铅、锌、镉单一及复合胁迫对多年生黑麦草生长及生理特性的影响

【目的】探究铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）单一及复合污染对多年生黑麦草生长和生理特性的影响,为检验多年生黑麦草对土壤重金属污染的抗性能力提供科学依据。【方法】采用沙培法,研究CK（不加任何重金属盐）、Pb、Zn、Cd单一及复合胁迫对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、生物量及光合色素含量、脯氨酸（Pro）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、可溶性糖（SS）和丙二醛（MDA）等生理指标的影响,利用隶属函数对生长和生理指标进行综合评价。【结果】Pb-Zn-Cd处理对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量、根冠比、POD活性和SOD活性影响最大,其中株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量和根冠比较CK分别下降61.9%、35.9%、66.5%、72.1%、92.8%、94.2%和20.1%,POD和SOD活性较CK分别增加64.6%和3.8倍。Zn处理对多年生黑麦草的叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素总量和光合色素总量的影响最大,较CK分别显著下降28.6%、31.9%、20.6%和22.9%（P<0.05,下同）,而对叶绿素b含量抑制最大的是Cd处理,其次是Pb-Zn-Cd处理,较CK分别下降20.3%和20.0%;所有重金属处理均使多年生黑麦草Pro含量显著增加;SS和MDA含量受Zn-Cd处理抑制最明显,较CK分别显著增加56.4%和7.0倍;复合胁迫对多年生黑麦草各指标的影响存在交互作用。通过隶属函数综合评价可知多年生黑麦草对各处理的耐受性为:Zn > CK > Cd > Zn-Cd > Pb-Zn > Pb > Pb-Cd > Pb-Zn-Cd。【结论】多年生黑麦草对Zn胁迫存在一定的耐受性,而对Pb-Zn-Cd复合胁迫的耐受性最差。     

铅、镉及其复合胁迫对大豆幼苗生理生化特性的影响

通过水培试验,研究了重金属铅(Pb)、镉(Cd)单一及其复合胁迫对大豆幼苗生理生化特性的影响。结果表明,随着铅、镉单一及复合胁迫浓度的升高,大豆幼苗叶绿素含量以及叶绿素a/b比值明显下降,细胞膜透性明显增大,根系活力受到抑制,但低浓度铅对根系活力具有轻微的促进作用。铅、镉复合胁迫对大豆幼苗的毒害作用高于单一胁迫,镉胁迫的毒害作用强于铅的胁迫。     

镉、锌胁迫对黑麦草种子萌发及幼苗生长特性的影响

通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd (5、10、50、100、150mg·kg-1)、Zn (50、100、400、600、800mg·kg-1)对黑麦草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在Cd、Zn胁迫下,黑麦草的发芽和生长指标均受到抑制作用,与重金属浓度呈负相关;黑麦草的发芽率和发芽势均在Cd浓度50、100、150mg·kg-1及Zn浓度400、600、800mg·kg-1的处理中表现出较强差异;芽长和根长均在Cd浓度150mg·kg-1、Zn浓度800mg·kg-1的处理中受到显著抑制;地上部和根系的生物量较对照下降,分别在Cd浓度50、100 mg·kg-1及Zn浓度600、800mg·kg-1时受到最强抑制作用。总体来看,黑麦草对重金属Cd、Zn具有一定的耐受性。     

