成熟期水稻砷污染胁迫光谱诊断空间模型研究

以分别表征不同生理特征的NDVI等12种高光谱指数为基础, 结合成熟期水稻叶片实测砷含量, 利用相关分析法提取PSNDa(R= -0.89)、DSWI(R= -0.79)、SIPI(R=0.91)作为单级光谱诊断参数, 并以此为因子 组成砷污染胁迫光谱参数诊断空间(PSNDa-DSWI、PSNDa-SIPI、DSWI-SIPI), 其中以表征叶绿素和细胞结构的PSNDa-SIPI组合空间的诊断效果最佳。利用主成分分析综合各光谱参数信息, 从中提取出主成分F1、F2, 其累积贡献率达88%, 由此建立砷污染胁迫主成分诊断空间(F1-F2), 不同污染程度对应不同诊断空间, 高度污染: F1<1.95, F2>0.75; 中度污染: 1.95<F1<3.15, 0.75>F2>0.40; 轻度污染: F1>3.15, F2<0.40。由此从不同层面构成一个严密的水稻砷污染胁迫诊断系统, 为系统、全面、有效监测大面积水稻砷污染提供多元化诊断依据。     

锌铬复合胁迫对水稻植株碳氮代谢的影响

通过盆栽试验,研究了锌铬复合胁迫对水稻植株碳氮代谢的影响。结果表明,在锌铬复合胁迫下,随着土壤中锌、铬浓度的增加,水稻干物质积累量降低,根冠比及根系可溶性糖含量呈增加的趋势,而茎鞘及叶中可溶性糖含量呈降低的趋势;根系、茎鞘及叶中可溶性蛋白含量和全氮含量则呈高低起伏的变化。偏相关分析表明,土壤中锌、铬浓度与水稻根系、茎鞘及叶中可溶性糖含量,水稻根系可溶性蛋白含量均产生了Zn-Cr协同效应,而与全氮含量未产生复合效应。这说明在重金属胁迫下,水稻通过协调自身源流库的关系,提高其对逆境的生态适应能力。     

锌胁迫对重金属富集植物黑麦草养分吸收和锌积累的影响

采用土培根袋试验研究了锌胁迫对重金属富积累植物黑麦草4个品种生长，N、P、K养分及Zn吸收积累的影响。结果表明，Zn在一定范围内（0～520mg／kg）促进了黑麦草生长，RTI（根系耐性指数）≥1.0（0～520mg／kg Zn^2＋）。在Zn^2＋≤260mg／kg（根系）或Zn^2＋≤520mg／kg（地上部）时，黑麦草吸收N、P、K并未受到抑制。植株地上部和根系最大N、P、K含量大多出现在生物量最大或次高的260，520mg／kg Zn^2＋处理中。黑麦草植株Zn含量随Zn胁迫的增加而增加，以泰德植株Zn含量和对Zn的转运率最高（其植株Zn地上部最大含量为583.9mg／kg DW，加Zn处理的S／R〉1）。     

不同品种杞柳对高锌胁迫的忍耐与积累研究

采用营养液培养实验方法,研究了高浓度Zn对3个杞柳品种"微山湖","大红头"、"一枝笔"生长,耐性及Zn吸收积累的影响.结果表明,Zn对杞柳生长的影响与品种、植物部位以及介质中Zn浓度有关,低Zn(100 μmol·L-1)、高Zn(1 000 μmol·L-1)均不同程度降低了3个杞柳品种的生长参数,低Zn显著减少了"微山湖"、"大红头"的根长及"大红头"根生物量,高Zn显著降低了3个品种株高、根长、生物量等生长参数;3个品种对Zn吸收与积累存在一定差异,地上部Zn含量随介质中Zn浓度升高而降低,根系中Zn含量随Zn浓度升高而增加,Zn在根中含量高于地上部,低Zn时3个品种地上部Zn含量为1477.58～1 583.19 μg·g-1,平均1 530.29 μg·g-1;位移系数(TF)随Zn浓度升高而降低,低Zn时"微山湖"、"一枝笔"位移系数高于"大红头"而接近1;迁移总量随Zn处理浓度增加而降低,3个品种迁移总量为2 332.58～3 871.41 μg,平均3 266.27μg,迁移总量比大于1;耐性指数(TI)随营养液中Zn浓度增加而降低,低Zn时3个品种耐性指数均大于0.5.以上结果表明,高Zn严重干扰了3个杞柳品种的生长,3个品种对低Zn有较强的耐性及积累能力,显示出具有修复≤100 μmol·L-1Zn潜力.     

