外源茉莉酸甲酯对镉污染下草地早熟禾种子萌发及幼苗生长的影响

为探究外源缓解剂对草坪草修复镉（Cd）污染土壤效果的影响。本研究以镉为污染物,草地早熟禾（Poa pratensis）作为修复草种,茉莉酸甲酯（MeJA）为外源缓解剂,设定培养皿和土壤作为培养环境,对草地早熟禾种子萌发、植物体内镉含量和土壤镉含量进行分析。结果表明：发芽实验中,MeJA浓度为50 μmol·L^-1时,与单一镉处理相比,发芽率、活力指数分别增加117.39%和492.63%;75 μmol·L^-1的MeJA处理较单一镉处理,转移系数和溶液中镉含量分别增加63.33%和23.10%。土壤培养环境中,施用浓度为75 μmol·L^-1的MeJA后,较单独镉胁迫,转移系数和根系镉含量分别增加了62.07%和32.45%,富集系数上升97.80%,土壤镉含量最低点出现在MeJA施用浓度为50 μmol·L^-1时,较单一镉处理下降23.28%。说明适宜浓度的MeJA可缓解镉对草地早熟禾的损害,提升草地早熟禾对土壤中镉离子的吸附能力。     

硅对镉胁迫下不同狼尾草属牧草生理代谢的影响

采用盆栽试验法,研究外源硅添加（1.0,2.0,4.0 mmol·L^-1）对镉（20,40,80 mg·L^-1）胁迫下2种狼尾草生理代谢的影响。结果表明：外源添加4.0 mmol·L^-1的硅能显著降低高镉（80 mg·L^-1）胁迫下美洲狼尾草（Pennisetum americanum）和杂交狼尾草（Pennisetum americanum×P.purpureum）叶片中的丙二醛（MDA）和脯氨酸含量（P<0.05）,显著降低美洲狼尾草在所有镉处理下叶片的相对电导率（P<0.05）,能显著降低杂交狼尾草在镉浓度40、80 mg·L^-1下叶片的相对电导率（P<0.05）;加外源硅2.0 mmol·L^-1处理组显著降低高镉（80 mg·L^-1）胁迫下美洲狼尾草丙二醛（MDA）含量以及2种狼尾草脯氨酸含量;2种狼尾草随着镉浓度的增加,其SOD、POD活性呈现先增后减趋势,外源硅4.0 mmol·L^-1处理组提高了美洲狼尾草和杂家狼尾草在镉浓度80 mg·L^-1下超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性（P<0.05）,显著提高了杂交狼尾草在镉浓度40 mg·L^-1下POD活性（P<0.05）。表明硅可以增强2种狼尾草属牧草适应镉胁迫的能力,对2种狼尾草的生理代谢有缓解作用。     

不同基因型狗牙根耐镉及镉富集特性

狗牙根(Cynodon dactylon)作为我国南方重金属污染区的优势种,在污染土壤的修复过程中有巨大的应用潜力。本研究利用水培试验,分析了10个狗牙根基因型生长指标的变化、耐镉能力及镉吸收转运特征。结果表明,1.5mmol·L~(-1)镉胁迫条件下,狗牙根各基因型均表现出生长缓慢、叶片失绿、根系生长不良等受害症状。不同基因型的受害程度差异较大,其中,基因型WBD242、WBD245和WBD193的受害程度较轻。综合评价结果表明,这3个基因型对镉具有很强的耐受性,且其地上部积累的镉离子浓度分别高达119.0、177.0和124.2mg·kg~(-1),均高于超富集植物的标准(地上部分富集镉超过100mg·kg~(-1)),可用于高浓度镉污染土壤的植物修复;基因型WBD144和WBD147具有最高的转移系数,但是耐镉能力较弱,可用于轻度镉污染土壤的植物修复。研究结果为镉污染土壤的植物修复与植被重建提供了新的材料和理论基础。     

