稀土元素La对油菜某些生理指标的影响及其临界浓度

通过水培试验 ,研究了稀土元素La对油菜生物量和叶绿素含量、硝酸还原酶活性、根系活力、POD活性等一系列生理指标的影响。结果表明 :喷施或根施 0 0 3～ 3mg/kg的La3+对油菜的生长起了一定的促进作用 ,表现为生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力增加 ;而高于 3 0mg/kg浓度的La3+对油菜的生长产生了抑制作用 ,油菜生物量、叶绿素含量、硝酸还原酶活性和根系活力降低 ,POD活性增高。La对油菜的临界浓度为 3 0mg/kg。     

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.     

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.     

铜尾矿对油菜生长和生理功能的影响

通过盆栽试验,研究了铜陵铜尾矿对油菜生长和生理功能的影响.结果表明,油菜种子能在铜尾矿上萌发,但发芽率和发芽速率均小于正常土壤.尾矿能降低油菜叶绿素含量,而且对叶绿素a/b比值也有影响.在尾矿胁迫下,油菜叶片的细胞膜透性增加,硝酸还原酶活性降低,抗坏血酸含量下降,表明尾矿对油菜具有毒害作用.与对照相比,尾矿处理油菜根系表现为主根变短,侧根数减少,根系体积明显变小.尾矿能明显抑制油菜幼苗的根和茎叶生物量,降低根冠比.随着油菜的生长发育,尾矿的毒害作用更加明显.尾矿对油菜的影响最终反映在油菜的产量上.铜元素的毒害和尾矿的极端贫瘠是影响油菜生长的2个因素.成熟期油菜各器官铜含量大小依次为根＞茎叶＞籽粒,籽粒中铜含量与土壤和尾矿混合物中有效铜含量在α=0.01水平上显著正相关.     

酸雨与稀土La(Ⅲ)对大豆幼苗根系生长及活力的复合影响

采用水培法研究了酸雨与稀土La(Ⅲ)对大豆幼苗根系生长及活力的复合影响.结果表明,单一酸雨(pH3.0、4.0、4.5)与镧(60、100、300 mg.l-1)处理均抑制大豆幼苗根系生长,呈明显剂量-效应关系;复合处理表现为协同作用.根系活力较单一处理降幅明显增大,丙二醛(MDA)含量升高,过氧化物酶(POD)活性增强,说明复合处理诱导产生过量活性氧,POD活性升高却无法完全清除过量自由基,膜质过氧化加剧.     

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。     

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.     

镉胁迫对小白菜（Brassica campestris L.）抗氧化机理的影响

采用水培的方法,研究了不同Cd2 水平(0、1、2.5、5、10、15mg·L-1)对小白菜(Brassica campestris L.)抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、非酶物质(SH、GSH、PCs)含晕以及生长的影响.结果表明,小白菜叶片和根系SOD活性随Cd处理质量浓度的增加呈降低的变化趋势,POD、CAT活性以及MDA含量随Cd处理质量浓度的增加而增加.小白菜的生物量、根长、株高、叶绿素质量分数随Cd处理质量浓度的增加显著降低(P<0.05),表明Cd抑制了小白菜的生长,破坏了叶绿素的合成.小白菜地上、地下部镉质量分数均随Cd处理质量浓度的增加而显著增加(P<0.05).当Cd处理质量浓度为15 mg·L-1,小白菜地上、地下部镉质量分数分别达到637.5、1 663.0 mg·kg-1,表明小白菜对Cd有良好的富集效果.小白菜根系与叶片中SH、GSH和PCs含量均随Cd处理质量浓度增加而增加的变化趋势,表明SH、GSH和PCs在解毒小白菜Cd毒害中起着重要作用.     

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.     

水稻专用叶面喷剂对水稻幼苗生长的影响

用水稻专用叶面喷剂喷施水稻秧苗，1670~2500mg/L浓度处理可改善秧苗素质，控制株高，秧苗粗壮，假茎宽，干物质增多，促进分蘖．5000mg/L浓度处理抑制秧苗生长．水稻专用叶面喷剂可提高秧苗叶片可溶性糖、可溶性蛋白质、叶绿素含量和硝酸还原酶活性．     

