入侵藤本薇甘菊对酸性土壤的适应性

有害藤本植物薇甘菊(Mikania micrantha)原产中南美洲,现已对我国华南地区的植被和生态造成了严重危害。了解薇甘菊对非生物环境因子的适应性是对其进行科学治理的基本前提之一。华南地区以酸性土壤为主,而铝毒害是酸性土壤环境中植物生长的重要限制因子。为揭示薇甘菊对土壤pH条件及铝毒的适应性,本研究对比了薇甘菊在不同土壤pH环境下的萌发和生长情况;比较分析了薇甘菊3个不同种群和其他5种植物种子在不同浓度铝离子胁迫(0、0.5、1和2 mmol?L~(-1))下的种子萌发和幼苗生长;测定了深圳内伶仃岛薇甘菊及其他19种本地不同生活型植物茎干中3种微量元素(铝、锰和铁)的含量。结果表明,(1)薇甘菊种子在pH值为3.6~7.9的土壤环境中都能正常萌发,种子萌发率随土壤pH值的升高而逐渐降低;薇甘菊幼苗在pH值为4.3的条件下生长最佳,幼苗苗高、叶数、根数和根长都显著高于其他处理梯度。(2)当Al~(3+)浓度不高于2 mmol?L~(-1)时,薇甘菊种子的萌发率无显著组间差异,与对照植物相比也没有显著差异;但薇甘菊不同种群之间的差异明显,尤其是在幼苗存活率上。(3)薇甘菊茎干中铝(655.3 mg?kg~(-1))和铁(309.9 mg?kg~(-1))的含量均为20种受试植物中的最高值,分别是其余19种对照植物平均值的11.5倍和3.3倍;锰含量(469.4 mg?kg~(-1))仅次于鸭脚木,是其余19种植物平均值的2.7倍。以上结果表明薇甘菊对土壤酸碱度有较广的生态幅,对土壤铝离子毒害具有一定的耐受和富集能力,且铝离子毒害未影响薇甘菊对其他离子的吸收,因此对酸性土壤有较强的适应性。薇甘菊对酸性土壤的适应性有利于其成功入侵华南地区,而该区域土壤酸化的加剧可能进一步加重薇甘菊的潜在危害。     

Al~(3+)和阳离子型表面活性剂复合污染对玉米幼苗的影响

研究了阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)和Al3+ 共存 ,对玉米幼苗保护酶及叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率等的影响。结果表明 :CTAB能加剧Al3+ 对玉米幼苗的毒害作用。具体表现为使幼苗超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高 ,过氧化氢酶活性下降 ,超氧阴离子产生速率增大 ,脂质过氧化作用加剧 ,质膜透性上升 ,而叶绿素含量下降。当CTAB浓度在临界胶束浓度以上时 ,光合速率及蒸腾速率急剧降低     

Al3＋和阳离子型表面活性剂复合污染对玉米幼苗的影响

研究了阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和Al3＋共存，对玉米幼苗保护酶及叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率等的影响。结果表明CTAB能加剧Al3＋对玉米幼苗的毒害作用。具体表现为使幼苗超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高，过氧化氢酶活性下降，超氧阴离子产生速率增大，脂质过氧化作用加剧，质膜透性上升，而叶绿素含量下降。当CTAB浓度在临界胶束浓度以上时，光合速率及蒸腾速率急剧降低。     

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.     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制，以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(S. cavaleriei Lévl.)为试验材料，分析了2种鼠尾草在不同pH(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示：模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草；随pH的下降，2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低，但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草，并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫；2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应，表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高，但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱；模拟酸雨胁迫下，贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草，叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明，尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强，但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草，使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低，是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

