草类对重金属胁迫的生理生化响应机制

随着我国工业化进程不断加快,作为工业化基本生产资料的重金属不断被释放到生物圈中,并通过食物链传递给动物或人,给人类健康带来严重危害。草类分布广泛,有一定的抵抗能力,一些草类甚至还具有重金属超富集能力,在生物修复中发挥重要作用。本文就重金属胁迫对草类种子萌发、根系活力和生物量方面的影响以及草类的抗性机制(脯氨酸、抗氧化酶系统、谷胱甘肽、隔离、菌根和水杨酸)等研究现状进行论述,并阐明草类对重金属镉、锌、铜、铬、铅和汞的富集效应及其耐性机制,以期为今后草类耐重金属胁迫品种的选育和耐重金属胁迫分子机制的研究,提供现实依据和理论基础。     

褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展

褪黑素是一种广泛存在于植物体内的小分子吲哚胺类激素，现有研究已明确其合成途径、分解代谢和生理功能。褪黑素作为信号分子可调节植物昼夜节律、种子萌发、根和花发育，还有利于增强植物对各种逆境胁迫的抵御能力。本文总结了褪黑素调控草类植物生长发育的生理功能，重点阐述了褪黑素在草类植物非生物胁迫和生物胁迫响应中的调控作用，并对其在草类植物生长发育与抗逆性功能研究以及在抗逆育种中的应用前景进行了展望，以期为利用褪黑素提高草类植物抗逆性、提升牧草产量和品质提供参考依据。     

植物响应重金属胁迫的蛋白质组学研究进展

重金属对生态系统造成的污染已成为全球关注的问题。植物对重金属的摄取不仅影响其正常生长,并能通过食物链来威胁人类及整个生态系统的健康。在mRNA水平上的基因表达分析,增强了人们对植物响应重金属的理解。然而,关于相关功能基因组翻译方面的问题仍未得到有效解决。通过分析鉴定相关响应基因和功能蛋白,获取翻译及翻译后水平上的信息,能为植物响应重金属胁迫提供更深层次的理解。本研究分析比较了近年来重金属胁迫蛋白组学研究技术,综述了植物响应重金属胁迫的蛋白组学研究进展,探讨从亚细胞蛋白组学水平解析植物解毒重金属过程的可能性,并提出未来该研究方向所面临的挑战及应对策略,为揭示植物与重金属相互作用的分子机制提供有效方法。     

龙葵修复镉污染土壤的研究进展

近年来土壤镉污染问题日趋严重,对镉污染土壤的治理迫在眉睫。植物修复是净化重金属污染土壤最有潜力的原位修复技术之一,因地制宜地选择植物修复材料是大田植物修复成功实施的关键。本文综述了镉富集植物龙葵(Solanum nigrum)对镉的富集特性及生理响应;揭示了在镉胁迫下,龙葵产生根际螯合作用、区隔化及抗氧化系统的耐镉机制;概括了龙葵与添加剂、农艺措施、微生物联合修复技术等的应用研究;阐明了未来对龙葵的研究侧重点应放在提高龙葵对土壤中镉的固定和吸收方面;研究结果为重金属污染土壤植物修复工作的深入开展提供了参考。     

重金属胁迫与植物生理机制响应的研究进展

重金属在环境中易迁移、难降解,它通过食物链作用对人体产生巨大危害,是重金属污染领域研究热点.本文综述了重金属胁迫下植物的生理响应机制的研究,主要包括细胞壁交联作用、原生质缓解作用(包括有机酸、金属硫蛋白等分子结合作用)、液泡区隔作用和氧化应激反应等.结合目前研究进展,提出以下展望:(1)加大富集重金属植物和在复杂环境下...     

丛枝菌根真菌(AMF)介导植物矿质元素吸收机制的研究进展

近年来，由于城市工业的不断发展和化学肥料的过度使用，土壤矿质元素匮乏以及污染等问题严重影响我国农业的可持续发展。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)作为天然的生物菌肥，可以有效促进植物对矿质元素的吸收并改善其生长状况，同时在重金属污染的土壤中又可以减轻重金属对植物的毒性，增强植物对环境变化的适应性。目前，AMF调控植物矿质元素吸收的生理及分子机制的研究已取得了重大进展，大量的菌根诱导基因被识别，但缺乏系统全面的总结。基于此，本文对国内外AMF调控植物矿质元素吸收的相关研究进行了归纳与总结，从AMF影响植物摄取大量元素和微量元素的生理机制及分子机理、AMF缓解植物重金属毒性的作用机制进行了综述，并根据现有研究的挑战与不足提出了展望，旨在为深入理解AMF影响植物对矿质元素的吸收机制和生物菌肥的农业应用等提供一定的科学依据。     

