镉锌复合胁迫对秋茄幼苗渗透调节物质的影响

通过土壤盆栽研究了不同浓度镉(Cd,0、2.5、50 mg kg-1)、锌(Zn,0、100、500 mg kg-1)胁迫下红树植物秋茄的幼苗体内可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸、有机酸含量的变化.结果表明,Cd、Zn单一处理下,秋茄体内渗透调节物质含量随重金属浓度升高而增加;Cd、Zn复合处理对秋茄体内可溶性蛋白质含量的复合效应主要表现为协同作用:Cd的加入减弱Zn对秋茄体内可溶性糖含量的刺激作用,低Cd浓度处理下Zn的加入导致可溶性糖含量增加,而高Cd浓度处理下Zn的加入反而降低其含量.低浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中Cd(或Zn)发生拮抗作用,秋茄体内肺氨酸、有机酸含量下降;高浓度Zn(或Cd)的加入与土壤中的Cd(或Zn)发生协同作用,导致渗透调节物质脯氨酸、有机酸的积累量增加,从而缓解高浓度重金属的胁迫.植物组织或部位不同,Cd与Zn浓度和比例不同,Cd、Zn之间的复合作用存在一定的差异.表5参30     

干旱胁迫对文心兰抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响

以切花文心兰＂黄金2号＂（Oncidium Gower Ramsey‘Gold 2’）幼苗及成熟苗为材料,用盆栽控制浇水模拟干旱的方法,对不同程度干旱胁迫下其叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化进行研究。结果表明,文心兰＂黄金2号＂具有一定的耐旱性。随着干旱胁迫程度的加深,文心兰幼苗及成熟苗的相对含水量和相对电导率变化慢、幅度小,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性能保持一定水平,渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量持续上升,表明文心兰＂黄金2号＂对干旱胁迫具有较强的适应能力。     

高温胁迫对爪哇稻剑叶光合特性和渗透调节物质的影响

以耐热能力不同的两个爪哇稻Oryza stavia L. ssp.javanica品种IRAT109(耐热)和19 D(热敏感)为试验材料,对两种水稻在人工气候室进行日平均气温为33.5℃的高温处理,研究了高温胁迫对耐热能力不同的两个爪哇稻光合特性和渗透调节物质的影响,旨在揭示全球气候变暖的大背景下,耐热能力不同的爪哇稻品种对高温热害的生理代谢变化规律及响应机制。试验结果显示,高温胁迫引起爪哇稻气孔导度下降,胞间CO2浓度升高,叶绿素含量降低,最终导致净光合速率下降,并随着胁迫时间延长而呈现逐渐下降的趋势,但耐热品种IRAT109与热敏感品种19 D相比仍能维持较高的光合作用。两种水稻中气孔导度,胞间CO2浓度,叶绿素含量,净光合速率在高温胁迫12 d后与自然温度下的植株相比差异显著。同时,高温胁迫造成两爪哇稻中可溶性糖、可溶性蛋白含量降低,且随着高温胁迫时间的延长而逐渐降低,热稳定蛋白随高温胁迫时间的延长而逐渐升高,脯氨酸含量随高温胁迫时间延长呈现先升高后降低的变化趋势。耐热品种IRAT09在高温胁迫过程中可溶性糖和可溶性蛋白的下降幅度小于热敏感品种19 D,热稳定蛋白和脯氨酸含量的上升水平高于热敏感品种19 D。高温胁迫6 d后两爪哇稻中的可溶性糖,可溶性蛋白和热稳定蛋白含量与自然温度下植株相比差异显著,在高温胁迫第3、6和9天两爪哇稻中脯氨酸含量与自然温度下的植株相比差异显著。研究结果表明,耐热爪哇稻品种在高温胁迫下维持较高的光合特性和较高的渗透调节物质含量是其耐热的生理基础。     

