锌对镉胁迫下水稻幼苗镉吸收转运及根系形态的影响

以湘晚籼12号为材料,采用水培试验,研究了0.4mmol/L锌对镉胁迫下水稻镉吸收转运及根系形态的影响。结果表明:镉胁迫下,水稻幼苗根系生长受到极显著抑制,根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积明显下降,随胁迫浓度增加和处理时间延长,抑制程度加重;0.4mmol/L锌对镉胁迫有一定缓解作用,可不同程度减轻对水稻幼苗的毒害,促进根系各指标的增加,与不同程度镉胁迫处理相比,锌对水稻幼苗根系鲜重、根系总长、根表面积、根体积分别增加1.8%~38.8%、-0.04%~25.0%、-0.05%~29.9%、-0.06%~28.3%;Zn能减少镉胁迫下水稻对Cd的吸收积累量,在短期(3d)内,加Zn处理较10、20、50μmol/LCd胁迫处理,水稻幼苗总积累量分别减少28.4%、24.9%、8.3%,差异显著,但长期(6d、9d)情况下,降Cd处理效果不显著;加Zn处理极显著促进了胁迫情况下Cd向地上部运输,转运系数达0.21~0.28,较单纯Cd胁迫处理差异极显著,Cd在水稻幼苗体内的再分配差异显著。     

亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响

为研究外源亚精胺对镉胁迫下杞柳生长和生理特性的影响,采用营养液培养试验,通过不同浓度(0、10、20、30、40 mg·L~(-1))的Cd2+胁迫处理,探明Cd2+对杞柳的半抑制浓度;研究在半抑制浓度下施用外源亚精胺(0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 mmol·L~(-1))对镉胁迫的缓解效应。结果表明:镉胁迫对杞柳的半抑制浓度为24.50 mg·L~(-1);施用外源亚精胺可以有效缓解镉胁迫对杞柳生长的抑制作用,外源亚精胺处理相对生长率较对照增加44.97%～102.76%,过氧化氢含量下降54.08%～67.39%;其中0.4 mmol·L~(-1)亚精胺处理下相对生长率、根系节点数、连接数、分叉数的增长幅度均为最高,分别增加102.76%、50.33%、25.20%和25.42%,其总蛋白含量上升43.43%,产生超氧阴离子活力单位与过氧化氢含量分别下降46.35%和67.39%。研究表明,喷施亚精胺能有效缓解杞柳幼苗镉胁迫,其最佳施用浓度为0.4 mmol·L~(-1)。     

镉胁迫下猕猴桃对镉的吸收及转运

在对湖南省猕猴桃成年果园8个猕猴桃品种(金魁、金艳、翠玉、东红、红阳、丰悦、魁蜜、米良一号)镉含量调查分析的基础上,选取镉富集能力有差异的米良一号与金艳猕猴桃进行镉胁迫(5、10、15、20 mg/kg)下对镉的吸收、转运的差异研究。结果表明：成年果园8个猕猴桃品种在土壤中度镉污染(0.9 mg/kg)时,果实镉含量均未超过国家标准值(0.05 mg/kg);猕猴桃果实成熟期镉含量最高;镉胁迫下,米良一号和金艳镉含量随镉处理浓度增大而上升,且在镉浓度较低情况下富集能力较强;根的镉分配系数最大(＞0.90),果实的最小,说明猕猴桃主要由根部吸收累积镉;米良一号整株吸收和积累镉量显著高于金艳,但金艳对镉的转移能力强于米良一号,金艳果实镉含量高于米良一号。     

褪黑素对镉胁迫下紫苏根系特征的影响

为揭示根系在褪黑素缓解植物镉胁迫效应中的作用,利用水培实验探讨了外源褪黑素对不同浓度镉处理(0、2、10 mg·kg^-1)下紫苏(Perilla frutescens)生长、根系形态及解剖结构、镉及相关必需元素含量等的影响。结果显示:镉处理显著抑制了紫苏地上部生长,未造成紫苏根系生物量显著改变,但根系形态和解剖结构发生显著变化,长度变短、直径变粗、表面积减小、中柱变粗、皮层占横切面的比例降低;低浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后,地上部生物量显著提高,根系镉含量和累积量、镉转运系数以及地上部镉含量和累积量显著下降,同时根系长度变长、中柱变细、皮层占比增加,根系中锌和铁的含量显著增加;高浓度镉处理的紫苏在添加外源褪黑素后,镉转运系数和地上部累积量显著降低,根系中锌含量显著增加,但地上部生物量没有增加。研究表明,外源褪黑素可以通过改变紫苏根系形态和解剖结构,同时增加锌和铁元素吸收,降低根系对镉的吸收以及向地上部位的转运,进而缓解镉胁迫对紫苏生长的抑制作用,但缓解作用因紫苏受镉胁迫程度不同而有所差异。     

