Pb、Cd和酸胁迫对枫香种子萌发、幼苗生长及体内抗氧化酶活性的影响

为探讨重金属及酸胁迫下枫香种子和幼苗的生理响应,设置不同浓度的Pb、Cd及酸胁迫试验,测定不同胁迫处理下枫香种子萌发、幼苗生长、抗氧化酶等指标。结果表明:Pb、Cd对枫香种子发芽率无显著影响(P0.05),但对幼苗的生长有显著的抑制效应(P0.05);随Pb胁迫浓度的增加,枫香种子超氧化物岐化酶(SOD)活性下降,第10 d过氧化物酶(POD)、及第4、7 d过氧化氢酶(CAT)活性均呈多项式变化,表现为"升高-降低-升高"的趋势;Cd胁迫显著提高枫香种子的SOD和CAT活性,发芽初期(4 d)POD活性受到抑制,但随胁迫时间延长POD活性显著升高;pH4.5、pH5.5对枫香种子的发芽指数、幼苗生长均有促进的作用;随pH值减小,胁迫第7 d的POD活性及第10 d的POD、CAT活性均显著增加。随胁迫时间的增加,在强酸条件下萌发初中期,枫香种子通过增加POD活性清除体内H2O2对细胞的氧化损伤;丙二醛(MDA)含量整体表现出上升趋势,未萌发种子的MDA含量显著高于胁迫处理(P0.05),说明胁迫造成枫香种子膜脂过氧化严重。综上,CAT活性变化是枫香种子响应Pb、Cd和酸胁迫的主要策略,SOD在枫香种子适应Cd胁迫、POD在枫香种子适应Pb和酸胁迫过程中也发挥了一定作用。     

不同温度条件下土壤颗粒组成对宽叶雀稗种子发芽与幼苗生长的影响

为探讨水土流失区表层土壤砂砾化环境对植物种子萌发及幼苗生长的影响,选取我国南方水土保持良种宽叶雀稗为试验材料,设置4个温度梯度(15、20、25、30℃),按不同径级的土壤颗粒组成配制5种不同程度砂砾化的土壤作为种子发芽基质,研究温度和土壤颗粒组成对宽叶雀稗种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:温度和土壤颗粒配比对宽叶雀稗种子发芽与幼苗生长均有显著影响。随着温度升高,宽叶雀稗种子发芽初始时间提前,发芽率稳定所需时间缩短,发芽速率加快;20、25℃时,种子发芽率与发芽势较高,地上部与根系生物量较大;20、25、30℃时,种子发芽指数、活力指数较高,苗高较高,根长较长;长度根冠比随着温度升高先降后升,25℃时最小。宽叶雀稗种子在土壤粗颗粒含量较高(2mm∶1~2mm∶1mm=100%∶0%∶0%)时,种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数均为最低;土壤粗细颗粒含量适中(2 mm∶1~2 mm∶1 mm=25%∶37.5%∶37.5%或50%∶25%∶25%)时,种子发芽指数、活力指数较高。苗高随着土壤粗颗粒含量的增加逐渐增大,根长、长度根冠比则随土壤粗颗粒比例的增加而降低,幼苗地上部与根系生物量则在土壤粗细颗粒含量适中(2 mm∶1~2mm∶1mm=50%∶25%∶25%或75%∶12.5%∶12.5%)时较高,说明土壤粗颗粒比例高有利于宽叶雀稗苗高生长,土壤细颗粒比例高有利于根系生长,土壤粗细颗粒比例适中有利于种子发芽及幼苗生物量的积累。     