不同浓度镉胁迫对孔雀草DNA甲基化的影响

随着人类活动、工业化发展进程的加快,重金属污染对环境造成了严重危害。本研究通过盆栽试验,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,对不同浓度镉(Cd)胁迫下孔雀草(Tagetes patula)基因组DNA甲基化变化情况进行了分析研究。结果表明,经0、50、250和500mg·kg-1浓度Cd~(2+)处理后,基因组MSAP比率分别为24%、30%、35%和41%,全甲基化率分别为20%、23%、25%和27%,这表明重金属胁迫处理后,DNA总甲基化水平随Cd~(2+)浓度升高而呈上升趋势;在DNA甲基化模式变化方面,50、250和500 mg·kg-1浓度胁迫下重新甲基化率分别为10%、10%和11%,重新甲基化为主要的甲基化变化模式。本研究可以为揭示重金属胁迫对植物DNA甲基化变化规律及植物对重金属胁迫耐受性机制提供理论参考。     

AM真菌提高宿主植物耐受重金属胁迫的生理机制

本文围绕重金属胁迫条件下丛枝菌根（AM）真菌的生理生态响应特征,从生理和分子水平上综述AM真菌对重金属离子吸收和控制的机理：1）AM真菌菌丝的吸附作用减缓重金属向植物地上部分的迁移,从而达到保护植物免受重金属毒害的目的;2）AM真菌的菌丝体分泌物与重金属之间的螯合作用;3）AM真菌促进宿主植物对矿质营养元素的吸收;4）调节重金属在宿主植物地上部分和地下部分的分布;5）AM真菌调节宿主植物体内抗氧化酶的活性和内源激素的水平;6）AM真菌调节参与吸收和转运重金属离子的基因的表达。综上所述,本文提出在广泛调查、筛选超累积菌根植物的基础上,不断探索植物－微生物－菌根复合体的修复机制,并结合基因工程技术,以促进重金属污染土壤的生物修复。     

重金属铅对草坪植物的毒害研究进展

利用植物修复技术对土壤重金属污染进行治理是国内外学者研究的热点和难点问题。综述了国内外草坪植物修复重金属铅污染的现状、吸收机理、草坪草体内运输、累积和分布及其草坪草对铅的耐性机制的研究进展。铅对草坪生理伤害主要从细胞分裂、超微结构、细胞膜透性、光合作用和抗氧化酶系统等生理生化方面讨论了铅对植物的伤害机理,其次,分析了根系pH、根系分泌物、金属配位体等与植物耐性机制的关系。并提出了今后进行草坪草铅修复研究的发展趋势和建议。     

粪便生物炭与土壤重金属污染修复的关系

生物炭在土壤重金属污染领域得到了较好的应用,但是不同材质的生物炭处理效果有所差异。近年来,许多学者研究粪便生物炭处理土壤重金属污染的修复效果,取得了一些突破,但也存在机制不清晰、处理效果差异大等问题。为进一步提升粪便生物炭在土壤修复中的作用,文章就生物炭固定土壤重金属机制、粪便生物炭对重金属污染土壤的修复、生物炭修复重金属污染土壤的影响因素的研究现状进行了总结,以期为将来的应用提供参考。     

植物抗氧化剂谷胱甘肽研究进展

谷胱甘肽(glutathione,GSH)是植物体内一种重要的抗氧化剂,可以清除细胞代谢过程中产生的多余活性氧自由基,减少由于膜脂过氧化作用而对细胞造成的伤害,在植物抵抗逆境胁迫中起着非常重要的作用.本文主要从植物体内GSH的种类、GSH对植物细胞保护的生理机制(清除细胞内自由基、与有毒重金属物质结合形成无毒化合物、吸收和转运氨基酸)和GSH对逆境胁迫(温度胁迫、干旱胁迫、重金属胁迫和盐胁迫)植物的保护作用等方面进行了总结分析.GSH的研究对于深入了解和认识植物抗氧化剂在代谢过程中的生理作用及清除活性氧自由基的机理具有积极作用,对研究植物抗逆性具有重要的意义.     

种子引发提高草类植物抗旱性的表现及机理

干旱是限制植物生长的重要因素之一。种子引发是通过调控种子吸水状态,激活种子生理代谢过程,使种子质量与植物抗逆能力得到提升的一种种子处理方式。种子引发技术能显著提升草类植物的发芽率、幼苗整齐度和田间表现等,并在改善草类植物抗旱性方面有广阔的应用潜力。本文论述了种子引发常规方法和新技术、总结了其在草类植物抗旱中的研究,从形态变化、生理生化响应和分子调控三个层面明确了种子引发技术提高抗旱性的内在机制,并对种子引发技术面临的问题及未来发展方向进行展望。     

