镉对龙葵幼苗生长的影响及镉富集特性研究

通过水培实验,研究了Cd胁迫对超富集植物龙葵(Solanum nigrum L.)幼苗株高、最长根长、干物质量、叶片色素、根系形态和Cd富集的影响.结果表明,低浓度Cd(＜25 μmol·L-1)对龙葵幼苗株高、最长根长、干物质量、根系形态的影响不明显,甚至对某些参数有一定的促进作用;但对叶片色素含量和Cd富集量的影响显著.高浓度Cd(＞50 μmol·L-1)对龙葵幼苗的形态指标和生理指标都有显著影响(表现为抑制).10μmol·L-1Cd处理下,叶片中的色素含量较对照显著降低,随着Cd处理浓度的增加,叶片色素遭到进一步破坏,相比之下,Cd对叶绿素b的破坏较叶绿素a更为严重.龙葵幼苗根、茎、叶中Cd的积累量与Cd处理浓度间均呈现出显著的正相关关系(相关系数分别为0.974、0.961、0.964.P＜0.05),且其富集Cd的能力大小依次为:叶＞茎＞根.     

Cu^2＋胁迫对烟草幼苗生长发育的影响

采用水培法研究了不同浓度Cu2 对烟草幼苗生长发育的影响.结果表明:低浓度的Cu2 (1mg/L)使烟草幼苗在短时间内出现叶片中脯氨酸含量上升,根系活力下降,且随Cu2 处理浓度上升烟草幼苗受毒害的程度加深.     

抗坏血酸对镉胁迫下油菜幼苗生长的影响

采用网室水培试验方法,研究了高频次(2d 1次,共5次)条件下不同浓度的抗坏血酸(0.1、1.0、2.5、5.0 mmol·L-1)对油菜幼苗镉胁迫的缓解效应.结果表明,25mg·L-1CdC12·2.5 H2O溶液对油菜幼苗造成了明显的伤害,抑制了油菜幼苗的生长,叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量以及SOD、POD、CAT酶活性下降,而丙二醛含量上升.向油菜幼苗叶表面喷施不同浓度的抗坏血酸后,低浓度的抗坏血酸(0.1 mmol·L-1JAsA)对Cd胁迫有较好的缓解作用,0.1 mmol·L-1的抗坏血酸处理下,油菜生物量、叶片中叶绿素、类胡萝卜素含量以及SOD、POD、CAT酶活性显著增加,丙二醛含量降低,地下部单位质量镉含量、单株地下部镉积累量以及单株地上部镉积累量升高,地上部单位质量镉含量下降;而高浓度处理的抗坏血酸对油菜幼苗不但没有明显缓解作用,反而对叶片有一定的伤害.     

盐胁迫下外源褪黑素浸种对西瓜种子萌发及幼苗生理特性的影响

以西瓜品种"早佳8424"种子和幼苗为试材,研究盐胁迫条件下,外源褪黑素(MT)浸种处理对西瓜种子萌发、西瓜幼苗生长、光合速率、根系活力、MDA含量和相对电导率等的影响.结果表明,与对照相比,盐胁迫处理降低了西瓜种子萌发,外源25μmol/L褪黑素浸种处理西瓜种子发芽率和发芽势分别达74.2％和60.7％.盐胁迫下,外源褪黑素浸种处理显著提高西瓜幼苗根系活力和净光合速率,进而促进了西瓜幼苗的生长,壮苗指数为0.13,为对照处理的86.7％.盐胁迫处理下,外源褪黑素还有效降低西瓜幼苗叶片相对电导率和MDA含量,高浓度褪黑素缓解效果不明显.     

