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.     

珍稀濒危植物裸果木生物学特性研究

裸果木属国家一级重点保护野生植物,具有重要的科研价值.在分析裸果木研究现状的基础上,测定了裸果木的结籽率、种子萌发的最适温度和裸果木的染色体数目,并运用形态解剖学的方法,研究和探讨了裸果木对干旱环境的适应性结构特征.结果表明,裸果木的结籽率非常低,不到1%;裸果木种子萌发的最适温度为25℃,木体细胞染色体数目为2n=40.由于裸果木长期生活在干旱的荒漠环境中,形成了一整套对干旱和低温的适应性结构.即叶片线形、气孔下陷、表皮角质化程度高且附有蜡质层,栅栏组织发达,几乎没有海绵组织,贮水组织发达;茎部次生木质部发达,髓腔较大;根茎比率高,根皮层具有发达的贮水薄壁组织.分析了裸果木濒危的主要原因,并提出了保护措施.     

乙烯消减盐抑制苜蓿种子萌发的机理研究

0．25mol/L的NaCl胁迫下的苜蓿种子转变1－氨基环丙烷－1－羧酸（ACC）和乙烯利为乙烯的能力明显降低。加入外源乙烯能引发受NaCl胁迫48h的苜蓿种子迅速萌发,但对种子内的Na^ 含量无明显影响。在种子吸涨过程中,外源乙烯对受NaCl胁迫的种子的水分吸收也无影响。外源乙烯能显著地提高NaCl胁迫下种子的呼吸速率和ATP含量。对乙烯消减盐抑制苜蓿种子萌发的作用机理进行了讨论。图6表1参21     

种龄、种内竞争及环境因子对紫茎泽兰种子萌发影响的研究

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng）,菊科多年生草本或半灌木植物,是世界性入侵杂草,也是目前危害我国最为严重的外来入侵杂草之一,对我国西南地区农业、畜牧业的良好发展以及生态环境造成了严重的危害。种子繁殖是紫茎泽兰初始建群,尤其是远距离传播的主要途径。环境对种子萌发具有决定性作用,对于物种的生存具有重要意义。因此,本试验通过室内生测法分析了紫茎泽兰种子保存时间、种内竞争及环境温度、盐分胁迫及水分胁迫等因素对紫茎泽兰种子萌发的影响。结果表明：紫茎泽兰种子寿命较长,存放2.5年的种子萌发率仍可达45.67%;紫茎泽兰种子萌发时种内竞争作用较强,能够显著降低其种子的萌发势和萌发率;紫茎泽兰种子萌发所需的温度范围较宽,在12~30℃温度范围内均可萌发,且随环境温度的升高,种子萌发越快,萌发率越高,高温（30℃/22℃）处理下种子萌发率可达到90.33%;同时发现,紫茎泽兰种子萌发对环境中的盐分浓度十分敏感,0.25%的盐质量分数即可达到种子的致死水平,1%的盐质量分数处理即可使种子完全丧失萌发能力。紫茎泽兰种子较耐水淹环境,浸水处理6 d的种子的萌发率仍高达65.68%。由此表明,紫茎泽兰种子不适应盐碱环境,而适宜于温暖潮湿的自然环境。这为探析紫茎泽兰种子萌发活动生理提供了一定的基础资料,同时,也为有效、安全的防除紫茎泽兰提供了科学依据。     

Ca^2＋参与乙烯消减NaCl对苜蓿种子萌发的抑制

外源乙烯能消减ＮａＣｌ对苜蓿种子萌发的抑制，乙烯的这种作用对包被（种皮和胚乳）具有依赖性；胚与包被处于分离时，外源乙烯的消减作用消失；加回包被后，外源乙烯的作用恢复．分析表明，包被中存在某种易溶于水的、热稳定的小分子物质为乙烯作用所必需；当包被存在时，ＥＤＴＡ及ＥＧＴＡ都能减少乙烯的作用．分析显示：包被中Ｃａ２＋含量较大，且Ｃａ２＋能代替包被作用；无包被存在时，Ｃａ２＋对外源乙烯的有效性具决定作用，表明包被中的有效物质可能是Ｃａ２＋，乙烯的作用依赖于Ｃａ２＋．     

