Ca2+和K+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80 μmol·L^–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况, 表明各浓度Cd胁迫下外源Ca²⁺的最适缓解浓度均为10 mmol·L^–1; 而K⁺的最适缓解浓度在低浓度(20和40 μmol·L^–1)和高浓度(60和80 μmol·L^–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L^–1和20 mmol·L^–1。在低浓度Cd胁迫下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化, 而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷, 酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降; 高浓度Cd处理下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗的SOD活性升高, POD活性降低, 可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下, 添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱, 表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P<0.05)。以上结果表明, 在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下, 外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应, 缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据, 而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

外源蔗糖和Ca2+对荞麦幼苗耐盐性的影响

以盐敏感荞麦品种‘TQ-0808’为实验材料,在100mmol·L-1NaCl胁迫下研究添加不同浓度蔗糖和Ca2+处理对荞麦幼苗耐盐性的影响。不同浓度的外源蔗糖和Ca2+处理均能明显降低盐胁迫下荞麦叶片的质膜透性和丙二醛(MDA)含量,明显增加荞麦叶片的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及净光合速率,且外源Ca2+处理的增加效果明显好于外源蔗糖处理。说明外源蔗糖和Ca2+处理能明显改善盐胁迫下荞麦幼苗的耐盐性,对盐胁迫具有较好的缓解作用,外源蔗糖和Ca2+处理的最适浓度分别为6mmol·L-1和20mmol·L-1。     

外源Ca2+浸种对Cd2+胁迫下红三叶种子萌发和幼苗生长及其生化特性的影响

用不同浓度Ca2 溶液浸种处理红三叶种子后、用0.1 mmol·L-1Cd2 溶液培养,探讨外源Ca2 对Cd2 胁迫下红三叶种子萌发、幼苗生长及其保护酶活性和子叶叶绿素含量的影响.结果显示:(1)0.1 mmol·L-1Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 胁迫的影响,可使红三叶种子发芽势、发芽指数及活力指数显著升高,全苗长、胚根长和胚根/胚芽显著增加(分别增加21.38%、44.06%和38.63%),并显著提高叶绿素含量(14.59%);(2)0.11、.0 mmol·L-1Ca2 浸种预处理均能显著提高Cd2 胁迫下红三叶幼苗子叶SOD活性(43.17%、218.95%)和POD活性(34.00%、14.28%),并显著降低其CAT活性(17.43%、29.19%)和MDA含量(21.92%、24.51%).结果表明,0.1mmol·L-1外源Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 (0.1 mmol·L-1)胁迫对红三叶种子萌发及幼苗生长及其保护酶活性的抑制作用,可明显提高红三叶幼苗对Cd2 胁迫的抵抗能力,缓解效果最优.     

外源NO 对Cd 胁迫下娃娃菜种子萌发及幼苗生长的保护效应

为探讨外源一氧化氮(NO)对镉(Cd)胁迫下娃娃菜(Brassica pekinensis)的保护效应, 采用0、50、100、200、500 和1000 μmol·L–1 的外源NO 供体硝普钠(SNP)对100 和200 mg·L–1 CdCl2 胁迫下的娃娃菜种子进行处理, 分析其对种子萌发、幼苗生长及生理指标的影响。结果表明: Cd 胁迫抑制娃娃菜种子萌发和幼苗生长, 幼苗叶片叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量显著降低, 丙二醛(MDA)含量和相对电导率(REC)显著上升, 幼苗叶片膜脂过氧化加速。不同浓度的SNP处理, 不仅能提高Cd 胁迫下娃娃菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数, 促进幼苗生长, 而且能抑制MDA含量上升, 降低叶片REC, 增加Chl 和脯氨酸(Pro)含量, 增强抗氧化酶活性。外源NO 可缓解Cd 胁迫对娃娃菜种子萌发及幼苗生长的抑制作用, 缓解Cd胁迫引起的膜脂过氧化, 提高抗Cd能力, 其中以200 μmol·L–1 SNP对Cd胁迫的缓解效果较好。     

