基于FvCB模型的盐胁迫下紫花苜蓿幼苗光合特性的研究

]探讨盐胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片光合生理特性,可为改善紫花苜蓿生长,修复生态环境,推动牧草产业快速发展奠定基础。本研究以‘阿迪娜’为试验材料,设0mmol·L~(-1)(CK)、40mmol·L~(-1)、80mmol·L~(-1)、120 mmol·L~(-1)和160 mmol·L~(-1)共5个NaCl水平,使用Li-6400XT光合仪测定不同盐胁迫下紫花苜蓿幼苗光响应-CO_2曲线,利用FvCB模型分析盐胁迫对紫花苜蓿幼苗光合特性的影响。结果表明:1)不同NaCl胁迫下叶片净光合速率(P_n)随NaCl浓度的增加而降低,与CK相比,4个NaCl胁迫下分别降低1.44%、3.85%、7.21%和7.90%,均达显著性水平(P0.05);随光合有效辐射的增加均呈迅速上升趋势, CK的P_n增长速度显著高于其他处理。2)与CK相比, 40 mmol·L~(-1)和80 mmol·L~(-1) NaCl胁迫增加了紫花苜蓿幼苗叶片的最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max)),但120 mmol·L~(-1)和160 mmol·L~(-1)NaCl胁迫显著降低了V_(cmax)和J_(max)。3)叶肉导度(g_m)和暗呼吸速率(R_d)随NaCl胁迫水平的增加呈降低趋势;与CK相比,40mmol·L~(-1)和80mmol·L~(-1) NaCl胁迫的g_m变化不显著,但R_d显著降低。120mmol·L~(-1)和160mmol·L~(-1) NaCl胁迫显著降低了g_m和R_d,且与CK、40 mmol·L~(-1)和80mmol·L~(-1) NaCl胁迫间呈显著性差异。4)验证FvCB模型中子模型估算植物叶片光合的精确度,发现FvCB模型对不同胁迫处理下P_n拟合时,引入g_m模型模拟精度高,平均绝对误差低。5)紫花苜蓿幼苗耐盐临界值为80～120 mmol·L~(-1),随NaCl浓度的增加,光合限制因素由叶肉因素转变为光合机构受损。该研究可为我国西北地区盐碱地制定有效的调控措施以提高植物耐盐能力提供科学参考。     

优化催芽温度及CaCl2溶液浓度提高发芽小米中γ-氨基丁酸含量

氨基丁酸(γ-amino butyric acid,GABA)是一种非蛋白质氨基酸,具有多种生理活性。为进一步提升富含GABA食品的市场占有率,以小米为原料,通过发芽处理提高小米的营养价值,提高GABA的含量。为提高发芽小米中GABA的含量,通过单因素试验、Plackett-Burman因素筛选试验、最陡爬坡试验和响应面试验,优化发芽条件提高小米中GABA含量。在单因素试验的基础上,经过Plackett-Burman设计筛选出对GABA含量影响显著的3个因素:浸泡时间、CaCl_2溶液浓度和发芽温度。经最陡爬坡试验,确定对GABA含量影响显著的三因素在响应面中心点水平:浸泡时间13 h、CaCl_2溶液浓度3.5 mmol/L和发芽温度31℃。经响应面优化试验得出发芽小米积累GABA的最优工艺条件为:浸泡时间13 h、浸泡温度35℃、CaCl_2溶液浓度3.5mmol/L、发芽时间48h和发芽温度31℃,此时制得的发芽小米中GABA质量分数为251.46 mg/100 g,比小米中的初始GABA质量分数86.72 mg/100 g提高了2.90倍。研究结果得到了最佳小米发芽条件,为富含GABA健康小米食品的制备提供理论支持。     

