镉胁迫对油菜生长发育中生理生化特性的影响

[目的]为了研究不同浓度的Cd2＋胁迫对油菜种子的发芽、生长、叶绿素含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量等生理生化特性的影响.[方法]以3个油菜品种四月慢、100金牌华冠、日本花冠为供试材料,采用砂培法.[结果] Cd2＋胁迫对油菜的发芽情况、株高、鲜重、SOD活性、POD活性、MDA含量的影响均为极显著（P＜0.01）;低浓度的Cd2＋胁迫对油菜的生长有刺激作用,可以提高发芽率和发芽势、株高、鲜重,高浓度的Cd2＋胁迫对油菜的生长有抑制作用;当Cd2＋浓度为0.002/L水平时,油菜种子发芽率、植株的株高、鲜重、叶绿素含量达到最高值,差异达到极显著（P＜0.01）;且在3个品种中,100金牌华冠的相应值最高,显著高于另外2个品种（P＜0.05）;低浓度的Cd2＋胁迫对油菜有刺激作用,可以促进SOD活性、POD活性、MDA含量的提高,高浓度的Cd2胁迫对油菜的生长有抑制作用;当Cd2＋浓度为0.01 mg/L时,油菜SOD活性、POD活性达到最高值,当Cd2＋浓度为0.02 mg/L时,Cd2＋对植物的伤害已超出保护性酶对植物调节和保护作用的能力;在3个品种中100金牌华冠的对应值最高,也与四月慢和日本花冠2个品种呈显著差异（P＜0.05）;当Cd2＋浓度为0.005 mg/L水平时,油菜MDA含量达到最高值,呈极显著差异（P＜0.01）,表明加重了植物体脂质过氧化的程度和细胞损伤的程度.[结论]该研究可以为我国煤矿集中地区农田土壤镉污染的治理以及农产品的安全保障提供科学依据.     

垂柳幼苗对锶胁迫的生理生化响应

[目的]探讨垂柳幼苗对锶胁迫的生理生化响应。[方法]在水培条件下研究了不同浓度的锶(Sr2+)胁迫对垂柳幼苗生理生化水平的影响。[结果]在锶胁迫下,低浓度Sr2+对垂柳幼苗的地上生物量、叶绿素含量以及超氧化物酶(SOD)活性,表现为促进作用,而高浓度时表现为抑制作用;与对照相比,叶片中丙二醛(MDA)含量显著升高,而脯氨酸含量并没有明显的变化。[结论]该研究为柳树在锶污染胁迫条件下的适应机理奠定了基础。     

不同植物对高浓度Sr、Cs胁迫的响应与修复植物筛选

研究不同植物对锶(Sr)和铯(Cs)的抗性及富集能力对于修复锶和铯污染的土壤具有重要理论和实践意义。通过研究和评价10科13种植物对高浓度S(r500 mg Sr.kg-1)、Cs(500 mg Cs.kg-1)的抗性和富集能力,筛选针对土壤Sr或Cs污染的修复植物。结果表明:(1)抗高浓度Sr胁迫能力从大到小依次是芝麻>向日葵>红圆叶苋>菊苣>空心莲子草>西葫芦>蕹菜>黄秋葵>高粱>木耳菜>柳叶苋>四季豆>灰灰菜(;2)抗高浓度Cs胁迫能力从大到小依次是芝麻>蕹菜>四季豆>空心莲子草>西葫芦>黄秋葵>向日葵>柳叶苋>红圆叶苋>灰灰菜>木耳菜>高粱>菊苣;(3)13种植物中西葫芦的Sr含量、转移系数(TF值)、单位种植面积的Sr积累量、地上器官的Sr积累量均最大;(4)菊苣的Cs含量、TF值最大,灰灰菜单位种植面积的Cs积累量、地上部分的Cs积累量最大,空心莲子草次之。综合植物对Sr和Cs的抗性及富集能力,西葫芦、菊苣、木耳菜和黄秋葵可作为修复高浓度Sr污染土壤的植物,灰灰菜、空心莲子草和向日葵可作为修复高浓度Cs污染土壤的植物。     

