遮阴和盐分对银叶树幼苗光合特性与叶绿素荧光参数的影响

通过比较不同光和盐水平下银叶树(Heritiera littoralis)幼苗的叶绿素含量、光合光响应参数及叶绿素荧光参数的差异,探讨了遮阴和施盐处理下银叶树幼苗的光合生理及适应能力。以银叶树盆栽幼苗为研究对象,以全光无盐为对照,设置遮阴(遮光率为80%)与2.5%盐水处理,经60 d的处理,测定其光合光响应参数、叶绿素荧光参数及叶绿素含量。结果表明,在正常环境下,银叶树光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)及Chla/b分别为1023、28.8μmol·m^?2·s^?1及3.65,属阳性树种。在无盐条件下,遮阴处理导致了叶片叶绿素含量、表观量子效率(AQY)、PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)及PSⅡ有效光化学量子产量(Fv'/Fm')的升高,却降低了Chl a/b、最大净光合速率(P′max)、LSP、LCP、暗呼吸速率(Rd)、初始荧光(Fo)、PSⅡ实际光合效率(ΦPSⅡ)、表观光合量子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(qP)及非光化学淬灭系数(NPQ)。在全光照或80%的遮阴环境下,盐胁迫均使得叶片叶绿素含量、光合光响应参数(AQY、P′max、LSP)及叶绿素荧光参数(Fm、Fv/Fo)显著下降(P<0.05);而在全光环境下,盐胁迫同样显著降低了Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR(P<0.05),但在遮阴环境下,盐胁迫并没有显著降低叶片Fv/Fm、Fv′/Fm′、ΦPSⅡ及ETR(P>0.05)。盐分对叶片叶绿素含量、光合光响应参数(AQY、P′max及LSP)及叶绿素荧光参数(Fo、Fm、Fv、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR及NPQ)的影响高于光照,光和盐对叶绿素含量、光合光响应参数(AQY、P′max及LSP)及叶绿素荧光参数的影响没有交互作用。研究表明,银叶树幼苗表现出较高的耐阴性及对弱光的利用能力;盐胁迫使银叶树幼苗发生了明显的光抑制,PSII的光化学活性降低,过剩光能对光系统的破坏的风险增加,光能转换效率与电子传递能力下降,光合作用效率大幅降低。     

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)     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

外源NO和水杨酸对盐胁迫下番茄幼苗光合机构的保护作用

以番茄品种‘秦丰保冠’为试材,在水培条件下研究单独和复配施用一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)、水杨酸(SA)对100 mmol/L NaCl胁迫下番茄幼苗叶片气体交换、叶绿素荧光、CO_2响应曲线、光合色素含量和叶黄素循环的影响.结果显示:(1)单独或复配外施SNP、SA均能使受Na Cl胁迫处理的番茄幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、天线转化效率(F_v′/F_m′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)和叶绿素荧光衰减率(Rfd)不同程度升高,胞间CO2浓度(C_i)、初始荧光(Fo)和PSⅡ非光化学荧光猝灭系数(NPQ)显著降低,其中以SNP和SA复配处理的综合效果最好.(2)NaCl胁迫下,番茄幼苗叶片CO2羧化效率(CE)、Ru BP最大再生速率(J_(max))、RuBisCO及其活化酶活性和最大羧化速率(V_(c max))的下降均能在单独或复配施用SNP、SA的处理下得到有效缓解,并以SNP和SA复配处理更佳.(3)SNP、SA单独或复配处理均能有效抑制NaCl胁迫下番茄幼苗叶片光合色素(Chl a、Chl b和Car)含量、Chl a/b值和叶黄素循环库(V+A+Z)的下降及叶黄素循环脱环氧化程度(A+Z)/(V+A+Z)的升高,且以SA和SNP复配处理效果最明显.本研究表明,NaCl胁迫下依赖叶黄素循环的天线热耗散不是外源NO、SA单独或复配处理保护番茄幼苗叶片光合机构的生理机制,对PSⅡ及其初级电子受体醌(QA)下游电子传递通畅性的保护,以及对CO_2同化活性的改善才是外源NO、SA提高番茄幼苗叶片光合功能、增强其耐盐能力的主要原因,其中NO和SA复配处理时具有协同增效作用.     