盐胁迫对白三叶种子萌发及幼苗生长的影响

研究盐胁迫对白三叶种子抗盐萌发和幼苗生长的影响,结果表明:不同浓度的NaCl胁迫下,白三叶种子的发芽势、发芽率、株高均呈下降趋势,处理和对照之间的差异达到极显著水平;盐胁迫对白三叶叶片的叶绿素含量和根系活力均有一定的影响,叶绿素含量对照与处理之间差异达到极显著水平,根系活力对照与低浓度处理差异不显著,与高浓度处理之间达到极显著水平。     

镉胁迫对红果龙葵幼苗生理生化的影响

采用水培法,研究了25μmol·L-1和50μmol·L-1镉胁迫处理对红果龙葵(Solanum alatum Moench)幼苗根长、叶绿素、丙二醛、脯氨酸含量的影响.结果表明:镉胁迫抑制幼苗根长和叶绿素合成,增加叶片丙二醛和脯氨酸含量.处理0～4d,对幼苗的影响不明显,而处理6d时,对幼苗的影响趋势明显.与对照相比,根长下降4.22%和4.71%,叶绿素含量是对照的55.50%和51.68%、丙二醛含量是对照的117.00%和154.50%、脯氨酸含量较对照升高354.96%和480.69%.50μmol·L-1镉胁迫处理6d时对幼苗有明显的毒害效应.     

两种基因型龙葵对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉(0、5、25、50、100μg·g-1)胁迫下红果龙葵和少花龙葵幼苗根、茎和叶的生物量变化、镉吸收量、镉转移率、镉富集系数和叶片抗氧化酶(SOD、POD)活性、叶片可溶性蛋白和游离脯氨酸含量等指标的变化,比较2种基因型龙葵富集镉的差异。结果表明,2种基因型龙葵富集重金属镉存在明显差异。与对照相比,在Cd胁迫浓度≥25μg·g-1时,2种龙葵的生物量显著下降(P<0.05),而少花龙葵的下降趋势较红果龙葵小;随着Cd胁迫浓度的增加,2种龙葵根、茎和叶的Cd吸收量显著上升(P<0.05),且根部Cd含量高于茎和叶,而少花龙葵的根、茎和叶中的Cd含量均高于红果龙葵,2种龙葵的镉转移率和富集系数除5μg·g-1Cd胁迫外,均小于1,且少花龙葵对镉转移率和镉富集系数均大于红果龙葵。2种龙葵叶片可溶性蛋白、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶(SOD、POD)活性均表现为先上升后下降,均表现为少花龙葵上升幅度大而下降幅度较小。综合各项指标表明,2种龙葵均不是Cd的超积累植物,少花龙葵的耐Cd胁迫能力较红果龙葵强。     

盐胁迫对高羊茅种子萌发及幼苗生长的影响

研究盐胁迫对高羊茅种子萌芽和幼苗生长的影响,结果表明:不同浓度的NaCl胁迫下,高羊茅种子的发芽势、发芽率、株高均呈下降趋势,处理与对照间的差异达极显著水平。盐胁迫对高羊茅叶片的叶绿素含量和根系活力均有一定影响,叶绿素含量对照与处理间的差异达极显著水平;根系活力对照与低浓度处理间的差异不显著,与高浓度处理间的差异达极显著水平。     

镉胁迫对水仙根系抗氧化系统的影响

研究不同质量浓度镉(0、0.5、2、4、8、25mg·L~(-1))对水仙根系膜脂过氧化作用、抗氧化酶和非蛋白巯基的影响,以期为水仙栽培和园林绿化中筛选重金属修复植物提供理论参考和依据。结果表明随着镉处理浓度的增加,与对照相比,根系丙二醛含量增加77.5%到653.5%;4~25mg·L~(-1)镉诱导根系过氧化氢含量显著增加,与对照相比,各处理浓度下过氧化氢含量增加13.4%到44.9%;SOD酶活性随着镉处理浓度升高呈现先下降后升高趋势;POD酶活性随着镉处理浓度的增加而降低,4~25mg·L~(-1)镉诱导根系POD活性显著低于对照,降低幅度为18.7%~48.5%;8~25mg·L~(-1)镉处理诱导GSH含量显著升高,与对照相比分别增加78.1到116.2%;0.5、25mg·L~(-1)镉处理显著降低了根系非蛋白巯基含量,与对照相比降低了29.0到5.4%。由此看出低浓度镉胁迫已对水仙造成氧化胁迫,根系氧化胁迫随着镉处理浓度增加而加重;长期镉胁迫下抗氧化酶活性受到抑制,降低植物抗氧化能力;而高浓度镉胁迫下水仙通过合成GSH提高自身抗逆性。     

