铝胁迫下小麦根细胞壁果胶甲酯酶活性的变化及其与耐铝性的关系

研究了2个小麦基因型西矮麦1号(耐性)和辐84系(敏感)在铝胁迫下根尖细胞壁果胶甲酯酶(PME)活性的变化及其与根系对铝毒反应的关系.结果表明,30 μmol·L-1 AlCl3处理6 h和24 h后,小麦根系伸长受到了明显的抑制,但辐84系受抑制更为明显.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系在0～10 mm根段铝含量高于西矮麦1号.铝胁迫下小麦根尖0～10 mm根段细胞壁果胶糖醛酸含量提高,但辐84系不仅果胶糖醛酸含量较高而且提高幅度更为明显.铝处理下,西矮麦1号根尖果胶甲酯酶(PME)活性无明显变化,但辐84系0～10 mm根段PME活性在铝处理6 h后提高,处理24 h则略有下降.敏感基因型根尖细胞壁PME活性高于耐性基因型,在短期胁迫(6 h)下敏感基因型0～10 mm根段细胞壁PME活性明显提高,在24 h时则略有降低;而耐铝基因型没有明显的变化.上述结果显示,辐84系在无铝胁迫下根尖细胞壁果胶甲基酯酶活性较高,而且在短期铝胁迫下果胶含量和果胶甲基酯酶活性提高幅度较大,增加了细胞壁铝的结合位点,导致较多的铝在根尖积累是其根系伸长受铝抑制程度较高的可能原因.     

硫化氢对大豆铝胁迫耐受性的增强作用

铝毒害是酸性土壤地区制约农作物生产的主要逆境因子。为明确作物抵抗铝毒害的机制,以大豆为试验材料,研究了新型植物气体信号分子硫化氢(H_2S)在铝胁迫耐受性中的调节作用。结果显示,铝胁迫处理诱导大豆根尖H_2S的产生。添加外源H_2S供体处理显著缓解了铝胁迫诱导的根伸长受抑,以及根尖铝含量、根尖细胞死亡率、根尖丙二醛和活性氧(H_2O_2和O■)含量升高,而添加H_2S合成抑制剂处理则产生了相反的效应,加重了铝胁迫对大豆的伤害;进一步研究显示,铝胁迫下添加H_2S供体处理增强了根尖抗氧化酶(APX、CAT、POD、SOD)的活性,而添加H_2S合成抑制剂处理则抑制了抗氧化酶活性的增强。表明铝胁迫下H_2S通过提高根尖抗氧化能力来清除活性氧的过量积累,缓解铝胁迫对根伸长的抑制。     

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.     

酸铝胁迫对栝楼根系生长及铝积累的影响

针对南方酸性红壤对作物的生长造成的不利影响,采用水培方式,研究酸铝环境0、100、300、500、1 000 μmol·L-1 Al3+ pH4.5,处理7d对长兴栝楼根系生长及铝积累的影响.测定指标包括根系活力、质膜透性、抗氧化酶类活性(过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX、愈创木酚过氧化物酶GPX、超氧化物歧化酶SOD)及其同工酶、过氧化氢(H2O2)含量、根尖铝含量的影响.结果表明:随着铝处理浓度升高,根系活力增大,根系质膜透性无显著变化;POD、CAT、APX酶活升高,GPX和SOD活性降低,多种抗氧化酶都有多条同工酶谱带出现;根尖相对铝含量升高,桑色素染色情况显示,荧光梯度与铝含量测定结果一致,并观察到根尖以上根毛处细胞凸起较之平整排列的根细胞更容易积累铝.栝楼对南方酸性红壤具有较强的适应能力,其体内抗氧化酶系统及根尖吸收、积累铝的机制对缓解铝毒害起着重要作用.     

