶(CAT)活性则在胁迫50 d后显著上升,82 d时达到最大值,总的变化趋势也表现为先应激性上升后明显下降的动态过程;过氧化物酶(POD)活性均高于对照.Cd、Pb间的交互相效应对SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性的影响规律性不明显,在一定程度上表现出协同或拮抗效应.在重金属胁迫下,银杏可能通过抗氧化保护酶系统等生理防卫机制表现出较强的耐性.     

腐殖酸钠对镉胁迫下冬小麦种子萌发及根系生长的影响

[目的]研究腐殖酸钠(HA-Na)对镉胁迫下冬小麦种子萌发及根系生长的影响。[方法]以鲁麦22号为试验材料,研究不同浓度Cd~(2+)溶液处理对冬小麦种子萌发和根系生长的影响,以及不同浓度HA-Na溶液对Cd~(2+)胁迫下冬小麦种子萌发和根系生长的影响。[结果]Cd~(2+)胁迫使冬小麦种子萌发和根系生长均受到抑制,发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗根长及芽长均降低。低浓度的HA-Na提高了Cd~(2+)胁迫下冬小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数以及幼苗根长、芽长,部分缓解了Cd~(2+)胁迫对冬小麦种子萌发和幼苗生长的抑制作用。其中以50μmol/L HA-Na溶液处理的缓解效果最好,但随着HA-Na浓度的增大,其对Cd~(2+)胁迫的缓解效应逐渐减弱,当HA-Na浓度达200μmol/L时,会明显加剧Cd~(2+)胁迫的毒害作用。[结论]该研究为被重金属污染的农田土壤治理和改良提供了理论依据。     

野大麦耐盐适应性反应机制的研究

【目的】探讨野大麦的耐盐适应性反应机制。【方法】采用原子吸收和X-ray微区分析等方法分析野大麦[Hordeum brevisubulatum (Trin.) Link]在NaCl胁迫下幼苗生长、K+和Na+吸收、运输、分配及外排等生理响应。【结果】在NaCl≤350 mmol•L-1时，茎叶和根系的干重变化不明显，盐浓度的增加对根生长的抑制作用小于茎叶，根Na+含量增加的幅度小于茎叶、茎叶和根中K+含量均下降，但茎叶可维持较高的K+含量；野大麦具有较强的K+-Na+吸收选择性；低盐胁迫时Na+主要贮存于液泡和细胞间质；高盐胁迫时主要通过外排Na+来维持体内离子平衡。【结论】野大麦在NaCl≤350mmol•L-1时生长正常，其耐盐性与根拒绝吸收Na+及茎叶维持高K+含量有关，Na+区域化与外排可能是野大麦主要的耐盐适应性反应机制。     

盐胁迫下盐草和高羊茅营养器官的离子微区分布

 【目的】探讨植物耐盐性和盐胁迫下植物不同营养器官离子微区分布特性之间的关系。【方法】采用扫描电镜和X射线能谱仪联用,对250 mmol?L-1 NaCl胁迫20 d的盐草(盐生植物)和高羊茅(甜土植物)的营养器官进行了点扫描和离子分布测定。【结果】盐胁迫下,盐草和高羊茅根组织中Na+和Cl-的相对重量都很高,但是高羊茅中柱层中的Na+和Cl-相对重量都高于盐草;和高羊茅相反,在盐草茎中,大量的Na+分布在韧皮部中,而Cl-则主要存在于木质部中;而高羊茅叶组织中Na+相对重量是盐草叶组织中2倍。【结论】盐胁迫下盐草和高羊茅根尖表皮、皮层和中柱细胞Na+和Cl-较高,而K＋含量较低,这说明盐草可通过根组织对离子的选择性吸收降低进入植物体的有害离子量,并通过离子在茎中的再次分配降低有害离子进入叶组织,从而避免对叶组织的较大离子毒害。     