低浓度SO2熏气对油桐幼苗光系统结构和功能的影响

采用开顶式熏气装置,以浓度为0.8571mg·m-3的SO2对二三年生的油桐(Vernicia fordii)幼苗进行118 d熏气试验.结果表明长期低浓度SO2熏气处理引起光化学猝灭、非光化学猝灭、表观光合电子传递速率(ETR)下降,荧光产量(Ft)增加,光系统Ⅱ(PSⅡ)的光能转换效率和潜在活性下降;光系统Ⅰ(PSⅠ)的潜在活性和光能转换效率也下降.因此认为长期低浓度SO2熏气处理引起PSⅠ和PSⅡ结构破坏,导致光系统光能转换效率和系统潜在活性的下降.     

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     

镉胁迫下杂交稻2品种幼苗的抗性及镉含量的差异

以"两优培九"、"汕优63"杂交稻三叶期幼苗为材料,比较了镉胁迫对生长量,及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性、丙二醛(MDA)含量、光合速率、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及不同器官镉含量的变化。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"幼叶光合速率和PSⅡ电子传递活性降低幅度较小,生长量较高;"两优培九"保护酶系统活性较高,MDA含量升高幅度较小;"两优培九"地上部分镉含量较低、根系含量较高。镉胁迫条件下,与"汕优63"相比较,"两优培九"根系的生长速率较高,抗镉胁迫的能力较强。     

镉胁迫下杂交稻2品种幼苗的抗性及镉含量的差异

以“两优培九”、“汕优63”杂交稻三叶期幼苗为材料，比较了镉胁迫对生长量，及光系统Ⅱ(PSⅡ)电子传递活性、丙二醛(MDA)含量、光合速率、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOl9)活性的影响及不同器官镉含量的变化。镉胁迫条件下，与“汕优63”相比较，“两优培九”幼叶光合速率和PSⅡ电子传递活性降低幅度较小，生长量较高；“两优培九”保护酶系统活性较高，MDA含量升高幅度较小；“两优培九”地上部分镉含量较低、根系含量较高。镉胁迫条件下，与“汕优63”相比较，“两优培九”根系的生长速率较高，抗镉胁迫的能力较强。     

土壤不同镉浓度对玉米CT38生长及抗氧化酶活性的影响

玉米(Zea mays L.)被认为是镉吸收强、生物量大的经济作物。采用盆栽实验研究镉胁迫对玉米CT38植株生长及抗氧化酶活性的影响。通过向土壤中添加不同浓度的镉,设定1、5、15、50、100 mg·kg-1共5个镉浓度,研究不同镉浓度长期处理下对玉米CT38生长发育的影响。结果表明:处理90 d时玉米株高在镉处理浓度15、50、100 mg·kg-1分别比对照下降了18.2%、56.1%、59.8%,鲜质量分别比对照下降了53.3%、66.9%、77.9%。镉胁迫下玉米植株叶中抗氧化酶系统的POD、CAT和APX活性变化规律存在共同点,随镉处理浓度升高,基本呈单峰曲线变化,SOD活性变化情况较复杂。处理90 d时,镉处理浓度为1、5、15、50、100 mg·kg-1时,玉米CT38叶片POD活性分别比同期对照下降了12.1%、49.8%、60%、64.9%、75.1%;APX活性分别下降了54.4%、58.9%、65.6%、79.5%、85.3%;CAT活性分别增加了12.5%、18.8%、31.3%、65.6%、143.8%。CAT活性在玉米生长发育阶段随镉浓度升高呈现增加趋势镉使玉米叶片内酶含量上升,可溶性蛋白总量增加,为玉米对抗镉胁迫提供生理基础,对抗镉胁迫影响,提高POD活性,加速玉米植株内过氧化物清除速度。在相对低的镉浓度作用下,玉米叶片CAT活性升高,抵抗低浓度镉胁迫条件下产生的过氧化氢,从而适应逆境环境。     

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.     