重金属镉、铅对多年生黑麦草细胞内几种抗氧化酶基因表达的影响

重金属胁迫作为逆境条件之一对植物抗逆境代谢基因表达影响状况是筛选污染环境治理时草被植物的主要依据.本文利用Northern印记杂交技术,对重金属离子处理后多年生黑麦草幼苗内的几种抗氧化酶基因表达的ploy(A)+mRNA进行分析.初步研究结果表明,镉、铅离子胁迫处理对幼苗根系内超氧化物酶基因(Mn-sod)、过氧化氢酶基因(Cat)、抗坏血酸过氧化物酶基因(Apx)、谷胱甘肽过氧化物酶基因(Gpx)的表达产生不同影响,这与上述基因编码的相应代谢酶在抗逆代谢中的作用有一定关系.由于镉离子胁迫时产生的活性氧物质远大于铅离子胁迫,不同离子处理后上述基因表达情况出现一些差异.其中,Mn-sod在镉胁迫4 h内被快速诱导、而铅胁迫后12 h该基因表达量才达到相近的表达强度;Cat表达量在镉胁迫8 h后达到较高值且持续增加,而铅胁迫后12h内仍然较低,24 h时达到与镉胁迫相近的表达强度;两种金属离子对Gpx表达的影响相似,但镉离子诱导的基因表达强度要远大于铅离子;铅离子胁迫4 h后Apx表达强度开始持续增加,但镉胁迫对Apx表达影响可能因试验误差造成降低的结果(有必要做进一步重复研究).可见,重金属胁迫与其他逆境胁迫一样对植物逆境适应代谢,以及相关基因的表达均产生积极影响,在植物抗逆代谢研究中应该引起足够重视.     

铅、镉和锌胁迫对荷花生理生化的影响

采用盆栽法研究荷花(Nelumbo nucifera Gaertn.)在Pb2+,Cd2+,Zn2+胁迫下,不同质量浓度处理对其生理生化特性的影响.结果表明,随着Cd2+,Zn2+质量浓度的增加,荷花叶片中的叶绿素含量呈现先升后降的趋势,而Pb2+处理下随着质量浓度的增加荷叶叶绿素下降较快,但随后又上升.3 种重金属对叶绿素a含量的影响远远大于对叶绿素b含量的影响.在Pb2+,Cd2+,Zn2+胁迫下,随着质量浓度的增加荷叶的相对电导率也是呈现先上升后下降的趋势,分别在400,15和240 mg·kg-1时,相对电导率达到最高值,分别比对照高41.8%,46.6%和65.2%,之后变化趋势缓慢且有所下降;MDA含量随着质量浓度的增大而持续升高达到显著水平,最高值分别出现在400,30和240 mg·kg-1处,分别比对照高32.6%,68.0%和54.9%;随着Pb2+,Cd2+,Zn2+质量浓度的增加,溶性蛋白含量呈现先升高后下降的走势,在200,15和240 mg·kg-1,处达到最高值,分别比对照高88.2%,222.4%和106.5%;随着Pb2+,Cd2+,Zn2+胁迫质量浓度的增加,SOD,POD,CAT等保护酶的活性总体呈上升的趋势,在高质量浓度Zn2+,Pb2+处理下,SOD上升趋势减缓,在高质量浓度Zn2+处理下,CAT活性有所下降,但仍然处在较高水平.在Pb2+,Cd2+,Zn2+胁迫下,保护酶活性增强并保持较高水平,说明荷花有抵抗3种重金属污染的潜在能力.     

铅·镉单一及复合胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响

通过水培试验,研究重金属铅、镉单一及复合胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响。结果表明,随着胁迫浓度升高,玉米幼苗叶绿素含量和叶绿素a/b比值均明显下降,丙二醛(MDA)含量均升高,细胞膜透性均明显增大,根系活力受到抑制;Pb、Cd复合胁迫对玉米幼苗的毒害作用高于单一胁迫;Cd胁迫的毒害作用强于Pb胁迫。     

镉胁迫对玉米生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度镉胁迫对玉米生理生化特性的影响。结果表明，随镉浓度升高，叶片的膜脂过氧化作用加剧，质膜透性升高。就整个生育时期而言，各处理叶片可溶性糖含量表现为拔节期含量高，开花期含量下降，蜡熟期含量又有所升高（CH除外）。3种浓度镉胁迫的可溶性蛋白含量与对照比达到1％显著水平，低、中、高浓度的镉处理都使脯氨酸含量明显升高，SOD活性随处理浓度升高而上升，CAT活性随处理浓度升高而下降，POD活性变化不规律。     