外源水杨酸对镉胁迫下小报春幼苗生长及生理特性的影响

为了探究叶面喷施外源水杨酸（Salicylic acid,SA）对小报春（Primula forbesii Franch.）镉（Cadmium,Cd）胁迫的缓解作用,本研究以小报春幼苗为试验材料,采用盆栽试验方法,在土壤Cd胁迫（150 mg·kg^-1）下,测定不同浓度（0,10,100,1 000 μmol·L^-1） SA处理下的小报春植株生长和生理特性指标。结果表明,低浓度SA （10,100 μmol·L^-1）能够使小报春株高、冠幅和地上部生物量增加,促进光合作用;低浓度SA能降低过氧化氢和丙二醛含量,提高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（Peroxidase,POD）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）活性,促进可溶性糖和可溶性蛋白的产生;同时低浓度SA还能显著降低小报春幼苗叶片中的Cd含量,增加叶片中的钾和锌含量,降低钙和镁含量。而高浓度SA （1 000 μmol·L^-1）缓解作用下降,甚至对植株生长产生抑制作用。本研究表明,100 μmol·L^-1外源SA处理可以显著缓解150 mg·kg^-1土壤Cd胁迫对小报春幼苗的毒害作用,并降低植株镉积累。     

脱落酸、蔗糖和硅对高羊茅和草地早熟禾耐荫性的影响

为探索外源物质对草坪草耐荫性的作用效果及其最佳浓度,在57%遮荫胁迫下,选用脱落酸(ABA)(0,0.02,0.06和0.10mmol·L^-1)、蔗糖(0,600,800和1000mg·L^-1)和硅酸钠(0,0.50,1.00和1.50mmol·L^-1)对盆栽高羊茅(Festuca arundinacea)和草地早熟禾(Poa pretensis)进行处理。结果表明:各浓度ABA对提高2种草坪草耐荫性没有效果,反而加重胁迫,明显抑制植株的生长,严重影响草坪外观质量;适宜浓度的蔗糖和硅酸钠能不同程度的促进2种草坪草的生长,提高其耐荫性;800mg·L^-1蔗糖和0.50mmol·L^-1硅酸钠对高羊茅处理效果最佳,600mg·L^-1蔗糖和1.50mmol·L^-1硅酸钠对草地早熟禾处理效果最佳。     

外源硒对镉胁迫下黑麦草生长和生理的影响

为明确外源硒对重金属镉胁迫下黑麦草（Lolium multiflorum）的影响,本研究以一年生黑麦草品种"杰威"（Lolium multiflorum ‘Jiewei’）为试验材料,分析了施加0.05、0.1和1.0 mg·L^-1硒对镉胁迫（60 mg·L^-1）下黑麦草株高、根长、电导率（Electrolyte leakage,EL）、丙二醛（Malondialdehyde,MDA）含量、抗氧化酶活性及其基因表达的影响。结果表明：60 mg·L^-1镉胁迫下黑麦草株高和根长显著（P<0.05）降低,EL和MDA含量显著升高,同时超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase,SOD）活性显著升高而过氧化物酶（Peroxidase,POD）活性显著降低,谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）、锰超氧化物歧化酶（Manganese superoxide dismutase,MnSOD）基因表达量显著下调,而过氧化物体抗坏血酸过氧化物酶（Peroxisomal ascorbate peroxidase,pAPX）和过氧化氢酶（Catalase,CAT）基因表达量则显著上升;施加外源硒后,镉胁迫得到缓解,在硒浓度为0.1 mg·L^-1时,株高和根长缓解效果最明显,EL和MDA降低,SOD活性下降以及POD活性上升,抗氧化酶基因表达量也恢复至对照水平,表明施加适宜浓度外源硒可调节抗氧化能力,从而维持细胞膜稳定性和有效缓解镉胁迫对黑麦草的毒害现象,其中硒浓度为0.1 mg·L^-1时效果最好。     