锌铬复合污染对水稻根系氮代谢的影响

通过盆栽试验,研究了锌铬复合污染对水稻(Oryza sativaL.)根系氮代谢的影响。结果表明,在锌铬复合污染下,随着重金属浓度的增加,水稻在不同生育期的生物量均降低,根冠比均有增加的趋势。在水稻不同生育期,水稻根系全氮含量及可溶性蛋白含量随铬浓度的变化规律不明显,而随锌浓度的变化规律较为明显,即随锌浓度的增加呈增大的趋势。偏相关分析表明,在水稻不同生育期,土壤中锌浓度、铬浓度与水稻根系全氮未产生复合效应,与可溶性蛋白含量在水稻分蘖期产生了Zn-Cr协同效应。这可能与在水稻不同生育期,其根系对重金属胁迫的适应程度不同有关。     

锌对汞胁迫下小麦种子萌发的影响

通过溶液培养研究了不同浓度锌（Zn）对汞（Hg）胁迫下小麦种子萌发率、芽长、根长以及萌发过程中α淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性的影响。结果表明,单独Hg（15mg·L-1）胁迫下,小麦种子萌发率降低,根长与芽长受到抑制,α淀粉酶与过氧化氢酶活性降低,蛋白酶活性升高。加入10~100mg·L-1Zn后,种子萌发率未表现出明显变化,根长、芽长及α淀粉酶受抑制情况缓解,缓解程度随Zn浓度升高而下降,表明Zn可在一定程度上缓解Hg对小麦种子的毒害,但须在一定浓度范围内;10mg·L-1Zn减弱了Hg单独胁迫对小麦种子蛋白酶活性的促进作用,使其恢复至接近对照水平,20~100mg·L-1Zn则表现出对蛋白酶的抑制作用,使其活性低于对照水平,并且随Zn浓度升高呈下降趋势。Zn的加入对Hg单独胁迫下活性降低的过氧化氢酶未表现出缓解抑制的作用,反而进一步抑制了酶的活性,并且随着Zn浓度升高,抑制作用逐渐加强。因此,Zn的加入可在总体上缓解Hg胁迫对小麦种子萌发的影响,最适Zn浓度为10mg·L-1,但这种缓解作用只表现在部分方面。     

锌胁迫对狗枣猕猴桃幼苗生长发育的影响

为研究锌胁迫对狗枣猕猴桃幼苗生长发育的影响,设置7个处理:0(CK)、50、100、150、200、250、300 mg/L的ZnSO4溶液,对各处理狗枣猕猴桃幼苗的生理指标(根长、株高、根重、株重)及丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)含量的进行了测定。结果表明,随着锌溶液浓度的增加,狗枣猕猴桃幼苗的根长、株高、根重、株重及MDA含量呈下降趋势;Pro含量呈升高趋势。     

锌胁迫对菖蒲抗氧化酶活性和富集特性的影响

试验研究了不同Zn~(2+)浓度(0,100,200,500,1000 mg kg~(-1))对菖蒲的外部形态和体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)3种抗氧化酶随土壤中Zn~(2+)浓度的变化以及菖蒲对土壤中Zn~(2+)富集效果。结果表明:(1)在处理浓度Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时,三种酶的活性与对照值相比有明显的提高,植株未出现明显的外伤症状,叶片中叶绿素含量上升,未对菖蒲表现出明显的负面影响;(2)当Zn~(2+)200 mg kg~(-1)时三种酶的活性开始出现下降,下降程度与受污染的程度正相关,菖蒲出现明显外伤症状并加剧,叶片叶绿素含量不断下降,叶片中丙二醛(MDA)和脯氨酸的含量不断上升,细胞质膜透性逐渐增加。(3)菖蒲体内Zn~(2+)含量的分布规律均为根(地下部分)茎、叶(地上部分),菖蒲各器官Zn~(2+)浓度随着处土壤浓度增加而升高。(4)四种土壤酶活性都随着Zn~(2+)浓度的增加而不断下降。菖蒲可用于轻度锌污染土壤修复。     