60Co-γ射线辐射对NaCl胁迫下胡杨种子萌发的影响

为探讨不同辐射剂量对胡杨种子萌发的影响,筛选有助于提高胡杨种子耐盐性的辐射剂量,以新疆甘家湖采集的胡杨种子为材料,进行~(60)Co-γ射线辐射处理,辐射剂量分别为0(CK)、50、100、150、200Gy,研究辐射处理对不同NaCl浓度胁迫(0、25、50、150、250、300 mmol·L~(-1))下胡杨种子各发芽指标值和累计发芽率的影响。结果表明,在150 Gy辐射处理下,不同NaCl浓度胁迫下的平均发芽率、平均发芽势及平均相对发芽率高于其他处理,且相对盐害率降低;不同~(60)Co-γ辐射处理下的胡杨种子相对发芽率与NaCl浓度间存在极显著负相关关系;~(60)Co-γ射线辐射对NaCl胁迫下种子萌发的耐盐临界浓度为119～181 mmol·L~(-1);150 Gy为有助于提高胡杨种子耐盐性能的最适辐射剂量。本研究结果为胡杨种子的辐射育种技术的应用提供了一定的理论依据和技术支撑。     

类黄酮参与调控中亚滨藜幼苗对盐胁迫的耐受性

中亚滨藜是一种典型的盐生植物,广泛分布在我国盐碱地区。前期研究中,我们发现盐胁迫显著诱导了中亚滨藜幼苗根尖类黄酮的累积,但其中的生理机理尚不完全清楚。在不同盐浓度(50 mmol·L~(-1)、100 mmol·L~(-1)、250mmol·L~(-1)、500 mmol·L~(-1)、600 mmol·L~(-1) NaCl)处理下,通过添加KNO_3(25 mmol·L~(-1)、35 mmol·L~(-1))和外源槲皮素(100 nmol·L-1 quercetin),采用植物生理学和生物化学等研究方法,分析了盐诱导的类黄酮累积在调节中亚滨藜幼苗耐盐性中的生理机理。研究结果表明,使用外源类黄酮类物质——槲皮素进行处理,一方面更加抑制了盐胁迫下幼苗主根的生长,同时还显著降低了根部H_2O_2的累积和幼苗在盐胁迫下的MDA水平,但使可溶性糖含量显著升高。这些结果表明,槲皮素通过抑制主根生长,影响了中亚滨藜根系结构;通过降低氧化伤害,提高了中亚滨藜幼苗对盐胁迫的耐受性。盐胁迫还显著诱导了中亚滨藜幼苗对硝酸盐(NO3-)的累积,使用25mmol·L~(-1)和35 mmol·L~(-1) KNO3处理,可显著诱导其幼苗根尖类黄酮的累积。这些结果表明,硝态氮可能通过影响类黄酮途径,从而参与调控了中亚滨藜幼苗的耐盐性。本研究为进一步揭示中亚滨藜耐盐的生理与分子机制,以及类黄酮参与调控中亚滨藜耐盐性的生理与分子机理提供了理论基础;同时为使用现代生物技术和农艺措施提高作物耐盐性、改良盐碱地提供了理论依据和技术支持。     

外源水杨酸对盐胁迫下棉花幼苗光合作用的影响

为了探究水杨酸(SA)对盐胁迫下棉花幼苗的缓解机理,以2个对盐胁迫敏感程度不同的棉花品种中棉所41号和中棉所49号为材料,研究SA浸种和叶面喷施对盐胁迫下棉花幼苗光合作用的影响。结果表明,0.05、0.06 mmol·L~(-1) SA浸种和0.08、0.12、0.18 mmol·L~(-1) SA叶面喷施均可提高棉花幼苗的株高、干物质积累、叶绿素含量、净光合速率、胞间CO_2浓度和气孔导度,能有效缓解0.6%NaCl的胁迫。中棉所41号在0.05 mmol·L~(-1)SA浸种处理和0.08 mmol·L~(-1) SA叶面喷施处理表现最好,中棉所49号在0.06 mmol·L~(-1) SA浸种处理和0.18 mmol·L~(-1) SA叶面喷施处理表现最好。主成分分析表明,单株鲜重、叶干重、净光合速率和气孔限制值可以作为评价不同浓度的SA对盐胁迫缓解效果的主要指标。综上所述,SA浸种与叶面喷施2种处理方式均可缓解0.6%NaCl带来的伤害,但存在浓度效应,适宜的浓度与棉花的基因型与耐盐性密切相关。本研究为进一步揭示外源SA对棉花盐胁迫的缓解机理提供了参考,同时也为新疆盐碱地棉花种植提供了理论依据。     

