铅胁迫对3种藓类植物细胞伤害及光合色素含量的影响

采用水培实验研究了重金属Pb2+胁迫下3种藓类植物[尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)]的细胞伤害、光合色素含量和Pb2+累积量的变化,以探讨藓类植物对Pb2+胁迫的反应敏感性和耐性强弱.结果表明:(1)Pb2+胁迫导致尖叶拟船叶藓、湿地葡灯藓和匍枝青藓叶细胞显著损伤的最低浓度分别为100、1和10 mg·L-1,叶细胞伤害随Pb2+浓度的升高而显著增加,它们对高浓度Pb2+的耐受性顺序为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;(2)低浓度Pb2+胁迫(小于100 mg·L-1)对3种藓类植物的总叶绿素含量均没有影响,高浓度Pb2+胁迫则导致总叶绿素含量显著下降,降幅依次为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;叶绿素a/b值显示,高浓度Pb2+胁迫对尖叶拟船叶藓叶绿素b的抑制远大于叶绿素a,而对匍枝青藓和湿地葡灯藓使叶绿素a的抑制大于叶绿素b;当Pb2+胁迫浓度达到200 mg·L-1时3种藓类植物的类胡萝卜素含量显著降低;(3)3种藓类植物均能显著地富集Pb2+,高浓度Pb2+胁迫下,其富集能力急剧增加,而且与其耐受性呈正相关.     

镉胁迫下3种藓类植物抗氧化酶活性变化的比较研究

采用水培实验研究了重金属Cd对3种藓类植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)的抗氧化酶系统(SOD、POD和CAT)的影响.结果表明,在1-100 mg·L-1的镉胁迫浓度范围内,Cd对3种藓类植物的SOD活性都具有显著的促进作用,SOD对Cd胁迫的种间敏感性顺序为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;3种藓类植物的POD和CAT活性对Cd胁迫均表现为先升后降,POD对Cd胁迫的种间敏感性顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;高浓度Cd对CAT具有明显的抑制效应,CAT对Cd胁迫的种间敏感性顺序为湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓>匍枝青藓.在Cd长期胁迫下,SOD对3种藓类植物体内活性氧的清除起到关键作用,可作为藓类植物抗镉能力强弱的敏感生理指标;3种鲜类植物中匍枝青藓的抗镉能力最强,湿地匍灯藓次之,尖叶拟船叶藓最弱,并且这种抗性与cd在植物体内的积累成反相关.     

铅胁迫对3种藓类植物抗氧化酶活性的影响

采用水培实验研究了重金属Pb对3种藓类植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性的影响.结果表明,(1)在1~200 mg·L-1的铅胁迫浓度范围内,Pb对3种藓类植物的SOD活性均具有显著的促进作用,对Pb胁迫的种间敏感性差异为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;(2)POD活性对Pb胁迫的反应趋势有一定差别,尖叶拟船叶藓和匍枝青藓的POD活性随Pb浓度的增加先升后降,湿地匍灯藓的POD活性变化较为平缓,种间敏感性差异为匍枝青藓>尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓;(3)在100 mg·L-1时Pb对湿地匍灯藓CAT活性表现为显著促进作用外,其余在低浓度下显示无显著影响,在高浓度下表现为抑制效应,种间敏感性差异为尖叶拟船叶藓>匍枝青藓>湿地匍灯藓.3种藓类植物的抗氧化酶体系中对Pb胁迫的抵抗起关键作用的是SOD,可作为藓类植物受Pb胁迫的敏感生理指标.3种植物中对Pb胁迫的反应较为敏感的是尖叶拟船叶藓.     

尖叶拟船叶藓光系统Ⅱ光合荧光特性、活性氧代谢与耐脱水生理生态适应的关系

以广布湿生藓类——湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为比较材料,研究东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同快速脱水和复水胁迫下PSⅡ的叶绿素光合荧光变化和活性氧代谢及抗氧化系统变化,探讨两种藓类生理生态适应性差异的成因,以初步确定尖叶拟船叶藓受水分条件限制分布狭窄趋于濒危的原因。结果显示:(1)尖叶拟船叶藓的光合电子传递在脱水后可被极微弱光完全抑制,其抑制光强的恢复明显慢于湿地匐灯藓;其PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学量子效率(YⅡ)先降而后升,恢复较慢;光化学淬灭(q P)复水后恢复较快,非光化学淬灭(NPQ)的绝对值和变化速率则始终低于湿地匐灯藓。(2)尖叶拟船叶藓活性氧水平明显高于湿地匐灯藓;其SOD、CAT、APX等抗氧化系统酶活性整体变化幅度较大,抗氧化保护物质(As A)含量则明显低于湿地匐灯藓。以上结果表明尖叶拟船叶藓受到环境水分因子限制的原因主要有:(1)PSⅡ的反应中心色素(P680)对脱水伤害较为敏感;(2)复水修复过程中抗氧化保护系统的保护能力偏低。     

