硅、钙对水土保持植物荞麦铝毒的缓解效应

采取水培法,研究了铝胁迫下不同水平的钙或硅对荞麦真叶期和初花期铝毒害的缓解效应。结果显示:在Al3 胁迫下,增加钙或硅的供应可减轻Al3 对植物的毒害,显著削弱因Al3 处理导致的根系活力、可溶性蛋白质含量和过氧化物酶(POD)活性的下降以及丙二醛含量的上升,在初花期能完全消除Al3 对可溶性蛋白质形成的抑制效应并促进其形成,有效提高植株抗逆性。但随着Al3 浓度的提高,Ca2 和硅的缓解效应有限。Ca2 的缓解效果略强于硅。     

荞麦对酸铝胁迫生理响应的研究

铝毒害是限制酸性土壤中植物生长的重要因素,以荞麦(FagopyrumesculentumMoench.)为实验材料,在沙培条件下,用不同浓度(0,10,100,1000mg/L)、不同pH(3,4,5)的铝溶液处理,在出苗后的第14d和28d测试与铝胁迫有直接关系的5个生理指标。结果表明,溶液的铝浓度和pH的变化对荞麦生理都有明显的影响,最低浓度的铝处理10mg/L在不同pH下已经影响了荞麦的正常生长,和对照相比根系活力(RA)下降、根质膜透性(MP)增大、叶片内丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)的含量以及过氧化物酶(POD)的活性升高,并且随着铝处理浓度的升高,荞麦体内各生理指标和对照差异性加大;同一铝浓度下pH5和pH3相比,MP降低、RA增强、叶片内MDA和Pro的含量以及POD的活性有所下降。铝胁迫下荞麦体内各生理指标的变化有显著的相关性。随着荞麦的生长,铝毒害有所缓解。     

磷对铝胁迫下荞麦元素吸收与运输的影响

以不同耐铝基因型江西养麦(耐性)和内蒙荞麦(敏感)为材料,采用土培法研究磷对铝胁迫下荞麦生长和Al,P等元素吸收、运输的影响.结果表明,铝胁迫下0.2 g/kg的磷能有效缓解铝毒对荞麦根长的抑制.培养30d后,0.4 g/kg磷处理能显著降低铝在荞麦根系和地上部的积累.铝胁迫下加磷可影响养麦体内Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收,0.4 g/kg铝配施0.4 g/kg磷处理对荞麦根系Ca,Mg吸收最有利,内蒙荞麦根系Mg的含量比不加磷组提高了76.8%,但显著阻碍了铝胁迫下荞麦体内Ca,Fe的向上运输.铝胁迫下配施磷促进荞麦根系对Zn,Fe吸收,有利于Zn向地上部转运.施磷能有效缓解铝毒对荞麦生长的抑制,降低根系和地上部铝含量,有利于Ca,Mg,Mn,Zn,Fe的吸收和Mg,Zn的运输.     

硅对干旱胁迫下小麦幼苗生长及光合参数的影响

采用溶液培养试验,以两个抗旱性不同的小麦品种:低抗的扬麦9号(Yangmai.9)和高抗的豫麦18(Yumai.18)为材料,用PEG6000(聚乙二醇6000,渗透势约为-0.589MPa)模拟干旱胁迫条件,研究了硅对干旱胁迫下小麦幼苗生长、光合作用及可溶性糖含量的影响。结果表明,干旱胁迫条件下,小麦幼苗的生长和光合作用显著受到抑制,加硅处理能有效地提高干旱胁迫条件下小麦幼苗的生长状况及光合作用,且1.0.mmol/L.Si处理的效果优于0.1mmol/L.Si处理。与不加硅处理相比,干旱胁迫条件下加硅处理后,小麦幼苗的鲜干重、叶片可溶性蛋白含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、水分利用率(WUE)和气孔限制值(Ls)均显著升高,叶绿素含量也有一定程度的升高;而气孔导度(Gs)和细胞间隙CO2浓度(Ci)显著下降,可溶性糖积累量也降低。因此,硅可显著提高小麦对干旱胁迫的抗性。     

铝毒胁迫下磷对荞麦根系铝形态和分布的影响

以2个荞麦（Fagopyrum esculentum Moench）品种＂江西荞麦＂（铝耐性）和＂内蒙荞麦＂（铝敏感）为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下磷对荞麦根系总铝和单核2种形态以及Al在根尖和细胞壁中的分布情况的影响。结果表明,与200μmol/L Al处理相比,1.0mmol/L磷预处理分别使江西荞麦和内蒙荞麦的相对根长增加了24.4%和35.9%,根系总Al含量分别降低了18.2%和22.5%,根系单核Al含量分别降低了95%和63.2%。根尖细胞壁荧光检测结果为在单Al胁迫下细胞壁的荧光强度最大,1.0mmol/L磷预处理大幅度减弱细胞壁的荧光强度。表明外源磷供应可降低根系总Al和单核Al含量,使毒性形态的铝转化为无毒形态,以及减少Al在根尖以及细胞壁的积累,以缓解Al对根伸长的抑制,提高荞麦根系的抗铝毒害能力。     