盐碱复合胁迫对水稻种子发芽的影响

为研究盐胁迫与碱胁迫复合对水稻种子发芽的影响,采用模拟试验方法,将两种中性盐(NaCl、Na_2SO_4)和两种碱性盐(NaHCO_3、Na_2CO_3)按照不同比例[NaCl︰Na_2SO_4︰NaH∶CO_3︰Na_2CO_3分别为1︰1︰0︰0(A), 1︰2︰1︰0(B), 1︰9︰1︰0(C), 1︰1︰1︰1(D),9︰1︰1︰9(E)]混合,每个混合比例设不同总盐浓度(50 mmol·L~(-1)、100 mmol·L~(-1)、150 mmol·L~(-1)、200 mmol·L~(-1)),模拟20种盐碱胁迫环境,以去离子水作为对照(CK),研究不同盐碱混合胁迫对水稻种子发芽的影响。结果表明,水稻种子经两种中性盐混合胁迫溶液培养后,与CK相比,发芽率、发芽势、发芽指数的降幅分别为9.2%～74.4%、10.0%～48.9%、5.6%～55.6%,平均发芽时间延长3.2%～96.4%;随胁迫溶液中碱性盐比例的增加,与CK相比, B-E组发芽率分别降低8.9%～96.5%、15.0%～98.0%、7.5%～98.7%、18.9%～95.7%,发芽势分别降低20.0%～94.4%、13.2%～97.8%、3.3%～100%、36.7%～94.4%,发芽指数分别降低16.7%～94.4%、22.2%～100%、16.7%～100%、27.8%～94.4%,平均发芽时间较CK延长0.8～4.5倍,说明中性盐和碱性盐的混合胁迫溶液对水稻种子发芽的抑制作用更强。将在盐碱胁迫溶液中未萌发的水稻种子转移至蒸馏水中培养7d后,水稻种子的最终萌发率均达73.33%以上,表明胁迫溶液没有破坏水稻种子的活性,只是暂时性抑制了种子的萌发。试验结果表明:与单施中性盐比较,中性盐与碱性盐混合胁迫作用对水稻种子萌发的抑制作用更明显,且在中性盐与碱性盐混合溶液浓度达200mmol×L~(-1)时,种子发芽率接近0。     

外源一氧化氮与水杨酸对盐胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

在液培条件下,以小麦(山农22号)为试验材料,外源一氧化氮(Nitric oxide, NO)供体硝普钠(Sodiumnitroprusside,SNP)和水杨酸(Salicylicacid,SA)作为调控物质,研究外源NO和SA单独及复配施用对120mmol·L~(-1)NaCl胁迫下小麦生长及生理特性的影响。结果表明,120mmol·L~(-1)NaCl胁迫严重抑制了小麦幼苗的生长,添加适宜浓度的SNP(100μmol·L~(-1))或SA(100μmol·L~(-1))均能显著缓解盐胁迫对小麦造成的伤害。而与单独添加SNP或SA相比,SA+SNP复合调控更能明显降低盐胁迫诱导的活性氧(Reactive oxygen species, ROS)积累、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量以及电解质渗出率;提高小麦叶绿素含量、抗氧化酶活性和脯氨酸含量,从而提高其抗盐性;通过提高根系活力来促进对矿质元素的吸收,从而提高小麦幼苗的干物质积累;同时抑制了小麦对Na的吸收,以此减缓盐胁迫的毒害。由此说明NO与SA在缓解小麦幼苗盐胁迫中表现出积极的协同作用。试验各处理中施用50μmol·L~(-1) SA+50μmol·L~(-1) SNP的处理缓解小麦盐胁迫的效果最为明显。     