福建闽江河口湿地土壤重金属污染特征及评价研究

为掌握福建闽江河口湿地重金属污染特征,对闽江河口湿地不同监测点重金属污染状况进行全面调查采样,利用综合污染指数法和地累积指数法对重金属污染状况进行评价。结果表明,福建闽江河口湿地重金属污染比较严重,除Ni和Cr外,Cu、Pb、Zn、Cd、Mn均超过土壤环境质量标准（I级）。除Ni和Cr单项污染指数无污染外,其他监测点均有不同程度的重金属污染,污染程度表现为Pb〉Cu〉Zn〉Cd;综合污染指数除潭头港和鳝鱼滩为轻度污染,其他6个监测点均达到中度污染以上,表明闽江河口湿地存在严重的重金属复合污染。地累积指数除Pb、Zn、Cd污染达到中或轻度污染水平,其他重金属均无污染。     

类芦对铅胁迫的生理响应

采用土培方法,研究了4个浓度(0、250、500、750 mg·kg~(-1))的铅(Pb)胁迫对类芦形态指标、叶绿素含量、叶片抗氧化酶活性及Pb含量的影响。结果表明:低浓度(250 mg·kg~(-1))Pb胁迫下,类芦株高、根长、根表面积、生物量等指标显著高于对照(CK)。随Pb胁迫浓度增加,长势逐渐受到抑制,但类芦叶长、根体积和根平均直径仍显著大于CK(P<0.05)。类芦叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)在低浓度Pb胁迫下相对稳定,在高浓度(500、750 mg·kg-1)Pb胁迫下各活性明显下降,且丙二醛(MDA)含量迅速增加。不同Pb胁迫下,类芦叶片的叶绿素a、b含量相对稳定,影响较小。同时,类芦转运系数始终大于1,对Pb具有较好的转运能力。类芦通过器官形态调整,刺激根系发育和高根冠比,保持光合作用稳定和较强的转运能力,一定程度适应了Pb逆境,可作为Pb污染矿区植物修复潜力植物。     

磷胁迫对水土保持先锋植物类芦光合特性的影响

以水土保持先锋植物类芦为研究材料,通过5个不同浓度磷胁迫的盆栽试验,测定类芦的光合色素、叶绿素荧光参数和光合参数,研究磷胁迫对类芦的光合特性的影响。结果表明:随着磷胁迫程度的加剧,类芦叶绿素含量逐渐下降。低磷胁迫与正常供磷条件下,类芦叶片气孔导度、光合速率和蒸腾速率日变化规律一致,均为单峰型,峰值在12:00;日均值表现为正常供磷>极度磷胁迫>轻度磷胁迫>中度磷胁迫>重度磷胁迫,光合速率、蒸腾速率与气孔导度呈正相关。在不同磷浓度胁迫下类芦叶片叶绿素荧光参数差异不大,极度磷胁迫与有磷条件下的光合作用机理可能不同,但PSⅡ光合反应中心没有受到破坏,类芦具有极强的耐低磷能力。     

Cd胁迫对类芦生长及酶活性的影响

以类芦为材料,测定不同Cd胁迫浓度下类芦相关形态生理指标,探讨类芦在Cd污染矿区正常生长的响应机制。结果表明:低Cd浓度处理对类芦分蘖数、叶片数、株高、最大叶长有一定促进作用,随Cd浓度的增加,抑制作用逐渐增强;Cd胁迫对类芦根长和表面积有显著抑制作用,但对根平均直径(Cd≤100 mg·kg~(-1))和根体积(Cd≤50 mg·kg~(-1))有显著促进作用;Cd胁迫下类芦抗氧化酶活性下降,MDA含量升高,根系和地上部分生物量等指标均逐渐减小,阻碍了类芦的生长;不同Cd浓度胁迫下类芦根系及地上部分Cd含量逐渐增加,且转运系数大于1,对Cd具有一定富集能力。研究表明,Cd胁迫会抑制抗氧化酶活性等阻碍类芦正常生长,类芦通过调整生长格局、提高根系平均直径和表面积、刺激地上部分富集转运能力来适应Cd胁迫。     