外源Ca(NO_3)_2对NaCl胁迫下番茄幼苗生理特征的影响

以番茄品种'农城906'和"毛粉802'幼苗为材料,利用Hoagland基础培养液,研究在150 mmol/L NaCl胁迫下外源10、20、30和40 mmol/L Ca(NO3)2对番茄植株盐胁迫的缓解作用.结果显示,(1) NaCl胁迫显著降低了2个品种幼苗地上和地下部分干重、叶片叶绿素含量和根系活力,增加了幼苗的可溶性糖含量、细胞膜透性和MDA含量,同时使其CAT、POD、SOD活性显著降低;(2)添加20 mmol/L Ca(NO3)2能够有效提高盐胁迫条件下幼苗的地上和地下部干重,缓解叶绿素的降解和根系活力的下降,增加幼苗体内可溶性糖含量,降低叶片质膜透性和MDA含量,增强幼苗体内POD、CAT等细胞保护酶活性,但随着Ca(NO3)2浓度的继续增加,这种缓解作用逐渐减小.研究表明,一定浓度的外源Ca(NO3)2能有效缓解NaCl对番茄幼苗的生长和生理伤害,在一定程度上增强番茄幼苗对盐胁迫的耐受力,并以20 mmol/L Ca(NO3)2对NaCl胁迫的缓解效果最佳.     

外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响

以4年生银杏幼苗为材料,进行不同浓度盐胁迫(50、100、200 mmol·L^-1)处理,叶片喷施和土壤浇灌外源褪黑素溶液(0、0.02、0.1、0.5 mmol·L^-1),研究外源褪黑素对盐胁迫下银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明：盐胁迫显著抑制银杏幼苗渗透调节和抗氧化能力,而在盐胁迫下施用适宜浓度(0.02、0.1 mmol·L^-1)的外源褪黑素能够促进植株生长,降低电解质外渗率,减少黄酮和丙二醛含量,促进叶片中过氧化物酶、超氧化物歧化酶(SOD)活性的提高,但高浓度(0.5 mmol·L^-1)外源褪黑素会进一步加剧氧化胁迫和渗透胁迫。0.02和0.1 mmol·L^-1外源褪黑素处理缓解了盐胁迫下银杏幼苗的渗透胁迫和氧化胁迫,且0.02 mmol·L^-1外源褪黑素处理对盐胁迫缓解效果最佳。地径、枝条宽度、枝条长度、电解质外渗率、SOD活性和黄酮含量可作为快速鉴定银杏受盐胁迫程度的关键指标。     

外源脱落酸对小麦幼苗抗镉胁迫能力的影响

以小麦(Triticum aestivum L.)为试材,采用水培法研究了100mg/L镉(Cd2+)胁迫条件下施用外源脱落酸(ABA)对小麦幼苗生长及某些生理生化指标的影响。结果表明:(1)100mg/L Cd2+胁迫下,小麦叶片膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量显著提高,植株生长受到抑制;(2)外源ABA能够明显提高Cd2+胁迫小麦幼苗的根系活力,增加其叶片SOD、CAT和POD活性,促进其脯氨酸积累,降低MDA的含量,并以5.0μmol/L ABA的效果最明显;(3)1.0～5.0μmol/L外源ABA不同程度地缓解Cd2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,且5.0μmol/L时效果最明显,其株高、根长、总干重分别比单一Cd2+胁迫处理显著提高6.73%、149%和10.52%,而10.0μmol/LABA反而加重了Cd2+对小麦幼苗生长的伤害。因此,适宜浓度的外源ABA能够通过增加体内保护酶活性和脯氨酸含量来缓解Cd2+胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,增强小麦幼苗的抗Cd2+胁迫能力,并以5.0μmol/L ABA处理效果最好。     