博落回对铅的耐性、富集及生理响应研究

以草本植物博落回（Macleaya cordata）为供试植物,采用沙培盆栽实验研究其对重金属铅（Pb）的耐性、富集及生理响应机制。结果表明：博落回能耐受500 mg/L的Pb胁迫而其生长发育不受影响,高于此浓度时植株生长发育受到抑制。不同组织对Pb的富集能力表现为根>茎>叶,博落回对Pb的富集与转运能力皆随Pb胁迫浓度的升高而减弱。Pb胁迫引起丙二醛（Malondialdehyde, MDA）在植物体内累积。低于500 mg/L的Pb促进叶绿素、可溶性蛋白的合成和抗氧化酶活性的提高,高于此浓度时,则表现为抑制,且导致膜脂过氧化与生物膜的损伤。Pb主要以迁移活性低的化学形态存在于细胞壁和可溶性组分中,浓度升高会导致Pb向迁移毒性强的形态转化。透射电子显微镜（TEM）观察到高浓度的Pb胁迫会损害细胞壁结构,使Pb进入细胞内部,对细胞造成毒害。傅里叶红外光谱仪（FTIR）分析表明,Pb胁迫会提高细胞内-OH、-COOH等基团和有机酸、蛋白质的含量,在低浓度时可与Pb结合,削弱其对博落回的毒性。     

甘蓝型油菜及其亲本苗期对干旱胁迫的生理响应

以香港尖叶中花芥蓝(Brassica oleracea var.alboglabra,CC,2n=18)和矮抗青(B.rapa,AA,2n=20)通过种间杂交形成的人工合成甘蓝型油菜(B.napus,AACC,2n=38)为试验材料,对早期不同世代和亲本幼苗采用控水方式进行15d的干旱胁迫处理,测定叶片相对含水量、相对电导率、丙二醛等与植物耐旱能力相关的生理生化指标以及抗氧化酶活性的变化,研究亲本与合成种早期世代幼苗对干旱的生理响应。结果表明:15d的干旱胁迫对油菜幼苗叶片相对电导率和丙二醛的影响与对照相比不升反降,油菜幼苗超氧化物歧化酶活性略有增加,而过氧化物酶和过氧化氢酶活性均呈下降的趋势,说明人工合成甘蓝型油菜新材料在干旱胁迫下具有一定清除活性氧的能力。     

锌胁迫下大叶落地生根富集规律及生理响应

通过水培大叶落地生根植物,研究其在锌胁迫下对锌吸收富集规律以及叶绿素、类胡萝卜素和丙二醛变化情况.实验结果表明:锌在大叶落地生根植物体内主要富集根部;茎叶锌含量与根部锌含量比值均小于1,在第60天时各浓度组均大于0.5,一定时间培养下植物体内对锌有一定转运能力;锌在低浓度时在一定时间内对植物生长起到促进作用,锌较高浓度...     

低温胁迫不同类型油菜品种(系)的生理变化特征

为油菜抗寒育种提供参考,采用盆栽试验研究4℃低温胁迫不同类型油菜幼苗2h、6h、12h和24h后的生理变化特征。结果表明:随着低温胁迫时间的延长,不同类型油菜幼苗的相对电导率存在一定差异,白菜型油菜和芥菜型油菜的相对电导率随胁迫时间的延长呈先升高后降低趋势,甘蓝型油菜呈升高-降低-再升高变化趋势。不同类型油菜品种(系)的脯氨酸含量、可溶性糖含量和叶绿素a/b含量的变化趋势一致,即脯氨酸含量随低温胁迫时间延长呈先升高后降低趋势,可溶性糖含量和叶绿素a/b含量随低温胁迫时间延长呈先降低后升高趋势。不同类型油菜幼苗在早期低温胁迫下均会快速响应,即油菜的抗寒性越强其生理响应越迅速,对低温的适应性也越快,不同类型油菜品种(系)的抗寒性强弱依次为陇油7号陇油6号9393521012。     