锌铬复合污染对水稻不同生育期土壤酶活性的影响

通过盆栽试验,研究了锌铬复合污染对水稻(Oryza sativaL.)不同生育期土壤酶活性的影响。结果表明,锌铬复合污染对水稻生长有抑制作用,随土壤中锌铬浓度的增加,不同生育期水稻生物量均呈下降的趋势,而根冠比呈一定的升高趋势,差异极显著(P<0.01)。在锌铬污染下,土壤过氧化氢酶活性随土壤中锌铬浓度增大而降低。与对照相比,在水稻分蘖期、孕穗期及灌浆结实期土壤过氧化氢酶活性的最小值分别降低了34.17%、23.02%和4.89%;除在灌浆结实期锌与铬浓度互作间的差异不显著外,其他生育期的锌浓度间、铬浓度间及锌与铬浓度互作间的差异均极显著(P<0.01)。在水稻分蘖期,土壤脲酶活性、转化酶活性随土壤锌铬浓度的增加而降低,但在孕穗期及灌浆结实期则升高,其差异均极显著(P<0.01)。线性回归及偏相关分析表明,在水稻不同生育期,土壤过氧化氢酶活性与土壤中锌、铬浓度均有极显著的线性回归关系,并呈显著或极显著负相关关系,这说明锌铬复合污染对土壤过氧化氢酶活性可能产生协同或加和的抑制效应。土壤脲酶活性在水稻灌浆结实期与土壤中锌浓度有极显著的线性回归关系,偏相关系数为0.7253**;土壤转化酶活性在水稻分蘖期、灌浆结实期与土壤中铬浓度均有极显著的线性回归关系,偏相关系数分别为-0.7426**、0.8056**,这说明锌铬复合污染对土壤脲酶活性及转化酶活性未产生复合效应。     

水稻镉污染胁迫遥感诊断方法与试验

农田重金属污染是当今世界面临的重大生态环境问题,是普遍关注的重要课题之一。该文通过研究受镉污染胁迫水稻生理生态参数变化的高光谱响应特征来揭示作物污染胁迫遥感信息机理,从而选择水稻镉污染胁迫诊断光谱指数。采用水稻生长季节多个时相的ASD实测高光谱数据和同步获取的作物参数与农田土壤镉含量数据,分析镉污染胁迫水稻生理生态参数如叶片色素含量、水分含量、细胞结构和叶面积指数等与潜在敏感光谱遥感指数的响应关系,确定MCARI、NDWI、RVSI 和RVI为相应的诊断光谱指数。在此基础上建立多级诊断光谱指数空间,用于表达和判别水稻镉胁迫程度。试验结果表明,该方法能有效地诊断水稻镉污染胁迫,但定量估算精度还有待提高。     

外源油菜素内酯介导Cu胁迫下番茄生长及Cu、Fe、Zn的吸收与分配

为了探索外源油菜素内酯对番茄Cu胁迫的缓解效应及机理,采用营养液水培的方法,以‘改良毛粉802F1’番茄为材料,研究外源2,4-表油菜素内酯(2,4-EBR,简称EBR)对Cu胁迫下番茄生长及矿质元素吸收的影响。结果表明:外源EBR能够缓解Cu胁迫对番茄植株的生长抑制。与Cu胁迫处理相比,喷施EBR的番茄叶绿素含量和生物量分别提高39.6%和20.0%,差异均达显著水平;Cu胁迫条件下,外源EBR显著降低番茄根系对Cu的吸收与转运,提高叶片中因Cu过多而降低的Fe、Zn含量,有效调控Cu、Fe、Zn的化学提取态和亚细胞分布水平,降低Cu在细胞内的生物毒性,使之向着有利于番茄生长的方向发展,从而保证Cu胁迫下植株正常的生理生化代谢。Cu胁迫提高了番茄叶片和根系各种化学形态的Cu含量,而外施EBR降低了番茄叶片中除NaCl提取态Cu以外的其他各种形态Cu含量。Cu胁迫下易移动态Cu在叶片中的比例升高,而根系中却下降;外施EBR后,番茄植株中难移动态和易移动态Cu的所占比例接近CK,说明Cu胁迫下EBR对Cu的番茄体内分配具显著调控作用。     