盐胁迫下唐古特白刺对外源Ca2+的生理响应

为探讨Ca2+与盐生植物耐盐性的关系,以唐古特白刺(Nitraria tangutorum)为试验材料,研究不同浓度外源Ca2+对盐胁迫下唐古特白刺的生理响应,结果表明,盐浓度不高于300 mmol·L-1时,施加定浓度Ca2+(≤15 mmol·L-1)可增加唐古特白刺叶片相对含水量,提高叶片水势与根系活力,降低电解质外渗率,减少MDA含量,增加脯氨酸的积累,同时提高SOD和POD活性,且这种趋势随Ca2+浓度的增加而增加。而高浓度Ca2+(>15 mmol·L-1)对唐古特白刺各生理指标均表现出不同程度的抑制作用,影响唐古特白刺的正常代谢活动。说明定浓度的Ca2+(≤15 mmol·L-1)能有效缓解盐胁迫(NaCl≤300mmol·L-1)对唐古特白刺造成的伤害,高盐胁迫下外施Ca2+缓解作用不明显,甚至表现为抑制作用。     

外源Ca~(2+)对高温强光下西葫芦幼苗形态特征、光合特性及荧光参数的影响

选用西葫芦(Cucurbita pepo)品种"阿兰"一代为试验材料,研究了外源Ca2+处理对高温强光交叉胁迫下西葫芦幼苗生长特征、光合特性及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:高温强光胁迫下,5～20mmol·L-1Ca2+处理的西葫芦幼苗具有较高的株高和较大的叶面积,其叶绿素、类胡萝卜素含量及光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP)均较高,而胞间CO2浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ)较低,其中以10mmol·L-1Ca2+处理效果最好.说明5～20mmol·L-1Ca2+处理能有效缓解高温强光对西葫芦光合机构的不可逆伤害,使其保持较快的光合电子传递速率和较高的PSⅡ电子传递活性.Ca2+处理浓度超过40mmol·L-1时对高温强光胁迫没有缓解效应.     

外源K+和水杨酸在缓解融雪剂对油松幼苗生长抑制中的效应与机理

随着融雪剂在国内外寒冷地区的广泛应用及其在城市使用量的逐年增加,融雪剂对城市生态环境的危害引起了广泛的重视。其中,融雪剂在城市道路土壤中的积累对植物生长的影响已日益凸现。以油松幼苗为材料,通过分析0.2%浓度融雪剂胁迫下外源钾(K+)和水杨酸(salicylic acid,SA)对油松幼苗各生长生理指标的影响,探讨外源K+和SA在缓解融雪剂对油松幼苗生长抑制中的机理与剂量效应关系。结果表明,0.2%浓度的融雪剂处理对油松生长有明显的抑制作用,而20 mmol/L KNO3和2 mmol/L SA能明显诱导过氧化物酶(peroxidase,POD)活性的增强,缓解膜脂过氧化作用,降低丙二醛(malondialdehyde,MDA)在叶片中的积累,维持细胞膜的稳定性。虽然外源K+和SA对油松幼苗叶片胞间CO2浓度(intracellular CO2concentrations,Ci)和气孔导度(stomatal conductance,Gs)的缓解作用并不显著,但其可通过提高叶绿素含量促进光合作用的进行,缓解融雪剂胁迫对油松幼苗生长的抑制,分别增加生物量24.9%和63.6%。可见,20 mmol/L KNO3和2 mmol/L SA处理能有效缓解融雪剂对油松幼苗的伤害,为城市化学融雪剂的污染防治提供科学依据。     

外源谷胱甘肽对石竹幼苗镉毒害的缓解效应

为了探讨外源谷胱甘肽(GSH)对地被植物镉(Cd)毒害的缓解效应, 采用温室盆栽土培的方法, 研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100 mg·L ^-1)的外源GSH处理对50 mg·kg ^-1 Cd胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响。结果发现, 50 mg·kg ^-1 Cd显著抑制了石竹幼苗的生长。喷施外源GSH后, 一定浓度范围内(≤60 mg·L ^-1)的外源GSH可显著缓解石竹幼苗的Cd胁迫, 过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性, 抗坏血酸(AsA)和GSH含量以及生物量、株高、分蘖数都显著高于无外源GSH处理的石竹幼苗, 而丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性、Cd含量、O₂· ^-的产生速率以及H₂O₂的积累量则显著低于无外源GSH处理的石竹幼苗, 但随着外源GSH喷施浓度的增加, 缓解效应有下降的趋势。试验表明55-65 mg·L ^-1的外源GSH缓解效果最佳。     

