不同浓度IAA对浮萍生长及淀粉积累的影响

以新型能源植物浮萍为试材,设置0（对照）、0.001、0.01、0.1、1 和10 μmol/L的IAA处理,通过光照培养室营养液水培试验,研究不同浓度IAA对浮萍生长及淀粉积累的影响。结果表明：（1）低浓度（0.001、0.01和0.1 μmol/L）的IAA可以有效促进浮萍叶绿素含量、净光合速率和干物质的积累,分别比对照显著增加14.7%、10.6%和28.1%,并以0.001 μmol/L IAA处理效果最佳。（2）高浓度（1 和10 μmol/L）IAA可以调节浮萍淀粉的积累,增强淀粉合成关键酶ADPG焦磷酸化酶（AGPase）的活性,淀粉含量和AGPase活性在10 μmol/L的IAA处理下分别比对照显著增加35.0%和14.1%。研究表明,低浓度IAA处理能有效促进浮萍叶绿素的合成和光合作用的进行,从而有利于生物量的积累;高浓度IAA可以通过增强浮萍AGPase的活性来促进淀粉含量和淀粉总量的积累。     

无机三价砷对黄花水龙无菌苗生理生化特性的影响

采用溶液培养法研究无机三价砷胁迫对黄花水龙[Ludwigia peploides (Kunth) P. H. Raven subsp. stipulacea (Ohwi) P. H. Raven.]无菌苗的影响, 通过将黄花水龙无菌苗在含不同浓度NaAsO₂(0、2.5、10、50、250和500 μmol/L)的1/10霍格兰溶液中培养24h, 测定叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的变化, 以探讨无机三价砷胁迫对黄花水龙无菌苗光合特性及相关生理生化特征指标的影响。结果表明: 2.5 μmol/L As (Ⅲ)处理时, 叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量达到峰值, 随着处理浓度升高,叶绿素含量均有所下降; 处理组MDA含量均高于对照组, 且当处理浓度升高至500 μmol/L显著高于对照组。可溶性蛋白含量随着砷处理浓度的升高先升后降, 在As (Ⅲ)浓度为250 μmol/L时显著高于对照组, 当浓度高至500 μmol/L时可溶性蛋白含量有所降低; 可溶性糖含量随着砷浓度的升高先降后升, 抗氧化酶SOD、POD、CAT活性均在低砷处理浓度下逐渐升高并到显著差异水平, 但当浓度高于250 μmol/L后, 含量均呈下降趋势; 这表明在低浓度胁迫下, 黄花水龙自身会出现自我保护现象, 高浓度砷对黄花水龙表现出损伤效应。研究结果为进一步研究砷胁迫下黄花水龙生理和生长变化及其培育和移植提供了一定依据。     

不同耐性水稻幼苗根系对镉胁迫的形态及生理响应

采用水培试验,以两个耐镉性不同的水稻品种为材料,研究了不同浓度镉胁迫对水稻幼苗根系形态、根系活力、游离脯氨酸含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:低于5 μmol/L Cd胁迫对2个水稻品种总根长、根表面积、根体积、根干重、根系活力无明显影响,在1 μmol/L Cd时,甚至起促进作用。随Cd浓度增加表现出一定的抑制效应,秀水63在10 μmol/L Cd胁迫下根系形态、根系活力明显受到抑制,而秀水09在25 μmol/L Cd胁迫下明显受抑。随Cd胁迫浓度的增加,游离脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势,两品种相比,秀水09的游离脯氨酸含量、SOD和POD增幅大于秀水63,而MDA含量增幅小于秀水63;过氧化氢酶(CAT)活性变化表现为先上升后下降,10-100 μmol/L Cd胁迫下秀水63根系中CAT活性明显低于秀水09。总之,水稻对Cd毒害响应存在明显的品种差异,且Cd胁迫下根系生理响应的差异是品种间耐性差异的重要原因之一。     

Cd2+胁迫对石菖蒲生理生化特性的影响

通过水堵实验,研究了不同浓度(0、50、200、400μmol/L)下和不同时间内(3、7、11d)Cd2+对石菖蒲(Acorus ta-tarinowii Sehott)叶片抗氧酶活性、叶绿素含量、脂质过氧化程度以及脯氨酸含量的影响.结果表明:(1)超氧化物歧化酶(SOD)活性在3d时随着胁迫浓度的增大而增加,但7d和11d时都是在50 μmol/L浓度下达到峰值,然后降低,但都高于对照;除400μmol/L处理下SOD随胁迫时间延长呈先降后升的趋势外,其余浓度处理下均升高.(2)过氧化物酶(POD)活性在胁迫3d和7d时均随着胁迫浓度的增大而增加,11d时在200 μmol/L处理下达到峰值,然后降低;各浓度处理组均随着胁迫时间的延长POD活性呈下降趋势.(3)过氧化氢酶(CAT)活性在不同时间内随着胁迫浓度的增加呈先增后降趋势,并且各浓度处理组的CAT均随胁迫时间的延长而增加.(4)叶绿素含量在不同胁迫时间内均在200μmol/L处理下达到峰值,然后降低;除400μmol/L处理下的叶绿素随胁迫时间延长而增加外,其余浓度处理组均呈下降趋势.(5)丙二醛(MDA)含量和脯氨酸(Pro)含量均随着胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长而增加.研究结果分析表明石菖蒲对Cd2+胁迫有一定的耐受性.     