入侵藤本薇甘菊的耐盐能力

薇甘菊Mikania micrantha Kunth为原产中南美洲的入侵藤本植物,现已在全球热带和亚热带地区照成严重的生态问题。野外观察发现薇甘菊已在珠三角沿海植被中滋生。为揭示薇甘菊的耐盐能力及其对滨海盐生植被的潜在危害性,分别对薇甘菊种子、根系和茎干在不同盐度胁迫下的响应进行了测定。在珠三角地区采集了薇甘菊3个批次的种子,并选取珠江三角洲6种常见植物（菊科假臭草Eupatorium catarium、藿香蓟Ageratum conyzoides、野茼蒿Crassocephalum crepidioides、鬼针草Bidens pilosa、翅果菊Pterocypsela indica和旋花科小花假番薯Ipomoea triloba）作为对照,测定了它们在不同NaCl盐度（质量分数）胁迫下的萌发率和幼苗生长;为揭示薇甘菊种子是否可由海水传播,将薇甘菊和对照植物假臭草、藿香蓟和鬼针草在不同盐度条件下浸泡不同时间后解除胁迫再观测其种子萌发率;为确定薇甘菊能否在滨海盐土中无性繁殖,分别对薇甘菊的根系和茎干在盐水浸泡下的植株生长进行了测定。研究结果表明：1）总体而言,薇甘菊3个种群在≤0.6%盐度胁迫下的种子萌发率均与对照组无显著差异,个别种群的这一阈值可高达1.5%,明显高于其他对照植物;同一盐度胁迫条件下,薇甘菊幼苗根系和苗高生长受抑制程度明显低于对照植物。2）即使经高达3.0%盐度胁迫浸泡长达12 d后,薇甘菊、藿香蓟和假臭草种子的萌发率也没有受到显著影响,而鬼针草种子的萌发率有明显下降;四种植物受浸泡后萌芽的幼苗生长均正常。3）薇甘菊根系受0.5%盐度胁迫时没有植株死亡,但苗高增长仅为对照组的53.3%;根系在1.0%盐度胁迫下有95%的植株能存活至少25 d,但苗高增长仅为对照的18.9%;根系在≥1.5%盐度胁迫下薇甘菊无法存活。4）被清水浸泡的薇甘菊茎茎叶均能存活且在全部被浸泡的节上萌芽。当薇甘菊茎干受≥1.0%盐水浸泡时,受浸泡的叶片全部死亡,在1.0%、2.0%和3.0%盐度胁迫下受试茎第21天的死亡率分别为42.9%、40.9%和86.4%。以上结果表明薇甘菊对盐生生境具一定的适应能力,可能通过种子萌发或无性繁殖扩张的方式对滨海盐生植被构成威胁,应当引起重视。     

外源脱落酸、水杨酸对小麦种子萌发及生理特性的影响

穗发芽严重降低籽粒产量、品质和种用价值,是小麦育种和生产急需解决的难题.为利用发芽抑制剂的化控途径有效防治穗发芽,研究了不同浓度的外源激素脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)对种子发芽的抑制作用及其生理生化响应.结果表明:浓度大于70 mg L-1 ABA和大于4 mmol L-1 SA均不同程度地抑制种子发芽并表现剂量效应,赤霉素对二者有拮抗作用,70 mg L-1 ABA+8.0 mmol L-1 SA对小麦普遍具有强烈的发芽抑制效应;ABA阻抑种子发芽是一种延缓作用,受基因型影响较大;SA对不同基因型有强烈的休眠促进作用,并显著提高种子对ABA的敏感性(P0.01);种子萌发过程中,两种激素均诱导籽粒α-淀粉酶和PPO活性下降,且SA处理组的酶活性降幅更大;ABA明显促进种子PAL活性,而SA处理组的PAL活性水平最低.因此,ABA与SA的发芽抑制效应与作用方式不同,SA增强种子的ABA敏感性,二者组合产生了良好、稳定的发芽抑制效果.     