钙离子对盐胁迫小麦幼苗氮代谢的影响

为探讨增强小麦抗盐能力的调控途径,以普通小麦豫麦34为材料,研究了Ca2+对盐胁迫下小麦幼苗氮代谢及生长的影响.采用全营养液培养小麦幼苗至第一片叶完全展开,更换无钙营养液,并开始不同处理.处理分别为低盐胁迫(150 mmol · L-1 NaCl)、低盐胁迫+4 mmol · L-1 Ca2+、高盐胁迫(300 mmol · L-1 NaCl)、高盐胁迫+4mmol · L-1 Ca2+,以无NaCl胁迫的小麦为对照.5 d后取样,测定了氮同化酶活性、代谢物含量、积累量及幼苗生长状况.结果表明,Ca2+明显缓解了低盐胁迫对小麦幼苗的生长抑制,表现在鲜重、叶绿素及可溶性蛋白含量的增加,而对高盐胁迫下小麦幼苗的生长无明显改善效果;Ca2+改善了低盐胁迫下小麦幼苗的氮营养状况,表现在氮积累量的增加,这一效应主要是通过硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)以及异柠檬酸脱氢酶(NADP-ICDH)活性的增强而实现的.Ca2+未能改善高盐胁迫下小麦幼苗氮营养状况的主要限制因子在于NADP-ICDH活性未明显增加.     

外源IAA对NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗光合特性和抗氧化系统的影响

以黄瓜‘津研四号’幼苗为试材,采用Hoagland营养液栽培,研究了不同浓度(0、0.01、0.1、1和10μmol·L-1)IAA处理对50 mmol·L-1 NaHCO3胁迫下黄瓜幼苗光合特性及抗氧化系统的影响。结果表明,碱胁迫对黄瓜幼苗的生长有抑制作用,0.01~1μmol·L-1外源IAA处理可显著增加黄瓜幼苗的生物量;使叶中Na+积累降低,K+积累增加,且IAA的缓解效果具有浓度效应。叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量提高,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)增加,以1μmol·L-1 IAA处理的效果最好。添加1μmol·L-1外源IAA显著提高了碱胁迫下黄瓜叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性及还原型抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)的含量,降低了碱胁迫诱导的活性氧积累和膜脂过氧化反应;而10μmol·L-1外源IAA处理则加剧碱胁迫对黄瓜幼苗的危害。     

水杨酸对NaCl胁迫下菊芋幼苗光合作用及离子吸收的影响

为探明水杨酸(SA)对NaCl胁迫下菊芋耐盐生理的调控作用,研究了100μmol·L-1水杨酸对不同浓度NaCl胁迫下菊芋幼苗光合响应特征及离子吸收运输的影响.结果表明:施用水杨酸不仅能够有效缓解NaCl胁迫对菊芋光合作用的抑制,促进NaCl胁迫下菊芋幼苗各种光合色素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的增加,降低细胞间隙CO2浓度,同时也能明显降低NaCl胁迫下菊芋体内Na+的积累,促进菊芋幼苗对K+和Ca2+的吸收和向上运输,其中在100 mmol·L-1 NaCl处理下施用水杨酸处理的菊芋叶片中K+和Ca2+含量分别比未施用水杨酸处理增加了12.9％和14.7％,而Na+含量则降低了30.6％.由此证明,一定浓度外源水杨酸的施用有利于促进NaCl胁迫下菊芋幼苗光合功能的改善,以及有效维持菊芋幼苗体内矿质营养元素含量平衡,从而增强菊芋对NaCl胁迫的抗性,提高NaCl胁迫下的生产力.     