钙对铅胁迫下玉米幼苗生长及生理特性的影响

以玉米品种"郑单958"为材料,研究不同浓度Ca~(2+)(0~25mmol/L)对一定浓度铅(100mg/L)胁迫下玉米幼苗光合及生理特性的影响。结果表明,重金属铅明显抑制玉米幼苗的生长,与对照相比,玉米幼苗叶片SOD、POD和CAT活性分别降低57.58%,54.33%和55.21%,可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量分别降低61.15%,92.45%和74.49%;而幼苗叶片的MDA含量和细胞膜通透性明显高于对照,较对照分别增加20.89%和32.36%。一定浓度的Ca~(2+)(10mmol/L)能显著促进玉米幼苗生物量(叶干鲜重、根干鲜重)增加,与单独铅胁迫处理相比,保护酶SOD,POD和CAT活性分别增加55.43%,36.01%和87.72%,可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量分别增加55.28%,91.68%和67.16%,MDA含量下降62.03%;外源钙还有效改善铅胁迫下玉米幼苗的光合作用,其净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均较单独铅胁迫处理条件下明显增加。外源钙对玉米幼苗铅胁迫的缓解具有剂量效应,以10mmol/L Ca~(2+)的效果最好,增强了玉米幼苗对重金属铅的抗性。     

喷施钾钙硅制剂改善高温胁迫水稻叶片光合性能提高产量

为探明喷施钾、钙和硅制剂对高温热害下水稻光合作用及产量的调控效应,以水稻品种陵两优268为研究对象,持续3 d对叶片分别喷施22.04 mmol/L KH2PO4溶液(T1)、20.0 mmol/L CaCl2溶液(T2)和2.5 mmol/L Na2Si O3·9H 2O溶液(T3),以喷施蒸馏水为对照(CK),测定了3种制剂预处理后对高温胁迫(日均气温35℃)下水稻剑叶光合、荧光参数和产量的影响,并用隶属函数法综合评价了钾、钙和硅制剂处理的水稻剑叶光合作用抗高温能力。结果表明:喷施钾、钙、硅制剂均能提高高温胁迫下水稻的产量,T1、T2和T3分别比CK增产42.67%、29.70%和20.01%(P0.05)。与CK相比,在高温胁迫处理第5 d和高温结束后的第5 d,喷施钾、钙、硅制剂皆可提高水稻剑叶光饱和点、最大净光合速率(Pmax)(P0.05)、光适应下光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv?/Fm?)(P0.05)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低非光化学猝灭系数(non-photochemical quenching coefficient, NPQ)(P0.05),叶片光合活性高;钾、钙、硅制剂对提高水稻剑叶光合性能抗高温的能力大小依次为T1T2T3,以喷施22.04mmol/LKH2PO4溶液效果最好,喷施20.0 mmol/L CaCl2溶液次之。     

施钙对甘薯铝胁迫的缓解效应

采用土培试验方法,以铝敏感型甘薯品种商薯19号为研究材料,设置不同的钙处理水平(0、0.8、1.6、2.4 g/kg),研究了钙对甘薯铝胁迫(1 g/kg)的缓解效应。结果表明:施钙可以显著促进甘薯根系的生长发育,提高叶片叶绿素含量和PSⅡ(PhotosystemⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm),提高叶片中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性,降低叶片中丙二醛的积累量。施钙可以有效提高甘薯对铝胁迫的抗逆性,有效缓解铝对甘薯的胁迫。     

四种碱土金属元素对大豆初生根铝胁迫的影响

在0．5mmol／LCaCl2的培养液（pH4．5）中，AlCl3对大豆初生根的伸长构成胁迫：以80μmol／LAlCl3处理24h，铝胁迫对大豆初生根伸长的抑制率超过50％。在80μmol／LAICI。的胁迫条件下，在培养液中添加不同浓度的钙、镁、钡、锶的氯化盐，结果表明：提高培养液中钙或镁的浓度可以缓解大豆初生根伸长的铝胁迫，而钡和锶在本试验条件下对大豆初生根的铝胁迫无明显影响。     

外源水杨酸对铝胁迫下栝楼光合特性及耐铝性的影响

以耐铝品种安国栝楼和铝敏感品种浦江栝楼为试验材料,采用溶液培养法研究800μmol/L铝胁迫下,不同浓度水杨酸对2个栝楼品种的生长特性、光合特性及抗氧化酶活性、MDA和紫外吸收物含量的影响。结果表明,经过800μmol/L铝处理15d后,安国栝楼和浦江栝楼的相对根长、株高及地上部鲜重、叶绿素含量、最大光能转化效率(Fv/Fm)、最大荧光产量(Fm)及电子传递速率(ETR)明显下降,SOD、CAT活性却出现2种相反的变化趋势,显示出2个栝楼品种的耐铝性差异,POD活性和紫外吸收物含量降低,MDA含量及初始荧光(F0)升高。10,30,50μmol/L外源SA可不同程度地降低铝在根尖细胞壁中的积累、MDA含量及初始荧光(F0),提高栝楼的相对根长、株高、地上部鲜重、叶绿素含量及叶绿素荧光的相关指标和抗氧化酶活性。由此可知,外源SA通过提高栝楼抗氧化酶活性及光合作用能力增强栝楼抗铝毒能力。由隶属函数分析得出,SA具有缓解铝胁迫的效果,但并不能消除铝胁迫对栝楼生长的抑制作用。     

