不同酸雨梯度下3种酸雨处理对茶树幼苗叶绿素荧光和光合特性的影响

选择茶(Camellia sinensis)幼苗为试验材料,在盆栽条件下采用受控模拟酸雨喷淋的试验方法,设置3个酸雨梯度p H 2.5、p H 4.0和p H5.6,每个梯度下分别设计地上处理、全淋处理和土壤处理,测定其叶绿素荧光和光合特性.结果表明:在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋处理显著减少了茶幼苗相对叶绿素含量(SPAD)合成、降低PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)、潜在活性(Fv/F0)、实际光化学量子产量(Yield)、光化学淬灭系数(qP)以及净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(Tr)等光合参数,提高了胞间二氧化碳浓度(Ci)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd),地上处理作用下茶幼苗受到抑制作用其次,土壤处理对茶幼苗的抑制作用最小;在p H 4.0酸雨胁迫下,除光饱和点(LSP)、光补偿点和暗呼吸速率其余各处理值均高于对照组(CK),并且土壤酸雨地上酸雨全淋酸雨处理CK,而p H 5.6酸雨胁迫下,各参数变化为土壤酸雨地上酸雨CK全淋酸雨处理.可见,在p H 2.5酸雨胁迫下,全淋酸雨处理对幼苗的抑制作用最强;p H 4.0和p H 5.6酸雨胁迫下,土壤酸雨处理对于幼苗的促进作用最强;处理方式和酸雨强度的交互作用下Fv/Fm、Amax、AQY、LSP、LCP和Rd都具有显著差异,而SPAD、Fv/F0、Yield、qP差异不显著.得出结论为:酸雨对植物的作用机理随酸雨浓度而定,重度酸雨胁迫下,直接和间接作用都有;而中、轻度酸雨胁迫下,主要是通过土壤酸化后对植物起间接作用.     

在模拟酸雨胁迫下,棉花(Gossypium hirsutum L.)子叶圆片叶绿素含量和可见伤害症状应变模型研究

以棉花子叶圆片为材料,研究了酸雨在伤害叶绿素过程中的胁迫强度、胁迫时间(胁程)和胁变量三者相互间的数量关系.结果表明,叶绿素含量下降率和可见伤害指数与酸雨pH值之间具有拟合度很高的Logistic曲线关系;Logistic拟合方程中的拐点处pH值和曲线降低率及A,b等参数均是时间的函数,分别与胁程有一定的相关性;在pH值为2.5酸雨胁迫下,叶绿素含量下降率在24h内、可见伤害指数在4h内与胁程之间具有拟合度很高的直角双曲线关系;根据这些关系建立植物酸雨伤害模型.     

在模拟酸雨胁迫下,棉花(Gossypium hirsutum L.)子叶圆片叶绿素含量和可见伤害症状应变模型研究

以棉花子叶圆片为材料,研究了酸雨在伤害叶绿素过程中的胁迫强度、胁迫时间(胁程)和胁变量三者相互间的数量关系.结果表明,叶绿素含量下降率和可见伤害指数与酸雨pH值之间具有拟合度很高的Logistic曲线关系;Logistic拟合方程中的拐点处pH值和曲线降低率及A,b等参数均是时间的函数,分别与胁程有一定的相关性;在pH值为2.5酸雨胁迫下,叶绿素含量下降率在24h内、可见伤害指数在4h内与胁程之间具有拟合度很高的直角双曲线关系;根据这些关系建立植物酸雨伤害模型.     

细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫下喷施细胞分裂素类物质6-苄氨基嘌呤(6-BA)和激动素(KT)对玉米幼苗生长、叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、植株镉含量和活性氧清除酶活性的影响.结果表明,与单纯镉胁迫相比,喷施6-BA和KT提高了玉米幼苗的生物量、根和地上部镉含量、叶绿素和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,促进了叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,但对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响不明显.说明细胞分裂素类物质6-BA和KT可缓解镉胁迫对玉米幼苗的伤害,其机制可能与细胞分裂素物质能维持叶绿素稳定、刺激细胞内H2O2清除酶类活性及促进脯氨酸积累有关.当6-BA浓度在0～20mg·L-1之间时,其对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应随喷施浓度的提高而增强,而KT的最适喷施浓度为70mg·L-1.     

