Si对盐胁迫下水稻根系活力、丙二醛和营养元素含量的影响(Effects of Si on the Index of Root Activity, MDA Content and Nutritional Elements Uptake of Rice under Salt Stress)

为深入了解盐胁迫下外源硅(Si)对水稻生长的作用,采用溶液培养法研究了外源Si对盐(NaCl)胁迫下野生型水稻和硅突变体水稻(不能正常吸收Si)营养元素和生理指标的影响.结果表明:1)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的生物量.当NaCl的浓度为100mmol·L-1时,添加1.0mmol·L-1的Si可使野生型水稻茎叶和根系干重提高12.81%和15.25%,硅突变体水稻茎叶干重提高12.31%.2)外源Si可提高盐胁迫下两种水稻茎叶和根系中营养元素含量,降低Na的含量.3)外源Si可显著降低盐胁迫下野生型水稻叶片MDA含量,但对突变体水稻叶片MDA含量影响不大.4)外源Si可显著提高盐胁迫下两种水稻的根系活力.盐胁迫下,与不加Si的对照相比,添加1.0mmol·L-1的Si可分别使野生型和突变体水稻根系活力指数提高60.47%和42.42%.     

水稻根系吸收砷的动力学特征及硅的缓解机制（Uptake Kinetics of Arsenic Species in Two Genotypes of Rice Plants and Mitigatory Mechanism of Silicon）

采用室内模拟的方法,研究了两种基因型水稻(硅突变体和野生型)根系吸收As的动力学特征以及Si对水稻吸收As的影响.结果表明,两种基因型水稻根系对As(III)和As(V)的吸收均可以用Freundlich模型较好地模拟.外源Si的加入可显著降低水稻根系对As(III)和As(V)的吸收.在20μmol·L-1As处理下,与不加Si处理相比,加1.0mmol·L-1Si处理导致水稻根系吸收As(III)和As(V)分别降低94.1%和92.2%(野生型);74.4%和90.2%(突变体).在100μmol·L-1As处理下,水稻根系吸收As(III)和As(V)则分别降低64.5%和91.2%(野生型);76.1%和90.6%(突变体).     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

荧蒽对大豆种子发芽的影响

针对国内外有关荧蒽(FLT)对种子萌发影响研究极少的现状,本文设置5个质量浓度(2,5,15,25,50 mg·L-1)的染毒组、1个空白对照组(0 mg·L-1)和1个助溶剂对照组(丙酮体积分数为1%),以大豆种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和幼苗长度为测量指标,探索性地研究了FLT对大豆种子萌发的毒性效应。结果表明:在浓度小于15 mg·L-1的FLT胁迫下,大豆发芽率与对照相比无显著差异,大于等于15 mg·L-1的FLT胁迫则显著抑制了发芽率(p0.05)。发芽势、发芽指数、活力指数则对FLT的胁迫作用更加敏感,当FLT浓度大于等于5 mg·L-1时呈显著降低(p0.05)。FLT对幼苗长度起抑制作用,且随浓度越高和处理时间增长,抑制作用逐渐增强。     

铬胁迫下不同品种小麦萌发和内源激素的变化

采用K2(CrO4)3溶液,设5个浓度,对3种不同抗性的小麦品种(新麦19、矮抗58和豫麦18)进行萌发期胁迫处理,研究了幼苗的发芽势、发芽率、根长、芽长及内源激素含量的变化.结果表明:(1)随着铬浓度的增加,发芽势、发芽率和芽长均基本呈"先升后降"趋势;(2)同一浓度铬处理下,发芽率、发芽势和芽长从大到小的顺序依次为:新麦19、矮抗58、豫麦18,根长从大到小的顺序为:豫麦18、新麦19、矮抗58;(3)150 mg L-1的铬胁迫下,IAA与ABA在小麦幼苗、幼根中含量降低,在籽粒中含量升高,其中新麦19籽粒和根芽中ABA含量均高于其他品种的;(4)不同浓度铬胁迫下,IAA/ABA值在新麦19中最低,变化幅度最小,新麦19表现出较强的抵抗铬胁迫能力.图3表1参20     