渗透胁迫下小麦幼苗叶片中亚精胺与抗氧化酶的关系

为了探讨多胺提高作物抗旱性的机理,在渗透胁迫下,研究小麦品种豫麦18(抗旱性较强)和扬麦9号(抗旱性较弱)幼苗叶中亚精胺(Spd)含量与三种抗氧化酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的变化。结果表明:渗透胁迫2 d,扬麦9号幼苗叶片的丙二醛(MDA)的上升幅度明显高于豫麦18,豫麦18幼苗叶片Spd含量以及SOD、CAT和APX活性的上升幅度明显大于扬麦9号;外源Spd处理,明显提高了扬麦9号幼苗叶片的Spd含量以及SOD、CAT和APX活性,也明显抑制其MDA含量的上升。Spd的生物合成专一性抑制剂——甲基乙二醛-双(鸟嘌呤腙)(MGBG)预处理豫麦18,再进行渗透胁迫,则明显抑制其渗透胁迫下叶片中SOD、CAT和APX活性以及Spd含量的上升,也明显促进了MDA含量的上升。从而表明,渗透胁迫下小麦幼苗叶片的Spd可能通过促进抗氧化酶活性,从而减轻活性氧对幼苗的伤害。     

低磷和铝毒胁迫对大豆活性氧代谢的影响

以磷高效、耐铝毒的大豆双抗品种BX10及双感对照品种BD2为试材,采用水培方式研究低磷和铝毒胁迫对大豆体内活性氧代谢的影响.结果表明,低磷和铝毒胁迫均提高大豆细胞膜透性及O-·2、H2O2、MDA含量,降低SOD、CAT、POD、APX活性,且BD2的增减量大于BX10;低磷处理对APX活性,叶片细胞膜透性及CAT、POD活性和H2O2含量影响较大,而铝毒处理对O-·2、MDA含量,SOD活性,根部细胞膜透性及CAT、POD活性和H2O2含量影响较大.     

铝胁迫对黄瓜种子发芽及抗氧化酶活性的影响

本试验以黄瓜品种津春2号为材料,研究了铝胁迫对黄瓜种子发芽及抗氧化酶活性的影响。结果表明,铝处理显著抑制了黄瓜种子萌发后根部的伸长,提高了根部抗坏血酸过氧化物酶（APX）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）活性。超氧化物歧化酶（SOD）在低浓度铝处理下活性升高,而在高浓度下降低。     

铝胁迫下一氧化氮对大豆根生长抑制的缓解作用

在酸性(pH值5)土壤中,铝毒害是制约农作物生产的主要逆境因子。铝毒通过抑制根系生长,影响作物对水分和营养物质的吸收,最终导致农作物产量下降。以大豆为试验材料,探讨铝胁迫下外源一氧化氮(NO)对铝毒害的调节作用。结果显示,不同铝浓度处理可抑制大豆根的生长及根尖伸长区细胞的伸长,且可诱发根尖丙二醛(MDA)和H_2O_2含量的升高;进一步研究结果显示,NO处理可显著缓解铝抑制的根生长及根尖伸长区细胞的伸长,且降低根尖MDA、H_2O_2含量,提升根尖抗氧化酶活性。表明NO可能通过提高根尖抗氧化能力来缓解铝胁迫对根尖伸长区细胞伸长的抑制,从而改善根系的生长。     

铝胁迫对豇豆幼苗根系生理指标的影响

以2个豇豆品种S3(铝敏感)、T6(耐铝)为材料,研究不同铝浓度处理对豇豆幼苗根系伸长和根系生理特性的影响。结果表明,随着铝浓度的增加,2个豇豆品种根系伸长均受到抑制,其中对S3的抑制程度大于T6。随着铝浓度的升高,2个豇豆品种的丙二醛(MDA)含量都显著增加(P<0.05),且S3的增加幅度大于T6。2个豇豆品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均随着铝浓度的增加而有所上升,其中S3的SOD活性上升幅度比T6高,S3的POD、CAT活性上升幅度比T6低。铝处理后2个豇豆品种根系均分泌苹果酸和柠檬酸,其中T6根系苹果酸的分泌量高于S3。     