锰对锰超积累植物美洲商陆抗氧化系统的影响

采用水培法,研究了美洲商陆在不同锰浓度下的生长、锰积累、H₂O₂含量、脂质过氧化以及抗氧化系统的响应.结果表明：植株锰含量随锰浓度增大而显著增加,依次为叶＞茎＞根.低浓度锰（5 mmol·L^-1）显著促进植株生长,叶片中H₂O₂含量明显降低,丙二醛（MDA）含量与对照相当;高浓度锰（≥10 mmol·L^-1）抑制植株生长,叶片中H₂O₂和MDA水平显著增加,表明叶片中发生了明显的氧化损伤.抗坏血酸过氧化物酶、脱氢抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶的活性和还原型抗坏血酸水平随锰处理浓度上升;超氧化物歧化酶活性在低浓度锰时显著降低,高浓度锰时则显著上升;过氧化氢酶和过氧化物酶活性、还原型谷胱甘肽含量在锰浓度为5～10 mmol·L^-1时显著上升,而在20 mmol·L^-1时明显回落.说明氧化损伤及锰积累可能是高浓度锰下美洲商陆生长受抑的生理原因.锰处理下,抗氧化系统效率提高可以部分解释美洲商陆耐锰和超积累锰的特性,不同抗氧化剂活性或含量随介质锰浓度变化的模式不同,反映了其在美洲商陆耐受不同浓度范围锰时的作用不同.     

锰胁迫对杠板归细胞超微结构的影响

锰是植物生长必需的微量元素,然而锰含量过高将影响酶活性、造成植物毒害,不同植物的锰耐性差异很大。杠板归(Polygonum perfoliatum L.)是一种生长在锰尾矿废弃地的耐性植物。通过温室培养,应用透射电子显微镜-能谱联用仪研究不同锰处理条件下(5,1000,10 000μmol/L)杠板归根、茎和叶细胞超微结构的变化和锰在叶细胞内可能的存在形式,结果表明:(1)生长介质锰含量为5μmol/L时,杠板归细胞超微结构未见异常;即使锰处理浓度为1000μmol/L时,杠板归根、茎和叶细胞结构依然完整,细胞器清晰可见,未见明显损伤;(2)当锰处理浓度为10000μmol/L时,杠板归细胞器未见缺失现象,但根细胞内线粒体数量减少,茎细胞叶绿体开始受损,叶细胞叶绿体膜结构出现破损,基粒片层结构减少,嗜锇颗粒数量明显减少;(3)与对照相比,1000μmol/L或10000μmol/L锰处理30 d,植物细胞内出现黑色团聚物。10000μmol/L锰处理条件下,杠板归叶细胞内和细胞间隙出现类似针状物质,这可能是杠板归体内锰积累和分布的形态之一。研究成果有助于阐明植物的锰耐性机制,为锰耐性植物筛选和废弃锰尾矿库生态重建提供科学参考。     

莳萝蒿适应盐渍环境的Na~+区域化方式和生理特征

莳萝蒿是广泛分布在我国北方的一种特殊类型的菊科盐生植物,阐明莳萝蒿特殊的耐盐机制和生理特征有助于丰富植物抗盐性研究的内容。用0、100、200、300、400 mmol/L Na Cl处理莳萝蒿7 d后,比较莳萝蒿盐处理植株与对照植株在生长和生理方面的差异,并详细分析了Na+在莳萝蒿体内的积累水平和区域化方式。结果显示:莳萝蒿虽然能够耐受400 mmol/L Na Cl,但盐处理显著抑制了莳萝蒿的生长,整株鲜重随着盐处理浓度的升高逐渐减小。在水分生理方面,随着盐处理浓度的升高,莳萝蒿叶片细胞的渗透调节能力逐渐增强,其叶片肉质化程度却呈逐渐降低的趋势。分析盐处理对光合作用的影响发现,盐处理后莳萝蒿叶片光合速率与气孔导度显著下降,而其PSⅡ光化学活性并未受到抑制,叶绿素含量甚至逐渐增大,说明盐处理后莳萝蒿叶片光合速率的降低主要是由于气孔因素造成的,而不是由于光合结构被破坏。莳萝蒿体内的Na+含量随着盐处理浓度的升高显著增加,400 mmol/L Na Cl条件下叶、茎、根中的Na+含量分别高达321.4、242.1和182.3μmol/g鲜重;莳萝蒿体内的Na+70%以上积累在叶片内,而叶片内98%左右的Na+积累在叶片原生质体中,叶片原生质体中的Na+平均浓度是质外体1.2—1.8倍,推测其叶片细胞内存在着有效的Na+区域化机制。盐处理后莳萝蒿叶片液泡膜V-H+-ATPase的质子泵活性比对照增加了30%—50%,液泡膜Na+/H+逆向转运活性则增加至对照的4—7倍,进一步证实莳萝蒿叶片具有较强的液泡Na+区域化能力。随着盐处理浓度的升高,Na+在叶片中的分布比例相对减少,V-H+-ATPase的质子泵活性和Na+/H+逆向转运活性增幅也减缓。这种Na+区域化能力使莳萝蒿获得了较强的耐盐性,有效保护了其光系统,降低了细胞汁液渗透势。但是盐处理后这种耐盐方式并不能阻止莳萝蒿叶片肉质化程度和光合活性下降,莳萝蒿生长仍然受盐抑制,说明Na+区域化是莳萝蒿适应盐渍环境的必要条件而非充分条件。     