镉胁迫对甘蓝型油菜苗期生长及镉积累的影响

镉(Cd)是生物毒性强的重金属元素,易在土壤-动植物-人体间富集转移,最终危害人体健康。为了筛选富集/耐镉性强的油菜品种,以6个油菜品种为材料,通过研究镉胁迫对幼苗生长、镉积累、谷胱甘肽(GSH)含量等的影响,明确不同品种镉富集能力的差异。结果表明,镉胁迫对不同油菜品种幼苗叶干重均有抑制作用,对美油88的抑制作用最大,对南油868的抑制作用最小。镉胁迫下不同油菜品种幼苗根干重存在差异,南油868最大。镉胁迫对早熟100天、丰油9号幼苗根干重抑制作用最大,而对美油88抑制作用最小。镉胁迫对不同品种幼苗根冠比均有所提高,其中美油88提高幅度最大,而南油868提高幅度最小。不同品种幼苗生物量存在差异,在正常及镉胁迫条件下,南油868的生物量均显著高于其余品种。镉胁迫对美油88幼苗生物量抑制作用最大,对南油868抑制作用最小。不同品种,镉含量存在显著差异,南油868具有高富集特性,美油88具有低富集特性。外源镉显著增加了不同油菜品种幼苗叶片谷胱甘肽含量,美油88的增幅最大,其次为南油868。最终,筛选出镉富集量最小的油菜品种美油88,镉富集量最大的油菜品种南油868,可进一步培育低镉油菜,或进...     

PEG6000模拟干旱胁迫对油菜幼苗生理生化指标的影响

[目的]研究干旱胁迫下油菜幼苗生理生化指标的变化,为作物耐旱机制与油菜抗旱品种的选育提供理论依据和实践参考。[方法]采用Hoagland营养液水培方法,以不同浓度PEG6000处理油菜幼苗,研究了模拟干旱胁迫对油菜幼苗过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的变化规律。[结果]随着PEG6000处理浓度的增加,油菜幼苗叶片中的过氧化氢酶活性增强,可溶性糖含量、脯氨酸含量和丙二醛含量总体呈上升趋势,叶绿素含量和可溶性蛋白含量先逐渐增加后逐渐降低。[结论]过氧化氢酶活性、脯氨酸含量、丙二醛含量、叶绿素含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量可以作为鉴定油菜抗旱性的生理指标。     

石竹(Dianthus chinensis)对土壤镉胁迫的生理生化响应

【目的】为探讨石竹对土壤重金属Cd污染的抗性和敏感性。【方法】采用盆栽控制试验,测定不同浓度(0、0.3、1、3、10、30、50mg/kg)Cd胁迫下石竹叶片生理生化指标。【结果】研究表明,石竹根重、地上部干重、株高、抗性系数以及可溶性蛋白含量以3mg/kg Cd浓度为阈值呈低促高抑现象。随Cd处理浓度、时间的增加,游离脯氨酸、丙二醛含量和质膜相对透性均逐渐上升,且在高浓度(≥10mg/kg)下上升更为显著;SOD、POD和CAT酶活性呈先上升后下降趋势,上升最大值的处理浓度分别为10、3、3mg/kg。【结论】低浓度Cd对石竹影响较小,当浓度大于10mg/kg时,其毒性随浓度和时间的增加而明显增大,表明石竹对土壤Cd胁迫有一定适应性。     