SA,ETH和IAA处理对破除赖草种子休眠的影响

为研究破除赖草（Leymus secalinus）种子休眠的方法,采用浓度为0.01~0.17 mmol·L^-1水杨酸（Salicylic acid,SA）、200~600 μL·L^-1乙烯利（Ethephon,ETH）、20~60 mg·L^-1吲哚乙酸（Indoleacetic acid,IAA）分别对赖草种子浸种处理12 h,24 h,36 h,通过测定分析4个种子发芽指标,探究这3种物质对破除赖草种子休眠的影响,为赖草种子的人工繁殖提供理论依据。结果表明：适宜浓度的SA,ETH和IAA浸种处理均能有效打破赖草种子休眠,用0.05 mmol·L^-1 SA浸种12 h后种子发芽率最高为64%,是对照的2倍;用20 mg·L^-1 IAA浸种24 h时,种子发芽势达到最大为33%,高于SA,ETH处理;其次用50 mg·L^-1 IAA浸种36 h和200 μL·L^-1 ETH浸种12 h时,种子发芽率分别为51%和48%,均显著高于对照。然而与IAA处理不同,高浓度的SA,ETH会抑制种子发芽。因此,浓度为0.05 mmol·L^-1 SA浸种处理12 h破除赖草种子休眠的效果最佳。     

绿木霉对币斑病菌的生长抑制作用及对镉的耐受性

木霉菌是具有广阔应用前景的生防制剂，可用于多种植物病害的防治，也可作为重金属的吸附剂。本研究从北京多种草地类型中分离到83株木霉菌株。本研究对8种木霉菌进行了拮抗币斑病菌的平皿试验，其中哈茨木霉152-22、脐孢木霉192-49和绿木霉192-45菌株利用其对空间和营养的竞争能力以及分泌的非挥发性和挥发性物质，显著抑制了币斑病菌的生长。此外，采用梯度试验(0~350 mg·L^-1)研究了这些菌株对高浓度镉胁迫的耐受性。随着镉浓度的增加，虽然三种木霉菌的生长均受到一定程度地抑制，但绿木霉192-45菌株表现出较强的镉耐受能力。这说明绿木霉菌对镉胁迫和币斑病菌均具有较强抗性。综上所述，绿木霉192-45可以在镉富集和币斑病频发的复合胁迫草地中发挥至关重要的作用。     

不同浓度镉胁迫下6种草本植物的耐性及富集特征的比较

为了筛选并评价耐镉（Cadmium,Cd）性较高的优势植物物种,本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa）、百脉根（Lotus corniculatus）、多变小冠花（Coronilla varia）、披碱草（Elymus dahuricum）、细茎冰草（Agropyron trachycaulum）和野牛草（Buchloe dactyloides）为试验材料,采用盆栽模拟试验进行不同浓度Cd胁迫处理,以0 mg·kg^-1Cd处理浓度为对照（CK）,探究多梯度Cd胁迫对植物的富集特征及根系形态变化的影响,并评估其Cd耐性阈值。结果表明：不同浓度Cd胁迫下6种草本植物的生物量及根系形态均表现出“低促高抑”现象;不同物种对Cd的耐受能力不同,紫花苜蓿和多变小冠花对Cd的耐性阈值在50 mg·kg^-1到100 mg·kg^-1之间,百脉根、披碱草、细茎冰草和野牛草对Cd的耐性阈值在100 mg·kg^-1以上;在100 mg·kg^-1Cd胁迫下百脉根、披碱草和野牛草,可通过植物萃取的方式应用于重金属污染土壤的治理修复;细茎冰草在100 mg·kg^-1Cd胁迫下,根系富集系数仍然大于1,且根系生物量、耐性系数具有随着Cd胁迫加重不断上升的趋势,是较理想的修复重金属污染土壤的高耐高抗型草本植物材料。     