盐碱胁迫对水稻幼苗中基因差异表达的影响

为了阐明已分离的盐碱适应性相关基因(Liuetal, 2000)的表达特性,以14d叶龄的水稻品种日本晴幼苗为材料,分别经NaHCO3 (60mmol/L,pH8. 50) )处理6h、12h、24h、48h, 及不同pH值(pH4. 50, 6. 50, 8. 50, 10. 50)的NaCl(100mmol/L), NaHCO3 (60mmol/L)和Na2CO3 (30mmol/L)处理24h, 以分析时间效应及浓度与pH值间的联合效应. 结果表明,与对照(H2O, pH6. 50)相比较,NaHCO3 (60mmol/L)处理6h、12h、24h、48h后,mitochondrialAT Pase6×103的转录本分别提高2. 73、0. 82、0. 01和1. 79倍;cAPX转录本在24h和48h较对照提高1. 17和1. 49倍;处理6h后CA和HSP90基因表达受显著抑制;UDPG-GT增强表达的滞后期为6h;thioredoxin受NaHCO3轻微抑制.不同pH值和24h处理条件下,NaHCO3和Na2CO3显著促进mitochondrialATPase6×103基因表达.CA基因表达受Na 、HCO-3 和pH的共同影响;而thioredoxin主要受Na 和pH的双重影响; cAPX也表现出类似趋势.UDPG-GT在Na2CO3处理中表达量最高,HSP90的表达随pH的升高而降低. 图6表2参13     

盐胁迫下真盐生植物与泌盐植物的渗透调节物质及其贡献的比较研究

分别用含有0、100、200、400 mmol L-1 NaCl的Hoagland培养液处理真盐生植物海蓬子(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa),含有0、100、200 mmol L-1 NaCl的Hoagland培养液处理泌盐植物二色补血草(Limonium bicolor)、滨藜(Atriplex spongiosa)、獐毛(Aleuropus sinensis)和隐花草(Crypsis aculenta)幼苗.处理一定时间后测定其鲜重、干重、有机干重、有机和无机渗透调节剂、渗透调节能力、渗透势、c(Na)/c(K)、c(Suc)/c(SS)等.结果发现,在较适盐度下,实验植物的干鲜重、有机干重和含水量均随盐度增高而增大,而在高盐度下则大部分植物受到抑制.双子叶植物和单子叶植物的无机渗透调节剂Na+、Cl-含量均随盐度升高而增大,双子叶植物的增幅大于单子叶植物,c(Na)/c(K)也高于单子叶植物.双子叶盐生植物的有机渗调剂在渗调中的贡献随外界盐度的升高而降低,而单子叶盐生植物则相反,其可溶性糖含量远高于双子叶植物,蔗糖含量尤其突出,c(Suc)/c(SS)也大于双子叶植物.双子叶植物的渗透调节能力大于单子叶植物,真盐生植物的渗透调节能力大于泌盐植物.另外,6种植物的实测渗透势大于计算渗透势,证明实验植物中还有一些未测定的渗透调节物质.本文还讨论了双子叶植物与单子叶植物、真盐生植物与泌盐植物在渗透剂、渗透调节能力、c(Na)/c(K)、c(Suc)/c(SS)存在区别的可能原因.图3 表4 参24     

燕麦对盐碱胁迫的反应和适应性

研究了自然盐碱胁迫对燕麦植株生长、水势、渗透调节物质质量分数以及对K 、Na 选择性吸收的影响,结果表明,随着土壤盐碱胁迫的增强燕麦植株生长受抑,叶片和根系的水势较对照均有所降低,其中裸燕麦较皮燕麦水势下降幅度大,表明裸燕麦比皮燕麦对盐碱胁迫更敏感。燕麦叶片内脯氨酸和可溶性糖累积。随着土壤盐碱胁迫的增强植株对Na 的吸收增加,对K 的吸收受到抑制,从而使w(Na )/w(K )和SNa K 值升高。在盐碱胁迫下,燕麦是以合成和积累有机溶质(脯氨酸和可溶性糖)以及吸收和积累无机离子(Na )来进行渗透调节,以适应盐碱胁迫。     