K_2SiO_3对NaCl胁迫下黑麦草幼苗生长及生理代谢的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度K2SiO3对100mmol/LNaCL胁迫下黑麦草生长及生理代谢的影响。结果表明:利用K2SiO3溶液进行处理可以提高NaCl胁迫下黑麦草叶片根系活力,低浓度K2SiO3显著降低了NaCl胁迫下黑麦草叶片相对电导率和丙二醛含量,而提高了脯氨酸含量,缓解了盐胁迫对幼苗生长的抑制,而高浓度K2SiO3却引起了双重盐的胁迫。     

外源水杨酸对野生龙葵幼苗干旱胁迫的缓解效应

利用20%的PEG6000模拟干旱胁迫,同时用不同浓度（0、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol·L^-1）的水杨酸(SA)喷施幼苗,研究了不同浓度水杨酸处理对干旱胁迫下野生龙葵幼苗生长的影响。结果表明：干旱胁迫下,龙葵幼苗植株变矮、鲜重降低、根长缩短,叶绿素和可溶性蛋白含量减少,抗氧化酶活性、游离脯氨酸和丙二醛含量增加;经SA处理干旱胁迫下龙葵幼苗株高、根长和鲜重都有明显增加,特别是1.5 mmol·L^-1 SA处理组分别增加20.8%、28.0%和29.7%,1.5 mmol·L^-1 SA处理组龙葵幼苗叶绿素含量提高31.9%、脯氨酸含量提高65.4%,可溶性蛋白含量提高42.8%,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）与过氧化氢酶（CAT）活性达到最高,与对照相比分别增加了30.2%、87.8%和50.3%;SA处理使丙二醛（MDA）含量降低了37.8%。综合来看,适当浓度的SA可以缓解干旱对龙葵幼苗造成的伤害,并以1.5 mmol·L^-1外源SA缓解效果最好。     

Cd胁迫对两种龙葵光合生理及叶绿素荧光特性的影响

为探究和比较两种不同龙葵对Cd胁迫的光合生理和叶绿素荧光特性响应的差异,试验以Cd超富集植物龙葵(Solanum nigrum)和少花龙葵(Solanum americanum)为材料,于2018年3月采用水培试验,研究了不同浓度(0、20、80、320μmol·L^-1)Cd胁迫对两种龙葵植株形态指标、气体交换参数、叶绿素及叶绿素荧光特性等的影响。结果表明:不同浓度Cd胁迫显著影响两种龙葵生长,两者的Cd耐受存在差异。少花龙葵在Cd浓度≥20μmol·L-1时生长受到抑制(P<0.05);随Cd浓度增加,少花龙葵的形态指标、生物量积累、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Ts)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均较CK显著降低(P<0.05),但初始荧光(Fo)、叶绿素a/b有上升趋势;当Cd浓度≥80μmol·L^-1时,少花龙葵PSⅡ的受损程度加重。龙葵则在Cd浓度≥80μmol·L^-1时受到生长抑制,随Cd浓度增加,龙葵相应指标均呈下降趋势(P<0.05),但其形态指标、生物量积累及叶绿素荧光参数等指标的降低范围均小于少花龙葵。此外,Cd胁迫对两种龙葵传能效率的抑制比光能转化效率的抑制更为明显。20μmol·L^-1 Cd胁迫时,两种龙葵光合作用主要受气孔因素限制;80~320μmol·L^-1 Cd胁迫时,其光合作用主要受非气孔因素限制。研究表明,Cd胁迫在少花龙葵的生长和光合方面表现出更显著的抑制作用;受Cd浓度的影响,两种龙葵光合作用的降低是气孔限制和非气孔限制综合作用的结果。研究进一步从光合生理和叶绿素荧光特性响应方面证明龙葵对Cd胁迫的耐受能力强于少花龙葵。     