模拟酸雨对外来入侵植物三叶鬼针草生长及化感作用的影响

外来入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）对我国华南地区生态系统造成严重危害,同时华南地区也是强酸雨分布区域。采用不同pH值（2.5,4.0,5.6）的模拟酸雨对三叶鬼针草种子和幼苗进行处理,测定其对种子萌发和幼苗生长的影响;室外模拟酸雨喷淋三叶鬼针草,生物测定三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用的变化。结果表明：pH为4.0和5.6的酸雨处理后提高了三叶鬼针草种子的萌发率;pH为4.0的酸雨促进幼苗生长,增加幼苗苗高和生物量;而pH为2.5的酸雨抑制三叶鬼针草种子萌发率和幼苗生长。同时,pH 4.0和2.5酸雨增强了三叶鬼针草叶片水浸提液对受体植物的化感作用。研究表明：三叶鬼针草具有较强的耐酸能力,酸雨胁迫可能通过促进外来入侵植物三叶鬼针草的生长和提高化感潜力而有利于其进一步入侵。     

Al^3＋和阳离子型表面活性剂复合污染对玉米幼苗的影响

研究了阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和Al^3 共存，对玉米幼苗保护酶及叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率等的影响，结果表明：CTAB能加剧Al^3 对玉米幼苗的毒害作用，具体表现为使幼苗超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高，过氧化氢酶活性下降，超氧阴离子产生速率增大，脂质过氧化作用加剧，质膜透性上升，而叶绿毒含量下降，当CTAB浓度在临界胶束浓度以上时，光合速率及蒸腾速率急剧降低。     

2种鼠尾草对模拟酸雨胁迫的耐受性比较及其生理机制研究

为探究2种具有较高药用和观赏价值的鼠尾草对酸雨的耐受性及其生理机制,以美丽鼠尾草(Salvia meiliensis S.W.Su)和贵州鼠尾草(Salvia cavaleriei Lévl.)为试验材料,分析了2种鼠尾草在不同p H(6.8、5.6、4.5、3.5和2.5)模拟酸雨胁迫下伤害等级、叶绿素含量、抗氧化酶活性以及丙二醛和有机渗透调节物质含量的变化。结果显示:模拟酸雨对美丽鼠尾草的伤害程度高于贵州鼠尾草;随着p H的下降,2种鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量逐渐降低,但贵州鼠尾草叶片叶绿素a、b和总含量高于美丽鼠尾草,并以较高的叶绿素a/b适应模拟酸雨胁迫;2种鼠尾草在模拟酸雨胁迫下产生了适应性反应,表现为叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性的升高,但这一适应性反应被降低的过氧化氢酶活性严重削弱;模拟酸雨胁迫下,贵州鼠尾草叶片SOD、POD和CAT活性均高于美丽鼠尾草,叶片MDA含量低于美丽鼠尾草。研究表明,尽管美丽鼠尾草渗透调节能力很强,但其抗氧化酶活性、叶绿素含量和叶绿素a/b都低于贵州鼠尾草,使其膜脂过氧化程度较高、对光能的吸收和转化效率较低,是其对模拟酸雨的耐受性低于贵州鼠尾草的重要原因。     

五爪金龙对薇甘菊的化感效应研究

五爪金龙是薇甘菊入侵群落中伴生的主要藤本植物之一。运用室内生物测定方法,以薇甘菊种子为受体,测试了五爪金龙水浸提液对薇甘菊的化感效应,结果如下:五爪金龙叶片0.1、0.2和0.3g·mL-1(以鲜叶质量计)的三种浓度水浸提液对薇甘菊种子萌发及根长生长均具有显著的抑制作用,抑制效应随浓度增加而增大,综合化感效应指数分别为-0.72、-1.2和-2.49,综合抑制率分别为35.29%、50.39%和67.27%。随着浸提液浓度的升高,薇甘菊的种子萌发抑制率从30.77%增至61.54%,而根长生长的抑制率则从60.65%增至82.92%,其受到的化感效应RI值是同浓度下种子萌发率的3~3.6倍,表明浸提液对薇甘菊根长生长的抑制作用更大。浸提液处理使薇甘菊的叶绿素含量及叶绿素a/b比值均降低,说明薇甘菊的光合作用也受到抑制。上述结果表明五爪金龙具有较强的抵御薇甘菊入侵危害的化学性防御潜力,这对其在薇甘菊入侵群落中的伴生生存具有重要意义。     

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.     

