Zn对水稻吸收转运Cd的影响

通过探究锌(Zn)对水稻吸收、积累镉(Cd)的影响,为揭示水稻体内Zn、Cd互作机制提供理论依据。通过水培实验,研究Cd胁迫下施加Zn对水稻生物量、Cd含量、Cd积累量、根表铁膜成分、细胞壁组分及吸附解析动力学特征的影响。结果表明:与单Cd处理相比,Cd+Zn处理地上部生物量显著下降;根及地上部Cd含量、积累量显著提高;根表铁膜中Fe含量及Cd含量分别提高18.70%和29.99%;比较单Cd与Cd+Zn的细胞壁组分发现,Zn显著降低了水稻根细胞壁中的果胶及半纤维素1(HCl)成分,导致Cd+Zn处理细胞壁吸附能力下降而解吸能力增强。研究表明,Zn促进Cd在根表铁膜中Cd积累量,降低细胞壁的阻隔作用,进而促进水稻对Cd的吸收及转运。     

花生对土壤镉吸收及镉的亚细胞分布研究

通过土培试验,以鲁花14为材料,采用盆栽方法,设置0.10(CK)、3.24、7.35、8.38、18.80 mg/kg5种土壤镉浓度,研究了鲁花14各器官对土壤镉的富集效应及其镉在各器官亚细胞的分布。结果表明:随着镉浓度的增加,花生根、茎、叶的镉含量也持续增加,不同镉处理间差异显著。土壤镉浓度小于(包含)8.38mg/kg时,镉含量大小顺序为叶>根>茎;土壤镉浓度为18.80 mg/kg时,镉含量大小为根>叶>茎。镉在根、茎、叶中亚细胞组分中的含量及其分布比例在不同镉处理间不同。土壤镉浓度小于(包含)8.38 mg/kg时,镉在根、茎、叶中亚细胞组分的镉含量为细胞壁>细胞器>可溶部分,镉积累在细胞壁是花生忍耐镉的主要机制。但在18.80 mg/kg时,亚细胞组分的镉含量为细胞器>细胞壁>可溶部分,说明在高镉浓度下,花生受到镉的毒害很严重。     

铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化

 【目的】明确根边缘细胞与根对铝敏感性差异及其与细胞壁多糖组分含量的关系。【方法】以中豌五号为材料,采用雾培法,研究铝胁迫下豌豆根边缘细胞和根细胞壁多糖组分含量的变化。【结果】在4.0 mmol?L-1AlCl3处理24 h后,边缘细胞活性显著降低,细胞活性抑制率达到了19.2%,根系相对伸长的抑制率为10.1%。无铝条件下,边缘细胞的细胞壁果胶、纤维素糖醛酸和总糖含量显著高于根段细胞壁。4.0 mmol?L-1 A1C13处理后,豌豆0～10 mm和10～20 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,边缘细胞提高幅度尤为明显;边缘细胞果胶总糖含量显著提高,半纤维素和纤维素总糖显著降低,而2个根段细胞壁果胶、半纤维素和纤维素总糖含量提高。边缘细胞果胶、半纤维素和纤维素的铝含量显著高于0～10 mm和10～20 mm根段,0～10 mm根段铝含量高于10～20 mm,且在4.0 mmol?L-1 A1C13处理24 h后边缘细胞果胶1铝含量分别是0～10 mm、10～20 mm根段的14.4和17.4倍;同时,边缘细胞细胞壁半纤维素和纤维素多糖较果胶高,且含有相当量的铝。【结论】豌豆根边缘细胞细胞壁果胶含量显著高于2个根段,与铝含量呈显著正相关,显示果胶含量高的边缘细胞与根尖相比对铝毒更为敏感,同时,边缘细胞细胞壁多糖(包括果胶,纤维素和半纤维素)可能与铝的结合有重要作用。     