转codA基因杨树耐旱性增强的生理机制

研究转胆碱氧化酶(codA)基因杨树对干旱胁迫的响应机制可为杨树耐旱育种及应用提供理论依据.在盆栽条件下研究土壤干旱胁迫及复水对转基因杨树(T)和野生型(NT)生长的影响及叶片中MDA、H_2O_2、甜菜碱含量和抗氧化酶活性等生理指标的影响.结果显示:(1)干旱胁迫后,转基因杨树和野生型的株高、总生物量增长都减慢,但转基因杨树生长状况优于野生型且复水后恢复较快;胁迫5周后,转基因杨树地上地下部的干重分别降低了21.01%和22.97%,而野生型地上地下部的干重则较对照分别降低了47.21%和52.11%,与正常供水相比,转基因植株地上地下部的干重显著高于野生型.(2)杨树叶片中过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量在干旱胁迫后先增加后降低,复水后继续下降,但转基因杨树积累量低于野生型;干旱胁迫下,转基因杨树叶片中游离脯氨酸和甜菜碱的含量显著高于野生型,干旱胁迫3周后,转基因杨树叶片中甜菜碱含量是野生型的2.38倍.(3)随干旱时间延长,杨树叶片中SOD、POD、CAT和APX酶活性逐渐增加,复水后下降,除POD外,转基因杨树抗氧化酶活性普遍高于野生型.本研究结果说明渗透调节物质含量的增加及抗氧化能力的增强是转基因杨树耐旱性和复水后恢复能力增强的内在生理机制.     

镉胁迫对镉敏感水稻突变体活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

镉是一种常见的环境有毒重金属元素,不仅影响植物的生长和发育,而且还通过食物链危害人类健康.因此研究镉对植物的影响、分析植物逆境生理过程,对损伤和抗逆机理研究具有重要意义.以镉敏感水稻突变体和野生型(Oryza sativa L.)为材料,采用营养液培养实验,研究了不同浓度镉对水稻叶片活性氧代谢及抗氧化酶化系统的影响.结果表明:镉胁迫使水稻叶片超氧阴离子(O2-·)、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)含量增加,且突变体的增加幅度明显大于野生型.随着镉浓度的提高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(G-POD)活性均表现为先上升后下降,但SOD活性的变化更明显;过氧化氢酶(CAT)活性则呈一直下降的趋势.在较高镉浓度胁迫下(>5 μmol L-1),突变体叶片的SOD、CAT活性均明显低于野生型.研究结果表明,随着镉胁迫浓度的增加,突变体叶片积累更多的活性氧,产生严重的氧化胁迫,引起了更高程度的膜脂过氧化,这可能是突变体对镉胁迫更敏感的生理原因之一.     

羧基化多壁碳纳米管与铅镉对蚕豆幼苗叶片的氧化损伤

蚕豆幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH(0、2.5、5.0和10.0 mg·L~(-1))、20.0μmol·L~(-1)Pb+5.0μmol·L~(-1)Cd(简称Pb+Cd),以及MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合溶液中,15 d后检测叶片生理生化指标的变化,以期为MWCNTs与Pb、Cd复合污染的植物毒性和生态风险性评价提供科学依据。结果表明,随着MWCNTs-COOH浓度的增加,与对照组比较,MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合溶液均诱导了叶片O_2~(·-)和H_2O_2产物的明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及愈创木酚过氧化物酶(POD)同工酶及其酶活性的升高。2.5 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合显著诱导CAT酶活性,10.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合导致CAT酶活性降低至对照组以下,CAT酶可作为早期诊断MWCNTs-COOH或MWCNTs-COOH复合重金属环境污染的敏感的生物标志物。MWCNTsCOOH还诱导了蛋白羰基化、热休克蛋白70(HSP70)、非蛋白巯基(NPT)产物和内肽酶(EP)同工酶活性的增加,与Pb+Cd复合后HSP70产物趋于降低,而蛋白羰基化和NPT产物以及EP酶活性显著升高。叶片抗氧化酶和EP酶活性的升高、HSP70和NPT产物的增加缓解了上述氧化胁迫与损伤,是蚕豆幼苗重要的防御机制。综上,MWCNTs-COOH诱导了蚕豆叶片的氧化胁迫和应激响应,与Pb+Cd复合后则加剧了叶片的氧化损伤与蛋白降解。     