模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用有效成分含量的影响

研究了模拟酸雨对杜仲抗性生理及药用成分绿原酸、桃叶珊瑚甙、总黄酮含量的影响.结果表明,春夏秋季在系列模拟酸雨胁迫下,杜仲叶叶液pH值、K 、Ca2 含量随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关;杜仲叶膜保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和膜保护物质抗坏血酸(AsA)含量在春夏两季随酸雨pH值降低呈单峰曲线型变化,秋季则均随酸雨pH值降低而降低,且呈显著正相关;抗性物质脯氨酸(Pro)含量春夏两季随酸雨pH值降低而升高,呈显著负相关,秋季则在pH3.0和2.5的强酸雨胁迫下急剧降低;膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量无论春夏秋季均与酸雨pH值呈显著负相关;春季仅pH2.5的强酸雨对杜仲叶绿原酸、桃叶珊瑚甙和总黄酮等药用成分含量影响较大,夏秋两季各药用有效成分则均随酸雨pH值降低而降低,呈显著正相关.图1表2参27     

1,2,4-三氯苯对铜钱草染毒的毒性响应及其机理

以水培铜钱草为材料,研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)染毒引起植株叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量等生理指标的毒性响应,并从叶片丙二醛(MDA)含量及各种抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD))的改变探讨了1,2,4-TCB的毒性作用机理.结果表明,1,2,4-TCB(5、10 mg.L-1)处理后,铜钱草叶片各种生理代谢指标与1,2,4-TCB处理之间呈现一定浓度-效应和时间-效应关系,但与对照组间无显著的统计学差异.叶绿素含量、叶绿素a/b和可溶性蛋白均随着1,2,4-TCB处理时间延长先升高后降低;MDA含量随处理时间延长先升高后降低,随浓度增加而增加;SOD和POD活性随处理时间和浓度增加先升高后降低;CAT活性变化不明显.在10 mg.L-11,2,4-TCB处理4—6 d时,各种抗氧化酶活性均达到最大.高浓度1,2,4-TCB(15、20 mg.L-1)处理铜钱草的抗氧化酶活性与对照组相比,均显著降低,且各处理组间也呈现统计学差异.     

模拟酸雨对龙眼叶绿体的伤害效应

龙眼叶绿体超氧化的歧化酶（SOD）和抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POD)活性，谷胱甘肽（GSH）和抗坏血酸含量（AsA)含量随酸雨的pH值下降而降低，膜脂质过氧化产物丙二醛（MDA）的含量则随酸雨的pH下降而增加。pH3.0的酸雨胁迫2h，SOD和AsA-POD活性，GSH和AsA含量有所增加，并随胁迫时间的延长而下降。pH3．5的酸雨处理使类整体膜崩解，叶绿体基粒片层结构混乱；pH3.0的酸雨处理的叶绿体片层结构伤害更为严重。图5图版2参21     

镉污染对水稻不同生育期抗氧化系统的影响

采用土培的方法,研究了不同Cd添加水平（0、5、10、20、30、60 mg.kg-1,以CK,T1,T2,T3,T4,T5表示）对水稻分蘖期、孕穗期和抽穗期叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛（MDA）、总巯基（-SH）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）含量以及水稻叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性的影响。结果表明,叶片中Cd的含量随生长时期的延长而增加;T1处理时,水稻3个时期中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a＋b含量最高,表明低质量分数Cd有利于水稻的生长;而T4和T5处理显著降低了叶绿素含量（P〈0.05）。Cd对不同生育时期抗氧化酶的影响不一,对分蘖期SOD、POD、CAT活性影响较明显,而对孕穗期和抽穗期SOD、POD、CAT活性以及可溶性蛋白质含量影响不显著（P〉0.05）。高质量分数Cd提高了叶片中MDA含量,在T5处理时,MDA含量在分蘖期、孕穗期和抽穗期分别为对照的1.9倍、4.5倍和4.6倍。水稻不同生育时期总-SH、GSH、PCs含量随着Cd处理质量分数的增加而增加,表明Cd处理诱导了水稻PCs的解毒机制。     