蓼科植物和油菜根尖细胞壁对铝胁迫反应的比较研究

以3种蓼科植物(酸模叶蓼、杠板归、辣蓼)和2个耐铝性不同的油菜品种(湘油杂3号、赣油杂2号)为材料,研究不同科属及同科植物间根系对铝胁迫的反应与根尖细胞壁糖醛酸含量的关系。结果表明,3种蓼科植物的耐铝性显著强于2个油菜品种,其中以酸模叶蓼耐铝性最强,赣油杂2号对铝最敏感。5种植物0～10mm根段积累的铝显著高于10～20mm根段,且油菜0～10mm根段铝含量显著高于蓼科植物。铝处理后,5种植物根尖0～10mm根段细胞壁果胶、半维生素1、半纤维素2含量提高,赣油杂2号提高幅度尤为明显,且无铝对照和铝处理下,2个油菜品种根尖0～10mm根段细胞壁各组分糖醛酸含量显著高于3种蓼科植物尤其是酸模叶蓼。采用1.0mol/LNH3.H2O预处理根尖2h降低细胞壁果胶甲基酯化程度后,5种植物根尖细胞壁对铝的积累量下降,且以2个油菜品种下降幅度最大。铝胁迫下酸模叶蓼根尖细胞壁果胶、半纤维素1和半纤维素2含量较低且提高幅度最小、果胶甲基酯化程度较高等因素降低了铝在根尖的积累,由此缓解了铝对根系伸长的抑制,可能是其耐铝性最强的重要原因。     

铝胁迫下小麦根细胞壁多糖组分含量的变化与其耐铝性的关系

以2个小麦基因型辐84系(敏感)和西矮麦1号(耐性)为材料,研究了在铝胁迫下根系的反应及小麦根尖不同部位细胞壁多糖含量的变化.结果表明,30 μmol/L AlCl3处理24 h,小麦根系伸长受到了明显的抑制,但辐84系受抑制程度更为明显.小麦根系0～10 mm根段的铝含量显著高于10～20 mm根段,且辐84系0～10 mm根段的铝含量是西矮麦1号的1.3倍.铝处理后,小麦根尖0～10 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,辐84系提高幅度尤为明显,且无铝对照和铝处理下,辐84系根尖0～10 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量均显著高于西矮麦1号,但小麦根尖细胞壁果胶总糖含量受铝影响较小.铝处理后,小麦根尖10～20 mm根段细胞壁半纤维素和纤维素糖醛酸、及总糖含量无明显变化,但在根尖0～10 mm根段,小麦细胞壁半纤维素1、半纤维素2及纤维素中糖醛酸和总糖含量提高,且敏感基因型辐84系提高幅度要大于耐性基因型西矮麦1号上述结果表明,小麦敏感基因型根尖细胞壁果胶、半纤维素和纤维素含量较高且在铝胁迫下提高幅度较大,导致根尖铝积累量以及细胞壁的厚度和刚性增加,进而降低了细胞壁伸展性和根细胞的伸长速率,可能是其根系伸长受铝抑制程度较高的主要原因.     

铁膜和磷作用对水稻根尖细胞壁耐铝性的影响

试验以铝耐性有显著差异的2个水稻基因型(菲优多系1号与红良优166)为材料,采用水培法,研究铝毒胁迫下铁膜(IP)和3个水平的磷(0、15、30 mg·L~(-1))对水稻生长、根尖细胞壁多糖含量的影响。结果显示,与对照相比,50μmol·L~(-1)铝(Al)处理显著降低水稻根系和地上部干质量,增加根尖Al含量和细胞壁果胶、半纤维素1以及半纤维素2含量,且红良优166的变化幅度大于菲优多系1号。IP+Al处理下菲优多系1号与红良优166的根系干质量分别比Al处理增加27.7%和12.3%,根尖Al的含量分别降低15.6%和33.3%,果胶含量减少了22.6%和29.9%,半纤维素1和半纤维素2的含量也显著降低,而根表Fe含量增加434.5%和265.5%。表明根表铁膜形成降低了根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,减轻铝毒对水稻生长的抑制。与IP+Al处理相比,加磷处理进一步降低根尖细胞壁的果胶、半纤维素1和半纤维素2的含量,当浓度达30 mg·L~(-1)时根伸长受抑程度明显减轻,菲优多系1号的根尖Al含量显著降低。说明磷作用于覆铁膜水稻时,磷诱导水稻根系果胶和半纤维素1、半纤维素2含量降低,进而减少了Al在根尖的积累,缓解铝毒带来的损伤。研究表明外源磷能够强化覆铁膜水稻对铝毒的缓解效应,为提高细胞壁的耐铝作用提供了依据。     

越橘幼苗对铅、镉胁迫的响应分析

以二年生越橘"圣云"幼苗为试验材料,探讨重金属铅和镉胁迫下越橘不同器官的响应特性。结果表明:在铅处理下,越橘根系中铅的含量大于茎和叶,当铅质量分数<60 mg/kg时,茎中铅的含量大于叶片,而当铅处理浓度高于此值时,则叶片中铅的含量大于茎;在镉处理下,越橘不同器官中镉含量排列顺序为根>茎>叶;越橘茎部和叶片对镉的富集能力大于其对铅的富集能力;2种重金属处理的幼苗生物量分析结果表明:随着土壤中重金属铅、镉浓度的升高,植株生物量指标均呈现下降的趋势,且同浓度处理条件下,铅胁迫对应的幼苗下降幅度大于镉。     

