高产铁载体菌Burkholderia vietnamiensis YQ9促生特性研究及其对重金属胁迫条件下种子萌发的影响

本研究以Burkholderia vietnamiensis YQ9为供试菌株,明确其产铁载体能力,研究其产吲哚乙酸（Indole acetic acid,IAA）、溶磷解钾和1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-Aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC）脱氨酶活性等促生特性.发现B.vietnamiensis YQ9铁载体活性单位（Siderophore unit,SU）高达96.6%,兼具分泌IAA、溶磷,以及产ACC脱氨酶能力.YQ9的IAA产量为6.93 mg·L^-1;在含有磷酸三钙的培养基中培养后,其上清液中的可溶性磷含量为104.06 mg·L^-1;ACC脱氨酶活性为8.71μmol·h^-1·mg^-1.此外,在含不溶性重金属的培养基中接种YQ9,上清液中Cu²⁺、Zn²⁺和Cd²⁺含量显著提升,与对照相比分别增加了69.89%、83.80%和51.59%.通过研究重金属胁迫下不同处理对黑麦草和甜高粱种...     

不同光环境下刈割对黑麦草补偿性生长及叶片氮含量的影响

补偿性生长(Compensatory growth)是植物对外界干扰的积极响应,其补偿能力与外界光环境密切相关,而刈割后造成草地冠层下光环境变化会对刈后植物的补偿性生长产生影响.为深入了解补偿性生长机制,通过设置自然光(Natural light,NL)、红光(Red light,RL)和遮荫(Shading,SH)3种光环境,模拟刈割后草地群落光环境变化,研究黑麦草(Lolium perenne)刈割两次后生物量累积、分配及叶片氮含量的变化,探讨其补偿性生长对光质和光强变化的响应.结果显示:(1)NL和RL下,刈割后黑麦草的累积地上生物量与未刈割处理相比分别增加了24.44%和14.06%,表现为超补偿生长,SH下刈割与未刈割处理并无显著差异,表现为等补偿生长;(2)刈割后黑麦草地下相对生长速率(RGR)仅RL表现为增加,而NL和SH均为降低,且SH在未刈割下已为负增长,说明RL下刈割后黑麦草地上部分的超补偿生长并未影响地下部分的生长,而NL和SH下地上部分发生补偿生长后均抑制了地下部分的生长;(3)光环境变化和刈割明显影响了黑麦草叶片中的氮含量,3种光环境中,刈割与不刈割下黑麦草叶片氮含量均为SH>NL>RL,而刈割处理显著增加了叶片氮含量,与未刈割相比分别增加了43.86%、21.58%和13.16%;(4)3种光环境下,刈割和不刈割黑麦草生物量分配与其叶片氮含量之间的相关性均达到了极显著水平(R2=0.84,P<0.001).本研究表明,黑麦草的补偿性生长与外部光环境密切相关,其补偿能力取决于刈后剩余叶片的光合效率;光质对刈后黑麦草生物量分配模式有重要影响,因此红光下地上部分的超补偿生长不以牺牲地下生长为代偿;叶片氮含量是影响植物补偿性生长的关键因素,黑麦草补偿性生长主要通过增加叶片氮含量来实现,而生物量分配则与叶片中氮含量的多少有关.     

地质储存CO_2泄漏对黑麦草生理生化性质的影响

以黑麦草为研究对象,采用人工模拟CO_2泄漏平台,考察不同浓度CO_2泄漏对黑麦草主要生长性状和生理生化性质的影响。实验结果表明:当CO_2浓度达到1439 600 mg/m~3时,黑麦草的光合作用受到抑制,黑麦草体内的可溶性蛋白含量增加,黑麦草的脯氨酸调节机制遭到破坏,黑麦草体内的过氧化氢酶的活性降低,植物抗逆能力减弱。     