钙对铝胁迫下水稻抗氧化酶活性的影响

[目的]探讨钙缓解水稻幼苗铝毒的作用。[方法]以铝敏感的水稻品种＂湘中籼2号＂为试验材料,研究钙对铝胁迫下水稻幼苗根伸长、膜脂过氧化及抗氧化酶活性的影响。[结果]提高CaCl2浓度均可显著提高水稻幼苗根CAT、APX、SOD等抗氧化酶活性,减少MDA、O2.-的生成,降低铝对水稻根伸长的抑制。[结论]CaCl2对水稻铝胁迫的拮抗作用明显。     

Deformation twinning in nanocrystalline aluminum

We report transmission electron microscope observations that provide evidence of deformation twinning in plastically deformed nanocrystalline aluminum. The presence of these twins is directly related to the nanocrystalline structure, because they are not observed in coarse-grained pure aluminum. We propose a dislocation-based model to explain the preference for deformation twins and stacking faults in nanocrystalline materials. These results underscore a transition from deformation mechanisms controlled by normal slip to those controlled by partial dislocation activity when grain size decreases to tens of nanometers, and they have implications for interpreting the unusual mechanical behavior of nanocrystalline materials.     

铝胁迫对葡萄苗铝吸收分配及抗氧化系统的影响

为了探明葡萄苗在不同浓度铝胁迫下树体的铝积累特征和生理响应,研究以‘水晶’葡萄为试材,在无土栽培条件下,用1.0~8.0 mmol·L~(-1) KAl(SO4)2处理60 d后测定树体铝含量及相关生理指标。结果表明,过量的铝在葡萄苗中的分配为细根粗根老叶树皮嫩叶木质部新枝,2.0 mmol·L~(-1)铝处理后植株生长旺盛,生物量最大,单株铝积累总量最高,5.0 mmol·L~(-1)铝处理后植株生长较弱,生物量较小,单株铝含量最低;铝浓度超过3.0 mmol·L~(-1)时显著降低葡萄苗叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b的含量,铝浓度超过4.0 mmol·L~(-1)显著降低葡萄苗类胡萝卜素含量;随着铝浓度的增大,葡萄叶片和根系的脯氨酸含量逐渐升高且显著高于CK;铝浓度达到3.0mmol·L~(-1)时,各处理叶片和根系的丙二醛含量均显著高于CK;铝处理提高了葡萄叶片和根系中的氧自由基产生速率和过氧化氢含量;铝胁迫下,葡萄苗叶片和根系的POD活性高于CK;铝浓度低于4.0 mmol·L~(-1)时,SOD活性高于CK,而浓度达到4.0 mmol·L~(-1)时则显著低于CK。可见,低于3.0 mmol·L~(-1)铝对葡萄苗的伤害较小,甚至还能促进其生长,但超过3.0 mmol·L~(-1)铝将对葡萄苗造成不同程度的伤害。     

Stratospheric aluminum oxide

Balloons and U-2 aircraft were used to collect micrometer-sized strato-spheric aerosols. It was discovered that for the past 6 years at least, aluminum oxide spheres have been the major stratospheric particulate in the size range 3 to 8 micrometers. The most probable source of the spheres is the exhaust from solid-fuel rockets.     

The bonding electron density in aluminum

Aluminum is considered to approach an "ideal" metal or free electron gas. The valence electrons move freely, as if unaffected by the presence of the metal ions. Therefore, the electron redistribution due to chemical bonding is subtle and has proven extremely difficult to determine. Experimental measurements and ab initio calculations have yielded substantially different results. We applied quantitative convergent-beam electron diffraction to aluminum to provide an experimental determination of the bonding electron distribution. Calculation of the electron distribution based on density functional theory is shown to be in close agreement. Our results yield an accurate quantitative correlation between the anisotropic elastic properties of aluminum and the bonding electron and electrostatic potential distributions.     