苏打盐碱胁迫下水稻体内的Na＋、K＋响应

土地盐碱化是限制农业发展的主要因素之一.实践证明,盐碱地种植水稻(Oryza sativa L.)是土壤盐碱化治理、改良、利用的有效途径.土壤盐碱对水稻的影响表现为生长抑制、产量降低和生理异常等.深刻认识盐碱胁迫下水稻生理响应机制对耐盐碱水稻种质资源筛选、耐盐碱性鉴定和培育耐盐碱水稻品种具有重要意义.以不同比例的苏打盐碱土和非盐碱旱田土充分混合配制不同盐碱梯度的实验土壤.根据苏打盐碱土的特殊性,采用土壤ESP作为胁迫指标因子,观察不同生育期水稻植株对Na 、K 的吸收、运输和分配,分析植株体内的离子响应及植物与盐碱作用关系.结果表明:在分蘖期,Na 在根、叶和叶鞘中浓度的次序从高到低依次为根>叶鞘>叶.随着盐碱胁迫的增强,叶和叶鞘的Na /K 升高更加显著.水稻分蘖期叶片Na /K 与土壤ESP相关性更好,可以采用分蘖期叶片Na /K 来指示水稻对盐碱胁迫的离子响应.水稻生殖生长阶段,Na 的累积以根为主.Na 、K 在穗部、籽粒和颖壳中的浓度,在不同盐碱胁迫强度间差异不明显.     

沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

镉对桐花树幼苗生长及渗透调节的影响

采用土培方法研究不同质量分数Cd(0.5～50mg·kg-1)对桐花树Aegicerascorniculatum幼苗的生长及渗透调节的影响。结果表明:低质量分数Cd(0.5mg·kg-1)处理条件下,桐花树幼苗株高、植株鲜物质量均显著高于对照,根长、叶绿素质量分数则没有显著增加;高质量分数Cd(50mg·kg-1)条件下,这些参数均显著降低,说明高质量分数Cd胁迫下,植株正常生长受到抑制。除了0.5mg·kg-1条件外,叶片淀粉质量分数变化趋势总体上是随着Cd的增加而下降。在5~50mg·kg-1Cd处理下,渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸均显著增加,与Cd质量分数存在正相关性。Cd胁迫下,渗透调节物质的积累作用是桐花树对Cd胁迫的主要响应过程,可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸与可作为Cd对桐花树污染的检测指标。     

宁夏枸杞幼苗叶片中抗氧化酶及游离氨基酸对镉胁迫的响应

为探讨镉(cadmium,Cd)胁迫对宁夏枸杞幼苗的叶片细胞、抗氧化酶活性、茎叶游离氨基酸及其关键基因表达模式的影响.以宁杞1号的组培苗为试验材料,采用水培处理方式,分别设置0 μmol·L-1和100 μmol·L-1的CdCl2胁迫,根据石蜡切片观察第72小时、第144小时叶片细胞的变化,测定过氧化酶的活性,通过高...     

盐胁迫对油菜幼苗生长和光合特征的影响

采用盆栽砂培试验,研究了不同浓度(0、50、100、200、300mmol·L-1)NaCl胁迫10和30d对油菜(Brassica napus)幼苗干质量、叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、细胞间CO2浓度(xi)、蒸腾速率(Rt)、水分利用效率(Ew,u)和气孔限制值(Ls)等的影响.结果表明,在NaCl胁迫下,油菜幼苗植株干质量显著降低,长期高盐胁迫下油菜干质量降低更显著;随NaCl浓度的增加,Chl含量、Chl a/Chl b比值均呈先升高后降低的变化趋势,处理10d,Chl含量、Chl a/Chl b比值在NaCl浓度为200mmol·L-1条件下达最大值,处理30d,在NaCl浓度为100mmol·L-1条件下达最大值.在50～100mmol·L-1NaCl胁迫下,油菜叶片的Pn、xi和Ls所受影响均很小;高盐胁迫下,其Pn、Gs、xi和Rt均显著下降,而Ew,u和Ls则显著上升.相关分析显示,植株干质量与Chl含量、Chl a/Chl b比值间无相关性,与Na+、Cl-含量,Ew,u和Ls间呈显著负相关(P＜0.01),与根冠比,K+、Ca2+含量,K+/Na+、Ca2+/Na+比值,K+与Na+的选择性比率[S(K+,Na+)],Ca2+与Na+的选择性比率[S(Ca2+,Na+)],Pn,Gs,xi和Rt间呈显著正相关(P＜0.01).上述结果表明,200mmol·L-1 NaCl胁迫10和30d、300mmol·L-1 NaCl胁迫10d,油菜幼苗光合抑制主要来自气孔限制,而300mmol·L-1 NaCl胁迫30d,气孔限制和非气孔限制在油菜幼苗光合抑制中均具有重要作用.Na+、Cl-、K+、Ca2+含量,Ew,u,Ls,根冠比,K+/Na+、Ca2+/Na+比值,S(K+,Na+),S(Ca2+,Na+),Pn,Gs,xi和Rt均可作为油菜生长盐适应性的评价指标.     