模拟酸雨引起水体pH下降导致Zn对金鱼藻的毒害

用模拟酸雨沉降方式研究了水体酸度增加条件下,50 mg@L -1Zn2+对金鱼藻的毒害,以探讨酸雨沉降下重金属对植物伤害的作用机理.结果表明,随着pH降低,金鱼藻的细胞膜透性增加,叶绿素含量和叶绿素a/b值逐渐降低,游离脯氨酸含量明显增加;O2与脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量,均随酸度增加而升高,且两者极显著性相关.在低pH下50 mg@L -1Zn对金鱼藻的胁迫过程中,过氧化物酶(POD)活性发生大幅度应激性升高;CAT活性则在pH3.5以下明显下降.金鱼藻对Zn的富集量在pH5.5时最高,随着酸度加大,富集量呈明显下降趋势.提示,酸度增加使Zn离子化程度升高,是Zn对金鱼藻细胞毒性趋于明显的直接原因之一.     

模拟酸雨对亚热带三个树种凋落叶分解速率及分解酶活性的影响

利用凋落物袋法研究了模拟酸雨对中国亚热带地区3个典型树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、银杏(Ginkgo biloba)凋落叶分解速率及酶活性的影响.酸雨分别设置为重度酸雨(pH=2.5)、中度酸雨(pH=4.0)、对照处理(pH =5.6)3个梯度.试验结果表明:酸雨胁迫会抑制凋落叶的分解,且随着酸雨强度的增强,抑制作用更明显.杉木、香樟、银杏3个树种对照处理下周转期分别比中度酸雨短33％、43％、14％,比重度酸雨短44％、52％、17％.3种分解酶对酸雨胁迫的表现不同,脲酶和纤维素酶表现为一定的抑制作用,基本呈现为对照处理(pH=5.6)＞中度酸雨(pH=4.0)＞重度酸雨(pH=2.5),与凋落物的分解速率排列情况一致,蔗糖酶在酸雨胁迫下反而有激活的趋势,表现为重度酸雨(pH=2.5)＞中度酸雨(pH =4.0)＞对照处理(pH=5.6).不同树种对酸雨胁迫的影响有一定的差异性,针叶树种杉木受影响最大,阔叶树种香樟和银杏受影响较小,银杏的抗酸性较强,且针叶树种的分解速率比阔叶树种慢.脲酶和纤维素酶对凋落叶的分解贡献较大,而蔗糖酶的影响相对较小.酶活性与季节有较大的关系,夏季活性相对偏高,冬季活性相对偏低.     

酸雨胁迫对大豆种子萌发过程中能量代谢的影响

为探索酸雨胁迫对大豆种子萌发过程中能量代谢的影响,采用pH2.0,2.5,4.0模拟酸雨处理大豆(台湾292)种子,研究不同强度酸雨胁迫对大豆种子呼吸速率,CAT活性,线粒体蛋白与ATP含量及能荷的影响.结果表明,随着酸雨胁迫强度增加(pH≤2.5),上述指标均呈下降趋势.高强度酸雨(pH为2.0)对大豆种子萌发时能量代谢的影响是最大的.     

速生树种竹柳对重金属胁迫的生理响应

为探讨速生树种竹柳(Salix sp.)对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以竹柳三号和竹柳五号为试验材料,在重金属复合污染(镉、铜、锌)的水稻土条件下处理65 d后,研究了其叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的响应变化.结果表明:重金属胁迫下,两种竹柳叶片的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均显著(p0.05)降低,而脯氨酸含量、过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)升高.重金属胁迫下,竹柳三号叶片的脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)低于竹柳五号,而叶绿素b含量和过氧化物酶活性反之.对照土壤中,竹柳三号的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著低于竹柳五号,叶绿素含量反之.两种竹柳的叶绿素a/叶绿素b值、丙二醛含量无显著差异.综上所述,叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等可以作为竹柳耐重金属胁迫的评价指标.竹柳五号在重金属胁迫作用下可维持较高的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性,因此,竹柳五号比竹柳三号对重金属胁迫有更强的耐性.     