三个乡土树种对Cu、Pb胁迫的生理生态响应

选择三种乡土树种樟树、大头茶和红鳞蒲桃,喷洒含有不同浓度的Cu和Pb溶液,同时设置一个没有喷洒重金属的空白实验.设置的浓度梯度Cu为0 mg·L^-1、50 mg·L^-1、150 mg·L^-1、250 mgL^-1;Pb为0 mg·L^-1、10 mg·L^-1、20 mg·L^-1、30 mg·L^-1.培育期结束后测量三个树种的树高;根、茎、叶的生物量和总生物量;以及叶片生物膜的透性和SOD的活性.结果表明(1)随着重金属浓度的增加,三种乡土树种的高生长和生物量的增加都受到了显著的抑制,浓度越高抑制越明显.相较而言红鳞蒲桃长势较好.(2)随着Cu、Pb浓度的升高,植物叶片的质膜透性变强,受到的伤害增大.Cu250 mg·L^-1下樟树叶片生物膜受到伤害最大,而在Pb30 mg·L^-1下大头茶叶片质膜受到伤害最大.(3)SOD活性在Cu的胁迫下呈现随着浓度的增加,先升高后下降的规律,但大头茶的SOD活性在一直增加.(4)在Pb的胁迫下,SOD的活性随胁迫的浓度的升高一直下降,只有红鳞蒲桃在后期表现出了增长的趋势.     

稀土元素对短叶对齿藓生理生化的研究

通过测定分析3个主要生理指标过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和叶绿素含量的变化,研究了短叶对齿藓组培苗在6个不同浓度梯度的轻稀土La³⁺,Ce⁴⁺和重稀土Y³⁺单一元素胁迫下的生理响应和变化。结果如下：（1）短叶对齿藓体内的过氧化物酶（POD）活性和丙二醛（MDA）含量各处理组均低于对照组;Ce⁴⁺元素在3.55×10^-2 mmol·L^-1时显著提高了POD活性,在7.1×10^-2 mmol·L^-1时显著增加了膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量。表明短叶对齿藓对Ce⁴⁺元素胁迫响应较强;而La³⁺元素各处理浓度间POD的变化较为平缓,胁迫响应较弱;Y³⁺处理居中。（2）较低浓度的La³⁺（1.8×10^-2 mmol·L^-1）和Ce⁴⁺（3.55×10^-2 mmol·L^-1）时显著提高叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量;3种稀土元素在较高浓度时叶绿素的含量均有明显下降。本研究为进一步探明白云鄂博稀土矿区的苔藓植物生长发育受稀土元素的影响奠定了基础。     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

长白山森林生态系统腐木生苔藓植物生态分布的DCA排序研究

应用除趋势对应分析（ＤＣＡ）对长白山不同森林类型腐木生苔藓植物分布研究表明,长白山红松阔叶混交林、暗针叶林以及两者之间的过渡林林下腐木生苔藓植物组成明显不同．红松阔叶混交林以尖叶匍灯藓、毛尖羽藓、细枝青藓等为主;过渡林以尖叶匍灯藓、鞭枝疣灯藓、羽藓、腐木藓、塔藓等为主;暗针叶林的以塔藓、钩枝镰刀藓、拟垂枝藓、曲背藓、毛梳藓等为主．暗针叶林林下腐木生苔藓植物发生量最大,物种的多样性也最高．海拔高度和林冠郁闭度是影响长白山森林林下腐木生苔藓植物生态分布的主要因素．     