Effects of Silicon on Photosynthesis of Young Cucumber Seedlings Under Osmotic Stress

Effects of silicon (Si) application on photosynthesis of solution-cultured cucumber seedlings were investigated under osmotic stress and unstressed conditions. In unstressed conditions, silicon application had no effect on growth and photosynthetic parameters. The responses of the photosynthetic parameters to abruptly imposed osmotic stress did not differ between silicon treatments. After 1 week exposure to osmotic stress, growth reduction was observed, but it was less severe in seedlings grown with silicon than in those without silicon. Although there were no differences between silicon treatments in stomatal conductance, transpiration rate, cuticular transpiration, or xylem sap exudation rate under osmotic stress, leaf intercellular carbon dioxide (CO₂) concentration was significantly lower and photosynthetic rate tended to be higher in seedlings supplied with silicon. These results suggested that the silicon-induced alleviation of growth reduction under osmotic stress in cucumber was due to amelioration of stress-induced damage of leaf tissues rather than to improvement of leaf water status.     

铝胁迫下根系分泌物对栝楼光合特性及耐铝性的影响

以耐铝性较强的安国栝楼和耐铝性较弱的浦江栝楼为对比试验材料,在土培条件下探究300μmol/L和800μmol/L铝胁迫下不同浓度(30,20,10ml/株)根系分泌物对2种栝楼的生长特性、光合特性和抗氧化酶活性的影响。结果表明,经过2个浓度的铝处理后,安国栝楼和浦江栝楼生长均受到一定抑制,生物量、叶绿素a/b含量、叶绿素荧光、CAT、POD、SOD酶活性均呈下降趋势,而MDA、初始荧光(F_0)呈相反的变化趋势,2种栝楼的各指标变化程度和敏感性表现出一定的差异性,表明2种栝楼的耐铝性存在差异。加入适宜浓度的根系分泌物能够促进2种栝楼的生长,提高叶绿素a、b含量以及各个荧光参数值和CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性,从而缓解了铝胁迫。较低浓度的根系分泌物可以缓解铝胁迫对栝楼的伤害;浓度过高时,2种栝楼的生长均会受到抑制,20ml/株的根系分泌物对栝楼铝胁迫的缓解作用最佳。因此,今后在红壤地区栝楼的生产种植中,可以进一步开展根系分泌物对栝楼影响机制的研究工作,为栝楼品种的推广与应用奠定基础。     

Silicon Effect on Nutrient Acquisition of Peanut (Arachis hypogaea L.) Under Aluminum Stress

Aluminum (Al) toxicity represents one of the main yield-limiting factors for crops in acid soils. Silicon (Si) is known to increase tolerance in higher plants. This study was conducted to determine whether treatment with Si could improve nutrient uptake by peanut under Al stress. Peanut (Arachis hypogaea L. cv Zhonghua 4) was raised with or without Si (1.5 mM) in the growth chamber under 0 and toxic Al (0.3 mM) levels. Aluminum stress significantly decreased the root- and total-dry weight by 52.4% and 32.0%, respectively. The content of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), calcium (Ca), and magnesium (Mg) was significantly decreased, but that of Al increased markedly in shoots and roots after Al exposure at seedling, flower-needle, and pod-setting stage. Silicon alleviates Al toxicity in peanut plants in relation to Al distribution and allocation of tissue P, K, Ca, and Mg by favoring the partitioning of dry mass to roots.     

干旱和复水条件下转基因甘薯的光合特性

以转铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)基因甘薯(TS)及未转基因甘薯(NT)为实验材料,研究在旱后复水条件下转基因甘薯及未转基因甘薯抗氧化酶活性和光合特性变化.结果显示,连续36 h胁迫条件下,TS和NT的SOD活性都先降低后升高,但TS的SOD活性始终高于NT.胁迫至24 h时,TS的SOD活性约为NT的1.2倍,复水后二者SOD活性都下降.持续胁迫,TS的APX活性先升高后降低,NT与之相反,复水后TS和NT的APX活性都是先升高后降低,复水12 h,TS的APX活性是NT的1.5倍.水分胁迫条件下TS的膜质受伤害程度要轻于NT,胁迫24 h,复水12 h,NT的MDA含量均约为TS的1.2倍.胁迫12 h,TS和NT净光合速率都下降,继续胁迫,TS净光合速率开始上升,NT几乎保持不变,胁迫36 h,TS的净光合速率约为NT的1.5倍.复水后二者净光合速率都开始上升,复水12 h,TS净光合速率约为NT的3倍.胁迫时TS、NT胞间CO2浓度(Gi.)都逐渐增大,胁迫36 h时NT胞间CO2浓度显著高于TS,是其1.4倍.实验结果表明,同时转入SOD、APX抗氧化基因后,在胁迫及复水条件下转基因甘薯的抗氧化系统可以更好地保护及修复光合机制.