交流电场促进柳树修复镉污染土壤

通过土壤盆栽试验的方法,研究在镉污染土壤中施加交流电场(0、0.5、1 V·cm~(-1))对土壤镉活性、柳树苗期生理生化及Cd吸收与积累的影响.结果表明,施加电场会略微影响土壤的pH值,土壤有效态镉含量随着电场梯度的增加而显著增加,其中1 V·cm~(-1)处理的土壤有效态镉含量较对照提高了29.11%(P0.05).施加电场有利于柳树苗期的生长,柳树株高、叶面积、生物量随着电压梯度的增加而增加,其中1 V·cm~(-1)处理的柳树株高、叶面积、叶片、枝条生物量分别较对照显著提高了35.49%、22.52%、36.84%、85.00%(P0.05).施加电场可以有利于根系形态指标的增加,其中0.5 V·cm~(-1)处理的根系长度、表面积、根尖数均达到最高,分别显著高于对照49.96%、76.69%、43.46%(P0.05).施加电场可促进柳树苗期光合作用,影响叶绿素荧光参数,其中0.5 V·cm~(-1)处理的叶片净光合速率、气孔导度、PSⅡ光合电子传递量子效Υ(Ⅱ)、光化学淬灭系数qP、光合电子传递速率ETR均达到最高,分别较对照显著增加了36.00%、60.00%、22.86%、24.07%、22.35%(P0.05).施加电场促进了柳树苗期对土壤镉的净化,但不同电压梯度对柳树镉吸收积累的效果不同,0.5 V·cm~(-1)处理可通过生物量的提高,增加柳树对镉的积累,而1 V·cm~(-1)处理通过生物量及促进柳树对土壤镉的吸收,增加柳树对镉的积累.交流电场联合植物修复技术,有利于提高植物对土壤镉的吸收积累,具有良好的应用前景.     

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.     

长白山不同海拔岳桦(Betula ermanii)的光合生理

通过研究不同海拔(1 750 m,1 900 m,2 000 m)岳桦的光合生理,探讨岳桦叶片对高山环境的适应特征.结果表明:与海拔1 750 m相比,1 900 m和2 000 m处植物叶片具有较低的暗呼吸速率(Rd)、光补偿点(LCP)和CO2补偿点(CCP),较高的最大光合速率(Amax)、光近饱和点(LK)、表观羧化速率(CE)、最大羧化速率(Vcmax)和最大电子传递速率(Jmax).1 900 m处光化学淬灭系数(qP)和作用光存在时PSⅡ实际光化学量子效率(ФpsⅡ)最高,2 000 m处非光化学淬灭系数(NPQ)则最高.随海拔升高,岳桦叶片水分利用效率(WUE)先升高再降低.与1 750 m相比,1 900和2 000 m处植物叶片具有较高的气孔导度(gs)和CO2吸收速率(Pn/Ci斜率).分析表明:1 900 m是岳桦的最适生长区,具有较高的光合能力,且所受胁迫较小.图6表3参26     

细叶美女樱(Verbena Tenera Spreng)对镉的耐性和富集特征研究

为探讨观赏花卉应用于植物修复技术的可行性,以细叶美女樱(Verbena Tenera Spreng)为材料,采用盆栽试验,研究了细叶美女樱对镉的耐性、吸收和富集能力,以期为今后观赏植物应用于重金属污染土壤修复提供理论依据。结果表明,随着镉处理浓度的增加,细叶美女樱干重呈先升高后降低的趋势,20~80 mg·kg~(-1)镉处理能促进植株的生长,100~120 mg·kg~(-1)镉处理对生长无影响,表明细叶美女樱对镉有较强的耐性。镉处理下,根系中丙二醛(MDA)含量和电解质渗透率分别于20和60 mg·kg~(-1)镉处理时开始显著高于对照,叶片中MDA含量和电解质渗透率分别于120和80 mg·kg~(-1)镉处理时开始显著高于对照,说明细叶美女樱受到了氧化伤害,且根系受伤害程度较大;氧化伤害更大程度地刺激了抗氧化防御系统,根系中POD、CAT活性的升高幅度大于叶片中CAT、APX活性的升高幅度,但抗氧化酶不能完全消除膜质过氧化引起的伤害。细叶美女樱各器官中镉含量表现为根茎叶的分布格局,植株对镉的转运系数小于1;但是地上部镉富集量高于根系,地上部最大富集量为778.31μg·pot~(-1)。这些结果表明细叶美女樱对镉有很强的耐性和富集能力,是一种良好的修复镉污染土壤的观赏绿化植物。     