Zn2+胁迫及恢复下番茄幼苗根系中抗氧化系统的动态变化

通过温室水培试验,研究1.0×10-4mol/LZn2 胁迫及解除胁迫对番茄(Lycopersicom esculentum Mill.)幼苗根系中抗氧化系统的动态变化.结果表明,胁迫条件下,番茄根系丙二醛(MDA)和蛋白质含量增加;超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.1.1),过氧化氢酶(CAT,EC1.11.1.6)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX,EC1.11.1.9)活性上升,而过氧化物酶(POD,EC1.11.1.7)活性下降;AsA-GSH循环代谢受影响;抗坏血酸过氧化酶(APX,EC1.11.1.11)活性在胁迫d1、d3上升,随后下降,而谷胱甘肽还原酶(GR,EC1.6.4.2)活性在胁迫1~5d时下降,随后上升;抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量上升.解除胁迫后,根系中MDA和蛋白质含量随时间延长逐渐减少,接近对照;POD和APX活性增加,而SOD、CAT和GR活性及GSH含量先升高,随后减少;GPX活性和AsA含量却降低;恢复后根系中抗氧化物水平仍然高于对照.依据实验结果,文中讨论了胁迫及恢复过程中植物AsA-GSH循环代谢的作用.图3参16     

不同干旱胁迫强度下白刺花幼苗叶片的生理生化反应

植物代谢产物和抗氧化酶活性与干旱胁迫强度的定量关系是评估植物适应干旱能力的重要科学问题.本文采用盆栽试验设计,设置土壤田间持水量(FC)80%、60%、40%、20%4个干旱胁迫处理.研究了不同强度的干旱胁迫梯度上2 a生白刺花(Sophora davidii)幼苗叶片内丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性蛋白质、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的变化特点.发现:(1)MDA与Pro含量随着干旱胁迫强度的增加呈线性增加趋势.(2)蛋白质和光合色素含量在干旱胁迫梯度上呈"钟型"抛物线变化趋势,在60%～40%FC下含量最高.(3)4种抗氧化酶活性的变化趋势不尽相同.其中SOD与APX的活性在干旱胁迫梯度上的反应均表现为多项式变化规律,即在中度干旱下的活性显著升高.而重度胁迫下降低;CAT活性变化规律与SOD和APX活性的变化正好相反;POD活性则表现为倒钟型趋势.60%FCT活性最低.综合分析表明,可溶性蛋白质和光合色素的含量、SOD、APX、CAT以及POD不仅能够较好地指示干旱胁迫对幼苗叶片的生理生化伤害程度,并且可反应叶片开始受胁迫伤害的土壤干旱水平.但是MDA和Pro含量则无法指示;60%FC左右的土壤含水量是白刺花2 a生幼苗叶片生理生化代谢受到伤害的干旱强度的阈值.图3参26     

酸雨,降尘对莴苣和小白菜3种抗氧化酶活性的影响

用酸雨（A）、降尘（D）、酸雨和降尘（A＋D）处理生长在紫色中性土和紫色酸性土上的莴苣和小白菜，以研究3种处理对2种蔬菜中超氧物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性的影响．结果表明：3种处理可提高莴苣中的SOD和CAT的活性，且以（A＋D）处理最为明显．与CK相比，在酸性土中，（A＋D）处理可使SOD活性提高11．1％～21．2％，CAT活性提高15．5％～22．7％；3种处理可使小白菜POD活性提高，其中中性土（A＋D）处理可使POD活性比CK提高50％～52％．     

抑制薇甘菊生长的日本菟丝子化感物质研究

采用制备型高效液相色谱、重结晶等方法从有害植物日本菟丝子（Cuscuta japonica Choisy）的水浸液有机萃取物中分离出能显著抑制薇甘菊（Mikania micrantha H.B.K.）种子萌发的化感物质,并采用核磁共振（1HNMR、13CNMR）法、质谱（MS）法等对其结构进行分析和鉴定。结果表明：能显著抑制薇甘菊种子萌发的日本菟丝子化感物质为桂皮酸（cinnamicacid）和3-苯基丙酸（3-phenylpropanoic acid）。这2种化合物在菟丝子属的植物中属首次分离鉴定。这2种化感物质具有开发为生物源农药（如除草剂）的潜力。研究结果为入侵植物薇甘菊的防治提供了参考依据,也为日本菟丝子的开发利用开辟了一条新途径。