白菜型冬油菜越冬过程生理指标研究

以抗寒性不同的4个白菜型冬油菜品种为试验材料,研究其在陕西关中地区自然越冬过程中叶片和根部的形态特征以及相对电导率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性与品种抗寒性的关系。结果表明,超强抗寒冬油菜陇油6号和陇油7号冬前地上部生长较慢,地下部生长较快,干物质积累较多。表现叶片数、叶长及叶面积均小于天油2号和天油4号;但根长、根茎粗以及地上部和地下部干湿质量比均明显大于天油2号和天油4号。在越冬过程中(最低温度从5℃→0℃→-5℃→0℃→5℃),相对电导率、MDA、POD活性均表现为先上升后下降的趋势,CAT活性整体表现为先升后降后又上升继而下降的规律。相对电导率和MDA含量均在-5℃时达最大值,POD活性在0℃时达到峰值,CAT活性在0℃时达到高峰值。在同一温度时期内,MDA含量与CAT活性则表现为叶片高于根,而POD活性表现为叶片低于根。同一品种,在越冬过程中,叶片和根各生理指标变化趋势一致。陇油6号和陇油7号相对电导率和MDA含量在各时期均显著低于天油2号和天油4号,POD活性(除越冬前期5℃)、CAT活性在各时期均显著高于天油2号和天油4号。隶属函数分析表明,陇油6号、陇油7号的隶属函数综合值明显高于天油2号和天油4号,说明生理指标结合隶属函数法综合分析可以准确鉴定品种的抗寒性。     

聚苯乙烯微球对菜心种子及幼苗的毒性效应

为查明微塑料对蔬菜等农作物种子发芽的生态毒性效应,研究了不同粒径(0.07、1μm和20μm)、不同浓度(125、250、500、750、1 000、1 500 mg·L~(-1)和2 000 mg·L~(-1))的聚苯乙烯微球(PS-MPs)对菜心种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明,不同粒径PS-MPs均对菜心种子发芽产生一定毒害作用。其中,0.07μm PS-MPs的毒性敏感性最强,20μm PS-MPs产生的毒性效应最大。菜心幼苗通过调节体内可溶性蛋白和可溶性糖含量来提高对PS-MPs的抗胁迫能力。此外,PS-MPs对菜心幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活力整体呈现抑制作用,特别是在高浓度处理时均显著降低其活力(P0.05)。研究表明聚苯乙烯微球对菜心种子发芽和幼苗生长存在显著的毒性作用和粒径效应,其毒性作用机理涉及菜心对体内可溶性糖和蛋白质含量调节以及自身的氧化应激系统。     

蚕豆幼苗对NaCl和NaHCO3胁迫的生理响应

采用不同浓度的NaCl和NaHCO3处理蚕豆幼苗,处理7 d后分别测定蚕豆幼苗鲜重、蚕豆叶片MDA和脯氨酸含量、蚕豆叶片抗氧化酶活性。结果显示,随NaCl和NaHCO3胁迫浓度的增加,蚕豆幼苗鲜重先显著增加后显著下降(P<0.05);叶中MDA和脯氨酸含量显著上升(P<0.05),NaCl低于NaHCO3的上升幅度;超氧化物歧化酶(SOD)活性先显著增加(P<0.05)然后下降;过氧化物酶(POD)活性在NaCl胁迫下显著升高(P<0.05),NaHCO3胁迫下先升高后显著降低(P<0.05);过氧化氢酶(CAT)活性显著增加(P<0.05)。蚕豆具有一定程度的抗盐碱性,碱胁迫大于同浓度盐胁迫的伤害。     

氮胁迫对红麻生理生化特性及干茎产量的影响

【目的】探讨红麻亲本及其子代耐低氮能力的差异,为耐低氮红麻品种的筛选及其遗传改良提供理论依据。【方法】以红麻不育系P3A、恢复系992及子代F1为材料,设置不施氮（N0）和正常施氮（N＋）两个处理,通过盆栽试验,研究氮胁迫对红麻苗期主要生理生化特性及其产量的影响。【结果】正常施氮（N＋）条件下,亲本的茎、叶水分含量、叶绿素含量和氮、磷、钾含量均高于F1,但硝酸还原酶活性及单株干茎产量均低于F1;在不施氮（N0）条件下,F1的茎叶水分含量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性、氮含量降幅均比亲本小,而磷、钾含量增幅比亲本高;氮胁迫下,参试红麻植株茎叶水分和氮含量、硝酸还原酶活性、叶绿素含量均下降,而植株茎叶磷、钾含量均有所提高。【结论】在正常施氮（N＋）条件下,F1生长势更强,单株干茎产量更高;在不施氮（N0）条件下,F1表现出较强的耐低氮生理特性,抗逆境优势强于亲本,因此F1适宜推广选种。     