慈姑各营养器官对Cd的积累差异

[目的]探求Cd在慈姑植株内的富集和分布规律。[方法]以慈姑（Sagittaria sagittifolia L．）品种苏州黄和紫圆为试验材料,采用在土壤中添加浓度40mg／LCd^2＋的胁迫处理,对Cd^2＋胁迫处理后7d内慈姑的根系、叶片中Cd^2＋的积累量进行测定分析。[结果]随Cd^2＋胁迫处理天数的增加,2个品种慈姑叶、根中Cd^2＋的积累量均呈增加的变化趋势;Cd^2＋的积累量在慈姑不同部位间表现为：根〉叶;胁迫第7天时的富集系数也表现为：根〉叶;品种间存在差异,苏州黄对Cd^2＋的积累量高于紫圆。[结论]慈姑对重金属离子的积累能力较强。     

氯化镉胁迫下葡萄根系生理反应的品种差异

【目的】研究不同葡萄品种根系对镉胁迫的生理反应,探讨葡萄耐镉性的品种差异。【方法】以9个葡萄品种的扦插苗为试材,在水培条件下,研究了0.5 mmol.L-1氯化镉(CdCl2)处理后,葡萄根系活力、质膜H+-ATPase活性和丙二醛(MDA)含量的变化。【结果】正常情况下,9个葡萄品种的根系活力由高到低的顺序为玫瑰香巨峰瑰宝皇家秋天奥迪亚无核乍娜红地球泽香达米娜;经0.5 mmol.L-1氯化镉处理16 h后,葡萄各品种的根系活力均降低,下降幅度由大到小的顺序为巨峰皇家秋天玫瑰香瑰宝红地球乍娜达米娜泽香奥迪亚无核。氯化镉处理后,9个品种根系质膜H+-ATPase活性均降低,根系MDA含量均显著升高,其中巨峰葡萄H+-ATPase活性下降幅度最大,MDA含量升高幅度最大,奥迪亚无核葡萄根系MDA含量升高幅度最小。【结论】不同葡萄品种根系对镉胁迫的敏感性和耐受性存在显著差异;在所试9个品种中,巨峰葡萄的根系活力和H+-ATPase活性对镉胁迫最敏感,更易受到氯化镉伤害;奥迪亚无核葡萄的根系活力对镉胁迫有较强的耐性,对氯化镉处理最不敏感。     

水杨酸对镉胁迫下葡萄根系质膜ATPase和自由基的影响

【目的】研究水杨酸对镉胁迫下葡萄根系特性的影响,探讨缓解葡萄镉伤害的途径。【方法】以‘泽香’葡萄扦插苗为试材,在水培条件下,研究水杨酸预处理对氯化镉胁迫下葡萄根系活力、质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性以及活性氧和一氧化氮(NO)生成的影响。【结果】0.10mmol·L-1氯化镉能够提高根系活力和质膜Ca2+-ATPase活性;1.0mmol·L-1氯化镉明显促进根系超氧阴离子()、H2O2和NO的生成,显著抑制根系活力及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性。50μmol·L-1水杨酸显著降低1.0mmol·L-1氯化镉处理下根系、H2O2和NO的生成,阻止根系活力及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性下降,而随着浓度升高至200μmol·L-1,水杨酸的这种作用减弱。【结论】水杨酸缓解葡萄根系镉伤害的适宜浓度为50μmol·L-1;在该浓度下,水杨酸通过降低镉胁迫下自由基的产生而减轻镉对葡萄根系活力和质膜ATPase的损伤。     

硅对镉胁迫下水稻幼苗体内镉分布规律的研究

采用溶液培养,研究不同浓度(0、30、80、130、180mg/L)的SiO2在4.0mg/LCdCl2浓度胁迫下对水稻幼苗体内镉(Cd)的分布规律。结果表明,在Cd胁迫下Si降低了水稻幼苗根、茎、叶、鞘、共质体和质外体Cd含量,其分布规律为:根茎叶茎鞘叶片,呈现出末端分布规律。说明Si促使大量的Cd累积在根中,根是Cd累积的主要部位,而茎、叶中Cd累积量较少。可见,Si可抑制水稻体内Cd由地下部分向地上部分运输,且能抑制地上部分Cd向叶片运输,并能减少Cd进入共质体。