纳米氧化锌对玉米种子萌发及根系碳代谢的影响

作为一种纳米金属氧化物,纳米氧化锌(ZnO nanoparticles,ZnO NPs)因其独特的物理性质和较大的比表面积,逐渐在农业领域得到应用。为了探究纳米氧化锌对玉米生长的影响,设置了7个不同浓度的纳米氧化锌悬浮液(10 mg·L~(-1)、20 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)、100 mg·L~(-1)、200 mg·L~(-1)、500 mg·L~(-1)和1 000 mg·L~(-1)),采用震荡浸种的方法,研究了纳米氧化锌对种子萌发及玉米碳代谢的影响。结果表明,低浓度(20 mg·L~(-1)、50 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1))纳米氧化锌缩短了种子发芽的时间,提高了种子的平均发芽速度,其中,浓度为50 mg·L~(-1)时,平均发芽速度最快。玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数均随着纳米氧化锌浓度的升高呈先升高后降低的趋势,并在50 mg·L~(-1)时达到最高;低浓度(50 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1))的纳米氧化锌显著增加了根系及胚芽的生长和伸长,这有利于生物量的积累。此外,纳米氧化锌(50 mg·L~(-1))显著增加了根系己糖激酶和脲苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性,降低了醛缩酶活性,为种子萌发生长提供代谢产物和能量。50 mg·L~(-1)纳米氧化锌震荡浸种促进了糖酵解代谢和细胞壁的生物合成过程,有利于促进种子萌发,提高幼苗活力。     

硅铁施用对水稻生长及磷吸收的影响

为探讨硅铁施用对水稻生长和磷吸收的影响,指导合理施肥、提高磷素利用率,利用水培试验研究了不同浓度铁(0、0.5、1、2 mmol·L~(-1))预处理下施加不同浓度硅(0、1、4 mmol·L~(-1))对水稻生长及磷吸收的影响。结果表明,低浓度的铁预处理对水稻SPAD、株高、根长和地上部干质量无显著影响,而高浓度的铁预处理下,这些指标则显著降低(P0.05)。中低浓度铁处理下施硅在一定程度上增加了水稻株高、根长和地上部干质量,但未达到显著水平(P0.05)。铁预处理显著增加了水稻根表铁膜的厚度及根表铁膜中的磷含量(P0.05),施硅则显著降低了0.5 mmol·L~(-1)和1 mmol·L~(-1)铁预处理的水稻根表铁膜的厚度(P0.05)。铁预处理对水稻根部的磷含量无显著影响,但显著降低了地上部磷的含量(P0.05)。施硅对水稻根和地上部的磷含量无显著影响。研究表明,施铁处理显著诱导了根表铁膜的出现,增加了铁膜中的磷含量并且显著降低了地上部的磷含量;施硅在一定程度上缓解了水稻生长中的铁毒害现象,并且能够改变根表铁膜厚度,减少根冠比,从而影响水稻磷的吸收转运。     

中性盐胁迫对乌拉尔甘草种子萌发的影响研究

本文研究了NaCl和Na2SO4不同浓度下两种中性盐胁迫对乌拉尔甘草种子萌发的效应。结果表明:≤280 mmol/L浓度的NaCl和≤240 mmol/L浓度的Na2SO4处理时,发芽率高于60%,高浓度的Na2SO4抑制种子发芽强于NaCl;不同浓度Na2SO4处理的发芽高峰期出现比对照早3～5天,比NaCl处理的早2～6天;Na2SO4处理种子的发芽势小于相同浓度的NaCl;中性盐胁迫浓度大于200 mmol/L时,种子发芽指数小于对照,NaCl溶液各梯度处理下的发芽指数均高于相应浓度的Na2SO4处理。发芽率、发芽势和发芽指数都与NaCl和Na2SO4浓度呈极显著负相关,发芽高峰期出现的天数与NaCl浓度呈正相关,与Na2SO4浓度呈负相关。     