温度对龙葵幼苗叶绿素含量和荧光参数的影响

[目的]研究温度处理对黑果龙葵叶片叶绿素含量和荧光参数的影响。[方法]以北方常见黑果龙葵幼苗为试材,设置昼/夜温度(35/30、30/25、25/20、20/15、15/10),通过对叶绿素含量和叶绿素荧光参数的测定,分析不同温度对龙葵幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光猝灭特性和光能分配等的影响,研究龙葵幼苗适应性反应以及生理机制。[结果]随着温度降低,龙葵幼苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量、Fv/Fm、ΦPSⅡ、q P均逐渐减小,qN增大,并且随时间的延长增大幅度提高;低温导致龙葵幼苗叶片PSⅡ的部分失活或受到一定伤害,原初光能转换效率下降,电子传递活性减弱,有效抑制了光合碳代谢电子供应效率,从而影响植物的光合作用,并随温度的降低抑制作用加剧。[结论]该研究为新型野生蔬菜龙葵的人工栽培提供相关理论依据。     

镉胁迫对野生龙葵抗逆指标的影响

以吉林西部野生龙葵(Solanum nigrum L.)为试验材料,研究镉胁迫对野生龙葵抗逆指标的影响。结果表明,在高浓度镉胁迫下,野生龙葵叶片中脯氨酸和丙二醛的含量都明显增加;野生龙葵叶片中超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化随镉胁迫浓度的增大呈现不稳定状态;在高浓度Cd Cl2(200 mg/kg)胁迫下,野生龙葵叶片中过氧化物酶(POD)活性明显提高;在高浓度镉胁迫下,野生龙葵叶片中过氧化氢酶(CAT)活性降低。     

龙葵SorMT2a和SorMT2c基因的克隆及其转化烟草研究

以龙葵为试验材料,利用RT-PCR技术分离到2个长度不同的编码Ⅱ类MT（金属硫蛋白）的cDNA克隆SorMT2a（EU760481）和SorMT2c（EU760483）,成功构建植物表达载体pROKⅡ-SorMT2a和pROKⅡ-SorMT2c,通过农杆菌介导法转化烟草并通过PCR验证了基因的表达情况。与野生植株相比,转SorMT2a和SorMT2c基因烟草对镉的耐受性不同,有的转SorMT2a基因植株在MS培养基中的CdCl2浓度达到200μmol/L时仍然生长良好,生物量和株高均大于野生型植株;而转SorMT2c基因植株对镉的耐受性没有提高。这说明SorMT2a基因在植物对镉的耐受性中起作用,而SorMT2c基因则不起作用,从而也说明了同一类基因不同家族可能具有不同功能。     

化控措施强化龙葵修复高镉污染土壤的能力研究

为了强化龙葵修复高镉污染土壤的能力,研究化控措施对超积累植物龙葵修复镉污染土壤能力的影响。在 含量为100 mg/ kg 的镉污染土壤上,采用盆栽试验方法,通过浸种和叶面喷施相结合的处理方式,研究了质量浓度 为5、10、20、40 mg/ L 的二烷氨基乙醇羧酸酯(DA-6)对龙葵各器官吸收和富集镉状况的影响。结果表明:各组处理 均能够促进龙葵对镉的吸收和累积,其中20 mg/ L 时作用最显著,提高了苗期和成熟期的根、茎、叶和果实质量,同 时也增加了镉浓度,使得成熟期根、茎、叶的镉提取量增加了46.33%、28.93% 和41.28% (P 0.05);5 和10 mg/ L DA-6 也对茎部质量的增加和成熟期各器官镉提取量作用显著,而40 mg/ L DA-6 仅对叶部质量和镉提取量起到了 一定作用;因此DA鄄6 应用在提高龙葵修复效率的最适宜的浸种和叶面喷施的质量浓度应为20 mg/ L。      