镉胁迫对一年生黑麦草生理生化特性的影响

通过盆栽试验,研究不同浓度镉(0、50、100、200、300 mg/kg)胁迫对一年生黑麦草(Tagetes patula L.)成年植株叶绿素和丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性的影响。结果表明:低浓度镉(50mg/kg)胁迫叶绿素含量略有减少,但随着胁迫浓度的升高,叶绿素含量与对照显著减少;MDA含量随着镉胁迫浓度增加呈现先降后升的变化趋势,300mg/kg时达到最高值;SOD、CAT、POD活性随镉浓度升高,均表现出先升后降的变化趋势。可见,一年生黑麦草对重金属镉具有一定的耐受性,为植物重金属修复方面提供参考。     

镉胁迫对玉米生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度镉胁迫对玉米生理生化特性的影响。结果表明,随镉浓度升高,叶片的膜脂过氧化作用加剧,质膜透性升高。就整个生育时期而言,各处理叶片可溶性糖含量表现为拔节期含量高,开花期含量下降,蜡熟期含量又有所升高(CH除外)。3种浓度镉胁迫的可溶性蛋白含量与对照比达到1%显著水平,低、中、高浓度的镉处理都使脯氨酸含量明显升高,SOD活性随处理浓度升高而上升,CAT活性随处理浓度升高而下降,POD活性变化不规律。     

镉、铅及其复合污染对辣椒生理生化特性的影响

通过水培试验,研究了重金属镉(Cd)、铅(Pb)的单一及复合污染对辣椒生理生化特性的影响。结果表明,在Cd、Pb单一及复合污染条件下,随着Cd、Pb浓度的升高,辣椒生长受到明显抑制,生物量、株高明显下降,硝酸还原酶(NR)活性、根系活力、叶绿素含量以及叶绿素a／b显著下降,叶片细胞膜透性(CMP)显著升高;其中,在Cd、Pb单一污染条件下,硝酸还原酶(NR)活性、根系活力、叶绿素含量、叶片细胞膜透性(CMP)分别与Cd、Pb浓度呈显著或极显著的线性相关关系,Cd对辣椒的毒害作用强于Pb;Cd、Pb复合污染对辣椒NR活性的影响始终比单一污染强,而对CMP、根系活力、叶绿素含量的影响则比较复杂,先是略弱于Cd单一污染,而后随着浓度升高,又强于Cd单一污染,始终强于Pb单一污染。     

植物生长调节剂对黑麦草生长特性的影响

探讨了3种植物生长调节剂烯效唑、缩节胺和防落素对黑麦草生长特性的影响。结果表明:单独喷施烯效唑(50mg/L)和缩节胺(300mg/L)均能显著延缓黑麦草生长,矮化其株高,增加根冠比,提高叶绿素含量,其中50mg/L烯效唑的处理效果比较显著;烯效唑、缩节胺和不同浓度的防落素(50mg/L和100mg/L)混合喷施,只有烯效唑的复合使用能显著提高叶绿素含量,对改善黑麦草坪用性状的作用较好。     

矮必施对多年生黑麦草主要生长特性的影响

采用4种不同浓度的矮必施叶面喷施多年生黑麦草,通过对施药后多年生黑麦草的株高、地下生物量、叶绿素含量等各项生物学指标的观测。结果表明：喷施用量为2000mg／kg的矮必施在抑制黑麦草的生长、增加分蘖数、促进地下根系的生长、提高叶绿素的含量、提高草坪质量方面具有显著效果,但当施用量达到2500mg／kg时会对黑麦草产生过度抑制作用。     

