钒胁迫对水稻幼苗生理生化和富集特性的影响

水稻（Oryza.sativa L.）是我国最重要的粮食作物之一,水稻产量占粮食总产量的一半以上,一旦水稻受到重金属污染,将会影响水稻植株的正常生长和生理特性。目前关于钒胁迫对水稻植株生理特性指标的影响方面报道较少。通过水培实验,研究了不同钒（V）质量浓度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）对水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影响。结果表明：随着V胁迫浓度的增加,叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈现先上升、后下降的变化趋势。当ρ（V）≤12 mg·L-1,与对照相比较,叶绿素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%（SOD）;当ρ（V）〉12 mg·L-1,则分别降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。随着 V 胁迫浓度的增加,丙二醛（MDA）含量和细胞膜透性逐渐增大,与对照相比,分别增加了38.5%~289.3%、21.2%~303.2%,根系活力下降了10.9%~82.2%。可见,低ρ（V）（≤12 mg·L-1）对水稻幼苗的生长有一定的刺激作用,水稻幼苗自身保护酶表现出较强的自我调节能力;高ρ（V）（〉12 mg·L-1）明显抑制叶绿素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力,伤害了细胞质膜系统,影响水稻幼苗的生长发育。不同V浓度胁迫下,水稻幼苗累积的V含量为：根〉茎叶。随着V胁迫浓度增加,水稻幼苗各器官V含量增大,其中根部增幅远大于茎叶,当ρ（V）从5 mg·L-1增加到40 mg·L-1,与对照相比较,根部增加了0.98~25.3倍,茎叶部增加了0.26~4.74倍。生物富集系数（BF）先增加后降低,最大值为2.8408;迁移系数（TF）下降,最低值为0.1170,说明水稻对V有较强的富集能力,但迁移能力较低,积累的V主要富集在根部,可减轻V对地上部植物的危害。     

镧对镉胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

选择10mg·L-1La(N03)3作为生物调控因子,通过营养液培养实验,研究了水稻(Oryza sativa L.)幼苗在遭受镉胁迫(50mg·L-1和100mg·L-1两种CdCl2处理)后,稀土元素镧对抗氧化酶(SOD和CAT)活性、脂质过氧化产物MDA含量、质膜透性、叶绿素质量分数、根系活力、幼苗生长及镉质量分数等生理生长指标的影响,以探讨稀土在重金属胁迫下对作物的防护效应。研究结果表明:水稻幼苗遭受镉胁迫的初期,镧对提高SOD和CAT的活性,降低MDA含量和质膜透性,提高叶绿素质量分数和根系活力有明显的正效应,但是随着镉胁迫程度的加重和胁迫时间的延长,这种作用开始下降,最后甚至与镉发生协同作用,不仅不能缓解镉对水稻幼苗的毒害,反而更加剧了镉对水稻幼苗的毒害,这说明适量的稀土元素对重金属胁迫下植物生长有一定的防护效应,但是这种效应与重金属胁迫的浓度大小、胁迫的时间长短有着密切的关系。此外,镉在水稻幼苗体内的富集规律是:根系>地上部,镉的富集与各处理组镉浓度之间有比较明显的剂量效应关系,但是,镧处理并未降低水稻幼苗地上部分及根系中镉的质量分数。     