酸雨与镧对大豆幼苗生长的复合伤害效应研究

为探索酸雨与稀土镧对大豆幼苗生长的复合影响及其内在机制,以重要油粮作物大豆(Glycine max)为材料,研究在模拟酸雨pH分别为3.0、3.5、4.5与稀土镧La(Ⅲ)浓度分别为60、100和300mg·L-1处理下大豆幼苗生长及光合作用的变化.结果表明,相对单一酸雨与镧处理,酸雨与La(Ⅲ)复合处理组中大豆幼苗的生长受抑制程度增大,两者呈协同效应,且pH越低,La(Ⅲ)浓度越高,抑制效应越明显.光合参数的变化规律与生长指标近同,相同处理组各光合参数的降幅不一致,其中最大荧光(Fv/Fm)和叶绿素含量(Chl)的降幅范围分别为9.53%～22.75%和9.14%～24.53%,较净光合速率Pn(22.78%～84.7%)、希尔(Hill)反应速率(15.52%～73.38%)和Mg2+-ATPase活性(14.51%～71.54%)小,表明各光合参数对2个胁迫因子的敏感程度存在差异.进一步相关性分析发现,Pn变化主要受Hill反应速率与Mg2+-ATPase活性的影响,而Chl、Fv/Fm次之.表明酸雨与La(Ⅲ)对植物光合过程各环节的作用机制不同,光合作用受阻是影响植物生长的重要因素之一.     

外源一氧化氮供体对镉胁迫下黑麦草幼苗活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响

为了探讨外源NO对镉胁迫下牧草生理响应的调节作用,采用溶液培养方法,以多年生黑麦草为试验材料,研究了外源NO供体硝普钠(SNP)对镉胁迫下黑麦草幼苗生长、活性氧代谢、光合作用和叶黄素循环的影响.结果表明,150 μmol·L-1SNP能明显缓解100mg·L-1Cd2+对黑麦草幼苗生长的抑制作用,提高幼苗的生长速度.与单纯镉胁迫相比,外源150 μmol·L-1SNP显著抑制镉胁迫下黑麦草幼苗根系和叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的下降和过氧化物酶(POD)活性的升高,促进过氧化氢酶(CAT)活性和谷胱甘肽(GSH)含量的提高,降低抗坏血酸(ASA)、H2O2和丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子(O2-)产生速率.同时,外源SNP处理不仅降低了镉胁迫下黑麦草叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素最大荧光(Fm)、PSⅡ原初光能转换效率(Fv/Fm)、光合电子传递量子效率(φPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qp)、光合电子传递速率(ETR)和光化学速率(PCR)的下降及初始荧光(F0)的上升幅度,还提高了非光化学荧光猝灭系数(NPQ)和叶绿素含量及叶黄素循环库(V+A+Z)的大小,使叶黄素循环脱环氧化状态(A+Z)/(V+A+Z)升高.由此表明,外源NO可通过提高活性氧清除能力和增强依赖于叶黄素循环的非辐射能量耗散,保护由镉胁迫引起的黑麦草幼苗叶片光合机构的破坏,从而提高光合效率.     

污灌对作物生长及其活性氧清除系统的影响

以绿豆和萝卜为对象，研究了污水灌溉对作物生长与活性氧清除系统的影响．结果表明，与非污灌组相比．污灌作物生长受阻．叶片色素含量降低，叶组织膜结构损伤，电导率增大；SOD，POD．CAT活性表现不同程度降低；而MDA含量显著上升、研究发现，不同作物对污水胁迫的反应并不一致，叶片色素含量对污水胁迫的反应尤为明显。     

模拟酸雨和Pb复合污染对芥菜型油菜的生理特性和Pb富集的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨（pH分别为3.5、4.5、5.6）和Pb(0~2000 mg·kg-1）复合污染对芥菜型油菜紫叶芥的生理特性和Pb富集的影响.结果表明,在酸雨和Pb复合污染下,紫叶芥生物量和叶绿素含量均有不同程度的下降,叶和根中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性随着Pb含量和酸雨强度的增加是先升后降,脯氨酸含量随着Pb含量和酸雨强度的增加而升高.芥菜型油菜以通过调节抗氧化酶系统和提高脯氨酸含量来应对酸雨和重金属胁迫,芥菜型油菜对酸雨和Pb的复合污染有很强的耐受能力.芥菜型油菜根和地上部分Pb含量随Pb处理含量水平的增大而增加,其中,根对Pb的富集能力大于地上部分,酸雨能够促进芥菜型油菜对Pb的吸收.因此,在酸雨地区可以选用芥菜型油菜作为Pb污染土壤的修复植物.     