不同锌水平对低剂量镉在水稻中迁移能力的影响

本研究利用水稻作为供试植物,在轻度镉(Cd)污染[镉浓度分别为0 mg·L~(-1)、0.01 mg·L~(-1)(低剂量)、0.03 mg·L~(-1)(中剂量)、0.09 mg·L~(-1)(高剂量)]水培条件下,通过外源添加不同剂量锌(Zn,浓度分别为0 mg·L~(-1)、0.025 mg·L~(-1)、0.05 mg·L~(-1)、0.1 mg·L~(-1)、0.2 mg·L~(-1))研究水稻生物量变化及Cd在水稻体内分布和迁移,探索Zn、Cd间的相互关系,并筛选治理水稻Cd污染的最适外源Zn浓度。结果表明,施加外源Zn水稻根茎叶的生物量均有所增加,且Zn浓度为0.05 mg·L~(-1)效果最显著。缺Zn条件(0 mg·L~(-1))下,水稻根细胞质和细胞壁中的Cd含量比值随外源Cd浓度增加而降低;加入外源Zn后,细胞质与细胞壁中Cd含量比值有上升趋势,0.03 mg·L~(-1) Cd水平下变化显著。中低剂量(0.01~0.03 mg·L~(-1))Cd水平下,施加Zn可降低水稻根部对Cd的吸收和转运。其中Zn浓度为0.05 mg·L~(-1)时,水稻根、茎、叶中的Cd含量下降最为显著,分别下降38%、71%、65%(低剂量Cd)和44%、79%、69%(中剂量Cd),且水稻根与茎、根与叶的转移系数分别降低53%和44%(低剂量Cd)、62%和40%(中剂量Cd);而后随Zn浓度增加水稻各部位Cd含量及转移系数无显著变化。在高剂量Cd环境下,施加外源Zn对水稻根、茎、叶Cd含量没有显著的抑制作用。因此,在中低剂量的Cd污染条件下,Zn、Cd间存在明显的拮抗作用,且外源添加0.05 mg·L~(-1) Zn是降低水稻Cd吸收迁移及增加水稻产量的最适浓度。     

供磷水平对平邑甜茶幼苗NO3-吸收、利用特性的影响

运用~(15)N示踪及非损伤微测技术,研究了不同供磷水平(0 mmol×L~(-1)、1.0 mmol×L~(-1)、2.0 mmol×L~(-1)、3.0 mmol×L~(-1)、4.0 mmol×L~(-1)、6.0 mmol×L~(-1)、8.0 mmol×L~(-1)、12.0 mmol×L~(-1)和16.0 mmol×L~(-1) H_2PO_4~-)对平邑甜茶幼苗NO_3~--N吸收及利用特性的影响,为提高果园氮肥利用效率提供理论依据。结果表明,在低磷水平(0~1.0 mmol×L~(-1))时,平邑甜茶根系长度、根系总表面积较小,且根尖数较少。随着供磷水平的增加,在2.0~4.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理时,平邑甜茶幼苗生物量、根系长度、根系总表面积及根尖数显著高于其他处理。而在6.0~16.0 mmol×L~(-1)时,过量供磷抑制了根系的生长,使平邑甜茶幼苗根系长度、表面积均大幅降低,根尖数量骤降。非损伤扫描离子选择电极测试表明,当生长介质磷浓度在3.0~6.0 mmol×L~(-1)时,平邑甜茶对NO_3~-有吸收作用,并在3.0 mmol×L~(-1)磷浓度时其吸收速率最高。而在0~2 mmol×L~(-1)及8.0~16.0 mmol×L~(-1)磷浓度处理下,平邑甜茶对NO_3~-有外排作用。随供磷水平的增加,各器官从肥料中吸收分配到的~(15)N量对该器官全氮量的贡献率(Ndff)及植株氮素利用率呈现先升高后降低的趋势,4.0 mmol×L~(-1)磷浓度时植株氮素利用率最大,为42.24%,超过4.0 mmol×L~(-1)植株氮素利用率显著降低。适当充足的供磷刺激了幼苗根系生长,从而促进平邑甜茶对氮素的获取,过量的NO_3~-抑制了平邑甜茶根系的生长,同时叶片硝酸还原酶的活性受到抑制,因此其氮素吸收和利用效率较低。因此,磷浓度在3.0~4.0 mmol×L~(-1)时最有利于平邑甜茶幼苗的生长及氮素的吸收利用。     