外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发的影响

本文研究了添加外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发及生理指标的影响。结果表明:添加外源褪黑素能促进As~(3+)胁迫下水稻种子的萌发,提高水稻的发芽势和发芽率,促进水稻幼苗的生长。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加100μmol·L~(-1)褪黑素能使水稻种子发芽率和总根长比对照分别提高57.1%和50.0%。添加褪黑素能显著提高As~(3+)胁迫下水稻幼苗中抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并降低水稻幼芽中丙二醛(MDA)的含量。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加50μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)褪黑素导致水稻幼芽中POD活性比对照处理分别提高57.5%和114.8%,CAT活性提高29.4%和53.8%,SOD活性提高31.5%和56.0%,丙二醛含量比对照处理降低16.5%和31.9%。添加褪黑素也能显著提高As~(3+)胁迫下水稻的根系活力,当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,50、100μmol·L~(-1)褪黑素处理后根系活力比对照分别提高42.4%和124.1%。这说明添加外源褪黑素可缓解As~(3+)胁迫对水稻的脂质过氧化损害,有效降低As对水稻内膜的破坏,显著缓解As污染对水稻的毒害作用。     

NaCl胁迫对甜高粱发芽期生理生化特性的影响

为筛选耐盐甜高粱材料,探讨NaCl胁迫对甜高粱发芽期生理生化特性的影响,研究了0、70、140、210 mmol.L-1NaCl胁迫对吉甜3、BJK156、甜132、凯勒、威利、考利、吉甜2、戴尔等8个甜高粱材料发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、芽长、根长、芽鲜质量、根鲜质量等8个指标盐害系数的影响,利用系统聚类分类法对甜高粱耐盐性进行聚类可分为3类：耐盐性最强的是甜132,耐盐性中等的是BJK156,耐盐性较敏感的是考利、吉甜3、吉甜2、戴尔、凯勒、威利。进一步研究了盐胁迫对甜高粱芽苗中丙二醛、可溶性蛋白含量及过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。结果得出：随着盐胁迫的加重丙二醛含量逐渐增加,可溶性蛋白含量逐渐减少。NaCl胁迫不同程度地提高了8个甜高粱材料POD、CAT、SOD活性,受3种NaCl质量浓度胁迫后8个甜高粱材料POD、CAT、SOD活性的变化趋势不同,这可能是它们耐盐差异的生理原因之一。另外,在3种NaCl浓度胁迫后甜132中的丙二醛增加量在8个材料中都是最低的,这与系统聚类分析得出甜132耐盐性最强的结论相吻合。研究认为丙二醛含量的变化可以作为筛选发芽期耐盐甜高粱品种的一个指标。     

外源褪黑素对As3+胁迫下水稻种子萌发的影响

研究添加外源褪黑素对As³⁺胁迫下水稻种子萌发及生理指标的影响。结果表明添加外源褪黑素能促进As³⁺下水稻种子的萌发,提高水稻的发芽势和发芽率,促进水稻幼苗的生长。当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,添加100 μmol L^-1褪黑素使水稻种子发芽率和总根长比对照分别提高57.1%和50.0%。添加褪黑素能显著提高As³⁺胁迫下水稻幼苗中抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并降低水稻幼芽中丙二醛(MDA)的含量。当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,添加50 μmol L^-1和100 μmol L^-1褪黑素导致水稻幼芽中POD活性比对照处理分别提高57.5%和114.8%,CAT活性提高29.4%和53.8%,SOD活性提高31.5%和56.0%,丙二醛含量比对照处理降低16.5%和31.9%。添加褪黑素也能显著提高As³⁺胁迫下水稻的根系活力,当As³⁺浓度为100 μmol L^-1时,50、100 μmol L^-1褪黑素处理后根系活力比对照分别提高42.4%和124.1%。说明添加外源褪黑素可缓解As³⁺胁迫对水稻的脂质过氧化损害,有效降低As对水稻内膜的破坏,显著缓解As污染对水稻的毒害作用。     

乙烯消减盐抑制苜蓿种子萌发的机理研究

0．25mol/L的NaCl胁迫下的苜蓿种子转变1－氨基环丙烷－1－羧酸（ACC）和乙烯利为乙烯的能力明显降低。加入外源乙烯能引发受NaCl胁迫48h的苜蓿种子迅速萌发,但对种子内的Na^ 含量无明显影响。在种子吸涨过程中,外源乙烯对受NaCl胁迫的种子的水分吸收也无影响。外源乙烯能显著地提高NaCl胁迫下种子的呼吸速率和ATP含量。对乙烯消减盐抑制苜蓿种子萌发的作用机理进行了讨论。图6表1参21     