重金属镉超富集浮萍品种筛选及其对水体中镉的去除效果北大核心CSCD

为筛选出能高效去除水体重金属镉,并能快速积累生物量的浮萍品种,对实验室保存的12个能耐受30 mg/L镉浓度的浮萍品种在0.5 mg/L和10 mg/L的镉浓度下进行复筛,获得最优品种少根紫萍(Landoltia punctata)ZH0049,并研究其在不同镉浓度胁迫下的生长状况和镉富集能力,同时分析其叶绿素含量变化与镉胁迫浓度的关系.结果显示:ZH0049在0-0.5 mg/L的镉浓度范围内能正常生长,干物质积累率最高可达到6.44 g m-2 d-1.在0-3 mg/L的镉浓度范围内,ZH0049对镉的吸收率、去除率以及富集系数在0.5 mg/L时出现波谷,而在3 mg/L时达到最高,分别为66.74%、72.43%和770.叶绿素相对含量实验结果显示,当镉浓度大于0.5 mg/L,浮萍生长受到抑制,叶绿素a、b含量开始下降,相对于初始值最高下降了61.79%和32.08%.当镉浓度从0.5 mg/L至3 mg/L,叶绿素相对含量(Chl a/Chl b)相对于初始值分别下降了3.49%、7.28%、19.32%、31.33%和42.59%,表明叶绿素a降幅大于叶绿素b.综上,ZH0049能将水体中的镉富集在体内的同时,保持较高的干物质积累量,从而达到较好的重金属去除效果,为水体中镉的去除建立了一种新途径.     

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.     

镧对镉胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

选择10mg·L-1La(N03)3作为生物调控因子,通过营养液培养实验,研究了水稻(Oryza sativa L.)幼苗在遭受镉胁迫(50mg·L-1和100mg·L-1两种CdCl2处理)后,稀土元素镧对抗氧化酶(SOD和CAT)活性、脂质过氧化产物MDA含量、质膜透性、叶绿素质量分数、根系活力、幼苗生长及镉质量分数等生理生长指标的影响,以探讨稀土在重金属胁迫下对作物的防护效应。研究结果表明:水稻幼苗遭受镉胁迫的初期,镧对提高SOD和CAT的活性,降低MDA含量和质膜透性,提高叶绿素质量分数和根系活力有明显的正效应,但是随着镉胁迫程度的加重和胁迫时间的延长,这种作用开始下降,最后甚至与镉发生协同作用,不仅不能缓解镉对水稻幼苗的毒害,反而更加剧了镉对水稻幼苗的毒害,这说明适量的稀土元素对重金属胁迫下植物生长有一定的防护效应,但是这种效应与重金属胁迫的浓度大小、胁迫的时间长短有着密切的关系。此外,镉在水稻幼苗体内的富集规律是:根系>地上部,镉的富集与各处理组镉浓度之间有比较明显的剂量效应关系,但是,镧处理并未降低水稻幼苗地上部分及根系中镉的质量分数。     

两种底质对狐尾藻生长和生理指标的影响

在温室条件下,分别以土壤和沉积物作为底质,模拟研究狐尾藻(Myriophyllum spicatum)生长和生理指标的变化。结果表明:与营养水平相当的沉积物相比,以土壤作为底质的处理,其狐尾藻茎叶生物量降低了87.15%,根系生物量增加了226.54%,根系活力降低了46.46%,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加了134.20%和119.91%,上覆水和间隙水中活性磷浓度分别增加了146.67%和1382.61%。以土壤为底质,增加该处理水体中磷浓度,抑制狐尾藻生长。     

Mn、Zn单一及复合污染对水蓼氮素代谢的影响

采用水培的方法,研究了Mn、Zn单一及复合污染对锰超富集植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)生长、氮代谢关键酶(谷氨酰胺合酶(GOGAT)、谷氨酸合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)、谷氨酸脱氢酶(GDH))活性以及硝态氮(NO3-)、铵态氮(NH4+)、可溶性蛋白质、游离脯氨酸、叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量,水蓼对Mn、Zn的吸收和转移系数的影响。研究结果表明,水蓼根、茎、叶中Mn、Zn含量,随着Mn、Zn处理浓度的增加而增加,且水蓼对Zn和Mn的转移系数分别维持在1.0~1.8和1.0~11.9,表明Zn对水蓼体内Mn的转移影响较为明显;Mn/Zn单一及复合处理显著降低了水蓼叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b的含量(P0.05),但是叶绿素a/b较对照组显著提高(P0.05),Mn/Zn复合处理抑制了根系生长及株重,T8时,根长仅为对照组的64.93%,而T9时,株重仅为对照组的65.45%;单Zn及Mn/Zn复合处理均降低了水蓼根系中NO3-的含量,以及抑制NR活性,T5时,叶片和根中NR活性分别是对照组的44.36%和34.41%,但提高了叶片与根系中NH4+的含量,T9时叶片中的NH4+含量是对照组的2.35倍,T8时根中的NH4+含量是对照组的1.58倍,以及增加了GS活性,T9时,叶和根中GS活性分别使对照组的1.32和1.57倍,Zn及Mn、Zn复合处理对水蓼叶片与根系中可溶性蛋白质含量无显著影响(P0.05),表明GS活性以及GDH活性提高在消除NH4+胁迫过程中起重要作用。     