镉胁迫对莲根系形态的影响

[目的]研究镉胁迫对6个品种莲根系形态的影响。[方法]采用水培试验,设置3个处理CK(0 mg/kg Cd)、T_1(1 mg/kg Cd)、T_2(5 mg/kg Cd),测定总根长、根表面积、根体积以及不同直径根长分布情况。[结果] 6个莲品种根系对镉的响应具有差异,粉色花和黄色花对镉胁迫比较敏感,总根长、根表面积和根体积都随镉胁迫产生较大的变化;而白色花品种对镉具有较强的耐性,其总根长、根表面积和根体积及不同直径根的分布情况受镉的影响均较小。[结论]6个莲品种对镉的耐性存在较大差异。     

不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长的影响

以水稻中花11号为材料,测定了不同外源生长素对镉胁迫水稻根系生长发育的影响。结果表明,0.1mmol/L镉诱导水稻初生根、不定根和侧根的伸长生长且侧根的数目也增加,但抑制地上部分的生长。在镉胁迫下添加不同浓度的生长素如NAA、IAA、IBA和2,4-D都明显改变根系的生长且变化趋势相似。即浓度为10^-9～10^-7M时,促进镉胁迫水稻初生根和不定根的伸长生长,其中以浓度为10^-8M时,促进作用最强;当浓度高于10^-7M时,反而抑制了根的生长;添加4种外源生长素均不能解除镉对地上部分的抑制作用,不过镉胁迫下添加10^-9～10^-8M的NAA能在一定程度上改善镉胁迫水稻的生长。在相同浓度条件下,不同生长素对初生根和不定根上侧根的形成和发育既有相似之处,也存在一定差异。     

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。     

镉胁迫下海藻酸钠与氯化钙混合添加对黄瓜幼苗镉吸收的影响

为了探讨海藻酸钠(NaAlg)与氯化钙(CaCl₂)混合添加对镉污染土壤修复效应的影响,通过盆栽试验,研究基质中NaAlg与CaCl₂混合添加对镉胁迫下黄瓜幼苗镉吸收的影响。结果表明:少量NaAlg与CaCl₂混合添加对黄瓜幼苗镉吸收的影响不显著,过量添加NaAlg与CaCl₂对黄瓜幼苗生长不利,T₂₀₀时NaAlg与CaCl₂混合添加对缓解黄瓜幼苗镉吸收的效果最佳,黄瓜幼苗的株高、茎粗、地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、根平均直径和根体积分别增加10.66%、17.67%、50.04%、29.23%、24.40%、11.54%和33.33%,根Cd²⁺含量和根部细胞壁的Cd²⁺含量分别降低9.375%和31.82%,而POD和CAT活性分别增加32.31%和113.33%,MDA含量降低29.82%。可见,适量NaAlg与CaCl₂混合添加会缓解镉污染土壤对黄瓜幼苗的毒害作用。     

镉胁迫对苗期小麦镉吸收及其根际细菌群落的影响

为探究镉(Cd)胁迫对苗期小麦Cd吸收以及根际细菌群落的影响,以小麦豫保1号为供试植物,设置Cd含量为2.0 mg·kg^-1进行盆栽试验,测定小麦干质量、Cd吸收总量、根际土壤pH值、有效Cd含量并计算小麦富集系数和转运系数,分析根际土壤细菌多样性和群落特征。结果表明,与对照相比,Cd胁迫下小麦地上部、地下部干质量均显著降低。小麦地上部、地下部Cd含量和吸收总量较对照均显著提高。Cd胁迫下小麦地上部和地下部富集系数均降低,转运系数升高,其中地下部富集系数显著降低。Cd胁迫下土壤有效Cd含量显著升高,而pH值降低。通过测序发现,Cd胁迫提高了土壤中细菌群落多样性,改变了群落结构。在属水平相对丰度前30的菌属中,脱硫微菌属(Desulfomicrobium)、Acidibacter、链球菌属(Streptococcus)等在Cd胁迫下相对丰度较对照显著增大。Stenotrophobacter等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理显著增大,鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)等在对照中相对丰度较Cd胁迫处理也有所增加。     

模拟淹水对杞柳生长和光合特性的影响

以1年生红皮柳(Salix integra cv.hongpi)和青皮柳(Salix integra cv.qingpi)为试验材料,研究了人工模拟淹水胁迫对两个杞柳品种的生长、气体交换及叶绿素荧光的影响.经过75d的淹水处理,两个品种的存活率均为100％.在试验过程中,红皮柳和青皮柳都产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,但在产生的时间上红皮柳较青皮柳迟lOd左右.渍水处理促进了青皮柳的生长和光合作用,而红皮柳在渍水和轻度淹水胁迫处理下的生长、叶绿素含量(Chl)、净光合速率(PN)和气孔导度(Gs)都明显低于对照.随着淹水时间的增加,红皮柳的非光化学淬灭系数(NPQ)持续增加并高于对照,最大光化学量子效率(Fv/Fm)持续下降且明显低于对照;青皮柳的非光化学淬灭的值增加幅度较小,最大光化学量子效率一直在0.8-0.85之间波动,与对照相比都无显著差异.以上的实验结果表明在淹水胁迫下红皮柳的光合运转机构受到了一定程度的损伤,而渍水处理则促进了大青皮的生长,因此青皮柳较红皮柳而言更耐淹,更适合在河岸带和消落区生长.     