Pb、Cd和酸胁迫下枫香萌发种子的生理生化变化及其亚细胞结构

为探讨重金属及酸胁迫下枫香种子萌发过程中营养物质的动态变化规律,本研究采用纸培法,设置不同浓度的Pb、Cd及酸胁迫试验,考察种子萌发过程中可溶性蛋白、可溶性糖、还原糖、淀粉酶活性,并结合傅里叶红外光谱(FTIR)图谱变化及透射电镜(TEM)观察了种子胚乳细胞的超微组织结构变化。结果表明:萌发初中期(4、7 d)高浓度的Pb胁迫显著提高了可溶性蛋白含量及β-淀粉酶活性,α-淀粉酶活性则在Pb-500时活性最高(P0.05)。Cd胁迫对淀粉酶活性影响较大,萌发中后期可溶性蛋白、还原糖和可溶性糖对Cd的响应逐渐加强。FTIR分析表明Pb-250处理刺激膜脂和细胞壁果胶中常见的酯类化合物合成,Pb-500、Cd-25处理利于纤维素、半纤维素、多糖、蛋白质等有机物质的合成,以此来增强对铅镉的抗逆性。酸胁迫降低了可溶性蛋白含量,pH-5.5、pH-4.5提高了可溶性糖、还原糖含量及淀粉酶活性。随酸胁迫的增强特征峰变化值下降,pH-3.5处理组峰值略有提升。大部分Pb~(2+)、Cd~(2+)沉积在胚乳细胞细胞壁及细胞质中,细胞区室化作用显著。枫香可在重金属及酸污染的废弃地正常生长,其种子通过渗透物质相互协调及细胞区室化作用对Pb、Cd和酸胁迫有积极的响应。     

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。     

不同干旱胁迫强度下的类芦生长权衡研究

权衡关系是植物生活史过程中的重要生存策略,植物生长过程的权衡关系对于理解植物在不同生境下的生存策略具有重要意义。本研究以水土保持先锋草本植物类芦(Neyraudia reynaudiana)为研究对象,采用盆栽法对类芦进行不同干旱程度的胁迫处理,分析不同胁迫处理下的生长差异和物质分配特征,探讨干旱胁迫下类芦的生长权衡。结果表明：1)不同干旱胁迫下株高间差异不显著(P> 0.05);叶片数仅干旱胁迫中期,中度、重度与供水充足间差异显著(P <0.05);分蘖数仅干旱后期,重度与轻度和供水充足间差异显著(P <0.05)。在干旱胁迫条件下,株丛高生长与分蘖、高生长与叶片数之间存在生长权衡,在中、轻度干旱胁迫初期(30 d)趋向高生长,胁迫时间延长则趋向分蘖生长;重度干旱胁迫初期趋向分蘖,随着胁迫时间延长,株高减小,分蘖数和叶片数增加。2)类芦体内的水分、干物质的分配存在显著负相关关系,随着干旱胁迫的加剧,类芦叶、茎、根和全株的干物质比率均逐渐增加,含水率逐渐下降。随着干旱胁迫程度增加,水分、干物质和总生物量在叶上的分配逐渐减少,在茎上的分配逐渐增加,根系干物质的分配比例逐...     

安溪崩岗侵蚀区不同植被配置模式与恢复效果研究

在对安溪崩岗侵蚀区全面调查的基础上,选择4种不同植被配置模式,分别从植被的种类、数量及生长状况等方面进行调查,同时利用乔木层径级、灌草层物种数、重要值、Simpson指数、Shannon-wiener指数、Pielou指数等方面对恢复效果进行评价。结果表明:马尾松+相思模式的径阶水平分布均匀,且树木长势良好。崩岗区灌草层植被种类单一,芒萁作为一种先锋物种在崩岗植被恢复过程中起着重要的作用。马尾松+相思和马尾松+桉树模式的物种丰富度指数、Simpson、Shannon-wiener、Pielou指数都较高,适合应用于崩岗侵蚀区的植被恢复。