模拟酸雨对水稻根系激素含量与生长的影响

为进一步清晰酸雨抑制植物生长的内在机制,采用水培法研究酸雨(pH 5.0—2.5)对水稻根系激素含量(生长素IAA、赤霉素GA、玉米素ZT、脱落酸ABA)、根系活力与质膜H+-ATPase活性及根系生长的影响.结果表明,与对照(CK)相比,经酸雨胁迫5 d后,pH 5.0组水稻幼苗根长及鲜重下降,但激素含量IAA和ABA、根系活力、H+-ATPase活性、根表面积和体积均显著上升,表明pH 5.0酸雨下水稻幼苗通过提高IAA、ABA含量,根系活力以及激活H+-ATPase活性调控水稻对营养的吸收,使根长及鲜重较其他酸雨处理组受抑较弱.pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨组水稻幼苗IAA/ABA、GA/ABA、ZT/ABA、根系活力以及根系生长指标显著下降,表明pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5酸雨降低激素含量影响根系细胞分裂和伸长,抑制根系活力导致水稻根系各生长指标受抑.将胁迫后幼苗移至对照条件下恢复5 d后,pH 5.0酸雨组根系活力和生长指标均恢复至CK,IAA/ABA、GA/ABA和ZT/ABA和质膜H+-ATPase活性有所上升;而pH 4.5—2.5酸雨组各指标变幅减小且优于胁迫期,表明水稻幼苗通过提高生长促进型激素(IAA、GA、ZT)含量、根系活力以及质膜H+-ATPase活性减轻酸雨对根系生长的制约,根系生长指标均有一定程度的恢复,且恢复程度受酸雨强度制约.     

多壁碳纳米管与镉复合污染对水稻生长的影响

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L~(-1) MWCNTs、0 mg·L~(-1) Cd~(2+))为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd~(2+)复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水稻幼苗的生长与MWCNTs添加浓度呈明显负相关.低浓度的MWCNTs(1.5 mg·L~(-1))对水稻幼苗的生长产生抑制作用,较高浓度的MWCNTs(≥6.0 mg·L~(-1))会显著(P0.05)抑制水稻幼苗的生长.添加5 mg·L~(-1) Cd~(2+)会增强MWCNTs对水稻幼苗的生长抑制,当MWCNTs浓度从1.5 mg·L~(-1)上升到12 mg·L~(-1),单一处理组与复合处理组相比,水稻幼苗的根系活力分别下降6.4%、10.4%、24.4%和13.9%;水稻幼苗的叶绿素含量显著降低;复合处理组的水稻叶片的POD活性略高于单一处理组,分别高出11.0%、46.1%、5.6%、11.6%;水稻幼苗叶片气孔导度变小、胞间CO_2浓度升高、光合速率减慢.MWCNTs与Cd~(2+)对水稻幼苗的生长具有明显的协同抑制效应.     

模拟酸雨胁迫下镧对高梁种子萌发的影响

以高粱(熊杂9号)为试材,研究酸雨胁迫下镧对高粱种子萌发、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和质膜透性的影响.结果显示,用12 mg·l~(-1)的LaCl_3溶液浸种处理高粱种子效果最佳.经La(Ⅲ)处理后,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均较单一酸雨处理组升高,pH 2.5时增幅最明显;pH 2.0时,酸雨严重破坏种子内部结构,La(Ⅲ)的加入已无法缓解酸雨引发的伤害.而经La(Ⅲ)处理后,低强度(pH 5.0-3.5)酸雨胁迫下,种子的POD活性较单一酸雨处理组升高,高强度(pH 3.0-2.0)时降低;可溶性蛋白含量较所有单一酸雨处理组升高,MDA含量和质膜透性较单一酸雨处理降低,pH 2.5-2.0时该效果尤为明显.表明La(Ⅲ)可通过调节高粱种子内部的POD活性减轻酸雨胁迫引发的膜脂过氧化,缓解对种子萌发的伤害.     