镉胁迫对不同水稻品种幼苗根系形态和生理特性的影响

为了解植物根系对重金属镉的反应,以水稻秀水63和秀水09为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、25、50、100 μmol·L~(-1))对水稻幼苗根系形态和部分生理特性的影响.结果表明:1 μmol·L~(-1)镉处理对2个水稻品种根系生长有一定的促进作用,表现为植株干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力均略有升高.但随着镉浓度(5～100 μmol·L~(-1))增加,表现出一定的抑制效应,与对照相比,秀水63和秀水09分别在10 μmol·L~(-1)和25 μmol·L~(-1)镉处理时的根系干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力明显受到抑制,而根系平均直径、质膜透性均有所增加.不同浓度镉胁迫对两个水稻品种直径≤1.5 mm的根系生长影响最大,其中高于10 μmol·L~(-1)镉胁迫下,秀水63直径≤1.5 mm根系长度、根系表面积和根系体积分别降低了11.89%～55.39%、10.77%～57.27%和18.37%～67.35%,秀水09分别降低了6.84%～40.48%、8.55%～42.79%和16.50%～52.42%.本实验结果表明,2个水稻品种对镉胁迫存在着一定的差异,秀水09对Cd胁迫的耐受能力要强于秀水63.     

土壤外源甲基叔丁基醚胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响

以大宗作物玉米作为试验对象,通过盆栽试验,研究外源甲基叔丁基醚(MTBE)污染胁迫对玉米幼苗生长及几项生理生化指标的影响.结果表明,在0～500mg·kg-1范围内,玉米幼苗未产生明显的毒害作用.土壤中MTBE浓度≤5mg·kg-1,玉米幼苗生长未受影响,在高浓度下(50 mg·kg-1和500 mg·kg-1).生长受到不同程度的抑制,株高降低36.4%,根干重减少16.6%～34%,地七部分十重减少了46%～59%,根冠比增加,并达到显著水平.叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均呈现下降的趋势,叶绿素a/b值由对照组2.92降低到1.98,达到极显著水平(P<0.01).低浓度MTBE污染对玉米幼苗生理生化指标没有明显的抑制作用,随着土壤MTBE污染程度的加剧,玉米幼苗细胞膜透性逐渐增加,SOD活性逐渐提高.玉米幼苗MDA、CAT和POD对MTBE胁迫的响应表现出相似的规律,累积峰值出现在50 mg·kg-1MTBE污染水平下.低浓度MTBE污染,叶片中MDA、CAT和POD没有明显变化,高浓度的MTBE污染则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加.但当MTBE浓度达到500 mg·kg-1,由于过多的H2O2或MTBE积累引起MDA、CAT和OPOD酶活性下降.综合生物量变化及抗氧化酶的响应结果,认为玉米幼苗具有一定的抵御MTBE伤害的应答防御系统.     

水稻磷效率差异的生理生化特性

以磷效率差异显著的IR71379—2B—10—2—3-1(磷低效型)、IR7133l-2B-2-1(中间型)及IR74(磷高效型)3个品种为供试材料，采用水培法研究了它们对磷的吸收效率、运输效率及植株体内磷的利用效率，进而研究了其对低磷胁迫的根系形态学和生理生化机制的适应性反应．结果表明：水稻磷效率的高低是由基因型对磷的吸收效率，运输效率及利用效率综合作用的结果．磷高效基因型IR74和磷效率表现为中间型的IR71331-2B-2-1具有高的磷吸收效率．旺盛的根系生长，高的根系活力，Km、Cmin小，Imax大及相对酸性磷酸酯酶(APase)活性高等是水稻对磷高效吸收的特征．但品种不同特征也有别，本试验中的IR74对磷高的吸收效率主要是由于根系生长旺盛，根系吸收面积大所致，而IR71331-2B-2-1高的磷吸收效率则主要缘于根系活力强，Imax大．低磷胁迫下，叶片中核糖核酸酶的活性也大大升高，约是对照的10～15倍，但品种间无显著差异．图2表6参21     