油茶幼苗对不同浓度锰离子的早期生理响应及其耐锰能力初探

油茶是一种重要的木本油料作物,为了解油茶幼苗对不同浓度锰离子的早期生理响应规律及其对高锰的耐受能力,该研究以油茶幼苗(湘林7号)将其放于0.005(CK)、0.1、1、4、8、10、12、14、16 mmol·L-1共9个不同锰浓度的霍格兰氏营养液中培养,研究不同供锰水平短期处理下水培油茶幼苗的表观及生理变化。测定叶片中超氧化物酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性,丙二醛(MDA)与可溶性糖以及叶绿素的含量。结果表明:(1)锰浓度达到4 mmol·L-1后,幼苗出现叶片失绿、褐斑、脱落现象;浓度超过8 mmol·L-1后,植株出现死亡;锰浓度越高上述现象越明显;(2)随锰浓度增加,叶片中SOD、POD活性及叶绿素含量呈先增后减的变化趋势,MDA与可溶性糖的含量则持续增加且在浓度超过8 mmol·L-1后增加更明显;(3)随培养天数(0、20、50 d)增加,8 mmol·L-1组可溶性糖与MDA含量持续增加,叶绿素含量持续减少;POD与SOD的酶活在前阶段(0~20 d)呈增加趋势,后期(20~50 d)则相反;低于8 mmol·L-1各组,浓度越低各指标随时间变化幅度越小;(4)处理过程中,各组抗氧化酶活性变化率SOD均大于POD(Paired t-Test,P0.01)。这说明油茶幼苗生理响应可有效抵御锰胁迫的毒害效应,植株表现出了较高的锰耐受能力(≤8 mmol·L-1),SOD与POD等抗氧化酶在抵御锰胁迫过程中发挥了重要作用。     

多氯联苯对桐花树幼苗生长及膜保护酶系统的影响

通过盆栽实验,研究了不同浓度(180、900、1 800和2 700 μg·kg^-1)多氯联苯(PCBs)对红树植物桐花树幼苗生长、叶绿素含量、膜质过氧化产物丙二醛（MDA）以及膜保护酶系统的影响.结果表明：PCBs对桐花树幼苗的生长有一定的促进作用,随着PCBs浓度的提高,桐花树幼苗的茎高、茎径和茎体积均呈升高趋势;在试验PCBs浓度范围内,桐花树幼苗叶片能保持相对正常的叶绿素水平和相对稳定的叶绿素a/b值,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量虽然有所降低,但均未低于对照的75%;叶绿素a/b值有所升高,但均未超过对照的10％.随着PCBs浓度的提高,桐花树幼苗叶片SOD活性呈单峰曲线变化,而POD活性和MDA含量呈单谷曲线变化.红树植物桐花树可通过生理生化机制适应一定浓度的PCBs污染,对PCBs有较强的耐受性和适应性,可用于PCBs污染的植物修复.     

锰胁迫对垂序商陆光合特性及叶绿素荧光参数的影响

垂序商陆(Phytolacca americana L.)是我国首次发现的锰超富集植物。通过温室营养液培养实验,研究垂序商陆锰耐性与光合特性及叶绿素荧光参数的关系。结果表明,随着生长介质中锰浓度的升高,垂序商陆叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量下降,净光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)呈下降趋势,而胞间CO2浓度(Ci)却逐渐升高;叶绿素a/b值和蒸腾速率(Tr)在1 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值;叶片PSⅡ的最大量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学量子产量(EQY)和光合电子传递速率(ETR)呈下降趋势,而光化学淬灭系数(qP)和光合有效辐射(PAR)高于239μmol photons.m-.2s-1下的非光化学淬灭系数(NPQ)在5 000μmol.L-1锰供应水平时达到最大值。因此,垂序商陆在锰胁迫下可能具有一定的光合保护机制。