S-烯丙基-L-半胱氨酸缓解水稻种子幼根和幼芽镉胁迫机制

土壤Cd污染对水稻种子萌发和植株生长发育都具有毒害作用,最终可能导致稻谷产量下降及Cd含量超标.本文采用种子萌发试验研究了来源于大蒜提取物的天然含硫有机化合物S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）缓解水稻种子幼根和幼芽Cd²⁺胁迫的潜在机制.本试验过程中选用我国南方稻区主栽水稻品种"中早35"种子作为试验材料,首先研究了SAC对水稻种子幼根和幼芽Cd²⁺胁迫的缓解效应;在此基础上,通过研究SAC对种子幼根和幼芽生理生化系统及Cd含量影响,探索了SAC缓解水稻种子幼根和幼芽Cd²⁺胁迫的生理机制;利用实时荧光定量PCR技术研究了SAC对水稻Cd转运蛋白编码基因表达水平的影响,探讨了SAC缓解Cd²⁺胁迫的分子机制.结果表明,当Cd²⁺胁迫浓度达到50 μmol·L^-1时水稻种子幼根和幼芽发育会受到显著抑制;当SAC添加浓度达到200 μmol·L^-1时,幼根的总根长、根表面积和根体积与50 μmol·L^-1Cd²⁺胁迫处理组相比分别增加173.5%、65.52%和37.04%;幼根和幼芽中CAT、SOD活性分别增加212.42%、110.76%和31.41%、47.31%;幼根和幼芽中MDA、GSH含量分别降低43.09%、34.12%和33.97%、35.74%;幼根和幼芽中Cd含量分别降低35.91%、28.86%.实时荧光定量PCR分析结果表明,添加SAC处理后Cd转运蛋白编码基因OsNramp5和OsHMA2的相对表达量与Cd²⁺胁迫处理组相比分别显著降低了33.38%和34.99%,OsHMA3的相对表达量与Cd²⁺胁迫处理组相比显著升高了33.96%.由以上试验结果可见,SAC降低水稻幼根和幼芽Cd²⁺胁迫的主要机制是SAC调控了Cd转运蛋白编码基因的表达水平,降低了Cd向幼根和幼芽中的转运,同时增加了Cd向液泡中的转运.     

外源亚精胺对 As5+胁迫下水稻种子萌发和As吸收积累的影响

农田As污染对农作物生长有毒害作用,导致农作物产量降低、品质下降.研究了外源添加亚精胺(Spd)对As⁵⁺胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,外源添加Spd能够促进As⁵⁺胁迫下水稻种子的萌发过程,提高种子的发芽势和发芽率,促进幼苗根系生长.添加Spd可以不同程度地提高As⁵⁺胁迫下水稻幼苗和根系中的抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低水稻幼芽和根系中的丙二醛(MDA)含量.当As⁵⁺浓度为25μmol·L^-1时,添加500μmol·L^-1和1 000μmol·L^-1 Spd使水稻根系中的MDA含量比对照处理分别降低12.3%和31.3%,水稻幼芽CAT活性分别提高105.1%和101.4%,水稻根系CAT活性分别提高29.9%和57.1%.添加Spd也影响水稻对As的吸收积累.当As⁵⁺浓度为25μmol·L^-1时,添加50...     

伯克氏菌对水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响

在无菌条件下研究了伯克氏菌对镉胁迫下水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响。结果表明：伯克氏菌D54能在含500mg·L^-1Cd的培养基中正常生长,显示出极强的耐镉能力。在50 mg·L^-1的镉胁迫下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的萌发率,但在其他镉处理下,接种伯克氏菌对种子萌发无显著影响。接种伯克氏菌对水稻种子的发芽指数没有影响,但在10 mg·L^-1Cd处理下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的活力指数和初生幼苗的根长、根表面积、根尖总数和耐性系数。接种伯克氏菌对初生幼苗的芽鲜重无影响,但能显著提高根鲜重。在50 mg·L^-1和100 mg·L^-1的高浓度镉处理下,接种伯克氏菌对根系生长没有影响。     

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...     

花椒叶浸提液对大豆种子萌发和幼苗生长的化感作用

研究了不同浓度的花椒叶浸提液(5、10、20、40、80 g L-1)对3个大豆品种种子萌发、幼苗生长的化感作用.结果表明:花椒对大豆化感效应的总体趋势为浸提液浓度越高,对大豆生长的抑制作用越强;高于40 g L-1的浓度处理,主要形态和生化指标都表明大豆生长受到显著抑制或破坏;在小于20 g L-1的浓度范围内,化感作用能够提高低活力种子的萌发率,但降低了种子发芽指数和发芽速度,且化感作用受受体品种差异和自身种子活力的影响而表现不一致;随着化感物质浓度增高,SOD酶活显著降低,丙二醛(MDA)含量持续增高.大豆幼苗各器官或组织受花椒化感作用的影响大小依次为根生物量>地上部生物量>株高>根长.图2表3参12     

多主枝孢粗毒素提取及抑菌活性研究

采用生长速率法和孢子萌发法研究多主枝孢毒素粗提物TIC和TOC对小麦赤霉病菌、番茄早疫病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用.结果表明,TIC和TOC对两种供试病菌菌丝生长和孢子萌发都有一定的抑制作用,且对菌丝生长抑制作用的强度与毒素浓度呈正相关.TOC对番茄早疫病菌菌丝生长的抑制作用强于对小麦赤霉病菌的抑制作用,而TIC在较高浓度下对番茄早疫病菌菌丝生长的抑制作用较强.TIC和TOC对番茄早疫病菌孢子萌发的抑制作用均强于小麦赤霉病菌.     