重金属铅镉胁迫对芋生长发育和产量的影响

采用盆栽试验研究了0（对照）,500、1 000、1 500、2 000 mg·kg^-1和2 500 mg·kg^-1 6个浓度的铅（Pb）与0（对照）、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·kg^-1和2.5 mg·kg^-1 6个浓度的镉（Cd）溶液分别处理土壤对芋生长发育和产量的影响。结果表明,Pb胁迫抑制芋植株的生长,株高最大低于对照25.3%,对芋叶长、叶宽的影响不显著;而Cd浓度在1.0 mg·kg^-1以上显著促进了植株的生长,株高最大高于对照42.1%,最大叶长高于对照60.1%,最大叶宽高于对照60.9%。在1 000 mg·kg^-1和1 500 mg·kg^-1 Pb胁迫下,叶绿素含量显著高于对照,浓度大于1.0 mg·kg^-1时Cd胁迫显著高于对照;Pb胁迫MDA含量同比对照显著增加,最大增加了60.8%,Cd胁迫仅在1.0 mg·kg^-1显著高于对照45.4%。Pb胁迫可溶性糖含量先升后降,1 000 mg·kg^-1时显著高于对照40.6%,Cd胁迫时呈上升趋势,最大高于对照33.5%;Pb胁迫可溶性蛋白呈上升趋势,最大高于对照144.0%,Cd胁迫时先上升后下降,1.5 mg·kg^-1时显著高于对照37.0%;Pb、Cd胁迫均使SOD活性下降,最大下降幅度分别为37.8%和60.0%,使POD和CAT活性增强,POD最大增强幅度分别为119%和78.7%,CAT最大增强幅度分别为298.5%和65.5%。Pb或Cd胁迫均导致芋产量明显下降,最大下降分别为53.6%和56.5%。     

纳米银对黑麦草生长特性的影响

利用土壤盆栽试验,以硝酸银作对照,探讨了纳米银对黑麦草生长特性的影响。结果表明,纳米银和硝酸银对植株根系的抑制作用均大于对地上部的抑制作用,银浓度为20 mg·kg-1的纳米银与硝酸银处理根冠比最大,分别为2.43、2.33,说明低浓度银对植物生长有促进作用。当纳米银浓度大于20 mg·kg-1时,随浓度增加黑麦草生物量下降,根系长度减小,平均直径增加,根尖数减少,并且纳米银对黑麦草根系生态学特性的抑制作用强于同浓度普通银离子,说明纳米银对植物毒害的机理不只是因为纳米银能转化为离子态银,还与其粒径小、比表面活性高等纳米特性有关。     

丁草胺对不同秧苗素质水稻生理生化特性的影响

通过盆栽试验,探讨了丁草胺对不同秧苗素质水稻生理生化指标的影响.丁草胺处理后叶片的光合作用速率、叶绿素含量和根系活力下降,而GSH含量和SOD活性上升.水稻弱苗对丁草胺的敏感性高于壮苗.     

模拟酸雨和铝添加对茶树生长及生理生化特性的影响

以茶树(Camellia sinensis)种子实生苗为材料,研究了模拟酸雨和铝添加对茶树生物量、抗氧化酶及一些抗性指标的影响.结果表明,适量的铝和适度的酸雨有利于茶树生物量的积累,较高的铝和较高酸度酸雨不利于茶树生物量的积累.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)先增加后下降.随着酸雨强度的增加,SOD、POD、CAT和APX总体上增加,在较低浓度铝处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的增加,存较高铝浓度(30 mg/L)处理下,酸雨加剧SOD、POD、CAT和APX的下降.10 mg/L铝浓度处理茶树叶片超氧阴离子产生速率(O2-)和丙二醛(MDA)含量与无铝处理的相比没有明显差异,随着铝处理浓度的增加其O2-产生速率和MDA含量增加.酸雨强度对茶树叶片O2-产生速率和MDA含量没有明显影响.酸雨加剧铝引起茶树叶片O2-产生速率和MDA积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片脯氨酸含量增加.而酸雨单独作用对脯氨酸含量没有明显影响,但酸雨加剧铝对茶树叶片脯氨酸积累的增加.随着铝处理浓度的增加,茶树叶片可溶性糖含量先增加后下降.pH 3.0的酸雨明显提高茶树叶片可溶性糖含量.结果表明,茶树可通过提高抗氧化酶活性和一些渗透调节物质(脯氨酸和可溶性糖)增强对酸雨和低浓度铝的适应性和耐受能力.高浓度的铝(30 mg/L)损伤茶树抗氧化系统,减少一些抗性物质的合成,影响其生长,而酸雨加剧高铝对茶树的伤害.     