外源Ca2+和IBA对NaCl胁迫下能源植物杂交狼尾草幼苗生长的影响

以能源植物杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P.purpureum)为实验材料,在NaCl胁迫条件下用外源IBA(100 mg/L),CaCl_2(浓度分别为0、1、2、5 mmol/L)处理杂交狼尾草幼苗,处理3周后测定植物的存活率、鲜重、干重、株高、生根数和地上部分、地下部分的离子含量。结果表明,经过IBA溶液预处理的杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数明显高于未处理的幼苗;在NaCl胁迫下,随着外源Ca~(2+)浓度的升高,杂交狼尾草幼苗的存活率、鲜重、干重、株高、生根数以及Ca~(2+)含量都明显升高并在CaCl_2浓度为2 mmol/L时达到最大值;随着外源Ca~(2+)浓度的升高,Na~+含量、Na~+/K~+降低,当CaCl_2的浓度为2mmol/L时,Na~+含量、Na~+/K~+最低。以上结果表明外源Ca~(2+)和IBA对NaCl胁迫下杂交狼尾草幼苗生长有促进作用,可以缓解NaCl胁迫对杂交狼尾草幼苗生长的抑制作用,提高杂交狼尾草幼苗在NaCl胁迫下的成活率;缓解盐害的最适的Ca~(2+)浓度为2mmol/L。     

GA诱导NaCl胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗耐盐性效应

研究外源GA对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响.结果显示:(1)0和75mmol·L-1NaCl处理可促进种子萌发,浓度为100mmol·L-1及以上时,随着浓度的增加,种子萌发受抑程度越严重;(2)150mmol·L-1NaCl胁迫下,添加外源GA可显著提高黄瓜种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和a-淀粉酶活性;促进种子萌发,以100和150mg·L-1GA处理效果较好;(3)外源GA显著提高幼苗生物量,提高SOD和POD活性,降低MDA含量,以100mg·L-1GA处理效果较好.研究表明一定范围的外源GA可缓解盐害对黄瓜种子萌发和幼苗生长的抑制作用,诱导其耐盐性的提高.     

外源NO对镉胁迫下水稻幼苗抗氧化系统和微量元素积累的影响

重金属污染已成为世界范围的主要问题之一,其中镉(Cd)毒害的范围最广.Cd污染影响植物的生长和发育.一氧化氮(NO)作为植物体内的一种活性信号因子,参与了植物对各种胁迫的应答.为了探讨外源NO对Cd胁迫下水稻苗期生理生化响应的调节作用,以粳稻和籼稻为材料,采用营养液水培的方法,研究外源NO供体硝普钠(SNP)对100μmol/L Cd胁迫下2个水稻基因型(ZF802和ZH11)幼苗生长、抗氧化酶系统和微量元素吸收的影响.结果表明,1.5 mmol/L SNP能明显缓解Cd胁迫对两种水稻幼苗生长的抑制作用,提高幼苗对Cd的耐性.尽管存在一定的基因型差异,但外源NO能使两个基因型叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性下降,降低了叶片中丙二醛(MDA)含量,从而缓解Cd对水稻幼苗的毒害.另外,外源NO影响Cd胁迫下水稻幼苗地上部和根部Cd和微量元素的积累,这种影响的程度与水稻的品种有关,具有显著的基因型差异,且机制较复杂.     

外源Ca2+对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应

以10 mmol/L CaCl2溶液处理滨梅幼苗叶片后,置于培养箱于(40±2)℃高温、光照强度(1 200±50)μmol·m-2·s-1下培养,定期测定有关生理生化指标,以探讨外源Ca2+对高温强光胁迫下滨梅幼苗的保护效应.结果显示:(1)与蒸馏水处理组相比,Ca2+处理使高温强光胁迫下滨梅幼苗叶片的脯氨酸含量显著升高,可溶性糖含量变化不明显,根系活力小幅降低;Ca2+处理有效抑制了高温强光下膜透性的加大,提高和保护了Ca2+-ATPase的活性.(2)采用Ca2+螯合剂EGTA或钙调素拮抗剂TFP对滨梅幼苗叶片同法处理并同条件胁迫时,与Ca2+处理相比,滨梅幼苗的脯氨酸、可溶性糖含量、Ca2+-ATPase活性和根系活力均明显下降,膜透性加大.研究表明,Ca2+处理能提高滨梅幼苗对高温强光的耐受性;Ca2+信号系统参与了胁迫过程中的渗透物质和Ca2+-ATPase活性等的调节.     