外源AsA、GSH对Cd胁迫下石竹幼苗生长的影响

采用温室盆栽试验,研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100 mg·L^-1)的外源抗坏血酸(AsA)与谷胱甘肽(GSH)对50 mg·kg^-1镉(Cd)胁迫下石竹幼苗生长的影响.结果表明: 50 mg·kg^-1 Cd显著抑制了石竹幼苗的生长,适宜浓度的外源AsA能够缓解Cd对石竹幼苗生长的胁迫,显著提高其生物量、株高、分蘖数、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性,以及AsA和GSH含量,但随着外源AsA浓度的增加,缓解效应下降,甚至产生促氧化效应;外源GSH可以及时补充Cd胁迫下石竹幼苗体内的非酶抗氧化剂,但抗氧化酶活性变化相对较小,其缓解Cd毒害的主要机制可能是促进根系中金属螯合肽(PCs)的合成,增加其与Cd的螯合,从而降低石竹幼苗体内Cd含量.研究表明,35～45 mg·L^-1的外源AsA和55～65 mg·L^-1的外源GSH都能很好地缓解石竹幼苗Cd毒害,且前者效果优于后者.     

邻苯二甲酸二丁酯对绿色巴夫藻的生长毒性和干扰效应

采用批次培养的方法研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对绿色巴夫藻(Pavlova viridis)的生长毒性和干扰效应。实验设置了0 mg·L^-1、2.5 mg·L^-1、3.0 mg·L^-1、3.5 mg·L^-1、4.0 mg·L^-1、5.0 mg·L^-1和7.5 mg·L^-1 共7个质量浓度梯度的DBP暴露处理组,测定了绿色巴夫藻的细胞密度、光合色素含量、叶绿素荧光特性及丙二醛(MDA)含量等指标,试图揭示DBP对绿色巴夫藻的生态毒性影响规律及机制。结果表明:DBP暴露对绿色巴夫藻的生长具有显著抑制作用,高质量浓度(5.0 mg·L^-1和7.5 mg·L^-1)DBP暴露下绿色巴夫藻细胞10 d内全部死亡;随着DBP暴露质量浓度增加,藻细胞叶绿素a和类胡萝卜素含量均显著降低;DBP暴露使光系统Ⅱ(PSⅡ)的最大光能转化效率(F_v/F_m)、潜在光化学活性(F_v/F_o)、实际光能转化效率(Yield)和光合电子传递速率(ETR)等指标也显著降低;DBP暴露还能够使绿色巴夫藻的细胞MDA含量显著增加。该研究进一步证实了DBP污染物对微藻光系统和酶类生理生化过程的干扰作用。     

5-氨基乙酰丙酸对NaCl胁迫下番茄幼苗光合特性的影响

为探讨5-氨基乙酰丙酸（ALA）对NaCl胁迫下番茄光合特性的调控作用,以‘金鹏一号’番茄幼苗为试材,研究叶面喷施50 mg·L^-1或根施10 mg·L^-1 ALA对100 mmol·L^-1 NaCl胁迫下番茄幼苗光合及叶绿素荧光参数的影响.结果表明： NaCl胁迫下,番茄幼苗光合气体交换参数（净光合速率P_n、气孔导度g_s、胞间CO₂浓度C_i、蒸腾速率T_r）及叶绿素荧光参数（实际光化学量子产量F_v′/F_m′、F_m′、PSⅡ反应中心实际光化学效率Φ_PSⅡ、表观光合电子传递效率ETR、光化学淬灭q_P、光化学反应Pc）均显著降低,根施或叶施ALA均可以提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力,但两种处理方式之间存在一定差异.叶面喷施50 mg·L^-1ALA或根施10 mg·L^-1ALA处理均显著提高了番茄叶片P_n、T_r、g_s和C_i,提高了水分利用效率（WUE）,显著增加了NaCl胁迫下叶片的最大净光合速率,减轻了光抑制.根施ALA对叶绿素含量的作用效果较好,而叶施ALA对光合参数的作用效果较好,两处理叶绿素荧光参数差异不显著.叶面喷施或根施ALA可以提高番茄幼苗的耐盐性,其调控作用与促进叶绿素合成与稳定、维持正常气孔开闭、降低气孔限制,进而提高NaCl胁迫下番茄叶片的光合能力和PSⅡ光化学效率有关.
     