铜、镉胁迫下荻种子的萌发和幼苗生长

研究了不同质量浓度Cu、Cd胁迫对荻（Triarrhena sacchariflora（Maxim.）Nakai）种子萌发及其幼苗生长的影响。结果表明：随着胁迫质量浓度的增大,Cu、Cd对荻种子萌发和幼苗生长的抑制作用增强。就发芽率来看,影响荻种子萌发的Cu的临界质量浓度和极限质量浓度分别为20.81、67.37 mg·L-1,Cd的临界质量浓度和极限质量浓度分别为16.30、42.79 mg·L-1。Cu、Cd对荻幼苗根的抑制作用大于对芽的抑制作用;芽的生长表现为＂低促高抑＂。影响荻幼苗芽生长的Cu的临界质量浓度和极限质量浓度分别为52.32、96.11 mg·L-1,Cd的临界质量浓度和极限质量浓度分别为33.55、55.88 mg·L-1;影响荻幼苗根生长的Cu的临界质量浓度和极限质量浓度分别为42.33、85.03 mg·L-1,Cd的临界质量浓度和极限质量浓度分别为26.18、50.45 mg·L-1。     

不同聚合物类型微塑料浸出液的表征及其对生菜种子萌发的影响

土壤中微塑料积累可影响植物种子萌发与生长,但其物质溶出对植物造成的化学风险尚不明确.为探究微塑料浸出液对生菜（Lactuca sativa L.）的毒性效应,以聚酰胺（PA）和聚乙烯（PE）制备的微塑料纤维为对象,考察不同浸提温度（25℃和50℃）下两种微塑料浸出液中可溶性有机碳、氮（DOC和DON）溶出情况及紫外光谱学参数变化,并开展种子发芽试验.结果表明,聚酰胺微塑料PA在浸出液中DOC和DON的溶出量远高于聚乙烯微塑料PE,且DOC和DON浓度随着浸提温度的提高而增加.微塑料的聚合物类型显著影响了浸出液的芳香性、疏水性组分含量及分子量等参数,而浸提温度则无显著性影响.与对照组相比,微塑料浸出液均降低了生菜种子的发芽势、发芽指数和活力指数等指标,而对株高、根长、鲜重和干重等农艺特征指标影响较小.同时,微塑料浸出液造成了部分种子胚根和子叶的发育异常.研究表明微塑料浸出的物质对生菜种子萌发过程具有一定的干扰作用,需着重考虑微塑料对土壤-植物系统产生的化学风险.     

柘林湾表层沉积物中甲藻孢囊的分布与浮游植物休眠体萌发研究

于2008年11月采集了广东柘林湾表层沉积物样品,对沉积物中的甲藻孢囊进行分类鉴定,同时对沉积物进行了直接萌发,并对萌发的浮游植物进行了定性定量分析,以了解柘林湾海域甲藻孢囊的分布状况,揭示赤潮发生潜势.研究结果显示,柘林湾海域甲藻孢囊种类多样性较低,仅分析鉴定出甲藻孢囊16种,有毒有害赤潮藻类亚历山大藻和链状裸甲藻的孢囊分布广泛.孢囊组成以异养型甲藻的孢囊占优势,其中,原多甲藻孢囊种类和密度最为丰富,显示了该海域较高的富营养化程度.孢囊密度较低,在16.59~83.37 cysts·g-1(以干重计,下同)之间,平均为39.52 cysts·g-1.空孢囊百分比均较高,平均百分比达到56.3%,说明大部分孢囊已经萌发.萌发的浮游植物种类数较少,共萌发出浮游植物26属33种,硅藻优势种类主要有拟菱形藻(Pseudonitzschia spp.)、角毛藻(Chaetoceros spp.)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、圆筛藻(Coscinodiscus spp.)等.甲藻种类数较少,其中以woloszynskioid类中的Biecheleriopsis adriatica为优势甲藻.萌发的浮游植物中还出现了大量金色藻(Chrysochromulina spp.)及球形棕囊藻(Phaeocystis globaosa)等其他类别的潜在有毒种类.本研究结果表明,柘林湾海域沉积物中有毒有害赤潮藻类孢囊分布广泛,并萌发出大量的潜在有毒藻类,说明柘林湾海域具有较高的有害赤潮发生风险.     

微囊藻毒素对水稻种子萌发的影响

为了解灌溉水中藻毒素(MCs)潜在风险,该实验研究了不同浓度(1、100、1 000、3 000μg/L)MCs对水稻种子萌发、糖代谢、呼吸速率和抗氧化系统的影响。结果表明,MCs处理7 d后,水稻种子各指标变化与MCs处理浓度有关,呈"低促高抑"现象。1μg/L MCs处理下,种子芽长增加,呼吸速率、过氧化物酶活性、抗坏血酸含量上升,丙二醛、过氧化氢、过氧化氢酶活性无明显变化;当MCs处理浓度为100μg/L时,种子发芽率和活力指数下降,其余指标变化与1μg/L MCs处理组近似;当MCs浓度≥1 000μg/L时,种子萌发生长指标均降低,α、β-淀粉酶活性下降,呼吸速率降低,抗氧化酶系统明显受抑,活性氧积累,膜脂过氧化,种子萌发受抑。