外源水杨酸对镉胁迫甜瓜幼苗生长与光合气体交换和叶绿素荧光特性的影响

以甜瓜品种‘哈密绿’为试验材料,采用基质栽培方式,研究了10~200μmol·L-1外源水杨酸(SA)对镉胁迫(100mg·L-1 Cd2+)下甜瓜幼苗生长、叶绿素含量、光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以探讨外源SA调控Cd2+胁迫伤害的可行性。结果显示:Cd2+胁迫能显著影响甜瓜幼苗的生长和相关光合指标。适宜浓度外源SA能不同程度缓解甜瓜幼苗所受Cd2+胁迫伤害,并以100μmol·L-1 SA处理效果最好,其显著促进了幼苗生长,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),以及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ天线转化效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ФPSⅡ)、光化学荧光猝灭系数(qP)和光化学反应能量(P);显著降低了初始荧光(F0)、非光化学荧光猝灭系数(NPQ)、天线热耗散能量(D)和非光化学反应耗散能量(E)。研究表明,外源SA缓解甜瓜幼苗Cd2+胁迫伤害具有剂量效应,以100μmol·L-1 SA的效果最好,有利于甜瓜幼苗在Cd2+胁迫下光合作用的维持,提高光合电子传递效率和对光能的捕获与转换,降低Cd2+胁迫对植物的损伤,从而促进生长。     

硅素对水稻幼苗镉积累及抗胁迫应答的调节效应

施硅(Si)可以显著缓解镉(Cd)胁迫对水稻生长发育的毒害效应。本研究通过水培分根试验,研究了Si对水稻幼苗Cd积累及胁迫应答的调节效应。结果表明: Cd胁迫下水稻幼苗的生物量显著降低,加Si可以显著缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制效应。水稻幼苗对Cd的吸收、转运和积累明显受到Si的影响,单侧根系Cd胁迫下加Si(Si-Cd+Si,Si-Cd)使根系对Cd的滞留系数达83.3%～83.6%,限制了Cd从根向地上部转移。单侧根系Cd胁迫下非胁迫侧加Si(Si-Cd)处理的植株对Cd的吸收和累积明显增加,尤其是根中Cd的积累量较单侧根系Cd胁迫下无Si(CK-Cd)处理增加了48.2%;而单侧根系Cd胁迫下双侧加Si(Si-Cd+Si)处理则显著降低了根和地上部对Cd的吸收,较CK-Cd处理分别降低了36.7%和54.9%。双侧Cd胁迫下单侧加Si(Cd-Cd+Si)则使根和地上部对Cd的吸收量显著减少,较双侧根Cd胁迫(Cd-Cd)处理分别降低了57.8%和46.5%。Cd胁迫下水稻幼苗根中含较高浓度的Si,加Si则使Cd胁迫下根和地上部积累更多的Si。加Si也影响了水稻幼苗对其他金属元素如钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)的吸收,Cd-Cd+Si处理显著增加了根系和地上部的Ca、Mg浓度,但Mn浓度的变化则因Cd胁迫程度而表现不同。加Si对Cd胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有一定的影响,尤其是Si-Cd处理的胁迫侧POD和非胁迫侧SOD活性显著上升,有利于清除Cd胁迫产生的氧自由基。总之,Si对Cd胁迫下水稻幼苗生长、Cd和Si等的吸收及根系的抗氧化反应有一定的调节效应,植株体内较高的Si浓度有利于增强植株对Cd的耐受性。