H_2S对低温胁迫下甜樱桃柱头和子房AsA-GSH循环的响应

为了探究H_2S对甜樱桃花器官低温伤害的缓解机理,以甜樱桃品种早大果为试材,分析了不同浓度H_2S供体NaHS对低温胁迫下甜樱桃柱头和子房AsA-GSH循环系统的影响。结果表明,喷施0.02、0.05、0.1 mmol·L~(-1)的NaHS均可降低低温胁迫下甜樱桃柱头和子房超氧阴离子(O_2~-)、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量,显著提高还原型抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量(P0.05),降低氧化型抗坏血酸(DHA)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,使AsA/DHA和GSH/GSSG比值显著升高(P0.05),以0.05 mmol·L~(-1)NaHS效果最显著;0.02、0.05、0.1 mmol·L~(-1)的NaHS均显著提高低温胁迫下柱头和子房AsA-GSH循环中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)的活性(P0.05),以0.05 mmol·L~(-1)NaHS提高上述酶活性的幅度最大。NaHS的浓度大于0.2 mmol·L~(-1)不再提高低温胁迫下AsA-GSH循环效率;低温胁迫下添加NaHS的同时添加H_2S清除剂HT可解除H_2S的效果。综上所述,喷施适量外源H_2S可有效降低低温胁迫下O_2~-、H_2O,和MDA积累,提高AsA-GSH循环效率,减轻低温对甜樱桃柱头和子房的氧化伤害。本研究结果为明确H_2S缓解甜樱桃花器官低温伤害作用机制以及生产上花期低温伤害预防提供了理论依据。     

工厂化条件下氮处理对奶油生菜的生长及生理影响

通过水培试验研究不同氮处理(5 mmol·L~(-1)NO_3~--N、10 mmol·L~(-1)NO_3~--N和5 mmol·L~(-1)NO_3~--N+5 mmol·L~(-1)NH_4~+-N)对奶油生菜生长和生理特性的影响。研究结果表明,35 d后,总氮浓度相等时,NH_4~+-N抑制奶油生菜生长,该处理叶面积、株高、地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干重分别降低78.2%、60.4%、87.0%、81.3%、80.1%和87.5%(P0.05),此外,两者的生理活性如根系活力、可溶性蛋白质、超氧化物歧化酶活性和硝酸还原酶活性均有显著性差异(P0.05)。与10 mmol·L~(-1)NO_3~--N(12.89 g)相比,5mmol·L~(-1)NO_3~--N(8.90 g)处理奶油生菜生物量稍微有所降低,叶面积、根长和地下干重分别降低48.1%、50.3%和37.5%(P0.05),而叶可溶性糖含量和花青素相对含量分别升高67.5%和51.9%(P0.05),而对NO_3~--N的吸收两者的比值在第21 d达到最大值,后者是前者的3.15倍。研究结果表明奶油生菜是喜硝蔬菜,且生菜的硝态氮适宜浓度前期(前21 d)为高浓度(10 mmol·L~(-1)),以便促进奶油生菜生长,后期(21 d后)可改为低浓度(5 mmol·L~(-1))以提高品质。     

NaHSO_3处理对大豆和玉米叶片气体交换及荧光参数的影响

为探讨亚硫酸氢钠(NaHSO_3)对植物光合的作用机制,研究了不同NaHSO_3浓度(0、1、2、5和10mmol·L-1)喷施处理对大豆和玉米叶片气体交换及荧光参数的影响。结果表明,不同浓度NaHSO_3对大豆叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的影响较为一致,即1、2 mmol·L-1浓度下无显著差异,5 mmol·L-1浓度下显著提高,而高浓度(10 mmol·L-1)下则显著降低;大豆叶片光呼吸速率(Rp)整体随NaHSO_3浓度的增加而先升高后略有降低,除1 mmol·L-1外,其它浓度下的光呼吸速率均显著高于对照。不同浓度NaHSO_3处理下玉米叶片的Pn、Tr和Gs则均无明显变化。大豆叶片的光系统I(PSI)的电子传递速率(ETRI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)的电子传递速率(ETRⅡ)均随NaHSO_3浓度的增加而先升高后略有降低,整体来看喷施NaHSO_3后大豆叶片的ETRI和ETRⅡ呈上升趋势,而玉米叶片的ETRI和ETRⅡ均有所下降。本研究揭示了NaHSO_3是光呼吸抑制剂传统观点的局限性,并进一步证明了NaHSO_3对光合的作用过程与电子传递密切相关。     