Effect of the Antisense BcMF12 Driven by the BcA9 Promoter on Gene Silencing in Brassica campestris L. ssp. chinensis

The study analyzed the silencing of BcMF12 gene regulated by BcA9 promoter in the transgenic pakchoi and confirmed the effect of antisense BcMF12 gene on the pollen development. A conserved BcMF12 gene fragment was amplified from the cDNA of flower buds in pakchoi （Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis） and was fused to the anther specific BcA9 promoter. The plant antisense expression vector was constructed and then introduced into pakchoi via Agrobacterium-mediated transformation. The transgenic plants were screened by antibiotics and molecular analysis. PCR and Southern blot revealed that the antisense BcMF12-GUS fusion gene regulated by BcA9 promoter was integrated into transgenic plants. Northern blot suggested that the expression of BcMF12 gene was down-regulated significantly. The pollen germination rate of transgenic plants with antisense BcMF12 gene decreased as compared with that of the control plants. The expression of the gene BcMF12 related to the pollen development was inhibited by the antisense BcMF12 driven by BcA9 promoter, which consequently affected the pollen development in pakchoi.     

土壤接种棘孢木霉菌降低小油菜砷胁迫及其可能机理

农田土壤中砷的过量累积会影响作物生长,砷可通过食物链影响人体健康。缓解土壤砷对作物生长的胁迫和累积是亟待解决的科学问题之一。本文以具有高耐砷和砷形态转化能力的棘孢木霉菌为研究材料,通过盆栽试验研究了棘孢木霉菌对外源砷胁迫下小油菜生长的影响及其可能机理。结果表明： 120 mg· kg^-1外源砷污染土壤上小油菜生长受到显著抑制,接种棘孢木霉菌可显著促进小油菜生长;接种棘孢木霉菌降低了小油菜对砷的吸收及富集系数,与未接菌污染土相比,小油菜地上部和地下部砷含量分别降低了12.4%和20.2%,砷富集系数降低了7.8%。接种棘孢木霉菌使土壤有效态砷含量降低了15.7%,土壤和小油菜地上部均检测到一甲基砷和二甲基砷,表明接种棘孢木霉菌促进了土壤中砷的甲基化,降低了土壤中砷有效性和小油菜体内砷的毒性。此外,外源砷胁迫下小油菜超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性,以及谷胱甘肽、抗坏血酸及丙二醛含量显著升高,而接种棘孢木霉菌可降低小油菜部分抗氧化胁迫相关酶活性,表明接种棘孢木霉菌有效缓解了砷对小油菜生长的胁迫。研究结果可为今后砷高风险农田的安全利用与风险调控提供材料与技术参考。     

白菜型冬油菜与芥菜型油菜远缘杂交亲和性分析

采用蕾期人工剥蕾授粉方式,分别对白菜型冬油菜与芥菜型油菜进行种内、种间杂交,用荧光显微镜观察杂交后的花粉 柱头组织,同时用TTC染色法检测花粉活力,分析亲和性。结果表明,白菜型冬油菜品种内姊妹交、白菜型冬油菜种内不同品种杂交、芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交、白菜型与芥菜型油菜种间杂交亲和指数依次为0.350、0.117、0.113、0.037;试验中不同处理的花粉 柱头互作难易程度表现为白菜型冬油菜品种内姊妹交>白菜型冬油菜种内不同品种杂交>芥菜型油菜与白菜型冬油菜种间杂交>白菜型与芥菜型油菜种间杂交;花粉活力鉴定结果与花粉 柱头互作难易程度次序基本相似。白菜型冬油菜与芥菜型油菜正反交的亲和性,以芥菜型油菜作为母本亲和指数较高。     