柠檬酸对铝胁迫下苗期黑麦草生长生理的影响

该研究以多花黑麦草"普通四倍体"为供体材料,采用砂培盆栽法,探究不同浓度柠檬酸(0,0.8,1.5 mmol/L)对铝胁迫下多花黑麦草的若干生长和生理指标的影响,以期了解柠檬酸对铝毒害下多花黑麦草的缓解作用。研究结果显示,适宜浓度的柠檬酸(0.8 mmol/L)能促进多花黑麦草的株高和根长的伸长生长,提高地上部和地下部的自由水含量、多花黑麦草叶片中叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量、根系和茎叶中可溶性蛋白和可溶性糖含量,以及增强了根系和茎叶中SOD、CAT和POD活力,并降低根系和叶片中MDA含量以及叶片中相对电导率,从而有效缓解铝胁迫对多花黑麦草的毒害作用。而柠檬酸浓度过高(1.5 mmol/L)则会在一定程度上对多花黑麦草若干生长和生理指标造成抑制作用。     

香根草和黑麦草对重金属铅的生理响应及累积性研究

以香根草(Vetiveria zizanioides)和黑麦草(Lolium perenne)为材料,通过水培研究了0,5,10,50,200,500 mg/L铅处理对两种植物生长、生物量的影响及铅在植物根、茎叶中的累积特征,结果表明,(1)铅浓度10 mg/L以下,香根草和黑麦草能够正常生长;铅浓度为5 mg/L条件...     

黑麦草间作对镉在小麦中积累和转运的影响

利用镉(Cd)污染土壤进行盆栽试验,设置黑麦草(Lolium perenne L.)单作、小麦(Triticum aestivum L.)单作和小麦与黑麦草间作3个处理,研究间作对小麦各器官Cd积累和转运的影响。结果显示,间作模式对小麦不同生育期的根、茎、叶Cd含量基本都有降低作用,但对产量几乎没有影响。与单作模式相比,间作模式降低了收获期小麦根向地上部器官的转运系数和节向籽粒的转运系数,从而使籽粒的Cd含量下降,为同时满足Cd污染土壤的植物修复与农业生产进行提供理论支持。     

几种多环芳烃的植物吸收作用及其对根系分泌物的影响

采用水培试验方法,以多年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)为供试植物,研究了芘、菲、苊和萘的植物吸收作用及其对根系分泌物的影响.结果表明,黑麦草能明显吸收富集多环芳烃(PAHs);随培养液中PAHs浓度的升高,其在黑麦草根和茎叶中的含量增大,且根的PAHs含量、富集系数要远大于茎叶.芘、菲、苊、萘污染胁迫下,黑麦草根系分泌物中可溶性有机碳、草酸和可溶性总糖的含量均高于无污染对照.供试污染浓度范围内,随着培养液中菲、苊、萘浓度提高,可溶性有机碳、草酸及可溶性总糖的分泌量增大;但在芘胁迫下,与污染对照相比,分泌量的增加幅度随着芘浓度的升高则呈先增大后减小的趋势.在较低污染强度下,供试PAHs对根系分泌物的促分泌效应由强到弱依次为芘、菲、苊和萘.4种PAHs对可溶性糖类的促分泌作用最强,其分泌量的增加幅度明显大于可溶性有机碳和草酸.     