微咸水淋洗对苏打盐渍土土壤理化性状的影响

在轻度盐碱化和中度盐碱化2种苏打盐渍土上,分别设置对照、补充灌溉、低额淋洗和高额淋洗4个处理,对经微咸水淋洗的苏打盐渍土的土壤渗透性、土壤容重以及土壤盐碱含量的分析结果表明,在高额淋洗区,微咸水在中度苏打盐渍土中渗透速率约为对照区的3倍,在轻度苏打盐渍土中约为对照区的2倍。与对照区相比,中度和轻度苏打盐渍土高额淋洗区土壤容重分别降低10.1%和9.5%。在高额淋洗区,中度苏打盐渍土60 cm深度内的含盐量降至1.0 g.kg-1,碱化度降低17.4百分点;轻度苏打盐渍土120 cm深度内含盐量均降至0.6 g.kg-1以下,碱化度也降低7.9百分点。苏打盐渍土土壤理化性状得到明显改善。认为适合中、轻度苏打盐渍土的淋洗定额分别为400和150 mm。     

盐胁迫下外源硅对硅突变体与野生型水稻种子萌发的影响(Effects of Silicon on the Germination of Si Mutant Rice and Wild Rice Seeds under Salt Stress)

为深入了解盐胁迫下外源硅(Si)对水稻种子萌发的作用,采用溶液培养法研究了外源Si对盐胁迫下野生型和硅突变体水稻(不能正常吸收Si)种子萌发各指标的影响.结果表明,随着NaCl浓度的提高(0～150mmol·L-1),两种水稻的芽长、发芽势、发芽率均不断降低.在150mmol·L-1NaCl胁迫下,野生型和硅突变体水稻的芽长分别为0.33cm和0.55cm,仅为对照的8.0%和11.1%;发芽率仅为对照的29.7%和53.7%;发芽势则分别降低至0%和2%.外源Si可以提高盐胁迫下两种水稻的发芽指标,且对硅突变体水稻的影响显著大于野生型水稻.2mmol·L-1Si浸种+2mmol·L-1Si处理可使野生型水稻芽长、芽重和发芽率分别比对照增加127.27%、169.23%和55.17%,发芽势则由对照时的0%提高至23.33%;硅突变体水稻芽长、芽重和发芽率分别比对照增加307.27%、285.71%和80.29%,发芽势则由对照时的2%提高至82.22%.     

缺氧对贝类的胁迫效应及对其免疫系统的影响

基于缺氧对贝类养殖的危害,从贝类免疫系统角度总结了近年来围绕缺氧胁迫对其细胞免疫和体液免疫系统的相关因子影响的研究。从缺氧对与细胞免疫功能相关的血细胞总数(THC)、吞噬活性和细胞活性氧(ROS)含量、以及参与体液免疫的溶酶体酶、抗氧化物酶、抗氧化因子、酚氧化酶等多种免疫因子的影响,概括了缺氧对贝类免疫系统影响的一般规律。本文不仅能为衡量贝类所在水域的环境变化提供科学依据,还能为围绕贝类在缺氧胁迫下生理适应性机制的相关研究奠定基础。     