重金属Cd、Cu以及干旱胁迫对柳枝稷的影响分析

植物修复技术以其操作简单、环境友好和低消耗越来越受到人们重视。为在干旱半干旱地区重金属污染条件下建植柳枝稷进行修复提供基础依据,以柳枝稷Alamo品种为材料,利用正交旋转设计,研究Cd-Cu-干旱胁迫对农艺性状及重金属、水分吸收运输的影响。结果表明:Cd处理降低地下部生物量并增加地下部两重金属含量,而Cu和干旱处理分别增加地下部生物量、增加地上部或降低地下部两重金属含量。柳枝稷对Cd、Cu具有较强耐受力,产生"毒物刺激效应",而一定干旱条件促进其生长。单独、两两或同时交互对农艺性状没有产生显著影响(P0.05),Cd-干旱交互,对地上部Cd作用显著(P0.05);Cu-干旱及Cd-Cu-干旱胁迫,对地下部Cu显著(P0.05)。由此,Cd及Cu竞争吸附,前者向地上部转移比例大于后者,重金属和干旱交互胁迫对特定部位重金属影响显著(P0.05)。柳枝稷通过根部积累等措施修复Cu和Cd,耐旱性强,能较好适应重金属及干旱单独或交互作用的影响。     

桑树在胁迫条件下的抗逆性研究进展

桑树具有很强的抗干旱、抗盐碱及耐重金属污染胁迫的能力,加之其具有较高的经济价值和良好的生态效益,在农业生态修复领域已经展露出广阔的开发利用前景。综述了桑树在干旱、盐碱及重金属污染胁迫下的抗逆性研究进展,并对进一步的深入研究进行了展望,以期为桑树在农业生态修复领域的应用提供更科学合理的理论指导。     

草类植物抗病机制研究进展

草类植物病害是限制草牧业生产和发展的主要因素之一。目前抗病品种的开发利用是目前防治病害最经济有效的方法，植物抗病机制的研究对开发抗病品种和构建生态环境友好型病害防治至关重要。植物受病原菌侵染时形成多种复杂的防御机制，本研究主要从植物组织结构抗性、生理生化抗性、抗性基因和抗性数量性状位点（QTLs）定位等分子机制方面综述草类植物抗病机制研究进展，并提出我国草类植物抗病机制研究中面临的主要问题与解决办法，以期为草类植物抗病育种提供理论依据。     

重金属污染对根系的影响

重金属污染条件下,植物生产缓慢,主要是根细胞机构受到影响,造成破坏,从而影响植物生产。本文以隔浓度研究说明,重金属污染对根系形态有着强烈的影响。重金属胁迫下,植物根际pH,氧化还原电位,根际分泌物,根际微生物发生改变。     

重金属胁迫对黑麦草种子萌发的影响

利用发芽试验,依据土壤环境质量标准设置单一重金属铜、锌、镉胁迫浓度,研究其对黑麦草种子萌发的影响;并进行3种重金属复合污染对黑麦草的胁迫研究。结果表明,在单一重金属胁迫条件下,当溶液中铜和锌的浓度分别达到20mg/L和120mg/L时,对黑麦草的根芽长产生明显的抑制作用,与对照相比,差异极显著。在重金属铜、锌、镉复合污染条件下,铜、锌之间存在明显的交互作用,镉的存在会加剧铜、锌对黑麦草的胁迫作用,且对铜的促进作用强于锌。     

普陀山苔草植物络合素合成酶CpPCS基因克隆及其在叶中的表达分析

以超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为材料,克隆其植物络合素合酶基因CpPCS的cDNA全长序列。同时,对其进行重金属胁迫处理,研究该基因在叶中的表达特点。结果表明,该基因cDNA序列全长1 461bp,可编码486个氨基酸;与其它植物同源基因对比显示,它们的氨基酸序列相似性在63%左右;通过构建进化树发现,普陀山苔草CpPCS与小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)及芦苇(Phragmites australis)等单子叶植物亲缘关系最近;荧光定量RT-PCR分析结果显示,CpPCS基因及CePCS基因受重金属铅锌胁迫上调表达,其中在叶中的表达量显著增加(P0.05)。通过普陀山苔草植物络合素合酶蛋白基因进行了克隆鉴定,探讨该基因的结构、进化关系及其参与普陀山苔草重金属胁迫的应答模式,为进一步培育重金属污染土壤修复的植物奠定基础。     

土壤Cu^2＋污染对植物生长影响的研究进展

工农业生产的飞速发展,导致土壤中的重金属越来越多。Cu^2＋是植物必需的金属营养元素之一,但过量会对植物产生一系列的毒害作用。因此,有关Cu^2＋胁迫对植物的毒害方面的研究成为人们关注的焦点之一。综述了土壤Cu^2＋污染对植物种子萌发、植株生长和生理效应3个方面的毒害作用。     

桑树的生态应用前景

我国是世界上桑树品种最多的国家。种植桑树的主要作用是为家蚕提供饲料。近年来通过对桑树在营养、耐旱、耐涝、耐寒、耐盐碱及抗重金属胁迫等方面的生物学特性研究,桑树的多种优良特性被发掘和利用,桑树资源多元化创新利用正逐渐丰富蚕桑产业的内涵。为进一步提高对桑树资源生态作用的认识,从生态防护林构建、城市绿化带修建、消落带生态恢复、石漠化与荒漠化治理、盐碱地治理和重金属污染土壤生态修复等6个方面阐述了桑树的生态应用现状,展望了桑树生态应用的前景。