缢蛏(Sinonovacula constricta)对海水中镉富集规律的研究

论文利用微波消解-石墨炉原子吸收法,研究在不同Cd²⁺浓度(0.005 mg·L^-1、0.025 mg·L^-1、0.05 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1)暴露下缢蛏对水体Cd²⁺的富集规律。结果表明,缢蛏对重金属Cd²⁺有一定的富集能力,其软体组织对Cd²⁺的富集量、富集速率随暴露剂量增加而升高,并在168 h的暴露时间内,体内Cd含量及其富集倍数(BCM)与暴露时间呈显著的正相关关系(P<0.01);缢蛏不同组织对Cd的富集能力(富集量、富集速率、富集倍数)存在显著差异,其消化腺、鳃和肌肉组织对Cd富集能力的大小表现为:消化腺>鳃>肌肉。与其他贝类对Cd的富集情况相比,缢蛏不是Cd的强净积累者。     

横岗水库富营养化特征分析

于2005年5月和11月调查了横岗水库的营养盐、叶绿素a(Chl.a)和浮游植物,对水库富营养化特征进行了分析。5月的总氮(TN)平均浓度为3.810mg·L^-1,总磷(TP)平均浓度为0.172mg·L^-1,Chl.a平均浓度为17.888mg·m^-3,综合营养状态指数(TSI_M)为73.3,该水库已达重度富营养化;11月份TSI_M下降到55.6,处于轻度富营养化状态,TN和TP平均浓度分别下降到1.302mg·L^-1和0.096mg·L^-1,Chl.a平均浓度却上升到26.935mg·m^-3,Chl.a浓度的上升与氨氮(NH₃-N)和正磷(PO₄-P)浓度上升以及浮游植物群落组成改变有关。从5月到11月,水库由蓝藻型富营养化水体变为绿藻型富营养化水体。5月浮游植物平均细胞密度高达2.75×10⁸cells·L^-1,优势种为美丽平裂藻和银灰平裂藻,其中平裂藻细胞数约占总细胞数的90%。11月浮游植物平均细胞密度降低到1.27×10⁷cells·L^-1,平裂藻的优势度下降,只占总细胞数的14.89%,绿藻成为主优势类群,其中栅藻是优势种之一,占总细胞数的11.52%。     

葡萄风信子叶片及花器官组织培养研究

以4种葡萄风信子Muscari armeniacum、Muscari aucheri ‘Dark Eyes’、Muscari aucheri ‘Ocean Magic’、Muscari azureum的叶片以及M.aucheri ‘Dark Eyes’的花器官为外植体,进行诱导愈伤组织分化的研究,建立了葡萄风信子的组织培养体系。研究结果表明：葡萄风信子抽梗期叶片最适升汞灭菌时间为7 min;筛选出四种品种的叶片最佳诱导愈伤组织培养基均为：MS+2,4-D 0.5 mg·L^-1+TDZ 0.1 mg·L^-1;同一叶片不同部位的愈伤组织诱导率由高到低依次是叶片基部、叶片中部、叶片尖端;M.aucheri ‘Dark Eyes’品种的花器官出愈率由高到低依次是花梗、花瓣、花药;筛选出M.aucheri ‘Dark Eyes’花药的最佳诱导培养基：MS+2,4-D 0.1 mg·L^-1+6-BA 0.5 mg·L^-1。     

镉胁迫对绢毛委陵菜-丛枝菌根真菌共生体根系结构和生理的影响

为从生理水平上揭示绢毛委陵菜（Potentilla sericea L.）-丛枝菌根真菌共生体对镉胁迫的应答机制,以绢毛委陵菜多年生植株为试验材料,分别接种根内根生囊霉（Rhizophagus intraradices）和摩西球囊霉（Funneliformis mosseae）,80 d后以不同浓度的镉胁迫处理并测定菌根侵染率,研究侵染率较高菌种的共生体植株的生理指标变化和结构变化。结果表明：摩西球囊霉较根内根生囊霉对绢毛委陵菜菌根侵染率高,达100%,而根内根生囊霉侵染率为89.33%;接种摩西球囊霉真菌的植物,当镉质量浓度达10 mg?L^-1时,细胞壁小范围破裂、液泡出现变小的趋势,高浓度镉（20 mg?L^-1）处理时,根系细胞壁破裂,细胞无法维持原有形态;镉胁迫下,Cd（5 mg?L^-1）~ Cd（10 mg?L^-1）MDA含量显著上升（P<0.05）,Cd（0 mg?L^-1）~Cd（5 mg?L^-1）SOD活性和脯氨酸含量变化显著（P<0.05）,可溶性蛋白含量和叶绿素含量显著减少（P<0.05）,Cd（10 mg?L^-1）~Cd（15 mg?L^-1）可溶性蛋白含量和叶绿素含量变化不显著（P>0.05）,植物可以抵抗一定浓度范围的镉胁迫。综合来看,接种摩西球囊菌可以增强绢毛委陵菜耐镉胁迫能力,为利用绢毛委陵菜修复镉污染土壤提供了理论依据。     