臭氧对水稻叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

采用 OTC- 1型开顶式气室研究臭氧对不同生育时期水稻叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响 .实验结果表明 ,随着臭氧浓度增加 ,水稻叶片叶绿素含量、叶绿素 a/b值下降 ,膜相对透性和丙二醛 (MDA)含量上升 ,过氧化物酶 (POD)活性逐渐上升 ,过氧化氢酶 (CAT)、超氧化物歧化酶 (SOD)活性开始被诱导上升 ,当浓度达到 200 nl· L^-1时反而下降 .叶绿素含量及叶绿素a/b值与 MDA含量呈显著负相关 ,膜透性与 MDA含量呈显著正相关 ,叶绿素含量与 POD活性呈负相关 .臭氧造成活性氧的产生和清除之间的失衡 ,加剧了膜脂过氧化作用 ,对水稻的膜系统产生了危害 ,降解叶绿素 ,加速叶片的老化 .     

模拟酸雨和稀土镧对大豆幼苗的复合影响

采用水培法通过测定大豆幼苗叶片和根的POD活性、MDA含量、H2O2含量,研究了酸雨(AR)和稀土La(Ⅲ)对大豆幼苗POD活性和脂膜过氧化的复合影响。结果表明:单一La(Ⅲ)(RE1/20 mg/L、RE2/60 mg/L、RE3/100 mg/L、RE4/300 mg/L)处理时,低剂量La(Ⅲ)(RE1/20 mg/L)处理下,叶和根中POD活性高于CK而MDA和H2O2含量较之降低,高剂量La(Ⅲ)(RE2/60 mg/L、RE3/100 mg/L、RE4/300 mg/L)处理下,叶和根3项指标均升高。在酸雨(ARl/pH2.5、AR2/pH3.5和AR3/pH4.5)单独作用和RE+AR复合作用影响下,叶和根3项指标均升高;而且AR的pH越低,RE的浓度越高,叶和根中的3项指标增幅越大。RE1和AR复合处理下叶和根中3项指标的增幅低于AR单一处理,其它浓度RE和AR复合处理叶和根中的3项指标增幅高于各自单独作用。单一酸雨处理组各指标变幅为叶>根,单一镧和复合处理组各指标变幅为根>叶。     

模拟酸雨对菜豆叶片的伤害和Mefluidide保护效应的研究

酸雨的污染和危害已成为一个世界性的问题,我国的酸雨危害也日渐引起关注.由于酸雨所涉及到的地区不少是农作区,必然会危及农作物的产量.近年来对酸雨危害作物的机理已有报道,但关于寻求保护作物免于酸雨危害的研究则不多见.已有报道,Mefluidide(N-[2,4-dimethyl-5-[(trifluoromethyl)sulfonyl]amino]phenylacetamide)(N-[2,4-二甲基-5-[(三氟甲基)磺酰]氨基]苯乙酰胺),一种合成的植物生长调节物质,对植物生长和发育以及物质代谢都有影响,尤其是能有效地保护低温敏感作物免于冷害,而且发现Mefluidide处理的植物,在冷害期间不表现细胞膜透性的增加.另外,有人发现pH2.0—4.0的模拟酸雨喷洒植株(青菜、菠菜和萝卜等)也会导致膜透性增加.我们以模拟酸雨引起菜豆叶片的伤害症状和一些生理指标为依据,     

渗滤液灌溉对香根草胁迫及抗氧化系统的影响

以香根草(Vetiveria zizanioids)和渗滤液循环出水为实验材料,比较了不同体积浓度渗滤液灌溉对香根草胁迫相关生理指标及抗氧化系统的影响.结果表明,与对照相比,小于35%浓度的渗滤液灌溉6个月降低了香根草叶片脯氨酸(Pro)含量和相对膜透性,提高了叶绿素、蛋白质、抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和叶绿素a/b值,过氧化物酶(POD)和超氧化物岐化酶(SOD)被激活,丙二醛(MDA)含量被控制在较低的水平上,表明低浓度渗滤液灌溉有利于香根草生长.大于35%浓度的渗滤液灌溉,随浓度的增大,香根草叶绿素含量和a/b值明显降低,MDA、H₂O₂、Pro进一步积累,相对膜透性显著增加,AsA、GSH含量下降,SOD和POD活性受抑制,表明高浓度渗滤液灌溉会造成活性氧产生和抗氧化系统清除之间的失衡,导致膜脂过氧化作用加剧,会加重对香根草的胁迫.灌溉6个月较3个月相比,叶绿素含量下降,Pro、MDA积累,表明灌溉时间延长也会导致胁迫加重.     