Fluctuation superconductivity in mesoscopic aluminum rings

Fluctuations are important near phase transitions, where they can be difficult to describe quantitatively. Superconductivity in mesoscopic rings is particularly intriguing because the critical temperature is an oscillatory function of magnetic field. There is an exact theory for thermal fluctuations in one-dimensional superconducting rings, which are therefore expected to be an excellent model system. We measured the susceptibility of many rings, one ring at a time, by using a scanning superconducting quantum interference device that can isolate magnetic signals that are seven orders of magnitude smaller than applied flux. We find that the fluctuation theory describes the results and that a single parameter characterizes the ways in which the fluctuations are especially important at magnetic fields where the critical temperature is suppressed.     

大麦耐铝毒机制的研究进展

铝离子对根系的毒害是酸性土壤中农作物生产的主要限制因子.大麦在所有禾本科农作物中对铝离子毒害最为敏感.耐铝毒性在大麦品种间存在变异,遗传分析表明在大麦第4染色体长臂上有一个主效基因(Alp)控制大麦对铝毒的抗性.笔者总结了最近几年关于大麦耐铝毒机理的研究进展,特别是大麦耐铝毒基因Alp的克隆及其功能分析,并对禾本科其它农作物中相关耐铝毒基因的研究进行了比较.     

Rapid manufacturing of aluminum components

A manufacturing technique for the production of aluminum components is described. A resin-bonded part is formed by a rapid prototyping technique and then debound and infiltrated by a second aluminum alloy under a nitrogen atmosphere. During thermal processing, the aluminum reacts with the nitrogen and is partially transformed into a rigid aluminum nitride skeleton, which provides the structural rigidity during infiltration. The simplicity and rapidity of this process in comparison to conventional production routes, combined with the ability to fabricate complicated parts of almost any geometry and with high dimensional precision, provide an additional means to manufacture aluminum components.     

The origin of aluminum flocs in polluted streams

About 240,000 square kilometers of Earth's surface is disrupted by mining, which creates watersheds that are polluted by acidity, aluminum, and heavy metals. Mixing of acidic effluent from old mines and acidic soils into waters with a higher pH causes precipitation of amorphous aluminum oxyhydroxide flocs that move in streams as suspended solids and transport adsorbed contaminants. On the basis of samples from nine streams, we show that these flocs probably form from aggregation of the epsilon -Keggin polyoxocation AlO4Al12(OH)24(H2O)12(7+)(aq) (Al13), because all of the flocs contain distinct Al(O)4 centers similar to that of the Al13 nanocluster.     

Superconductivity of metallic aluminum antimonide

The high-pressure metallic phase of aluminunm antimnonide is super conducting [critical temperature T(c) (P approximately 125 kilobars) = 2.8 degrees +/-0.2 degrees K]. This transition temperature is significantly lower than the transition temperature of metallic germanium under an equivalent high pressure. A similar result had been previously found for superconducting indiumantimonide in comparison to tin.     

甘蓝型油菜耐铝极端品种筛选及耐铝生理机制初步解析

为筛选不同铝敏感性油菜品种并探究油菜对铝毒的耐受机制，以997份甘蓝型油菜自然品种为材料，采用土培初筛和营养液复筛的两步筛选法，以地上部鲜质量和相对根系伸长率为指标筛选获得甘蓝型油菜不同铝敏感性品种，解析油菜耐铝的生理机制。结果显示，997份甘蓝型油菜自然品种苗期在酸性土壤上表现出显著的基因型差异，从中筛选出142个不同铝敏感性极端品种，含77份铝耐受品种和65份铝敏感品种；进一步利用营养液培养体系在加铝和不加铝处理下对142个油菜品种进行复筛，通过聚类分析发现，97个品种在2个培养体系中具有较好的生长一致性；经过多次表型重复试验最终确定2个铝耐受品种（806和985）和2个铝敏感品种（482和811）。在铝毒处理下铝敏感品种（482和811）生物量相比不加铝处理下降约45%，根系生长显著被抑制，而铝耐受品种则无明显差异。进一步分析发现，相比铝敏感品种，铝耐受品种在铝毒条件下根系中积累的铝更少，活性氧含量更低，且根系中抗氧化酶（CAT和POD）的活性相比无铝处理显著增加，这可能是油菜耐铝的重要生理机制之一。