外源茉莉酸甲酯对镉胁迫下高羊茅生长及生理指标的影响

本研究以镉污染土壤为研究对象,茉莉酸甲酯(MeJA)为缓解剂,将高羊茅作为镉污染土壤的修复草种,通过测定高羊茅的相关生理指标、以及植物和土壤中的镉含量,探究MeJA对高羊茅修复镉污染土壤的影响。结果表明,较单一Cd胁迫(100μmol·L^-1),施用MeJA(25～75μmol·L^-1)可使高羊茅的叶绿素含量、抗氧化酶活性升高,丙二醛(MDA)、游离脯氨酸(Pro)、过氧化氢(H₂O₂)和超氧自由基(·O^-₂)含量下降;施用<75μmol·L^-1的MeJA可使高羊茅根系和叶片的镉含量最高上升59.58%和38.64%,且土壤的镉含量最多下降27.49%;50μmol·L^-1的MeJA浓度下,高羊茅根系鲜重及长度增加了136.79%和58.18%,超过此浓度后,高羊茅代谢被影响,植物体对镉吸附能力减弱。说明一定浓度的MeJA可增强高羊茅的生理活性,从而减轻Cd²⁺对高羊茅的损害,进一步加...     

外源ABA对镉胁迫下柳枝稷生理特性及镉吸收的影响

为探究外源脱落酸(Abscisic acid,ABA)缓解柳枝稷(Panicum virgatum)镉(Cd)毒害效应及可能产生的生理机制,本试验以2个柳枝稷品种'Alamo'与'Cave in Rock'为材料,在水培条件下,研究了外源1μmol·L-1 ABA预处理对20μmol·L-1镉(Cd2+)胁迫下柳枝稷幼...     

外源NO对镉胁迫下黑麦草生长的缓解效应

为研究外源NO对Cd胁迫下黑麦草生长的缓解效应,采用营养液培养,研究了不同浓度硝普钠对100μmol/L CdCl2胁迫下黑麦草生理特性的影响。结果表明,SNP能显著缓解Cd胁迫对黑麦草植株造成的伤害,可明显提高黑麦草的生长量、叶绿素含量、脯氨酸(Pro)含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs),降低过氧化氢(H2O2)含量、超氧阴离子(O2.-)产生速率、胞间CO2浓度(Ci);抑制了Cd向地上部的转运,与100μmol/L SNP处理相比,50、200和400μmol/L SNP处理对黑麦草Cd胁迫的缓解作用明显降低。说明适宜浓度的外源NO作为化学诱抗剂,可以诱导黑麦草的抗逆性的增强,减轻和缓解Cd胁迫的伤害。     

绢毛委陵菜叶片超微结构及生理特性对镉的响应

本文以绢毛委陵菜为试验材料,从结构特点和生理特性两方面研究了绢毛委陵菜在镉胁迫下的反应机理,结果表明：绢毛委陵菜在受到镉胁迫时,随着重金属含量的积累,叶绿体结构的双层膜破裂消失,类囊体模糊散乱,嗜锇颗粒变大增多,淀粉粒增大,直到叶绿体解体。叶绿素含量和可溶性蛋白的含量随镉胁迫时间以及浓度的增加,不断降低;脯氨酸含量显著上升;超氧化物歧化酶活性呈先升高后降低的趋势。研究表明镉胁迫浓度越高,绢毛委陵菜幼苗所受毒害越大,绢毛委陵菜对镉的耐受程度为2 mg·kg^-1以下。     

草地早熟禾对镉胁迫的反应及积累特性

采用盆栽的方法研究草地早熟禾对镉(Cd)胁迫的反应及积累特性。结果表明,Cd浓度小于1mg/kg时对草地早熟禾生长影响不大,大于5mg/kg时抑制草地早熟禾生长,Cd浓度小于5mg/kg时草地早熟禾的绿期延长。随着Cd浓度增大,草地早熟禾根系活力、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在草地早熟禾体内的分布为根系>地上部分,随着Cd浓度增大,草地早熟禾根系和地上部分Cd含量逐渐升高,富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20mg/kg时草地早熟禾中Cd积累量最大,为3.98mg/m2。综合分析草地早熟禾的生长、生态、生理变化及富集能力表明,草地早熟禾适用于浓度小于1mg/kg的Cd污染土壤的修复。     