除草剂对植物光合作用和吸肥能力影响初探

本文应用P~(32)、C~(14)同位素示踪技术研究棉花与大豆施用三种除草剂对植物吸肥能力和光合作用的影响。结果表明,拿捕净抑制棉花对P~(32)的吸收,稳杀得反而起促进作用,禾草克影响不明显,三种除草剂对光合作用的抑制影响,稳杀得>拿捕净>禾草克。施药一周后,大豆和棉花的光合作用已恢复正常,施用拿捕净和稳杀得的两种作物对P~(32)的吸收均起促进作用,而施用禾草克的作物对P~(32)吸收已逐趋正常。     

微咸水膜下滴灌对白僵土盐碱地水盐特性及油葵生长的影响

为了解滴灌条件下不同微咸水矿化度及覆膜与否对盐碱地土壤水盐特性及油葵生长的影响,在宁夏平罗西大滩盐碱地进行不同灌水矿化度(0.2、1、2、3 g/L)膜下滴灌田间试验.结果表明,地膜覆盖比不覆盖处理土壤含水量高约2%,盐分表聚减缓,油葵株高、产量及其构成均高于不覆膜处理,产量最高增幅达82.5%;不同矿化度微咸水之间比较发现,利用矿化度为1 g/L的微咸水进行灌溉时,下层土壤含水量较高,微咸水滴灌不但没有为上层土壤带去过多盐分,反而由于土壤有一定的渗透性能,灌水将土壤上层盐分逐渐淋洗至下层.膜下滴灌微咸水矿化度为1 g/L时,油葵产量最大.因此在适宜条件、合理措施下,微咸水覆膜滴灌技术可以促进作物生长,确保作物产量,在淡水缺乏而微咸水较为丰富的盐碱地地区应积极推广利用.     

Shoreline Development Drives Invasion of Phragmites australis and the Loss of Plant Diversity on New England Salt Marshes

Abstract:  The reed Phragmites australis Cav. is aggressively invading salt marshes along the Atlantic Coast of North America. We examined the interactive role of habitat alteration (i.e., shoreline development) in driving this invasion and its consequences for plant richness in New England salt marshes. We surveyed 22 salt marshes in Narragansett Bay, Rhode Island, and quantified shoreline development, Phragmites cover, soil salinity, and nitrogen availability. Shoreline development, operationally defined as removal of the woody vegetation bordering marshes, explained >90% of intermarsh variation in Phragmites cover. Shoreline development was also significantly correlated with reduced soil salinities and increased nitrogen availability, suggesting that removing woody vegetation bordering marshes increases nitrogen availability and decreases soil salinities, thus facilitating Phragmites invasion. Soil salinity (64%) and nitrogen availability (56%) alone explained a large proportion of variation in Phragmites cover, but together they explained 80% of the variation in Phragmites invasion success. Both univariate and aggregate (multidimensional scaling) analyses of plant community composition revealed that Phragmites dominance in developed salt marshes resulted in an almost three-fold decrease in plant species richness. Our findings illustrate the importance of maintaining integrity of habitat borders in conserving natural communities and provide an example of the critical role that local conservation can play in preserving these systems. In addition, our findings provide ecologists and natural resource managers with a mechanistic understanding of how human habitat alteration in one vegetation community can interact with species introductions in adjacent communities (i.e., flow-on or adjacency effects) to hasten ecosystem degradation.     

拟南芥VTE1过量表达可以增加维生素E含量和提高烟草植株耐盐行

维生素E在动物细胞内具有抗氧化等重要作用，但在植物体内的功能却鲜为人知．本实验利用CaMV 35S启动子与来源于拟南芥的编码生育酚环化酶（TC）的cDNA（VTE1）构建的嵌合表达载体，以根癌农杆菌介导的叶盘法转化烟草W38．实验结果表明，具有卡那霉素抗性的再生植株经RT-PCR检测，得到了与阳性对照一致的495bp的目标片段；转基因植株的VE含量比对照植株高2倍左右，个别株系高达11倍．实验还发现，在耐盐性实验中转基因植株对盐的抗性明显高于野生型烟草；同时，在不同盐浓度（150、250mmoL／L）胁迫下转基因植株VE含量比未转化植株增加了1．3～1．8倍，首次证明VTE1与植物耐盐性之间的关系．     

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%.