硫缓解龙葵镉毒害效应的研究

采用水培试验,研究了不同浓度镉和硫交互处理下,龙葵（Solanum nigrum L.）生物量、镉含量、各器官非蛋白巯基含量的变化,以及镉在龙葵各器官的亚细胞分布情况。结果表明：（1）适量的硫可以增加龙葵的生物量;（2）龙葵地上部镉含量随着镉处理浓度的提高而降低,地下部镉含量则相反。同一浓度镉处理下,龙葵地上、地下部的镉含量都随着硫处理浓度的提高而呈现一定的下降趋势;（3）不同处理条件下,植物体内非蛋白巯基含量无显著差异;（4）镉主要集中在细胞壁而不是细胞器中。故推测,硫是通过阻止龙葵对镉的吸收而不是促进无毒化合物（Cd—S4-complex）的形成来缓解龙葵的镉毒害症状。     

微生物对龙葵的生理活性和吸收重金属的影响

采用温室盆栽实验,接种从垃圾填埋场土壤中筛选的淡紫拟青霉菌和绿色木霉菌,研究其对龙葵(Solanum nigrumL.)的生理活性和吸收重金属的影响。结果表明,菌株对龙葵生长有促进作用,可增强龙葵对Cd、Pb的吸收能力。单一Cd污染时,淡紫拟青霉菌能增强龙葵的抗氧化能力,促进Cd从植物地下部分向地上部分迁移;单一Pb污染时,绿色木霉菌能降低龙葵的抗氧化能力,不能明显促进Pb的迁移。在Cd、Pb复合污染时,两种真菌的混合液能较好地促进龙葵对重金属的吸收,龙葵对Cd的富集系数最高可达到4.25,而其对Pb的富集系数最高仅为0.19。     

几种茎叶处理除草剂防除棉田龙葵的研究

[目的]龙葵是新疆棉田近年来主要危害杂草之一,筛选高效防治药剂对控制其危害.[方法]采用大田随机区组设计,对8种新疆大田常用茎叶处理除草剂对龙葵进行田间药效试验.[结果]灭草松、扑草净和草甘膦对龙葵的防效最佳,施药后第1d灭草松的防效达52.65;显著高于其他处理组,灭草松和扑草净在药后5d的防效可达到100;,而草甘膦和氯氟吡氧乙酸药后9d对龙葵也能达到100;的防治效果,其对龙葵的生物量抑制效果均在70;以上;三氟啶磺隆和苯磺隆的药效较好(在第9d防效＞85;),但药效缓慢.[结论]杂草危害不重时可喷施三氟啶磺隆钠盐进行防治,而灭草松、草甘膦、扑草净和氯氟吡氧乙酸可作为应急防治棉田杂草龙葵的除草剂.     

镉胁迫下苦楝(Melia azedarach L.)幼苗的生长及生理响应

采用盆栽试验研究不同浓度Cd(0、30、60、90、120、150、180 mg·kg~(-1))处理对苦楝(Melia azedarach L.)幼苗生长、Cd积累、光合、质膜透性以及渗透调节的影响。结果表明,当Cd2+浓度≤60 mg·kg~(-1)时显著促进苦楝幼苗生物量的积累(P0.05),Cd2+浓度60mg·kg~(-1)时抑制作用逐渐增强,但≤120 mg·kg~(-1)Cd处理对株高影响不显著(P0.05),植株能正常生长且保持较大的生物量;苦楝对Cd具有一定的积累能力,其根、茎、叶中Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,且根系是主要积累部位;随着Cd处理浓度的增加,叶绿素(Chla+b)含量和光合速率(Pn)下降,相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量增大,但≤60 mg·kg~(-1)Cd处理时均无明显变化;随Cd浓度的升高,可溶性糖含量下降,可溶性蛋白和游离脯氨酸呈先升后降趋势,游离脯氨酸含量始终高于CK,苦楝通过增加可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量来维持Cd胁迫下的渗透平衡,从而降低Cd毒害。上述结果表明,苦楝对Cd具有一定耐性,其耐Cd胁迫的阈值浓度大约是120 mg·kg~(-1),可以将其应用于土壤Cd污染区域,在美化环境的同时修复土壤Cd污染。