三叶草对重金属镉的富集特性研究

研究了不同质量浓度镉胁迫下三叶草对重金属的富集特性.结果表明,在试验所设定的镉质量浓度范围内,三叶草的根、茎、叶各部均未出现明显的镉毒害症状,说明三叶草对镉胁迫有一定的耐受性.在不同质量浓度镉胁迫下,三叶草根、茎、叶各部的镉含量均出现了不同程度的变化,不论是地上部分或是地下部分,其富集系数均随着镉质量浓度的增加呈现下降...     

叶面喷施2，3-二巯基丁二酸降低水稻幼苗茎叶镉含量的机制

为探寻叶面喷施2，3-二巯基丁二酸（DMSA）降低水稻幼苗茎叶镉含量的潜在机制，在人工气候室内，采用水培实验方法研究了镉在幼苗不同部位的累积情况及喷施DMSA对镉胁迫的影响。结果表明：随着DMSA喷施浓度增加，茎基镉含量呈显著增加趋势，当DMSA喷施浓度达到1.0 mmol·L^-1时茎基镉含量与对照（不喷施DMSA）处理相比显著增加57.3%，同时镉由茎基向地上部的转移效率降低52.7%。在此基础上，探寻了镉在茎基细胞中的赋存形态及镉的亚细胞分布情况，结果表明茎基中难溶态镉含量与对照处理相比显著增加了80.8%，细胞壁中镉含量达到对照处理的2.1倍。进一步对细胞壁各组分镉含量进行测定发现，果胶组分中镉含量随着DMSA喷施浓度增加呈现出显著升高趋势，与对照处理相比最高增加99.5%。此外，喷施DMSA后茎基中总植物螯合素（PCs）和谷胱甘肽（GSH）含量均呈现出显著增加趋势，最高分别达到对照处理组的2.2倍和3.1倍。喷施DMSA显著缓解了镉胁迫，幼苗地上部超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别升至对照处理的3.0倍和2.7倍，荧光标记试验表明叶片中过氧化氢含量随DMSA喷施浓度增加呈现显著降低趋势。研究表明，喷施DMSA显著增加了水稻幼苗茎基巯基化合物含量，从而提高了对镉的拦截能力，降低了镉由茎基向幼苗地上部转运效率，使水稻幼苗地上部镉含量显著降低，同时喷施DMSA还可显著缓解幼苗镉胁迫。     

低氮条件下油菜根系伸长与细胞壁组分的变化

以甘蓝型油菜‘中双 11’为材料,设置低氮 LN(0.3 mmol/L NO₃^–)和高氮 HN(6.0 mmol/L NO₃^–)水平,通过营养液培养试验, 探究低氮对油菜根尖细胞伸长分裂过程和细胞壁组分的影响。试验结果表明：低氮处理诱导了油菜根系的伸长,根表面积和根体积的增加, 根冠比和氮生理利用效率均显著高于高氮处理;低氮处理提高了油菜根尖伸长区细胞分裂素含量及成熟区生长素的含量,诱导了伸长区细胞分裂和成熟区细胞伸长;对细胞壁主要组分(果胶、纤维素、半纤维素和木质素)进行定量分析,发现低氮处理显著提高了油菜根系细胞壁中果胶和纤维素的含量,但不同氮水平处理的油菜根细胞壁中半纤维素、木质素含量无显著差异;转录组分析结果表明,果胶含量的增加主要是由于低氮抑制了果胶降解酶相关基因的表达,而纤维素含量的提高主要是因为纤维素合成的增加和降解的减少,同时低氮胁迫下膨胀素相关基因的表达上调也说明低氮促进了细胞壁的松弛,有利于细胞的膨大和分裂。     