磷高效水稻根系对低磷胁迫响应的差异蛋白分析

以IR71331为材料,通过水培试验,采用双向电泳分离不同磷浓度下（低磷浓度为0.5 mg·L^-1,对照为10 mg·L^-1）水稻生长3 d和6 d根系差异蛋白.结果表明：与对照相比,低磷胁迫下共有29个蛋白,其中3 d时间点有17个蛋白上调、11个下调、1个新增,6 d时间点有8个上调、19个下调、1个抑制表达、1个无明显变化 .经鉴定,其中的10个差异表达蛋白可归为信号转导相关蛋白、基因表达相关蛋白、代谢相关蛋白离子转运相关蛋白4个功能类群.信号转导相关蛋白分别为富含甘氨酸RNA结合蛋白和类似参与磷酸盐饥饿反应调控子;基因表达相关蛋白分别为推定的mRNA前体剪接因子SF2和推定的AAA蛋白酶家族FtsH;代谢相关蛋白分别为腺苷酸琥珀酸裂解酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂(serpin)、S-腺苷蛋氨酸合成酶（SAM）和类似MYB类转录因子;离子转运相关蛋白分别为阳离子转运ATP酶和肌浆网膜蛋白.这些蛋白分别参与了信号识别、信号调控、mRNA 的剪接、信号传递、蛋白质降解、细胞体内离子转运和平衡等生理过程.其中serpin、SAM和MYB类转录因子是水稻响应低磷胁迫的关键蛋白.水稻根系对低磷胁迫存在着一个复杂的抗逆信号应答和代谢调控网络,其作用机理可以通过差异表达的蛋白质得以体现.     

外源NO对镉胁迫下番茄活性氧代谢及光合特性的影响

采用水培方法,研究了外源一氧化氮（NO）对镉（Cd）胁迫下番茄幼苗活性氧代谢及光合特性的影响.结果表明：在Cd胁迫下,外施100 μmol·L^-1 硝普钠（SNP）显著增强了番茄超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性,提高了叶片、根系中Ca、Fe等元素含量,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）,降低了过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）含量和胞间CO₂浓度（C_i）.但SNP对Cd胁迫下的缓解效应可被牛血红蛋白（Hb,NO的清除剂）消除.在Cd处理液中加入100 μmol·L^-1 NO_x^-（NO的分解产物）或100 μmol·L^-1亚铁氰化钠（SNP的相似物或分解产物）,对Cd胁迫无显著改善.表明外源NO可通过提高活性氧清除能力,维持矿质营养元素平衡,缓解Cd胁迫对番茄幼苗叶片光合机构的破坏,从而维持番茄光合效率.     

丛枝菌根真菌促进湿地植物对污染水体中镉的吸收

丛枝菌根真菌(AMF)具有促进植物生长、增强植物耐重金属毒害及修复重金属污染生境的作用.本试验于模拟湿地系统中设0、5、10和20 mg·L^-1镉浓度,对芦苇和狼尾草分别进行接种和不接种摩西斗管囊霉(Fm)、根内根孢囊霉(Ri)处理.结果表明: 镉污染降低了AMF侵染;接种AMF提高了芦苇和狼尾草的株高、干质量、叶绿素含量、地上部与根内的氮和镉含量,增强了根系对镉的富集能力,降低了镉转移系数.在5 mg·L^-1镉处理下,接种Fm的芦苇处理的各项指标均高于其他处理,其AMF侵染率为60.6%,每毫米根长的侵入点和泡囊数分别为2.3和3.7;与不接种对照相比,接种Fm的芦苇地上部与根系干质量分别提高69.1%和75.0%,地上部与根系氮含量分别提高38.7%和27.8%,叶绿素含量和株高分别增加3.8%和11.1%.湿地系统镉浓度与植株地上部和根内的镉含量呈显著正相关.在20 mg·L^-1镉处理下,接种Fm的芦苇地上部和根内镉含量达到最大值182.4和663.3 mg·kg^-1,镉转移系数最低,为0.27,而富集系数最高,为0.55.Fm+芦苇是本试验条件下吸收富集污染水体中镉的最佳组合.