Cd与羧基化多壁碳纳米管复合胁迫下蚕豆幼苗Cd的富集与分布

纳米材料因大量开发、生产和应用不可避免地被释放到环境中,给生态环境和人体健康带来潜在的风险。因此为了探究羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH)和重金属Cd双重胁迫对植物器官中Cd的富集、转运及细胞中Cd分布的影响,以及为MWCNTs-COOH与Cd复合污染对植物的毒性和生态风险性评价提供理论依据,本研究以蚕豆幼苗为试验材料,采用水培方式,设置MWCNTs-COOH(0mg·L~(-1)、1.5mg·L~(-1)、3.0mg·L~(-1)、6.0 mg·L~(-1)、12.0 mg·L~(-1))+10.0μmol·L~(-1) Cd5个处理组,用石墨炉原子吸收光谱法测定不同处理下蚕豆幼苗根茎叶及细胞中Cd的含量,分析MWCNTs-COOH复合Cd处理下蚕豆幼苗营养器官对Cd的富集、转运及细胞内分布状况。结果表明:复合胁迫下,3种营养器官Cd含量均高于对照;根茎叶对Cd的富集、Cd富集系数及器官间(根-茎、茎-叶)的转移系数均随MWCNTs-COOH浓度升高呈先升高后降低趋势,当MWCNTs-COOH浓度为6.0 mg·L~(-1)时,以上指标均达到最大值。同时,随着MWCNTs-COOH浓度的增大,根茎叶细胞中Cd逐渐从细胞壁向原生质体转移,加深了对细胞的毒害。综上所述,中低浓度的MWCNTs-COOH不仅可促进蚕豆根茎叶对Cd的累积及向上转运,而且也能加强细胞中Cd的转移。     

玉米与赤霉素对向日葵列当种子萌发、防除以及对后茬作物向日葵生长的影响

向日葵列当(Orobanche cumana Wallr.)是一种根寄生草本植物,对向日葵等经济作物造成严重危害。为了减少向日葵列当对向日葵的寄生,降低土壤中向日葵列当种子库,本试验以新疆地区广泛种植的玉米品种‘京糯一号’和‘新玉57号’为研究材料,通过穴盘试验研究在不同时期(出苗后10 d和15 d)施加两种不同浓度赤霉素(10~(-4 )mol·L~(-1)和10~(-5 )mol·L~(-1))对上述两个品种玉米生长发育和分泌列当萌发刺激物质的影响;24 d后收集并提取玉米根系分泌物,用其进行刺激向日葵列当种子的萌发试验,从而筛选出刺激向日葵列当种子萌发能力较强的玉米品种进行盆栽试验。通过盆栽试验,在玉米种植后的不同时期(20 d和40 d)喷施10~(-4 )mol·L~(-1)赤霉素以探究玉米与赤霉素共同防除向日葵列当种子的效果,收获时(105 d后)采集玉米地上部、根和根际土样品,用其甲醇浸提液刺激向日葵列当种子萌发;次年在种植过玉米的盆中种植后茬作物向日葵,收获时测定向日葵的农艺指标并统计向日葵列当的出土数。结果表明:穴盘试验中施加赤霉素对玉米的株高有显著增高作用,对玉米根系分泌萌发刺激物质没有抑制作用,即在玉米生长时期可以施加10~(-4 )mol·L~(-1)和10~(-5 )mol·L~(-1)赤霉素。此外,‘新玉57号’根系分泌物的100倍稀释液刺激向日葵列当种子的萌发率显著高于‘京糯一号’,因此选取‘新玉57号’作为盆栽试验的玉米品种。盆栽试验中不同时期施加10~(-4 )mol·L~(-1)赤霉素,玉米株高同样显著高于对照,增长率分别为22.5%、19.1%。次年种植后茬作物向日葵,在第20 d向玉米施加赤霉素处理的盆中种植的向日葵的花盘直径比对照(种植玉米时不施加赤霉素)显著增加57.1%。与对照相比,在种植玉米后的20 d和40 d施加赤霉素的处理种植向日葵,向日葵列当的出土数分别是1.3个·盆~(-1)、1.8个·盆~(-1),分别降低76.4%和67.3%。因此,可以在玉米种植的后20 d和40 d施加10~(-4 )mol·L~(-1)赤霉素,与玉米共同诱导向日葵列当种子"自杀发芽",以减少向日葵列当对向日葵植株的危害。     