改良剂对不同性质镉污染土壤中有效镉和小白菜镉吸收的影响

采用盆栽试验,研究了施用石灰、鸡粪、泥炭、石灰+鸡粪、石灰+泥炭处理对4种外加镉污染土壤上小白菜生物量、镉吸收量以及土壤有效镉含量和p H的影响。结果表明,各改良剂单施和有机物料+石灰配施均可以显著提高小白菜生物量,小白菜生物量较对照提高11.76%~59.38%,且改良剂配施效果优于单施;改良剂单施处理对小白菜的增产效果是鸡粪>泥炭>石灰,单施石灰能显著提高南方酸性土上小白菜生物量,对北方碱性土小白菜生物量影响不显著。与不施改良剂的对照相比,施用改良剂的处理明显降低了小白菜对镉的吸收量和土壤有效镉含量,且改良剂配施的效果好于单施,土壤有效镉含量较对照降低31.2%~67.0%;比较单施有机物料或单施石灰,在南方酸性土壤上,单施石灰效果好于单施有机物料,在北方碱性土上,单施有机物料效果则好于单施石灰。另外,在对土壤p H的影响上,单施鸡粪或石灰,鸡粪+石灰和泥炭+石灰四个处理均可以显著提高土壤p H,增幅在0.15~2.16个单位,且石灰、鸡粪+石灰和泥炭+石灰效果好于鸡粪处理,泥炭处理对南方酸性土p H影响不大,但可以降低北方碱性土的p H。     

白菜型油菜MPK12基因克隆及表达分析

【目的】克隆白菜型油菜‘陇油6号’MPK12基因的全长cDNA序列,研究其组织表达特异性,分析MPK12基因在低温、盐、ABA和H_2O_2处理下的表达情况,以阐明MPK12基因在油菜中的生物学功能。【方法】利用RACE技术克隆MPK12基因cDNA全长,并对其全长基因进行生物信息学分析;构建系统发育树,研究其与相似序列的同源性;利用实时荧光定量PCR方法,分析MPK12基因的组织表达特异性以及在低温、盐、ABA和H_2O_2逆境胁迫下的表达情况。【结果】油菜MPK12基因cDNA全长1 395bp,包括5′-UTR 69bp,3′-UTR 207bp,开放阅读框1 119bp,编码372个氨基酸,预测蛋白质分子量42.6ku,理论等电点为7.9,二级结构主要包括α-螺旋和不规则卷曲。多序列比对和系统进化分析表明,油菜MPK12与拟南芥AtMPK12具有很高的同源性,为90.7%。实时荧光定量PCR结果显示,MPK12基因在油菜根、茎、叶、芽和种子中均有表达,没有组织特异性;同时,该基因的表达受低温、盐、ABA和H_2O_2胁迫诱导。【结论】克隆得到油菜MPK12基因,其在油菜适应逆境胁迫过程中发挥作用。     

德国鸢尾对Cd胁迫的生理生态响应及积累特性

通过盆栽研究了Cd胁迫下德国鸢尾的生长状况、生态效应、生理特性及吸收和富集Cd的能力.结果表明:德国鸢尾对小于5 mg/kg的Cd有较强的耐性,适用于城区土壤修复;Cd浓度大于5 mg/kg时抑制德国鸢尾生长,降低了其生态效应.随着Cd浓度的增大,德国鸢尾根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高.Cd在德国鸢尾体内分布为根系＞地上部分,随着Cd浓度的增大,德国鸢尾根系和地上部分Cd积累浓度逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20 mg/kg时德国鸢尾对Cd的积累量最大,为2.122 mg/plant.