锌对汞胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

通过沙基培养方法研究不同浓度锌(Zn)对汞(Hg)胁迫下小麦幼苗叶绿素相对含量(SPAD)、丙二醛(MDA)与脯氨酸的积累及抗氧化酶活性等的影响.结果表明:单独Hg(10 mg L-1)胁迫下,小麦幼苗叶绿素含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性受到抑制,MDA与脯氨酸含量升高.加入10 mg L-1Zn后,叶绿素含量比Hg单独胁迫升高了5.6%,MDA含量降低了32.4%,表明该浓度Zn在一定程度上缓解了Hg对小麦幼苗的毒害;Zn浓度高于10 mg L-1的处理中,叶绿素含量逐渐降低,MDA则呈升高趋势,表明随Zn浓度升高,Zn对Hg毒害的缓解作用逐渐降低.低浓度Zn(10~20 mg L-1)提高了Hg胁迫下小麦幼苗SOD与CAT活性,其活性随Zn浓度升高逐渐增加,20mg L-1Zn处理下,两种酶活性比Hg单独胁迫分别升高了103.3%与71.0%,高浓度Zn(50~100 mg L-1)处理下,两种酶活性则呈下降趋势,表明Zn对Hg胁迫下两种酶活性的促进作用逐渐减弱.在试验设置的Zn浓度范围内,脯氨酸含量均低于Hg单独胁迫,并且低于对照,说明外加Zn抑制了脯氨酸的生成.综上所述,10~20 mg L-1的Zn可以在一定程度上缓解10 mg L-1Hg对小麦幼苗造成的毒害.     

遮荫处理对4种草本植物生理生化特性的影响

研究了遮荫处理对少花龙葵、三叶鬼针草、胜红蓟和莶叶片的生理生化特性的影响,结果表明:遮荫处理提高了4种草本植物叶绿素a b含量,叶绿素a/b存在物种差异;4种草本植物叶片最大净光合速率(Pn-max)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)均明显下降;少花龙葵叶片MDA和POD含量降低,三叶鬼针草、胜红蓟和莶升高;遮荫处理使少花龙葵、三叶鬼针草和胜红蓟叶片可溶性糖含量增加,可溶性蛋白含量均呈不同程度下降。少花龙葵耐阴性较强,适度遮荫利于少花龙葵生长发育;三叶鬼针草、胜红蓟和莶受到弱光胁迫。     

干旱胁迫对润楠幼苗生长和生理生化指标的影响

以2年生润楠(Machilus pingii)幼苗为试验材料,采用盆栽和持续停水的干旱处理方法,模拟研究不同干旱胁迫时段对润楠幼苗生长及抗性生理的影响,旨在为润楠幼苗的栽培和水分管理提供理论依据及技术参考.结果显示:(1)随着干旱胁迫时间延长和胁迫程度增加,土壤体积含水量(SWC)、叶片组织中相对含水量(LRWC)、苗高和地径生长量均下降,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素Car以及叶绿素a/b均呈先增加后降低的趋势;(2)主要渗透调节物质可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量随着干旱时间延长表现为先升后降,脯氨酸(Pro)含量逐渐升高;(3)丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量在轻度(SWC为10%-15%)和中度(SWC为6%-10%)胁迫下缓慢增加,重度胁迫(SWC<6%)下大幅度增加,说明膜脂过氧化作用加剧,膜透性增加;(4)在整个干旱过程中,超氧化物歧化酶(SOD)活性、抗坏血酸(As A)逐渐下降,而过氧化物酶(POD)活性在轻度和中度干旱过程中逐渐加强,重度胁迫下急剧下降,但胁迫结束时仍高于对照25.5%.本研究表明,在轻度和中度干旱条件下(SWC>7.6%),润楠幼苗能通过调节自身的抗氧化系统和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的生长及正常生理代谢,从而表现出一定的耐旱抗旱潜力;但在土壤水分亏缺较严重的条件下,润楠幼苗会受到严重伤害.     