类芦根细胞壁对铅的吸附固定机制

为探究类芦对Pb的耐性机制,采用对根细胞壁化学改性处理,测定Pb吸附动力学。结果表明,通过酯化改性去除部分羟基官能团后的根细胞壁对Pb~(2+)的吸附量相对降低了68.1%,其次为通过果胶酶改性去除部分果胶和通过甲基化改性去除部分氨基后的细胞壁,对Pb2+的吸附量相对降低48.9%与41.1%。利用傅里叶红外光谱分析,再结合FTIR图可得出,果胶提供的羟基基团、纤维素和半纤维素提供的羧基基团以及细胞壁蛋白提供的氨基官能团都是类芦固定Pb~(2+)的重要位点。研究表明,细胞壁组分中的羟基、羧基和氨基可以提供Pb结合位点,特别是羟基官能团可以使细胞壁对Pb具有较高的吸附固定能力,这也是类芦能够抵御Pb胁迫的一种重要机制。     

水淹条件下秋华柳对Cd污染土壤化学性质的影响

为探究秋华柳(Salix variegata Franch.)在消落带水淹环境中对Cd污染土壤化学性质的影响,设置无镉处理组(Cd0)和镉浓度为2mg/kg的镉处理组(Cd2),水分设置为正常供水组及土壤表面以上5cm水淹组,所有处理组包括秋华柳种植组和无植物组.结果表明:1)秋华柳种植及水分处理均显著降低了土壤的pH值,使土壤酸碱度趋向于中性.2)所有处理及其交互作用未对土壤有机质质量分数表现出显著影响.3)秋华柳种植、水分处理及其交互作用极显著影响了土壤全氮质量分数;植物处理以及植物与Cd的交互作用显著影响土壤全磷质量分数;土壤全钾质量分数受到Cd处理、植物与水分以及水分与Cd处理之间交互作用的影响显著.水淹条件下种植秋华柳后,其土壤全氮质量分数为正常供水条件下裸地的79%;在Cd污染环境中,种植秋华柳使土壤全磷质量分数降低了15%,水分与植物的联合处理使全钾质量分数降低21%.4)与裸地正常供水组相比,水淹条件下秋华柳种植显著提高了土壤碱解氮质量分数;土壤速效磷质量分数仅受到Cd处理的影响,植物和水分处理未对土壤速效磷质量分数形成显著性影响;在无Cd环境中,与正常供水土壤相比,水淹显著降低了土壤速效磷的质量分数.研究表明,水淹条件下,秋华柳的种植显著降低土壤pH值,将对土壤中Cd离子形态产生明显影响,有利于植物对Cd的吸收.土壤营养元素的潜在供应能力有所降低,供应容量与供应强度随元素种类的变化以及外界环境的影响而表现出一定的差异性.因此,建议在秋华柳修复消落带Cd污染土壤的过程中,严格监控土壤中营养元素的质量分数,在必要的时候可在每年退水期适当施肥以促进秋华柳的生长,从而保证更好的植物修复效果.     

基于细胞壁吸附固定特性的小飞蓬耐Cd机制研究

为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进行了研究。扫描电镜结果显示,Cd胁迫下小飞蓬根、叶组织结构排列不规则,并出现晶体堵塞导管的现象,皮层组织是小飞蓬吸附固定Cd的重要部位;经酯化改性、氨基甲基化改性和果胶酶改性后,吸附动力学试验表明根细胞壁对Cd的累积吸附量分别相对降低了49.1%、38.5%和26.1%,叶细胞壁分别相对降低了39.47%、20.14%和30.23%。根细胞壁上的羧基和氨基在Cd吸附中的贡献作用较大,而叶细胞壁上的羧基和果胶在Cd吸附中的作用较明显。利用FTIR表征了小飞蓬根、叶细胞壁上Cd吸附位点的官能团信息后表明,在小飞蓬根、叶细胞壁吸附Cd的过程中,羟基、羧基和氨基是Cd的主要结合位点。其中,果胶为Cd的结合提供羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cd的结合提供羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点。由此可见,细胞壁各组分中的羟基、羧基和氨基提供Cd结合位点,使细胞壁对Cd具有较高的吸附固定能力,是小飞蓬耐Cd的一种重要机制。     