盐胁迫下水稻部分生化性状的QTL定位

应用247个株系组成的珍汕97B/密阳46重组自交系群体及其相应的含250个分子标记的高密度分子遗传图谱,对0.7%NaCl盐处理后的水稻苗期相关生化性状进行QTL定位。在第1染色体的RM237-RM246区间检测到1个控制蛋白质含量的QTL,贡献率为13.14%;在第12染色体的RG81-S13126和RM309-RG543区间分别检测到1个控制脯氨酸含量和抗坏血酸含量的QTL,贡献率为9.09%和7.97%。并将所定位区间与已报道的水稻盐胁迫反应基因/QTL的位置进行了比较。     

盐胁迫下粪产碱菌在水稻根表的定殖(英文)

粪产碱菌A1 5 0 1能在氯化钠浓度高达 4%的固体和液体介质中良好生长 ,合成IAA和固定空气中的氮素。当氯化钠浓度超过 3 %时 ,A1 5 0 1丧失运动和趋化能力。一定盐浓度胁迫下A1 5 0 1能定殖在水稻根表和根毛区和侧根伸出部位 ,表现出较高的联合固氮活性。0 5 %的氯化钠能促进A1 5 0 1在水稻根表的定殖能力。A1 5 0 1能通过侧根伸出部位侵入根内。     

水杨酸对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响

以"西农优1号"水稻品种为材料,研究了水杨酸(SA)预处理对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响,结果表明:0.5 mmol·L-1 SA预处理可减缓水稻幼苗的电解质渗出,降低MDA含量和超氧阴离子产生速率,提高高温胁迫下水稻幼苗体内过氧化氢、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、抗坏血酸和GSH的含量.表明SA预处理可提高高温胁迫下水稻幼苗的抗热性.     

锌铬复合污染对水稻根系抗氧化酶活性的影响

为了研究水稻在金属复合污染条件下的适应过程,该文就成都平原两种常见的重金属污染元素(锌、铬)对土壤复合处理后,进行水稻盆栽试验.结果表明,锌铬复合污染条件下,在水稻不同生育期,水稻根系3种抗氧化酶(SOD,POD和CAT)活性随锌、铬浓度的增加而表现出不同的变化趋势.在水稻分蘖期,随铬浓度的增加,水稻根系SOD活性和POD活性呈先降后升的变化趋势;随锌浓度的增加,水稻根系SOD活性和POD活性呈升高的趋势;而水稻根系CAT活性则随锌、铬浓度的增加呈一定的降低趋势.在水稻孕穗期,随锌、铬浓度的增加,水稻根系SOD活性呈先降后升的变化趋势,POD活性及CAT活性则呈降低的趋势.在水稻灌浆结实期,水稻根系SOD、POD及CAT活性均呈一定的降低趋势.水稻籽粒产量随锌、铬浓度的增加呈降低的趋势.锌、铬浓度对水稻籽粒产量产生了复合效应,并与水稻籽粒产量有极显著的线性回归关系.这表明水稻通过调节自身的生理代谢能提高对锌铬复合污染的生态适应性,这能为培育适合重金属污染地区生长的水稻品种提供理论基础.     

旱涝交替胁迫条件下粳稻叶片光合特性

为研究分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对粳稻叶片光合特性和产量的影响,于2013年进行盆栽试验,分别在粳稻分蘖期(tillering stage,T)和拔节期(jointing stage,S)设置涝-轻旱(light drought,LD)和涝-重旱(sever drought,HD)共4个旱涝交替胁迫处理,其中分蘖期涝保持水深10 cm,拔节期涝保持水深15 cm,同时以浅水勤灌(CK)为对照,测定叶片净光合速率、气孔导度、潜在水分利用效率和胞间二氧化碳浓度以及最终产量等。结果表明,胁迫结束时,T-HD处理净光合速率极显著低于CK和T-LD处理(P0.01);T-LD和T-HD处理气孔导度和胞间二氧化碳浓度均极显著低于CK(P0.01);S-HD处理净光合速率极显著低于CK(P0.01),且气孔导度比CK低62.73%(P0.01);S-LD和S-HD处理胞间二氧化碳浓度呈升高趋势,且S-LD和S-HD处理潜在水分利用效率均低于CK。复水至10月10日,各处理净光合速率、气孔导度和胞间二氧化碳浓度均显著高于CK(P0.05)。相同光强下,各处理净光合速率低于CK,但光补偿点、光饱和点和暗呼吸速率均高于CK,并且提高了水稻CO_2响应曲线的净光合速率。但各处理最终产量均显著低于CK(P0.05)。研究结果可为分析水稻干物质积累、灌溉水利用效率等提供依据。     