硅对镉、锌、铅复合污染土壤中黑麦草生理生化性质的影响

采用正交试验设计L9(34)对黑麦草(Lolium perenne L.)进行温室盆栽试验,观测Cd、Zn、Pb复合污染条件下,硅(Si)对黑麦草生物量、叶绿素含量以及保护酶系统的影响.结果表明,Cd使黑麦草根系发育受阻导致生物量下降,中等水平的Zn和Pb有利于黑麦草生物量的积累;Cd、Zn、Pb复合污染造成黑麦草叶绿体结构的破坏,使叶绿素含量减少;低水平的Cd、Zn、Pb复合污染对黑麦草CAT和POD活性起到激发作用,但随着添加水平提高,两种酶活性受到抑制.Si可以促进黑麦草根系生物量的增加,有利于根系对水分和养分的吸收,保证地上部分的养分供给,使叶片生物量增加;硅化细胞的形成有利于黑麦草叶片对光能的吸收利用,Si也使叶绿素含量增加;Si对CAT和POD有显著激活作用,从而减轻重金属复合污染对黑麦草产生的伤害.     

土壤汞污染对油菜的氧化胁迫效应

为了明确土壤汞污染的植物毒性效应,利用盆栽模拟试验研究了汞污染土壤对油菜的氧化损伤.结果表明,低浓度的汞污染轻微促进油菜的生长,汞浓度超过1.0 mg·kg-1就显著抑制植物生长,引起叶片面积变小、失绿变黄甚至枯萎等生理现象.随着汞浓度的增加,丙二醛(MDA)含量增加,当汞的浓度增加到8.0 mg·kg-1时,MDA的含量是对照组的4.17倍.随着汞浓度的增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性升高,过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)活性先升高后下降,其中SOD和POD在8.0 mg·kg-1汞处理下,活性达到最大,CAT在0.5 mg·kg-1汞处理下活性最大.土壤汞含量为超过1.0 mg·kg-1时,油菜可食部分汞浓度大于食品安全国家标准《食品中污染物限量》(GB 2762—2012)的规定.油菜吸收的汞主要累积在根部,因此在利用此类植物进行土壤修复时,需要清除植物的地下部,才能实现植物修复的目的.     

氧化亚铜和氢氧化铜对苦草抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响

研究了不同浓度氧化亚铜和氢氧化铜可湿性粉剂染毒对苦草叶片抗氧化酶〔超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)〕比活力、丙二醛(MDA)含量和叶绿素含量的影响。结果表明,以0.15～1.5 mg.L-1氧化亚铜可湿性粉剂对苦草染毒7 d,其叶片SOD、APX和POD活性明显升高,1.5 mg.L-1处理组3种抗氧化酶比活力分别比助剂对照组升高49.0%、77.0%和39.0%,MDA含量极显著上升46.9%,总叶绿素含量显著下降42.6%。染毒14 d后3种抗氧化酶比活力均有不同程度回落,MDA含量恢复至正常水平,总叶绿素含量也有所回升。以0.1～1.0 mg.L-1氢氧化铜对苦草染毒7 d,1.0 mg.L-1处理组3种抗氧化酶比活力和MDA含量也呈显著上升趋势,总叶绿素含量显著下降。染毒14 d时3种抗氧化酶比活力和MDA含量恢复到正常水平,总叶绿素含量回升。上述结果显示,在氧化亚铜和氢氧化铜引起的铜胁迫早期,苦草叶片抗氧化酶因过氧化应激响应而上升,膜脂出现一定程度过氧化损伤,叶绿素含量下降,但随着暴露时间的延长,苦草对铜胁迫产生适应性,过氧化损伤得以缓解,叶绿素含量回升。     

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.     

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)