磷灰石、石灰对Cd胁迫下黑麦草根形态及Cd吸收影响研究

为考察磷灰石、石灰和黑麦草对Cd污染土壤的修复效果,通过盆栽试验研究了不同剂量磷灰石(0、6、12、24 g·kg^-1风干土,编号为CK、L1、L2、L3)和石灰(1、2、4 g·kg^-1风干土,编号为S1、S2、S3)对Cd胁迫下黑麦草生物量、根形态、黑麦草Cd含量、Cd富集量、富集系数、土壤pH、土壤有效态Cd含量等的影响。结果表明,磷灰石、石灰处理(L1,S1除外)显著增加了黑麦草生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、Cd富集量和土壤pH,显著降低了黑麦草Cd含量、Cd富集系数、根平均直径和土壤有效态Cd含量。相关性分析结果表明:除根平均直径为正相关关系外,黑麦草根长、根表面积、根体积、根尖数与土壤有效态Cd含量、黑麦草地上部分及根系Cd含量、Cd富集系数呈显著或极显著负相关关系;除根平均直径为负相关关系外,其他根指标与黑麦草地上部分及根系生物量、Cd富集量呈极显著正相关关系。其中,L3处理黑麦草地上部分及根系生物量达到CK处理(不添加改良剂)的176.0倍和174.4倍;根平均直径相比CK降低了29.4%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别为CK处理的20.2、21.0、21.3倍和24.5倍;黑麦草地上部分及根系Cd富集量达到CK处理的89.6倍和100.9倍。研究表明,根形态受土壤有效态Cd含量的影响显著,并可通过影响黑麦草生物量及Cd吸收决定其Cd富集量,施用24 g·kg^-1的磷灰石并种植黑麦草能很好地修复Cd污染土壤。     

镉胁迫对10种鸢尾属植物生长及镉积累特征的影响

为研究鸢尾属植物对镉吸收特征的差异及鸢尾植物超微结构在镉胁迫下的变化,进行了10个鸢尾品种的盆栽试验研究,并分析了不同品种鸢尾在镉含量20 mg·kg-1下镉积累差异及4个品种鸢尾超微结构情况.结果 表明:(1)玉蝉花(Iris ensata Thunb.)的根系镉富集系数和植株镉积累总量最高,分别为1.02 μg·μg-1和60.6 μg.镉胁迫对株高、叶宽和叶片数有轻微抑制作用,而对地上及根系物质量有较强的抑制作用.其中,地上部鲜重和生物量的减少率分别为20.14％和15.60％,根系鲜重和生物量的减少率分别为12.54％和7.67％,由于物质量受镉胁迫影响较小,故适用于镉污染地区的修复植物.(2)蝴蝶花(Iris tectorum)根系富集系数和镉积累总量均较高,分别为0.14 μg.μg-1和19.01 μg;其叶宽和株高分别增加了2.47％和5.84％,其生长受到一定的促进作用,表明其具有很强的镉适应性,可用于作为镉污染地区的替代种植植物.(3)黄菖蒲(Iris pseudacorus)、守夜者(Iris night ruler)和胜利者(Iris nelson)镉积累总量较低,分别为17.62、15.90和11.80 μg,同时生长受到的影响较小,可用于镉污染地区的园林植物种植.(4)其他品种镉积累量极低,生长受到的抑制作用大,不适宜在镉污染地区种植.(5)镉胁迫可导致鸢尾属植物细胞变形、质壁分离,线粒体结构破碎、溶解,叶绿体肿胀、片层结构紊乱或溶解,而细胞核形态变化不明显.研究结果为鸢尾属植物改良重金属土壤提供了科学依据,同时为重金属污染地区的园林应用提供参考.     