作物根系镉滞留作用及其生理生化机制

一定程度的镉胁迫严重影响了作物的生长发育和农产品的产量及品质。文中全面综述了重金属镉胁迫对作物和人类的危害,以及镉在作物体内的吸收、转运和积累特征及其相关的主要调控基因和功能。简要概述了作物抗镉耐镉机制,重点讨论了其中的根系镉滞留作用的生理和生化机制。重金属镉主要通过根部吸收进入植株,在根中,Cd~(2+)首先进入由细胞间隙、细胞壁微孔以及细胞壁到质膜之间的空隙等构成的"自由空间",然后通过主动或被动吸收跨膜进入胞质,再经共质体或质外体途径运输到木质部导管中。水稻等作物主要通过下列途径来适应镉胁迫:细胞壁的滞留作用、原生质体的螯合作用、液泡的区室化作用、逆境蛋白和脯氨酸的积累、抗氧化酶系统活性的提高、根系的滞留作用。根系镉滞留作用作为一种重要的抗耐镉毒害的方式,在调控作物对镉的吸收、转运和分配积累,阻碍镉进入植株地上部和原生质体,减少镉对作物自身生长发育及农产品产量和品质的影响等方面起着非常重要的作用。主要包括根茎间低转运量导致的镉滞留、根系细胞壁滞留和液泡滞留。(1)根茎间低转运量导致的镉滞留。该种滞留作用主要受到根系木质部的镉装载能力和镉长距离运输载体——植物螯合肽(PCs)含量的影响;它们主要受到质膜上跨膜离子转运蛋白HMA2和HMA4以及细胞中的PCs合成酶及其相应基因(如HMA2、HMA4、PCs1等)的调控。这些蛋白和基因对木质部的镉滞留起到负调控作用。(2)细胞壁滞留作用。根系细胞壁滞留发生在质外体部分(包括细胞壁和胞间层),主要与质外体的组成成分和结构相关,其中起关键作用的是果胶多糖,半纤维素也起到一定作用。根据果胶和半纤维素滞留镉的作用方式的不同,细胞壁滞留作用可分为物理滞留和化学滞留。物理滞留主要与细胞壁的孔隙度和厚度有关,此二者均受到细胞壁果胶含量和果胶甲酯酶PME活性的影响。而化学滞留则是由半纤维素和低酯化果胶上的带负电荷基团,如-COO-等,与Cd2+发生静电结合作用所致。它们会受到PME14和XCD1等基因的调控。(3)液泡滞留作用。液泡滞留作用与细胞质和液泡中的PCs以及液泡膜上的转运蛋白密切相关,其对镉的滞留能力大小受到液泡分隔容量大小(VSC)的限制。在液泡的镉滞留中,不同分子量大小的PCs起到了重要作用,它们参与了胞质中镉的螯合、胞质与液泡间镉的转移及最终液泡中镉的沉积。而液泡膜上的转运蛋白则负责将胞质溶液中的低分子量PC-Cd复合物通过主动运输转移到液泡内,使镉被隔离在活跃生理区之外。作物根系中,这三种重金属滞留机制先后联合作用,降低了镉向原生质体和地上部的转移,从而减轻了镉对地上部的毒害,降低了籽实等收获器官中的镉含量。然而,由于木质部中PC-Cd占总镉比例以及细胞壁电荷总量和液泡VSC大小的有限性,从而使得根系镉滞留作用的强度和效果都存在着一定的限度。     

中华蚊母对反季节完全水淹的生理响应

通过模拟三峡水库运行方案,在实验室内将中华蚊母完全水淹30d,分析水淹对其叶片光合色素、丙二醛(MDA)含量以及根系生物量和非结构性碳水化合物含量的影响,以期揭示中华蚊母在三峡库区新消落带的适应机制。结果表明:中华蚊母经完全水淹30d后,其叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量分别比正常控水组处理(对照)显著降低41.78%、41.18%、41.62%、47.06%(P<0.05);根系生物量、可溶性糖含量分别比对照显著降低64.16%、41.41%(P<0.05);但叶片MDA含量和根系淀粉含量则分别比对照显著增加37.93%、145.54%(P<0.05)。完全水淹破坏了中华蚊母叶片结构,限制了其生物量积累,消耗了根部能源物质。     

芍药不同品种发育过程中花茎细胞壁成分变化

花茎挺直是评判芍药切花品质的重要标准之一,但目前影响芍药花茎直立性的因素尚不完全清楚。为明确直立性不同的芍药品种发育过程中花茎细胞壁成分的变化差异,利用花枝夹角指标将6个品种划分为3个直立等级,将现蕾期到花朵盛开的过程划分成S1~S5共5个阶段,观测不同直立等级品种花茎弯曲发生的关键时期及其5个发育阶段细胞壁组分的动态变化。结果表明,切花品种东方少女和杨妃出浴直立性最好,迟粉等3个品种花茎自S2时期起随发育逐渐变弯,晴雯自S4时期起迅速下垂。比较一致的规律是,3个直立等级的品种木质素含量随发育进程均呈升高趋势,水溶性果胶含量自S2时期起呈下降趋势。相关性分析表明,在发育前期花茎直立性和木质素含量极显著正相关;发育中期花茎直立性和木质素含量极显著正相关,和原果胶含量显著负相关;发育后期花茎直立性和半纤维素含量、木质素含量极显著正相关,和水溶性果胶含量显著负相关。研究为切花芍药品种的选育和栽培调控提供了理论依据。     