UV-B增加与酸雨复合处理对大豆种子萌发和幼苗生长的影响

研究了UV-B辐射增加与酸雨的复合处理对大豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：UV-B辐射增加对大豆种子的萌发没有影响，酸雨处理降低了大豆种子的发芽率。UV-B辐射增加与酸雨的复合处理，降低了幼苗的株高、绿叶数、叶面积、干质量、叶绿素和蒸腾速率，复合胁迫的下降幅度明显高于单一因子胁迫，并且下降幅度受UV-B辐射强度与酸雨pH的影响。UV-B辐射增加与酸雨处理在抑制幼苗生长上具有协同作用。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.     

不同静电场处理方式对大豆生物学效应的比较研究

分别研究了静电场预处理种子、静电场处理幼苗以及种子和幼苗累积静电场处理3种电场处理方式对大豆叶片叶绿素含量、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、叶绿素a(Chla)荧光动力学参数和根系活力的影响.结果表明,3种静电场处理方式均能对大豆产生明显的生物学效应.其中,静电场处理种子对大豆的影响相对较小,静电场处理幼苗对大豆的影响较大,而对种子和幼苗累积静电场处理对大豆的影响最为显著.图2表1参11     

铈对酸雨胁迫下水稻幼苗期防护与修复作用

为进一步了解铈(Ce~(3+))对酸雨胁迫下植物的作用,采用溶液培养法探究Ce~(3+)对酸雨胁迫下水稻幼苗(30 d)的抗氧化酶系统(过氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、氧自由基产生速率、硝酸还原酶(NR)、质膜透性和叶绿素含量的影响.结果显示,与对照相比,模拟酸雨(pH 3.0)胁迫下,水稻幼苗NR活性和叶绿素含量降低,POD、SOD、MDA、质膜透性和氧自由基产生速率升高;在水稻叶面喷施30 mg·L~(-1)Ce~(3+)后,与酸雨组相比,防护组与修复组NR活性、叶绿素含量提高,POD、SOD、MDA、质膜透性和氧自由基产生速率降低.酸雨影响植物生长代谢,不利于植物健康生长.30 mg·L~(-1)Ce~(3+)对酸雨胁迫下水稻幼苗各生理指标具有改善作用,可以减轻酸雨对植物的危害,而不同指标防护与修复的作用不同.     

加拿大一枝黄花和小飞蓬叶浸提液对大豆幼苗生长的复合化感效应

加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)和小飞蓬(Conyza canadensis)常共同入侵至同一农田生态系统。探究了两者对大豆幼苗生长的复合化感作用。加拿大一枝黄花叶浸提液显著抑制大豆幼苗地上生物量。而小飞蓬叶浸提液也明显抑制大豆幼苗地上生物量(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗地上生物量。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗地上生物量显著大于加拿大一枝黄花叶浸提液单一处理,同时也大于小飞蓬叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。两者叶浸提液单一处理均明显降低大豆幼苗株高(未达到显著水平)。与对照处理相比,两者复合叶浸提液处理未显著影响大豆幼苗株高。两者复合叶浸提液处理下大豆幼苗株高明显大于两者叶浸提液单一处理(未达到显著水平)。因此,两者叶浸提液对大豆幼苗的生长均具有一定程度的抑制效应,且加拿大一枝黄花叶浸提液对大豆幼苗产生的化感作用(尤其是地上生物量)明显大于小飞蓬。两者复合化感作用明显低于两者单一化感作用,尤其是两者对大豆幼苗地上生物量的复合化感作用显著低于加拿大一枝黄花的单一化感作用。所以,化感效应可能在两者共同入侵(即两者复合作用)进程中所起的贡献低于在两者单一入侵进程中所起的作用。     