臭氧胁迫对冬小麦光合作用、膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

在大田试验的条件下,利用开顶式气室(OTC)研究了臭氧胁迫对冬小麦不同生育期(拔节期、孕穗期、扬花期和灌浆期)光合作用、膜脂过氧化以及抗氧化系统的影响.结果表明,在150nmol·mol-1O3浓度范围内,随着O3浓度的升高和熏气时间的增加,冬小麦叶片总叶绿素、叶绿素a和b含量总体降低,但孕穗和扬花期T1处理组总叶绿素和叶绿素a含量较CK组有所升高;气孔导度(Gs)开放受到影响,单位叶片面积活性降低,胞间CO2浓度(ci)和气孔限制值(Ls)呈波动变化.同时,冬小麦启动了自我保护机制,具体表现为SOD(超氧化物歧化酶)活性先快速升高而后逐渐下降,POD(过氧化物酶)活性呈先下降而后快速升高的变化趋势;从拔节期到扬花期以及从灌浆期1到灌浆期2,CAT(过氧化氢酶)活性表现为先快速升高而后"相对降低",MDA(丙二醛)含量则持续升高;类胡萝卜素含量先升高后下降,单位叶片面积热耗散增加.结果表明,抗氧化酶并不能完全消除冬小麦体内过多的活性氧,造成活性氧积累,进一步加剧了膜脂过氧化作用,导致膜透性增加,叶绿素降解,净光合速率降低,加速冬小麦叶片的老化.     

E ects of arsenic on seed germination and physiological activities of wheat seedlings

The effects of arsenic （As） were investigated on seed germination, root and shoot length and their biomass and some other factors to elucidate the toxicity of As. The results showed low concentrations of As （0-1 mg/kg） stimulated seed germination and the growth of root and shoot, however, these factors all decreased gradually at high concentrations of As （5-20 mg/kg）. The contents of O2^-, MDA, soluble protein and peroxidase （POD） activity all increased with increasing As concentrations. Soluble sugar content, ascorbate peroxidase （APX）, and superoxide dismutase （SOD） activities decreased at low concentrations of As, and increased at high concentrations of As. While acetylsalicylic acid （ASA） and chlorophyll contents, catalase （CAT） activity displayed increasing trend when the concentrations of As was lower than 1 mg/kg, and then decreasing trend. By polyacrylamide gel electrophoresis （PAGE）, As induced the expression of POD isozymes of wheat seedlings. As induced the expression of CAT isozymes but inhibited the expression of SOD isozymes of wheat seedlings at concentrations lower than 1 mg/kg. However, As inhibited the expression of CAT isozymes but induced the expression of SOD isozymes at concentrations higher than 5 mg/kg. The results indicated As could exert harmfulness in the early development stage of wheat at inappropriate concentrations.     

镉和乙草胺复合污染对玉米生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了镉与乙草胺复合污染对玉米幼苗MDA含量和抗氧化酶活性的影响。结果表明,镉单独处理,低浓度下MDA的含量变化不大,当镉浓度大于30 mg/kg时,MDA的含量急剧上升;超氧化物歧化酶SOD、CAT在浓度为30 mg/kg时活性达到最高,之后随浓度的增大,其活性逐渐降低;POD的活性随着镉浓度的增大逐渐升高,且100 mg/kg时达到最高。镉与乙草胺复合处理,低镉浓度下MDA的含量与对照组CK相比差异显著,处理浓度越大,MDA含量越高;SOD、CAT的活性变化趋势与单镉处理时相类似,但变化幅度更加明显;POD的活性则随着浓度的增大继续升高。镉与乙草胺复合处理对玉米幼苗的毒害程度要大于单镉处理,并且施加乙草胺的浓度越大,玉米受毒害程度越深。