低磷胁迫下木豆利用磷的基因型差异及其机制

以木豆[Cajanus Cajan(L.)Millsp]MD2、MD5、MD7为材料,采用水培试验方法研究了木豆对磷的吸收、利用的基因型差异及其机理。结果表明:低磷(P1 μmol·L-1)胁迫下,木豆对磷素的吸收和利用效率存在明显的基因型差异,其中MD2、MD7属于磷素吸收、利用效率较强的基因型,而MD5为磷素效率较低的基因型。低磷培养16d后,磷高效的基因型的根/冠比显著增加,根分泌的酸性磷酸酶(APA)活性较高,说明木豆对磷素的吸收效率与植株的根冠比及根分泌的酸性磷酸酶活性有关。在低磷胁迫下,虽然MD7、MD2的含磷量较低,但是磷素利用效率和根尖中APA活性较高,说明根中高APA活性是磷利用效率高的重要原因之一。     

茉莉酸甲酯(MeJA)对水稻幼苗的抗旱生理效应

茉莉酸类物质(Jas)是植物体内广泛存在的生长调节物质,它作为内源信号分子参与植物在机械伤害、病虫害、干旱、盐胁迫、低温等条件下的抗逆反应。选用抗旱性存在明显差异的两个水稻(Oryza sativa L.)品种中二欧六和丰华占作为实验材料,通过设置对照、干旱、干旱 茉莉酸甲酯(MeJA)三种处理研究了茉莉酸甲酯对水稻幼苗的抗旱生理效应。研究结果表明,干旱胁迫后两个水稻品种幼苗叶片水势均显著降低,而干旱后喷施茉莉酸甲酯能明显增加叶片的水势,改善叶片的水分状况,抗旱性强的品种水势增加幅度较大。干旱胁迫后水稻叶片的抗氧化酶活性,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)和有机渗透调节物质,包括可溶性糖、脯氨酸及游离氨基酸含量均大幅度上升,而干旱 茉莉酸甲酯处理则能降低了这些物质的含量,两个水稻品种的变化趋势表现一致。研究结果表明外施茉莉酸甲酯在一定程度上能减缓干旱胁迫对水稻幼苗造成的伤害,有效地提高抗旱性,但这这种增强效应在不同水稻品种间存在一定差异。     

干热河谷主要造林树种光合作用光抑制的防御机制

比较研究了干热河谷8个造林树种气孔导度、光合色素、叶绿索荧光的日变化和季节变化，结果表明：①气孔导度雨季较高，多呈“午睡”现象的双峰曲线日进程，旱季气孔导度很低，全呈单峰曲线日进程；叶绿素荧光动力学参数Fv／Fm呈反正态分布曲线日进程，qP和φPsⅡ呈正态分布曲线日进程，白昼qNP随时间呈上升趋势，表明树种启动了过剩激发能耗散功能．②叶绿素总含量、叶绿素a／b值及类胡萝卜素／叶绿素值从雨季到旱季都呈下降趋势，减少了对光能的吸收．③旱季马占相思(Acacia mangium)、刺槐(Robinia pseudoacacia)的Fv／Fm值明显低于雨季值，差异显著，发生了严重的光抑制；qP和qNP值除赤桉(Eucalyptus dulebsis)变化不明显外，其余树种旱季qP值下降而qNP值上升．④对干旱、高光强、高温光保护的主动适应方式是保持较高的光化学猝灭、PSII线性电子传递效率和维持一定耗散过剩光能的能力，如降低光化学猝灭而增加非光化学猝灭来适应逆境，则是一种对生长不利的内损耗被动适应方式．图4表2参14     

盐度胁迫对云纹石斑鱼鳃离子调节酶及渗透压的影响

为探讨云纹石斑鱼鳃离子调节酶活力及血清渗透压对盐度骤降的响应,设置4个盐度梯度(27、21、15和9)对云纹石斑鱼进行盐度骤降胁迫试验,在0、1 d、2 d、3 d和7 d时取样,测定其鳃中Na+/K+-ATP(NKA)酶、Ca~(2+)-ATP酶(Ca~(2+)-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活力及血清渗透压。结果表明,盐度21组与15组NKA及Ca~(2+)-ATPase活力在第1 d大幅上升,显著高于对照组(p0.05),随后下降趋于稳定,而盐度9组NKA及Ga2+-ATPase活力一直呈下降趋势;血清渗透压呈先下降后上升的变化趋势(p0.05);SDH活力变化与离子酶一致(p0.05);LDH活力变化与离子酶相反(p0.05)。研究表明,在盐度骤降的情况下,云纹石斑鱼鳃进行渗透压调节分为两个阶段,一是应激反应阶段,此时NKA及Ca~(2+)-ATPase迅速升高,血清渗透压降低;二是适应阶段,离子酶活力下降趋于稳定,血清渗透压升高恢复至正常水平,而且SDH与LDH酶活力也相应变化,为渗透压调节提供能量。     

Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对异养反硝化污泥的胁迫效应

反硝化菌是反硝化作用的驱动者,探明Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对异养反硝化污泥(HDS)的胁迫效应,有助于含盐废水生物脱氮技术的研发和优化.选用硝酸盐还原酶(周质酶)和碱性磷酸酯酶(胞内酶)作为指标,考察了不同Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)浓度对HDS酶活的影响;通过观测HDS中的活菌水平和细胞形态,考察了不同Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)浓度对HDS微生物细胞结构的影响.结果表明,Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)对HDS硝酸盐还原酶的半抑制浓度分别为0.15、0.12和0.05mol/L,对碱性磷酸酯酶的半抑制浓度为1.14、0.75和0.49mol/L;高浓度Cl~-、SO_4~(2-)和PO_4~(3-)导致HDS微生物细胞膜结构破损,通透性增加,细胞物质外泄.阴离子对HDS的胁迫可分为渗透胁迫和电荷胁迫,渗透胁迫造成HDS中功能酶失活,电荷胁迫造成HDS中细胞膜破损,细胞物质外泄.     

铀胁迫对5种牧草种子萌发的影响

为进一步探究放射性重金属铀污染环境对植物种子萌芽及生长所产生的迫害,根据我国铀矿冶废水中铀的质量浓度(5 mg/L)选择不同质量浓度(0、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L)的铀溶液进行试验,用以胁迫5种1年生牧草(三叶草、苜蓿草、黑麦草、高丹草和苏丹草)种子,同时观察记录各自的萌发状况(发芽数和第7 d幼苗生长长度),计算其发芽率、发芽势、发芽指数(GI)、活力指数(VI)及耐性指数,并与对照组进行量化指标比较。最后比较各牧草种子所受到的危害并做出评价。结果表明:对于不同程度的铀污染,多数植物表现为低质量浓度促进其种子萌发,高质量浓度则严重抑制甚至致死。对于三叶草、苜蓿草和黑麦草种子,低质量浓度(1 mg/L)铀溶液促进种子的萌发,质量浓度升高则为抑制,其中黑麦草表现稍异常,质量浓度为5 mg/L时对种子萌发有促进作用,使最终发芽率较对照提升14%;对于高丹草,低质量浓度(5 mg/L)时促进种子萌发,而在质量浓度稍低于或超过5 mg/L时表现出明显的抑制现象,各指标低于对照13%左右;苏丹草则仅呈现抑制现象,铀质量浓度为5mg/L时抑制现象稍轻,最终发芽率较对照组仅降4%,小于或大于5mg/L时均受抑制,且质量浓度越高抑制现象越明显,最终发芽率最高仅28%。     

玉米对铅胁迫的响应及体内铅化学形态研究

通过砂培试验,研究了铅(Pb)胁迫下不同品种玉米根、茎叶中Pb的化学形态变化,进一步探讨玉米耐Pb机制.结果表明,本试验中对Pb胁迫耐性最强的玉米品种为郑单958和隆平206,耐性最差的为联创5号.不同浓度Pb胁迫下玉米根、茎叶中Pb主要以无毒的醋酸提取态和盐酸提取态为主,比例高达60%~87%,这一比例根部略高于茎叶;而活性较强的乙醇提取态和水提取态Pb含量两者合计所占比例为6%~20%.100 mg·L-1Pb胁迫下隆平206茎叶中Pb的乙醇和水提取态合计值最低(0.52 mg·kg-1),其次是郑单958(0.93 mg·kg-1),最高的为联创5号(2.78 mg·kg-1);800 mg·L-1Pb胁迫下,郑单958茎叶中Pb的乙醇提取态和水提取态合计值最低,为2.41 mg·kg-1,因此郑单958耐Pb,可能与体内有毒形态Pb向无毒形态Pb的转换有关.     

急性铜胁迫对海陆蛙蝌蚪抗氧化效应及金属解毒能力的影响

海陆蛙(Fejervarya cancrivora)是红树林半咸水生境中唯一的两栖动物,为了解铜离子(Cu2+)对该蝌蚪的毒性效应,测定了Cu2+对海陆蛙蝌蚪(38-39期)96 h内半数致死浓度LC50;在此基础上,模拟其野外生存环境,分别设计3个铜暴露组(Cu SO4含量分别为80、160、300μg L-1)和对照组,检测海陆蛙蝌蚪在Cu2+暴露24 h、48 h、72 h、96 h后抗氧化能力、乙酰胆碱酯酶(ACh E)活性及金属硫蛋白(MT)表达量的变化。结果显示,海陆蛙蝌蚪对Cu2+24 h、48 h、72 h、96 h LC50分别为5.69、3.37、1.34、0.95 mg L-1。在急性胁迫试验中,各暴露组蝌蚪体内超氧化物歧化酶(SOD)、ACh E活性以及MT表达均被抑制,在同一暴露时间下,处理组SOD、ACh E活性和MT含量显著低于对照组;而在Cu2+胁迫下,蝌蚪体内脂质过氧化反应加剧,表现为丙二醛(MDA)含量显著增多,且染毒浓度越大、暴露时间越长,MDA含量越多。除ACh E外,其他指标组染毒时间与浓度间具有显著的互作效应。本研究表明海陆蛙可作为红树林生境质量评价的指示物种,其中SOD、ACh E活性及MDA含量可作为重金属Cu2+毒性效应评估较敏感的评价指标。     

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.