抑制剂对铬铅复合污染小白菜氧化代谢及根组织结构的影响

盆栽试验研究了硅酸盐、腐植酸对Cr、Pb单一污染及Cr-Pb复合污染土壤中小白菜(Brassica Chinensis)的生物量、Cr和Pb积累量、抗氧化酶系统和根尖细胞形态的影响。结果表明,Cr-Pb污染极大地影响了小白菜根部的生长,使根部组织细胞氧化溃解;施用硅酸盐对降低Cr-Pb污染的生物有效性效果较好,其中1.0g/kg质量分数的硅酸盐施用效果最佳,在土壤未受污染时能促进小白菜生长;在土壤受Cr-Pb污染后虽对促进小白菜生长作用不明显,但能有效减轻Cr-Pb污染对小白菜体内超氧化物歧化酶（SOD）活性的抑制,缓解小白菜根部细胞受到的过氧化损伤,加强根部细胞壁和细胞膜对Cr、Pb的隔离作用,使其沉淀在皮层细胞中,从而降低Cr、Pb的生物有效性。施硅量过高（2.0 g/kg）或当土壤中存在Pb污染时施用1.5g/kg以上质量分数的硅酸盐则对小白菜生长产生抑制。腐植酸也能在一定程度上提高超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）的活性,但是对小白菜受到过氧化胁迫的缓解效果不如硅酸盐明显,对小白菜生长的促进作用不显著。结果还表明,在缓解氧化毒害的过程中,过氧化物酶（POD）不是起缓解作用的主要酶类;而超氧化物歧化酶（SOD）活性的提高在缓解氧化胁迫中起到关键作用。     

Seed priming in nanoparticles of water treatment residual can increase the germination and growth of cucumber seedling under salinity stress

Abstract

A laboratory experiment was carried out to evaluate the impact of the nanoparticles of water treatment residuals (nWTRs) and salt stress on germination and growth parameters of cucumber seedling. The interaction between three nWTRs treatments (0, 500, and 1000 mgL^?1) nWTRs and five saline solution (fresh water: sea water) treatments had 0.70, 2, 3, 6, and 11?dSm^?1 were studied. The results revealed that increasing salinity levels significantly reduced the percentage of germination (GP) for the primed seeds treated in fresh water and nWTRs. The GP reduction was higher in seeds primed in fresh water compared to which primed in nWTRs. Salt stress negatively affected radicle length of cucumber seedling for both priming treatments. However, this impact was more pronounced for the primed seeds treated in fresh water than which treated in nWTRs at high salinity stress. Priming in nWTRs significantly decreased the root radius of cucumber seedlings, and the1000 mgL^?1 priming treatment obtained a lowest value of radicle radius. Increasing salt concentration in culture medium reduced total biomass of cucumber seedling, however for the primed seeds treated in nWTRs, the total biomass was increased in comparison with which treated in fresh water. Salt tolerance and vigor indices were significantly (p?<?0.01) affected by salinity levels, nWTRs treatments and their interaction. It can be concluded that nWTRs are ameliorating materials for plant growth under salt stress conditions.     

Characterization of the Na+ delivery from roots to shoots in rice under saline stress: Excessive salt enhances apoplastic transport in rice plants

Sodium transport to the shoots of rice (Oryza sativa L.) plants grown under salt stress conditions was characterized. The rate of Na⁺ transport to shoots increased exponentially depending on the increase in the NaCl concentration of the rooting solution, however, the rates were independent of the plant transpiration. Excessive NaCl in the rooting solution was found to enhance apoplastic transport in rice plants by using the apoplastic dye, 3-hydroxy-5,8,10-pyrene trisulfonic acid (PTS) and Fluostain I (also known as Calcoflour White M2R New). The results suggest that excessive Na⁺ in the rooting solution enlarges the apoplastic pathways, which facilitates Na⁺ intrusion into the xylem vessels, resulting in an excessive accumulation of Na⁺ in rice shoots.