镉、铅胁迫对滇杨(Populus yunnanensis)幼苗生长及其光合生理的影响

为探究滇杨(Populus yunnanensis)在Cd、Pb胁迫下的生长及其光合生理反应,采用水培的方式对滇杨幼苗开展胁迫试验。结果表明,在Cd胁迫下,滇杨株高无显著变化,总根长显著降低,地径在Cd浓度为100μmol·L~(-1)时显著增加;在Pb胁迫下,滇杨株高、总根长均显著降低,地径则在Pb浓度为50和100μmol·L~(-1)时显著增加。Cd、Pb胁迫下丙二醛含量随着胁迫浓度增加而上升,总酚含量仅在胁迫浓度为100和200μmol·L~(-1)时显著提高。200μmol·L~(-1) Cd处理、100和200μmol·L~(-1) Pb处理的叶绿素含量显著低于对照。PSⅡ最大光化学效率和PSⅡ潜在活性仅在Cd浓度为100μmol·L~(-1)时显著低于对照。在Cd胁迫下,滇杨的净光合速率随着胁迫浓度的增加而降低,而在Pb胁迫下,净光合速率则随着胁迫浓度的增加先升后降。滇杨在Cd浓度为50μmol·L~(-1)时耐受性最强,在Pb浓度为100μmol·L~(-1)时耐受性最强,滇杨对Cd的耐受性强于Pb。     

HgCl2对斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）生理生化特性的影响(Effects of HgCl2 on Physiological and Biochemical Characteristics of Scenedesmus obliquus)

为探讨汞对藻类的毒性效应,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料,检测了HgCl2对藻细胞数目、光合色素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量等生化指标的影响.结果表明,各暴露组(0.2～1.5mg·L-1)HgCl2对斜生栅藻的生长均有抑制作用,随HgCl2暴露浓度的增大,藻细胞密度逐渐降低,HgCl2对斜生栅藻的48、72、96hEC50值分别为1.194、1.113、0.986mg·L-1.随着HgCl2暴露浓度的升高(0.01～1.5mg·L-1),叶绿素a、b及类胡萝卜素等光合色素含量均呈逐渐降低趋势;SOD活性表现为先激活后抑制;MDA含量则显著增加(p<0.05,p<0.01).     

镉对大豆苗期素质的影响与镧的防护作用

以盆栽实验研究了镉对大豆苗期素质的影响及镧的防护作用。实验结果表明,每钵根施１００ｍｇ氯化镉会严重抑制大豆幼苗生长;而先期一次性叶片喷布３０ｍｇ／ＬＬａＣｌ３能明显减轻镉造成的伤害。     

干旱胁迫和复水对梨幼树生理特性的影响

为了解植物干旱生理适应机制和恢复机制,以梨品种‘翠冠’和‘黄冠’幼树为试材,研究土壤干旱胁迫及复水条件下叶片光合参数、叶片相对含水量、叶片质膜透性、超氧化物歧化酶活性及脯氨酸含量的变化特性.结果显示:1)随着干旱胁迫的加剧,两品种的叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均呈下降趋势;‘翠冠’叶片胞间CO2浓度呈先降后升的趋势,而‘黄冠’呈持续下降趋势,但‘黄冠’光合作用的4项指标明显高于‘翠冠’;复水后,两品种的光合指标恢复显著,但均未超过对照水平.2)干旱胁迫引起两品种的叶片相对含水量急剧下降,叶片质膜透性和脯氨酸含量显著升高,超氧化物歧化酶活性呈先升后降趋势;复水后,两品种的4项指标不同程度地得以恢复,但大部分指标没有恢复到对照水平,其中‘黄冠’各项指标在复水前后的变化幅度比‘翠冠’更小.综合分析表明,‘翠冠’和‘黄冠’对干旱胁迫的响应存在差异,‘黄冠’对干旱逆境具有更强的适应能力.     