不同浓度CaCl_2对盐胁迫下巴西蕉幼苗生理的影响

为了解外源钙(Ca)对香蕉盐胁迫的缓解效应,采用水培试验法研究了在60 mmol L-1 NaCl胁迫下不同浓度的CaCl2对我国香蕉主栽品种巴西蕉(Musa AAA Cavendish var.Brazil)的叶片相对含水量(RWC)、叶绿素含量等生理响应特性的影响.结果表明:盐胁迫下,巴西蕉幼苗叶片Chl a、Chl b、Chl含量显著降低,Chl a/Chl b比值减小,叶片RWC显著降低,叶片和根系的质膜透性和脯氨酸含量显著增加,施加低浓度外源钙可在一定程度上缓解该现象,但高浓度(20 mmol L-1)反而使盐害程度加重,其中5 mmol L-1 CaCl2处理效果最好;处理期间,5、10 mmol L-1 CaCl2处理叶片RWC均显著高于盐胁迫处理,与对照相比较无明显差异;第5天(d 5)时,5、10、20 mmol L-1 CaCl2处理的叶片脯氨酸含量分别比盐胁迫处理高出85.4%、75.3%和86.6%,差异均显著,处理d 10时,根系和叶片脯氨酸均以5 mmol L-1 CaCl2处理的含量最高,与盐胁迫处理达到差异显著水平;此外,5 mmol L-1 CaCl2处理可降低盐胁迫下叶片及根系质膜透性,随着外源CaCl2浓度增加,叶片和根系质膜透性反而增加,处理期间,20 mmol L-1 CaCl2处理始终高于盐胁迫处理.综合各项测定指标及分析,认为施用适当浓度CaCl2可在一定程度上缓解盐胁迫对巴西蕉的影响,其中CaCl2浓度以5mmol L-1较为适宜.     

Silicon enhances resistance to antimony toxicity in the low-silica rice mutant,lsi1

A solution culture experiment was designed to determine whether Si can alleviate Sb toxicity in rice. The design involved a rice mutant with low Si accumulation and wild-type rice with normal Si accumulation. The effects of Si on rice Sb stress in the presence or absence of P were investigated. P significantly increased the shoot biomass in both wild-type and mutant rice, whereas Si increased the biomass only in the wild-type rice. No biomass change was detected in both rice type when 10 or 30 μ mol·L^?1Sb was added to the solution. Compared with the no P control, in both rice types, the application of 0.7 mmol·L^?1 P significantly increased the P content, whereas Si significantly influenced the uptake and accumulation of P and Sb. In different P and Sb treatments, 1.0 mmol·L^?1 Si led to 6.9–58.2% and 21.4–62.5% decreased Sb content in the shoots of wild-type and mutant rice, respectively. Si addition also significantly impacted the distribution coefficient of Sb between the shoots and seeds of both rice types. These results suggest that the application of Si in rice can promote growth, reduce Sb accumulation and decrease Sb movement to shoot and seeds, which may lead to Sb pollution control under rice field conditions.     

Cd对野茼蒿种子发芽的影响

为了研究重金属Cd在野茼蒿生长初期所产生的毒性效应,本文以野茼蒿种子为实验材料,分别设定了低浓度组(0、0.2、0.5、0.8、1.0和5.0 mg·L-1)和高浓度组(0、10、25、50和100 mg·L-1)2组实验,对在Cd胁迫作用下野茼蒿种子的萌发生长进行了研究.结果表明:在低浓度(＜5 mg·L-1)下,C...     

水稻灌浆期臭氧暴露对产量形成的影响

利用田间原位开顶式气室(Open-topchamber,OTC)研究了长江三角洲地区水稻灌浆期臭氧(O3)暴露对其产量形成的影响,从而确定灌浆期臭氧胁迫对水稻产量的影响.实验设计4种臭氧水平,即过滤空气(CF,O3浓度10nL·L-1);自然大气(NF,O3浓度40nL·L-1);臭氧动态1(O1,O3梯度为50、100、150nL·L-1,平均浓度70nL·L-1);臭氧动态2(O2,O3梯度为75、150、300nL·L-1,平均浓度170nL·L-1).结果表明,随着臭氧浓度的升高,水稻的株高、穗长、分支、穗粒数及水稻生物量和产量等指标均有下降的趋势,但4种处理间均无显著性差异(p>0.05).在试验浓度下,水稻灌浆期短期高浓度O3暴露对其产量没有显著影响,不会造成明显的产量损失,但与全生育期相比,水稻产量对灌浆期的高臭氧浓度更为敏感.     