不同氮形态对龙葵镉积累、抗氧化系统和氮同化的影响

以镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L.)为材料研究了不同氮形态对其镉(Cd)积累的影响及其生理响应机制,为今后利用龙葵进行植物冶金和镉污染土壤修复提供理论依据。采用龙葵室内盆栽控制试验,采用不同浓度3种氮形态[铵态氮NH_4_2SO_4、硝态氮NaNO_3、硝态-铵态氮NH_4NO_3]处理,以植株生长为重要参考,研究其对镉积累、抗氧化系统和氮同化的影响。结果表明,(1)镉(10~160 mg·kg~(-1))显著影响龙葵生长,降低生物量积累;外施3种形态氮均能缓解40 mg·kg~(-1)镉毒害,提高地上部生物量、叶绿素含量和镉累积量,且铵态氮对生物量增产与镉累积效果优于其他形态氮肥,其中400mg·kg~(-1)的NH_4_2SO_4最为明显。(2)植株叶片过氧化氢(H_2O_2)水平随施铵态氮和铵态-硝态氮量增加而降低,随施硝态氮量增加而先降后升。(3)过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)随施硝态氮与硝态-铵态氮浓度增加而减低,超氧化物歧化酶(SOD)活性随施硝态氮量增加先升后降;POD活性随施加铵态氮浓度增加而逐渐升高,显示铵态氮能显著提升幼苗抗氧化能力。(4)随硝态氮施加量增加,硝酸还原酶(NR)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性先升后降;而GS活性在铵态氮施加量为100 mg·kg~(-1)时达到最大,随后逐渐降低。同时,谷氨酸脱氢酶(GDH)活性随着3种不同形态氮施加量的增加逐渐降低。从植物修复角度出发,铵态氮对龙葵的强化修复效果优于硝态氮与硝态-铵态氮,尤其是400 mg·kg~(-1)的NH_4~+为龙葵镉修复的最佳浓度。     

菹草石芽萌发及幼苗生长对光、温因子的响应

试验分冬夏2季进行.冬季采用盆栽试验方法,研究了菹草石芽在弱光环境下的萌发和幼苗生长以及弱光对菹草叶片光合效率的影响.冬季试验共设6个光照处理,即:2×104～5×104(对照,晴天中午最大[光]照度)、350～450、160～260、60～80、30～50、0～30 lx,试验时间为67 d.夏季试验在光照培养箱内进行,研究高温条件下石芽萌发的[光]照度阈值.夏季试验设6个光照处理,即:1 400、970、660、450、160、120 lx.结果表明:(1)冬季试验,栽培45 d时菹草石芽全部萌发,光照对石芽萌发无显著影响;夏季水温(32±1) ℃条件下,石芽萌发的[光]照度阈值为120～160 lx,[光]照度达到1 400 lx,石芽就能够达到自然萌发率.(2)菹草幼苗生长前期,5个弱光处理菹草株高生长速率(约1.20 cm·d-1)快于光照较充足的对照(0.92 cm·d-1);幼苗生长后期,对照菹草生长速率(3.15 cm·d-1)快于5个弱光处理菹草生长速率(1.09 cm·d-1),且各处理叶片数并未随株高的增加而增加.(3)冬季试验,菹草石芽萌发后的第39天,对照及各处理菹草幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)随着[光]照度的减弱而下降,弱光对菹草幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)产生显著影响;非光化学淬灭系数(qn)随[光]照度的减弱而增加,对菹草幼苗叶片PSⅡ有一定的保护作用.(4)从快速光响应曲线可以看出,长期光照不足导致菹草植株的光响应能力显著降低.     

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)。