Cd胁迫下水稻叶片SOD活性和MDA含量与糙米中Cd含量的相关性研究

以中嘉早17号为材料,采用水培试验方法,研究水稻超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量在不同浓度Cd胁迫下的变化,并探讨了其与水稻糙米Cd含量的相关性。结果表明,在水稻发育过程中,SOD活性和MDA含量与Cd胁迫浓度呈正相关。SOD活性变化趋势为分蘖期乳熟期孕穗期; MDA含量变化趋势为分蘖期孕穗期乳熟期,且水稻主要时期叶片SOD活性和MDA含量与糙米Cd含量均呈显著正相关。     

Cr~(3+)胁迫对小球藻生理生化特性的影响

水体重金属污染较难处理,且会对水生物造成严重的影响。为探讨水体中重金属对藻类的毒性影响,以普通小球藻(Chlorella vulgaris)和铬(Cr~(3+))为材料,研究不同浓度Cr~(3+)对普通小球藻生理、生化特性的影响,检测不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的毒性效应。结果表明,小球藻的最优生长温度为31℃。此条件下,Cr~(3+)浓度为3 mg·L~(-1)时,小球藻的生物量最大。Cr~(3+)的浓度低于3 mg·L~(-1)时,Cr~(3+)能促进小球藻的生长,且藻细胞中光合色素、蛋白质、可溶性糖、丙二醛(MDA)的含量及超氧化物歧化酶(SOD)的活性也逐渐增加。当各胁迫组的Cr~(3+)浓度超过3 mg·L~(-1)时,随着Cr~(3+)浓度的提高,C.vulgaris的生长受到明显的抑制,藻细胞的光合色素、蛋白质和可溶性糖含量呈现逐渐下降的趋势,而MDA含量持续增加,SOD和脯氨酸则表现出先持续增高后降低(Cr~(3+)浓度为7 mg·L~(-1)时)的趋势。证明不同浓度的Cr~(3+)对小球藻的生理生化特性有不同程度的毒性效应。     

壬基酚胁迫对莱茵衣藻的生理影响

研究了不同浓度壬基酚(nonylphenol)对莱茵衣藻(Chlamydormonas reinhardtii)生长、色素含量、抗氧化酶活性和脂质过氧化作用的影响.结果表明,随着ρ(壬基酚)(0～0.8 mg·L-1)的升高,莱茵衣藻的生长受到抑制,培养5d时0.8mg·L-1壬基酚处理组抑制率达到84.4％.叶绿素a含量随着壬基酚浓度的升高而呈先升高后降低的变化趋势,类胡萝卜素含量则逐渐降低,0.6 mg·L-1壬基酚处理组叶绿素a和类胡萝卜素含量分别比对照组下降16.7％和37.2％(P＜0.05);总可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量随壬基酚浓度的升高而呈下降趋势,0.4和0.6 mg·L-1壬基酚处理组这两个指标与对照组间差异均达显著水平(P＜0.05).超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随壬基酚浓度的增加而不断上升,至ρ(壬基酚)为0.6 mg·L 1时SOD和CAT活性极显著升高(P＜0.001),分别为对照组的25.0倍和32.1倍.还原型谷胱甘肽(GSH)含量在一定浓度范围(0～0.2 mg·L-1)内随壬基酚浓度的升高而升高,当ρ(壬基酚)＞0.2mg·L-1时则下降,表明壬基酚胁迫可诱导GSH含量增加.     

水稻专用叶面营养液对水稻生长及其主要生理特性的影响

通过田间小区试验及大田示范的对比,研究了专用叶面营养液的适宜喷期及其对水稻的生理特性：根系活力、养分吸收、叶片叶绿素含量、光合速率等和产量的影响.研究结果表明：适宜喷期在植后7-10天,并喷施1次,效果最好.专用叶面营养液使水稻根系活力在分蘖盛期、灌浆期明显提高;显著提高分蘖盛期叶片及灌浆期剑叶的叶绿素含量,促进剑叶提高光合速率及水稻对N、P、K营养的吸收;增加水稻灌浆期剑叶蛋白质含量.水稻喷施叶面营养液在生理上发生显著变化,促进分蘖增加,有效穗增加,稻秆矮壮,通过增加水稻灌浆期叶片的光合能力而加速碳水化合物向穗部的输送,达到增加千粒重及产量的目的.