三峡水库消落区生态环境现状及生物治理技术

三峡水库消落区具有水淹时间长、消落幅度大、水位涨落节律逆反自然枯洪规律及面积大、生境类型复杂等特点。从三峡水库消落区目前所面临的生态环境问题出发,总结了国内外关于库区生态环境问题及生物治理的研究进展,提出了三峡水库消落区的生物治理方案。     

枫杨幼苗对土壤水分"湿-干"交替变化光合及叶绿素荧光的响应

以盆栽1年生枫杨幼苗为实验材料,通过人工设置土壤水分来模拟三峡库区消落带不同土壤水分对枫杨幼苗的光合参数、光合色素含量、叶绿素荧光特性等的影响.试验设置4个处理组,分别为常规供水、常规供水-轻度干旱-复水、水淹、水淹-轻度干旱-复水,3个处理期分别为前期(0-33 d)、中期(34-63 d)、后期(64-78 d).结果表明,不同的水分处理显著地影响了枫杨幼苗“表观性”的气体交换、光合色素含量和水分利用效率等特性,但相较而言对枫杨幼苗“内在性”的叶绿素荧光特性影响较小,且影响的结果和程度因处理组和指标而异.78 d时,除胞间CO2浓度(Gi)、叶绿素a/叶绿素b、光化学猝灭值(qP)和非光化学淬灭值(qN)外,水淹组(FL组)的各项指标在4个处理组中都为最低值;“湿-干”交替组(FD组)的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)及总叶绿素含量则表现出先降低复水后显著增加的趋势;DR组的变化趋势与FD组类似,但变化的幅度较FD组小.研究发现,枫杨幼苗面对不同水分状况呈现出了一定的敏感特性,但随着胁迫时间的延长其无论是从光合、水分利用还是叶绿素荧光特性方面都表现出积极的响应,较能适应干旱、水淹、“湿-干”交替等多种环境胁迫,且在胁迫解除后能够迅速恢复生长,可以考虑用于三峡库区消落带的植被重建.     

典型耐淹植物主茎死亡特征对水压的响应

陆生植物遭受水淹胁迫,特别是大型水库修建导致的长时间、大深度的水淹,不仅导致光照、溶氧及CO2浓度等环境因子发生显著变化,也导致植物所承受的压力发生明显变化,但是目前关于水压对陆生植物影响的研究鲜见报道.以长江三峡水库消落区典型陆生耐淹植物狗牙根、牛鞭草及瘦瘠野古草为研究对象,进行变量控制实验设计,探究了水压对典型耐淹植物主茎死亡特征的影响.结果表明:1)水压对典型耐淹植株主茎的死亡过程有着显著的促进作用(即表现为正效应);2)不同种类(或耐淹能力不同)的植株在抵抗水压胁迫时,其主茎死亡过程表现出显著差异,并且随着水淹深度的增加继而水压亦增加,这种差异表现得越来越明显.通过本研究,有助于了解陆生植物对水淹环境下水压胁迫的响应机制,并且丰富和发展了关于陆生植物对水淹逆境的响应及适应机制研究的理论和方法.     

狗牙根与牛鞭草在三峡库区消落带水淹结束后的抗氧化酶活力

三峡水库周期性水淹结束后,消落带植物积极恢复生长的能力有利于其生存和定居,因此,探究影响植物恢复生长的关键生理生态机制对于消落带生态治理具有重要意义。采用野外采样、对比测定的手段,研究了生长于三峡水库消落带的狗牙根和牛鞭草根系在冬季水淹结束后清除活性氧(ROS)的关键酶活力恢复动态。结果表明:与对照相比,经历水淹的植物恢复初期发生明显氧化胁迫,超氧化歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)均维持了水淹诱导增加的活力水平。两个物种的过氧化氢酶(CAT)在水淹中活力均较低;出露之后后狗牙根CAT趋向于对照水平,牛鞭草CAT活力迅速上升但未到显著水平。水淹结束后24 d各个酶活力均回复到对照水平,表明氧化胁迫已基本消失。消落带位点植物不同酶活力之间表现出显著的相关关系,这可能是植株维持ROS代谢内稳态的表现。