镉胁迫对紫花苜蓿镉吸收特征及根系形态影响

采用盆栽模拟方法,研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下紫花苜蓿对Cd吸收特征及根系形态的变化特征。结果发现,随着镉胁迫加剧,紫花苜蓿地上生物量、根系生物量、根系总长度、根平均直径、根表面积、根系体积、根尖数和分枝数均显著下降(P<0.05),地上部生物量分别为对照的87.8%,56.5%,14.3%,根系生物量分别为96.1%,63.3%,16.2%;不同部位镉吸收量表现为细根>地上部>粗根,三者均随着处理浓度增加而显著提高,细根镉含量与地上部镉含量呈显著正相关;地上部最高镉积累量出现在25 mg/kg处理中,达到7.715 μg/株;不同径级根系的总根长、根表面积、根体积随镉浓度增加呈下降趋势,根径<0.5 mm根系占总根系比例呈增加趋势。研究表明,紫花苜蓿可用于低Cd污染场地的植被恢复,其根系对Cd胁迫的响应特征呈现侧根产生—根受损的动态平衡现象。     

五氨基乙酰丙酸对逆境下草地早熟禾萌发及生长的影响

通过发芽试验,探讨不同浓度五氨基乙酰丙酸(5-ALA)对Cd胁迫、盐胁迫及干旱胁迫下草地早熟禾(Poa pratensis)种子萌发及幼苗生长的影响。本试验以草地早熟禾‘午夜’(Poa pratensis‘Midnight’)品种为材料,在Cd(2mg·L~(-1)),NaCl(50 mmol·L~(-1)),PEG(15%)3种处理下分别施加不同浓度的5-ALA(0,5,25,50,100mg·L~(-1)),分析了不同处理下种子发芽势、发芽率、可溶性蛋白等指标。结果表明:不同胁迫下较低浓度(5,25mg·L~(-1))5-ALA均能提高种子的发芽势、发芽率、芽长、根长等指标,而较高浓度(50,100mg·L~(-1))的5-ALA起抑制作用。综合比较4种不同浓度的5-ALA发现,25mg·L~(-1)对胁迫的缓解效应最优,其Cd胁迫下发芽势、发芽率分别比对照增加了21%,33.67%;NaCl胁迫下发芽势、发芽率分别增加了22.67%,23.67%;PEG模拟干旱胁迫下发芽势、发芽率分别增加了15.33%,10.67%。25mg·L~(-1) 5-ALA对NaCl,PEG胁迫下可溶性蛋白含量提高显著,分别提高了6.5和3.8μg·g-1,对于Cd胁迫,可溶性蛋白含量虽有提升但不显著。     

耐镉根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草镉吸收积累的影响

利用含不同镉(Cd)浓度的LB(Luria-Bertani)培养基,从植物根际土壤分离得到32株耐镉根际菌,测定了这些菌株产吲哚乙酸、ACC脱氨酶活性、溶磷能力并根据培养皿促生试验的复筛结果,选取A02,Oj06和Ps08作为供试菌株。以一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)为材料,开展了耐镉根际促生菌调控镉胁迫下幼苗生长的试验。当土壤中镉含量为20±0.33mg·kg-1时,分别接种A02,Oj06和Ps08菌株,结果表明:与未接种菌株相比,接种3种菌株后一年生黑麦草地上部生物量和镉积累量皆显著提高,叶片中膜脂过氧化水平(MDA含量)则显著降低(P0.05),土壤镉有效态含量增加,其中A02处理达显著水平(P0.05)。因此,接种耐镉根际促生菌株可显著促进镉胁迫下一年生黑麦草幼苗生长,并且能通过增加土壤中镉的有效态,促进植株对镉的吸收与积累。