刈割对生态浮床植物黑麦草光合作用及其对氮磷等净化效果的影响

以多花黑麦草为试材,通过水培实验方法,研究刈割强度对黑麦草生长、光合作用以及对污染水体氮、磷等去除效果的影响.结果表明,①刈割显著促进黑麦草新芽再生能力,刈割后5～13 d,C2（留茬2 cm）实验组新芽再生速率达2.78 cm·d^-1,远高于不刈割组（0.88 cm·d^-1）;刈割组株高、现存生物量以及生产量均大于不刈割组,且随刈割强度的增加,植物补偿指数显著变化,其中重度刈割（留茬高度≤5 cm）试验组新芽高度以及累积生物量分别为40.6～44.0 cm、31.6～37.2 g,均表现为超补偿作用,表明重度刈割有利于黑麦草生物量的累积;②刈割对黑麦草叶片叶绿素组成具有一定影响,其中C2组叶绿素a、叶绿素a/b 最大,为1.85 mg·g^-1、 3.18, C1（不刈割）组最小,为C2组的89.29%、90.13%;③刈割对黑麦草叶片叶绿素荧光参数有显著影响,随刈割强度的增加,PSⅡ的实际光能转化效率（ФPSⅡ）以及PSⅡ的非循环电子传递速率（ETR）均有所升高,其中C2组ФPSⅡ、ETR分别为C1组的1.13、1.09倍,表明刈割显著提高了叶片对光能的转化,使植物光合作用能力提高;④刈割显著提高了黑麦草系统对氮、磷等的去除效果,且刈割强度越大,浮床系统对TN、NH⁺₄-N、TP、COD的去除率越好,其中C2组对TN、NH⁺₄-N、TP、COD的去除率比C1组高1.07、1.20、1.05、1.44倍,远高于无植物系统的去除率;⑤留茬2～5 cm为黑麦草刈割最佳高度,此结论可为浮床植物科学管理提供重要依据.     

基于梯度薄膜扩散技术评估黑麦草吸收Cd的研究

分别采用固态结合相(Chelex100)和液态结合相(聚丙烯酸钠,PAAS)的梯度薄膜扩散技术(DGT)对盆栽黑麦草实验中的土壤有效态Cd进行了提取,结果表明2种不同结合相的DGT技术提取的土壤有效态Cd含量与黑麦草地上部和地下部的Cd含量都呈显著相关关系,其相关系数分别为0.90,0.89(Chelex100-DGT)和0.90,0.87(PAAS-DGT).运用多元统计分析方法研究土壤pH值、阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)和土壤颗粒组成等理化指标的影响,提取出2种主成分因子,建立逐步回归模型.第1主成分与OM和黏粒组成之间呈显著相关,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“有机指标”,第2主成分则土壤pH值和CEC相关程度较高,定义为代表土壤中影响重金属生物有效性的“无机指标”.研究表明Chelex100-DGT和PAAS-DGT技术均能较好预测黑麦草对Cd的吸收,且包含了土壤理化性质的影响.     

冬氨酸二丁二酸醚(AES)诱导黑麦草提取污染土壤重金属的效应

采用盆栽试验,研究新型生物可降解螯合剂冬氨酸二丁二酸醚(AES)和非降解螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)调控下黑麦草修复重金属污染土壤的效应.黑麦草于含2500 mg Pb·kg-1,500 mg Cu·kg-1,1000 mg Zn·kg-1 和15 mg Cd·kg-1 的土壤中生长45d后,分别施加5 mmol·kg-1 土的AES或EDTA.结果表明,AES和EDTA可以显著提高土壤溶液和黑麦草植株地上部Pb、Zn、Cu和Cd的浓度.EDTA对土壤中Pb的溶解能力和对黑麦草积累重金属的促进作用显著强于AES,前者处理的土壤中水提取态Pb浓度和黑麦草地上部Pb浓度分别达到了15.9 mg·kg-1 和174.1 mg·kg-1,显著高于AES处理的2.6 mg·kg-1 和44.0 mg·kg-1.但AES对黑麦草积累Zn和Cd的促进作用较EDTA明显增强,黑麦草地上部Zn浓度达到了1081.8 mg·kg-1,显著高于EDTA的776.7 mg·kg-1 和对照的389.6 mg·kg-1;地上部Cd浓度为1.57mg·kg-1,高于EDTA的1.06 mg·kg-1 和对照的0.69 mg·kg-1.与对照相比,AES和EDTA对Cu在土壤中的溶解和黑麦草植株中的积累亦有显著的促进作用,但二者处理无极显著差异.结果表明,生物可降解螯合剂AES在诱导植物修复重金属污染土壤尤其是Zn、Cd污染土壤中有很大的应用潜力,且与EDTA相比,环境风险大大降低.