Cu~(2+)、Hg~(2+)及其混合胁迫对阿根廷蜈蚣草生理的影响

为寻求水环境中重金属监测的指示植物应用于生产,通过离子溶液浸泡试验,研究Cu~(2+)、Hg~(2+)及其混合胁迫对高等水生沉水植物阿根廷蜈蚣草可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量和MDA(丙二醛)含量、CAT(过氧化氢酶)活性等生理生化指标的影响。结果表明:1)可溶性蛋白质和可溶性糖含量随胁迫强度的增加而持续下降,当Cu~(2+)、Cu~(2+)+Hg~(2+)混合处理浓度≤1 mg/L时,可溶性蛋白质含量上升;2)MDA含量与受胁迫强度呈正相关关系;3)在胁迫处理24h内,CAT活性逐渐升高,而后随时间延长活性下降,直至出现抑制现象;4)同浓度处理对阿根廷蜈蚣草生理胁迫强度为Cu~(2+)Hg~(2+)Cu~(2+)+Hg~(2+)。     

硅酸钠对重金属污染土壤性质和水稻吸收Cd Pb Zn的影响

通过盆栽试验研究了Cd-Pb-Zn复合污染土壤(pH6.02,DTPA-Cd、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别为3.70、650.6、147.9mg·kg-1)中施用硅酸钠对水稻吸收Cd、Pb和Zn的影响。结果表明,硅酸钠明显提高了分蘖期和成熟期土壤pH值,土壤DTPA-Pb分别降低40.34%~43.26%(分蘖期)、10.99%~18.14%(成熟期),土壤DTPA-Zn分别降低43.91%~58.92%(分蘖期)、4.16%~28.41%(成熟期),分蘖期土壤DTPA-Cd也显著降低,但成熟期土壤有效Cd反高于对照。硅酸钠使糙米Pb、Zn含量分别降低了20%~83%和6%~13%,但使糙米Cd含量增加了16%~145%。转移系数的测定表明,施用硅酸钠使分蘖期从根到茎、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Pb的转移系数最多分别降低67%、70%和80%;使分蘖期从根到茎,成熟期从根到茎、叶到糙米Zn的转移系数最多分别降低60%、54.90%和59.38%;但使分蘖期从茎到叶、成熟期从茎到糙米、叶到糙米Cd的转移系数最多分别增加54.14%、64.29%和90.24%。以上结果表明,硅酸钠降低了土壤Pb、Zn的有效性和Pb从根到茎(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移及Zn从根到茎(分蘖期)、从根到茎成熟期和从叶到糙米(成熟期)的转移,但提高了成熟期土壤Cd的有效性,促进了Cd从茎到叶(分蘖期)、从茎和叶到糙米(成熟期)的转移。     

镉胁迫对玉米生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度镉胁迫对玉米生理生化特性的影响.结果表明,随镉浓度升高,叶片的膜脂过氧化作用加剧,质膜透性升高.就整个生育时期而言,各处理叶片可溶性糖含量表现为拔节期含量高,开花期含量下降,蜡熟期含量又有所升高(CH除外).3种浓度镉胁迫的可溶性蛋白含量与对照比达到1%显著水平,低、中、高浓度的镉处理都使脯氨酸含量明显升高,SOD活性随处理浓度升高而上升,CAT活性随处理浓度升高而下降,POD活性变化不规律.