萘乙酸和Zn对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应

为探讨植物生长调节剂对大豆Cd胁迫伤害的缓解效应,采用营养液培养试验方法,研究了喷施萘乙酸(NAA)和加Zn处理对3个Cd胁迫大豆幼苗的影响.结果表明,加Zn和喷施NAA均可降低Cd胁迫大豆幼苗叶片丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)含量,可减轻膜脂的过氧化作用及蛋白质的水解;喷施NAA还可降低Cd胁迫大豆幼苗POD活性,提高硝酸还原酶(NR)活性;加Zn对Cd胁迫大豆幼苗NR活性的降低缺乏抑制作用,但降低沔1101叶片中POD活性,提高湘04-6和特早熟毛豆的POD活性,品种之间表现明显的差异性.     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)对铜(Copper,Cu)胁迫下广藿香(Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)幼苗生长、Cu~(2+)积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10—80μmol·L-1Cu~(2+)降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu~(2+)浓度增大抑制作用增强.与Cu~(2+)胁迫相比,外源添加0.10—0.50 mmol·L~(-1)As A提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量;随As A浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L~(-1)的As A能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40μmol·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu~(2+)胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

油菜根系分泌物对不同作物幼苗生长的化感效应

在实验室采用发芽试验的方法研究了油菜Brassicacampestris根系分泌物对小麦、油菜、蚕豆和玉米种子活力、幼苗生长发育及生理生化特性造成的化感效应。结果表明,油菜根系分泌物的化感累加作用对不同作物种子发芽率、幼苗芽长、芽质量、根长、根质量、根系活力以及幼芽过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量均具有显著影响,其化感效应对小麦的影响程度最弱,其中对小麦的种子发芽率、幼苗根长、芽干物质量、POD活性和根系活力以及各作物幼芽细胞膜的毒害程度均表现出促进作用,而对小麦幼苗其它生长特性以及油菜、蚕豆和玉米幼苗的所有生长特性均表现为抑制作用,表明油菜根系分泌物对不同作物及不同生长特性的化感效应具有不同的选择性。因此,合理搭配油菜作物的间、套、轮作是其夺取优质、高产栽培的关键技术。     

La(NO3)3浸种对盐碱胁迫下红小豆幼苗生长和抗氧化酶活性的影响

采用添加NaCl和Na2CO3模拟盐胁迫和碱胁迫的水培方式,研究了La(NO3),浸种对盐胁迫和碱胁迫下红小豆幼苗生长和抗氧化酶活性的影响.结果表明:(1)与无胁迫对照组相比,盐碱胁迫明显抑制了红小豆幼苗的生长;在Na+质量浓度相同的情况下,碱胁迫对红小豆幼苗生长的影响明显大于盐胁迫;(2)使用La(NO3)3浸种可缓解盐碱胁迫带来的不良影响,使受胁迫红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力、SOD活性、POD活性及CAT活性增加,并显著降低幼苗MDA含量水平,且表现出在盐碱胁迫下变化幅度高于无胁迫处理的现象;(3)在本试验条件下,30 mg·L-1La(NO3)3浸种具有显著促进红小豆根系及地上部分生长的作用.     

镧对酸雨胁迫下水稻萌发种子POD与质膜透性动态变化的影响

采用模拟酸雨和镧复合处理水稻(O.sativao)种子,测定不同酸雨胁迫强度下镧对种子质膜透性(E%)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,用pH4.0和pH2.5的酸雨连续胁迫7d,随着胁迫时间的增加,水稻种子的质膜透性呈现先减小后逐渐增大再减小的趋势,过氧化物酶(POD)活性一直保持升高的趋势.经镧处理后,水稻种子的质膜透性变小,POD活性有所增高.而在第5天和第3天,pH=2.5和pH:4.0酸雨胁迫下的水稻种子换用隔夜自来水培养,使得其质膜透性有所减少,过氧化物酶活性得以回升.镧对种子的萌发具有一定的防护效应,减轻了酸雨对萌发期间的伤害程度,增强了种子抗酸雨的能力.     