不同浓度的生长调节剂对山药扦插生根的影响

以夏季山药藤条作为试验材料,研究生长调节剂NAA(浓度100, 150, 200 mg·L~(-1))和IBA(浓度50, 100, 150 mg·L~(-1))溶液浸泡山药藤条3 h,生根粉(2, 3, 4 mg·mL~(-1))溶液浸泡山药藤条5 h对山药扦插生根效果的影响。结果表明:1)山药藤条的生根率、成活率、总根长等各项数据随着NAA和IBA溶液浓度降低而升高,其中浓度为50 mg·L~(-1)的IBA溶液处理的山药藤条生根率最高,为28.3%,而其他处理,即NAA(浓度200, 150, 100 mg·L~(-1))和IBA(浓度150, 100 mg·L~(-1))溶液因浓度太高,生根被抑制,扦插生根效果欠佳,为5.0%～21.6%,低于清水对照;2)用浓度为3 mg·mL~(-1)的生根粉溶液浸泡5 h的藤条生根率、成活率最好,而用浓度为2 mg·mL~(-1)和4 mg·mL~(-1)的生根粉溶液浸泡的藤条生根率相对较低,但也高于清水处理,表明生根粉溶液浸泡能促进山药藤条生根。     

盐胁迫诱导玉米苗期DNA甲基化变异的研究

为研究不同浓度盐处理下玉米叶片DNA甲基化情况,以耐盐玉米自交系黑玉米为材料,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,分析不同盐浓度胁迫7 d后,玉米苗期叶片胞嘧啶甲基化水平和模式的变化。结果表明,经0(CK)、50、100、150、200、250 mmol·L~(-1)NaCl处理后,基因组DNA甲基化比率分别为52.79%、57.47%、51.98%、47.39%、49.16%、47.06%,其中只有50 mmol·L~(-1)NaCl处理高于CK,其他处理呈降低趋势,去甲基化变化幅度相对较大(1.8%~12.2%);回收差异片段后测序并对序列进行同源比对,结果发现16个甲基化位点涉及植物生长发育的多个基因。本研究结果为玉米耐盐机理的深入研究提供了一定的依据。     

灌溉水中NaCl和Mn对棉花生长及产量的拮抗效应

盐分和某些微量元素对植物的共同影响,不仅仅是简单的叠加效应,还可能存在一定的协同或拮抗作用。为揭示盐(NaCl)和微量元素(Mn)对棉花的影响,在中国科学院武汉植物园,采用盆栽试验,设置30组不同浓度Mn(4.5μmol·L?1、9μmol·L?1、18μmol·L?1、36μmol·L?1、72μmol·L?1)和NaCl(0、5 mmol·L?1、15mmol·L?1、25 mmol·L?1、35 mmol·L?1、45 mmol·L?1)正交灌水处理。通过Abbott方程计算拮抗因子,评判这2个因素对棉花生长和产量的共同作用。结果表明,NaCl浓度大于25 mmol·L?1时,抑制棉花根系及地上部生长,促进棉花产量;NaCl浓度在15~25 mmol·L?1时,棉花生长情况最好;Mn浓度为36μmol·L?1时对棉花生长及产量最为有利。NaCl可促进棉花叶子中Na积累,抑制Mn积累;灌溉水中Mn浓度超过18μmol·L?1时,棉花叶片中Na含量减少,而Mn含量增加。利用Abbott方程的计算结果表明,NaCl与Mn对棉花生长和产量存在显著的拮抗作用。本试验中,当灌溉水中NaCl浓度为0~45 mmol·L?1、Mn浓度为4.5~72μmol·L?1时,可以缓解NaCl或Mn作为单一因素对棉花的毒害。