纳米银对蒙古黄芪种子和幼苗的毒性研究与数据挖掘分析

探讨纳米银(AgNPs)对蒙古黄芪种子萌发和幼苗生长的影响,并基于文献数据讨论AgNPs对单一物种的影响是否与数据挖掘趋势相符合.蒙古黄芪种子置于9个不同浓度的AgNPs溶液中,每日观察并记录种子萌发情况.观察结束后进行萌发和生长指标测定,并基于实验结果和文献数据进行比较分析.结果 表明,随着AgNPs浓度升高,蒙古黄芪最终发芽率受到抑制,高浓度时显著降低(P＜0.05);浓度为600 mg·L-1和1000 mg·L-1时平均发芽时间显著高于其他处理组(P＜0.05);浓度升高到400～1000mg·L-1时,胚根长、子叶长和子叶宽受到抑制,显著低于对照组(P＜0.05);胚轴的长度未受到AgNPs浓度变化的影响;叶绿素和氮含量在AgNPs浓度为200 mg·L-1时开始显著降低(P＜0.05);与对照组相比,各浓度处理组(除20 mg·L-1外)的鲜质量与干质量均显著减少(P＜0.05);幼苗地上部分和地下部分抗氧化酶过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性变化趋势基本一致.通过计算抑制率表明,600 mg·L-1和1000 mg·L-1的AgNPs对蒙古黄芪具有毒害作用.总的来说,实验结果部分符合数据挖掘模型趋势.比较几种分析模型发现,隶属函数法分析和主成分分析结果一致,meta分析比冗余分析更适用于单一物种趋势的预测.AgNPs抑制蒙古黄芪种子萌发,低浓度AgNPs对幼苗影响不明显,高浓度严重抑制幼苗生长.     

外来入侵杂草银胶菊种子萌发特性及无性繁殖能力研究

银胶菊Parthenium hysterophorus L.是一种危害性很强的外来入侵杂草,在我国南方多省均有分布,在山东省莒南县也大面积分布,目前已对发生地生态环境造成巨大影响。文章于2011年采用人工气候箱培养皿法和温室土壤盆栽相结合的方法,研究银胶菊的种子在不同pH、盐浓度、湿度、营养条件、不同埋藏深度等条件下种子萌发特性及其无性繁殖能力,以期为明确其入侵机制和适生环境提供依据。结果表明,银胶菊种子适宜的萌发环境为酸性,pH=6.0时发芽率最好,到pH=8.0时,种子不能萌发;盐对银胶菊种子的萌发影响很大,随着盐浓度的提高,发芽率下降明显,当盐浓度达到0.12 mol·Lˉ1时,种子不再萌发;但不同的营养条件和不同P水平对种子的萌发无显著影响;干旱或水涝均能降低种子发芽率;种子埋藏土层越深,其发芽率越低,土层深度达3.0 cm以上,银胶菊种子几乎无发芽率。银胶菊有较强的无性繁殖能力,根部、基部茎和上部茎等不同部位埋入土壤后均能发芽,基部茎的发芽率最高(为66.7%-88.9%),根部和上部茎发芽率较低(为22.2%-44.4%)。另外,从发芽后的生长来看,茎部(包括基部茎和上部茎)发芽后均能正常生长,但根部发出新芽后逐渐黄化死亡。由此可以看出,银胶菊种子适应力、耐贫瘠能力强,一般的农田、荒地环境均能萌发生长,但盐碱地的环境下不能萌发生长;散落在土壤表层的银胶菊种子萌发率最高,因此,没有人类扰动的荒地、沟渠更适宜其萌发和生长;由于其很强的无性繁殖能力,人工砍伐的防除措施不能将其彻底防除。这些都是银胶菊入侵后,能够在短时间内暴发成灾,且不易彻底防除的原因。     

模拟酸雨胁迫下镧对高梁种子萌发的影响

以高粱(熊杂9号)为试材,研究酸雨胁迫下镧对高粱种子萌发、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量和质膜透性的影响.结果显示,用12 mg·l~(-1)的LaCl_3溶液浸种处理高粱种子效果最佳.经La(Ⅲ)处理后,种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均较单一酸雨处理组升高,pH 2.5时增幅最明显;pH 2.0时,酸雨严重破坏种子内部结构,La(Ⅲ)的加入已无法缓解酸雨引发的伤害.而经La(Ⅲ)处理后,低强度(pH 5.0-3.5)酸雨胁迫下,种子的POD活性较单一酸雨处理组升高,高强度(pH 3.0-2.0)时降低;可溶性蛋白含量较所有单一酸雨处理组升高,MDA含量和质膜透性较单一酸雨处理降低,pH 2.5-2.0时该效果尤为明显.表明La(Ⅲ)可通过调节高粱种子内部的POD活性减轻酸雨胁迫引发的膜脂过氧化,缓解对种子萌发的伤害.