钒胁迫对水稻幼苗生理生化和富集特性的影响

水稻（Oryza.sativa L.）是我国最重要的粮食作物之一,水稻产量占粮食总产量的一半以上,一旦水稻受到重金属污染,将会影响水稻植株的正常生长和生理特性。目前关于钒胁迫对水稻植株生理特性指标的影响方面报道较少。通过水培实验,研究了不同钒（V）质量浓度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）对水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影响。结果表明：随着V胁迫浓度的增加,叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈现先上升、后下降的变化趋势。当ρ（V）≤12 mg·L-1,与对照相比较,叶绿素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%（SOD）;当ρ（V）〉12 mg·L-1,则分别降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。随着 V 胁迫浓度的增加,丙二醛（MDA）含量和细胞膜透性逐渐增大,与对照相比,分别增加了38.5%~289.3%、21.2%~303.2%,根系活力下降了10.9%~82.2%。可见,低ρ（V）（≤12 mg·L-1）对水稻幼苗的生长有一定的刺激作用,水稻幼苗自身保护酶表现出较强的自我调节能力;高ρ（V）（〉12 mg·L-1）明显抑制叶绿素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力,伤害了细胞质膜系统,影响水稻幼苗的生长发育。不同V浓度胁迫下,水稻幼苗累积的V含量为：根〉茎叶。随着V胁迫浓度增加,水稻幼苗各器官V含量增大,其中根部增幅远大于茎叶,当ρ（V）从5 mg·L-1增加到40 mg·L-1,与对照相比较,根部增加了0.98~25.3倍,茎叶部增加了0.26~4.74倍。生物富集系数（BF）先增加后降低,最大值为2.8408;迁移系数（TF）下降,最低值为0.1170,说明水稻对V有较强的富集能力,但迁移能力较低,积累的V主要富集在根部,可减轻V对地上部植物的危害。     

Rice seedlings under cadmium stress: effect of silicon on growth,cadmium uptake,oxidative stress,antioxidant capacity and root and leaf structures

In this study, the effect of silicon (Si) addition on cadmium (Cd) toxicity in rice seedlings was investigated. After a series of screening experiments, 50 μmol·L^?1 of Cd and 10 μ mol·L^?1 of Si were selected. Treatment of rice seedlings with Cd (50 μ mol·L^?1) resulted in significant accumulation of this metal in roots and shoots. The data revealed that accumulation of Cd resulted in oxidative stress in rice seedlings as evidenced by increased accumulation of hydrogen peroxide (H₂O₂) and malondialdehyde (MDA; a peroxidation product of lipids). However, addition of Si (10 μ mol·L^?1) together with Cd prevented accumulation of Cd, H₂O₂ and MDA. Antioxidant capacity was decreased by Cd but enhanced by Si addition. Cd decreased the length and frequency of root hairs, stomatal frequency, and distorted leaf mesophyll cells and vascular bundles. However, addition of Si together with Cd reduced these abnormalities. The results showed that addition of exogenous Si protected rice seedlings against Cd toxicity by preventing Cd accumulation and oxidative stress (H₂O₂ and MDA accumulation) by increasing Si accumulation and antioxidant capacity, which maintained the structure and integrity of leaf and root.     

Pb污染对白菜的生态毒理效应研究（Ecotoxicological Effects of Pb on Brassice rapa）

采用水培方法研究了白菜种子和幼苗对Pb的富集能力与耐受性.实验设6个处理浓度,分别为0.2mg·L-1、0.4mg·L-1、0.8mg·L-1、1.6mg·L-1、3.2mg·L-1及对照,共培养7d,然后测定种子萌发抑制率、茎生长抑制率、根的耐性指数、叶绿素与类胡萝卜素含量与铅的富集量.研究表明白菜幼苗对高浓度的Pb具有富集能力,根是主要的富集器官,根的最高富集量为75.46mg·L-1.Pb抑制白菜幼苗的营养生长,抑制白菜根的伸长.0.2mg·L-1处理浓度下,Pb促进白菜茎的生长,高浓度的Pb抑制白菜茎的生长.Pb抑制白菜体内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量.铅影响白菜幼苗的正常生长,白菜对铅具有一定耐受性.