水稻叶片质膜H~+-ATPase对酸雨胁迫的适应机制

采用水培法研究酸雨胁迫对水稻叶片质膜H+-ATPase活性的影响,结果表明,高强度酸雨(pH 2.5和pH 3.0组)胁迫下,pH 2.5组质膜H+-ATPase活性显著受抑,胞内pH降低,POD活性受抑,pH3.0组质膜H+-ATPase活性上升,胞内pH降低,POD活性升高,质膜透性和MDA含量均增加,Fv/Fm和叶鲜重降低;低强度酸雨(3.0相似文献   

SO2和酸雨对大豆的单一及复合效应

应用开顶式熏气装置研究了SO2和模拟酸雨对大豆的单一与复合作用效应．结果表明：经SO2和酸雨处理后，大豆叶绿素含量减少、膜透性增加，叶液pH值降低，但SO2和酸雨对叶片含糖量的影响不明显；SO2＋酸雨对大豆的复合作用效应明显大于SO2或酸雨单因子作用效应；SO2＋酸雨对大豆的复合作用效应与SO2熏气浓度，酸雨pH和暴露时间有密切关系.     

草甘膦与镉复合胁迫对玉米幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

为了探讨草甘膦(PMG)与重金属镉(Cd)复合胁迫对作物(玉米幼苗)生长的影响作用机制。通过温室盆栽试验,分别进行了不同浓度的PMG单一处理(浓度分别设计为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))和不同浓度的PMG(浓度分别为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))与浓度5 mg·kg~(-1)Cd2+的复合处理。采用分光光度法和连续激发式荧光仪分别对玉米幼苗抗氧化酶(过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、荧光动力学曲线及相关参数进行了测定。结果表明,单一和复合胁迫分别在PMG浓度为1.25~5 mg·kg~(-1)、1.25~2.5 mg·kg~(-1)时,玉米幼苗通过增大抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,清除积累过多的活性氧自由基,提高叶绿素含量的合成,加大光合作用速率,促进玉米幼苗的生长;单一和复合胁迫分别在PMG浓度为5~20 mg·kg~(-1)、2.5~20 mg·kg~(-1)时,由于玉米幼苗积累了过多的膜脂过氧化物,导致抗氧化系统损坏,阻碍叶绿素含量的合成,同时也损害了PSII的功能(MO、φPO、ΨO、φEO、φDO、ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC、PIABS),导致玉米幼苗光合作用受到抑制,阻碍幼苗的生长。研究表明,草甘膦单一胁迫和与重金属镉复合胁迫,对玉米幼苗酶活性及光合作用的影响,均随处理浓度的升高表现为双阶段性,低浓度促进,高浓度抑制;与同浓度的PMG单一处理相比,Cd2+的存在,加大了PMG单独存在时的损害作用,使得玉米幼苗对PMG胁迫的敏感浓度点从5 mg·kg~(-1)降低到2.5 mg·kg~(-1)。     

V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)单一和复合胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响

采用水培法研究了V(Ⅴ)、Cr(Ⅵ)单一及复合胁迫对小麦幼苗生长和生理特性的影响.结果表明,无论单一或复合胁迫,随着V、Cr浓度的增加,小麦幼苗鲜重、株高、叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势.当V≤5 mg.L-1、Cr≤10 mg.L-1,小麦的鲜重、株高、叶绿素含量均高于对照,当V5 mg.L-1、Cr10 mg.L-1,则分别比对照降低0.2%—46.8%、0.8%—40.7%和2.5%—76.9%.丙二醛含量随着V、Cr胁迫浓度的增加而增大,与对照相比,含量增加了7.5%—251.6%.在V、Cr单一胁迫下,随着金属浓度增加细胞膜透性增大,比对照增加17.8%—59.8%,根系活力则下降8.1%—53.0%;复合胁迫时细胞膜透性先下降后上升,但始终高于对照,比对照增加了0.6%—126.2%;根系活力呈先升高后下降的趋势,降低6.1%—97.3%.研究表明在低浓度范围,复合胁迫在一定程度上可以缓解单一金属对小麦的毒害,对小麦幼苗生长具有拮抗作用;在高浓度范围两种金属复合胁迫对小麦幼苗的损伤和毒害作用比单一金属伤害更为严重,表现为协同作用.单一胁迫中Cr对小麦幼苗的毒性比V大.     