杞柳秆茎主要解剖特征的变异研究

利用体视显微测量技术对杞柳秆茎主要解剖构造进行研究,为杞柳材其他性能的研究及应用提供基础数据和理论指导。结果表明,杞柳纤维、导管和射线比量分别为71.04%、21.48%和7.48%,沿径向变异均不显著。导管弦向直径、径向直径和导管密度分别为37.41μm、46.02μm和155.86个·mm-2,沿径向和纵向变异均显著;导管径弦比为1.26,在径向,差异不显著而纵向差异显著。纤维长度、宽度、双壁厚、壁腔比和长宽比分别为406.80μm、19.53μm、7.66μm、0.64和21.45,径向变异均显著,而纵向变异不显著;纤维腔径比和腔径分别为0.59和11.73μm,沿径向和纵向差异均不显著。     

镉胁迫下大薸生长的变化及镉积累、分布特征

为探究镉胁迫对大薸（Pistia stratiotes）生长的影响及其体内镉积累与分布特征,用不同镉浓度（0、10、25、50、75、100 μmol·L^-1）的营养液处理大薸18 d,测定植株生物量、生长形态及其体内镉含量,并分析叶片中镉的亚细胞分布和化学形态。结果表明：随着镉浓度的增加,大薸生物量、冠径、叶片数、分株数和镉富集系数均呈降低趋势,地上部镉含量和镉转移系数呈上升趋势,地下部镉含量、总镉含量、单株富集量呈先上升后降低的趋势。在各处理下,大薸地下部镉含量均大于地上部。当镉浓度>10 μmol·L^-1时,大薸叶片细胞壁组分镉的占比最大（42.61%~46.91%）,其次是细胞器组分（27.04%~39.72%）和可溶性组分（17.68%~26.06%）。细胞壁和可溶性组分镉的占比随着镉浓度的增加呈上升趋势,细胞器组分则呈下降趋势。大薸叶片中镉主要以醋酸提取态为主（35.00%~59.06%）,其次是氯化钠提取态（16.72%~26.45%）和水提取态（7.77%~33.22%）。研究表明：大薸通过根系固持、细胞壁固定和液泡区室化避免严重镉胁迫损伤,通过醋酸提取态贮藏降低镉毒性和移动性;10~100 μmol·L^-1镉处理18 d后,大薸可维持较高的镉富集量和较低的生物量,在进行镉污染水体生态修复的同时避免因其快速生长而引起水体二次污染。     

不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应

为明确不同抗旱性花生品种的根系形态发育特征,探讨其根系形态发育特征对不同土壤水分状况的响应机制,在防雨棚旱池内进行土柱栽培试验,研究抗旱型品种"花育22号"、"唐科8号"和干旱敏感型品种"花育23号"3个不同抗旱性花生品种根系形态发育特征及其对干旱胁迫的响应。结果表明:抗旱型品种根系较发达,具有较大的根系生物量、总根长、总根系表面积。干旱胁迫使抗旱型品种根系总表面积和体积增加,而干旱敏感型品种则相反。干旱胁迫显著增加抗旱型品种"花育22号"20 cm以下土层内根长密度分布比例及根系表面积和体积,但"唐科8号" 相应根系性状仅在20-40 cm土层内增加;干旱胁迫使干旱敏感型品种"花育23号"40 cm以下土层内各根系性状升高,但未达显著水平且其深层土壤内各根系性状增加幅度小于"花育22号"。花生根系总长、总表面积及0-20 cm土层内根系性状与产量间呈显著或极显著正相关。土壤水分亏缺条件下,花生主要通过增加深层土壤内根长、根系表面积和体积等形态特性,优化空间分布构型,以调节植株对水分的利用。     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

外源磷或有机质对板蓝根吸收转运砷的影响

采用土壤培养方法,研究了不同含砷水平土壤中添加外源磷或有机质对砷在板蓝根地下部和地上部累积与分配的影响.结果表明,在外源添加磷或者有机质的情况下,与自然土相比含砷土对板蓝根的生长有一定的促进作用;在自然土(13.4 mg/kg)中,外源磷没有明显影响板蓝根地下部对砷的累积,却显著降低了砷由地下部向地上部的转运,并且添加200 mg P2O5/kg显著降低了砷在地上部的累积.然而,在含砷土(33.4 mg/kg)中,100 mg P2O5/kg处理显著降低了砷在地下部的累积,但随磷用量的增加反而促进了地下部砷的累积;在添加有机质试验中,10 g/kg的有机质显著降低了自然土中板蓝根地下部和地上部对砷的累积,并且砷的吸收能力也明显下降.在含砷土(23.4 mg/kg)中,添加5g/kg的有机质不仅降低了砷在板蓝根中的富集,而且降低了其对砷的吸收能力,提高了砷由地下部向地上部的转运,但是随着有机质施用量增至10 g/kg,地下部砷含量及其吸收砷的能力均有一定程度的增大.因此,在砷水平较低的自然土壤上种植板蓝根添加200 mg P2O5/kg和10 g/kg的有机质是控制砷在该草药体内积累的适宜用量,而在砷水平较高的土壤上100 mg P2O5/kg和5 g/kg的有机质是降低板蓝根体内砷累积的适宜用量.