龙葵和茄子幼苗对镉胁迫的生理响应

采用营养液培养法研究了镉胁迫条件下龙葵和茄子幼苗的生长及生理响应.结果表明:镉胁迫使龙葵和茄子幼苗生长受到不同程度影响.龙葵在镉浓度低于50 μM条件下,地上部干物质量仅下降15.48%%(P＞0.05),根系干物质量在镉浓度低于100 μM下增加111.11%(P<0.05),根系活力也呈先升后降的趋势;茄子地上部干物质量和根系活力在所有镉处理下均低于对照,根系干物质量在镉浓度高于25 μM时即呈现下降趋势,降幅达47.06p.59%,茄子对镉胁迫的耐受性相对较弱.镉胁迫还导致龙葵和茄子幼苗叶片色素含量降低,叶片相对电导率、MDA含量和可溶性糖含量增加,SOD、POD、CAT变化不一致.龙葵叶片SOD活性随镉胁迫程度的增加先增高后降低,POD和CAT活性基本上表现为逐渐上升趋势,而茄子叶片中SOD活性逐渐下降,POD逐渐上升,CAT呈先降后升又降的变化规律,龙葵体内的3种抗氧化酶对镉胁迫起到较强的抗氧化保护作用.     

水体阿特拉津残留对千屈菜的毒性效应

为向水体污染的植物修复技术提供依据,采用营养液水培法研究5个阿特拉津浓度(1、2、4、8和16 mg L-1)下千屈菜鲜重增量、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、根系活力和叶绿素含量等的变化差异.结果表明,阿特拉津胁迫下,千屈菜在实验浓度范围内均可存活和生长;但鲜重增量、RWC、叶绿素含量均有不同程度的下降,根系活力和POD活性降低,同时MDA含量上升,膜脂过氧化程度加剧.阿特拉津浓度越高,其对千屈菜的毒性越高.1 mg L-1处理下,除POD活性外植物其他生长和生理指标均与空白对照无显著差异;但16 mgL-1处理下,鲜重增量、MDA含量和POD活性则显著低于正常水平.由于阿特拉津的降解,这种不良影响随处理时间的延长而减弱.千屈菜对低浓度阿特拉津(≤1 mg L-1)具有较高耐受性.     

多壁碳纳米管对水稻幼苗的生理学效应及对1,2,4-三氯苯毒性的缓解

研究多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs;1 g/L)对水稻幼苗生理学反应的影响是否具粒子尺寸依赖效应,并在受试外径范围内筛选出对水稻幼苗生理学反应无不良影响的MWCNTs,探究其在培养基质中的存在能否有效缓解1,2,4-三氯苯(TCB)对水稻幼苗的生理学胁迫作用.结果显示:将水稻幼苗暴露于不同外径MWCNTs(8 nm,20-30 nm, 50 nm)的悬浮液中培养10 d后,与对照相比,8 nm或20-30 nm MWCNTs处理抑制了水稻幼苗的生长,降低了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,以及叶片光系统II(PS II)光化学活性和叶绿素含量;而根系超氧阴离子(O_2~(·-))积累量和过氧化氢酶(CAT)活性则上升.相较8 nm MWCNTs处理,20-30 nm MWCNTs处理对幼苗上述不良影响有所减轻.然而, 50 nm MWCNTs处理则显著优化了幼苗的生长,维持了根系活性氧(reactive oxygen species,ROS)代谢平衡,并且提高了根系可溶性糖和可溶性蛋白含量,以及叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量.非TCB处理条件下,添加外源MWCNTs( 50 nm,1g/L)显著提高了根系可溶性糖含量、叶片PS Ⅱ光化学活性和叶绿素含量;与单独TCB(40 mg/L)处理相比,TCB(40 mg/L)+MWCNTs( 50 nm,1 g/L)复合处理显著缓解了TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.上述结果表明,MWCNTs对水稻幼苗的生理效应具有粒子尺寸依赖性,且外径 50 nm的MWCNTs在培养基质中的存在能够显著缓解TCB对水稻幼苗的生理学胁迫作用.(图5表4参33)