小麦对Pb胁迫的生理生化反应研究

为了确定Pb污染土壤对植物生态系统造成的影响,运用植物幼苗早期生长实验,研究了Pb不同浓度(50、100、200、300)对小麦幼苗叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)以及叶片中叶绿素含量的影响。结果表明,Pb污染土壤对小麦的生理系统产生明显的影响,小麦叶片可溶性蛋白含量可以很好的指示土壤Pb污染的胁迫。在Pb胁迫下,小麦叶片MDA含量并没有显著增加;小麦植株叶片POD酶活能够被诱导而升高,小麦叶片中SOD酶活性没有一致的变化规律;幼苗受到损伤的明显症状之一是叶片叶绿素含量下降;重金属对小麦幼苗的毒害机理之一是抑制了蛋白质的生物合成。     

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。     

美人蕉(Canna indica Linn)镉胁迫的抗氧化机理

采用水培的方式,探讨了不同Cd2+水平(0、1、2.5、7.5、15 mg·L-1)对美人蕉生物量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)、酸溶性SH、Cd含量的影响.结果表明,1 mg·L-1的Cd显著提高了美人蕉的生物量(p<0.05),促进了美人蕉的生长.随着Cd2+浓度的提高,SOD、 POD、CAT活性以及MDA含量显著增加(p<0.05),表明美人蕉受到了活性氧物质的胁迫.美人蕉中GSH、PCs、SH含量也随Cd2+含量的增加而增加,表明Cd胁迫诱导了PCs 的产生,有利于降低Cd对植物体本身的毒害,且根系中的含量均高于叶片.美人蕉中Cd含量随着Cd浓度的增加而显著增加,在15 mg·L-1处理时,地上部Cd含量达到555.4 mg·kg-1,表明美人蕉对Cd有较强的富集能力.     

铜胁迫下链格孢菌对白车轴草生理生态的影响

通过盆栽实验研究了Cu胁迫下接种病原菌链格孢菌(Alternaria tenuis Nees)对白车轴草(Trifolium repens L.)生理生态指标的影响.结果表明:在未接种的对照组中,随着Cu浓度的增大(0~3000mg.kg-1),植株叶片失绿,生物量下降,叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素及叶片可溶性蛋白质含量下降;植物体内丙二醛(MDA)高度积累,细胞膜结构遭到损坏,电导率增大;植株活性氧清除系统受损,不能保持原有平衡,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著降低,过氧化物酶(POD)活性升高.接种链格孢菌后,植株叶片色素、膜系统及保护酶系统的损伤均加重,与不接种对照组相比,相同浓度Cu处理的叶绿素a、b、a b和类胡萝卜素、可溶性蛋白质含量、SOD和CAT活性均呈不同程度的下降,而电导率、MDA含量和POD活性则有所上升.     

Cd对槐叶苹的生理影响及外源La、Ca的缓解效应比较

研究了Cd2+毒害对低等水生植物槐叶苹的生理影响及外源La、Ca的缓解效应。结果表明,Cd2+污 染时,槐叶苹叶片出现褪绿、叶缘拳卷并伴有烂斑和根状叶断离现象。随着Cd2+浓度的升高,叶片的叶绿素 含量、SOD、CAT、POD活性先升后降,但各指标达到最大值时的Cd2+浓度各不相同,以POD对应的最高。可 溶性蛋白含量及丙二醛(MDA)产量分别呈现出下降和上升趋势,且可溶性蛋白含量受Cd2+的影响更大。外 源La和Ca均能缓解Cd2+对槐叶苹叶片叶绿素含量、可溶性蛋白含量的降低和MDA的积累,对保护酶系统 的影响存在较大差异。     

氯化胆碱对盐胁迫黄瓜幼苗渗透调节物质及活性氧代谢系统的影响

以盐敏感型黄瓜品种津春4号为材料,采用水培方法研究了叶面喷施不同浓度(0.5、1.0和1.5 mmol·L-1)氯化胆碱(CC)对NaCl胁迫(75 mmol·L-1)下黄瓜幼苗鲜重、叶片叶绿素、渗透调节物质含量及活性氧代谢系统的影响.结果表明:(1)单独CC处理可提高黄瓜叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及过氧化氢酶(CAT)与过氧化物酶(POD)活性,降低O2·-产生速率,但对植株鲜重及超氧化物岐化酶(SOD)活性影响不大;(2)NaCl胁迫处理增加了黄瓜幼苗叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强了SOD、POD和CAT活性,提高了O2·-产生速率及丙二醛(MDA)的含量,但同时降低了叶绿素含量与植株鲜重;(3)盐胁迫前CC预处理可缓解黄瓜幼苗叶绿素含量和植株鲜重的下降、以及MDA含量和O2·-产生速率的上升趋势,且进一步提高了盐胁迫下黄瓜叶片中SOD、POD和CAT活性.因此,适宜浓度的氯化胆碱可显著提高盐胁迫下黄瓜叶片的抗氧化酶活性,提高清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗细胞膜的伤害,增强黄瓜幼苗的耐盐性.     

硒对镉胁迫下水稻幼苗生长及生理特性的影响

采用溶液培养 ,研究不同浓度的硒和镉处理对稻苗的株高、叶片干重、叶绿素、还原糖、叶片丙二醛含量以及保护酶 SOD、POD、CAT活性的影响。结果表明 ,镉胁迫下稻苗矮化 ,镉毒害使叶片失绿 ,干重降低 ,还原糖含量下降 ,叶片 MDA含量增加 ,POD活性增强 ,而 SOD、CAT活性降低 ;硒可减轻镉对水稻的毒害 ,表现为 :减轻镉胁迫对株高增加的抑制 ,提高叶绿素含量 ,增加叶片干物质积累 ,提高叶片还原糖含量 (Cd0 .5 mg/ L加 Se 0 .1 0～ 0 .5 0 mg/ L例外 ) ,降低 MDA含量与 POD活性 ,提高 SOD、CAT活性     

锌、镉及其复合胁迫下白花泡桐幼苗的生理及富集特征

采用水培培养的试验方法,研究白花泡桐幼苗在锌 (Zn)、镉 (Cd) 单一及复合胁迫下的生理生化响应及对重金属的富集、转移特征变化。结果表明,单一及复合重金属胁迫下,白花泡桐的生物量、株高及过氧化物酶 (Peroxidase,POD) 活性均随处理浓度的增加而降低。在复合污染下,Zn、Cd在植株的株高及生物量上表现出拮抗作用。与对照比,单一胁迫下,随着Zn浓度的增加,白花泡桐叶绿素含量和过氧化氢酶 (Catalase,CAT) 活性先增加后减小,超氧化物歧化酶 (Superoxide dismutase,SOD) 活性升高,地上部丙二醛 (Malondialdehyde,MDA) 含量先减小后增加;随着Cd浓度的增加,叶绿素含量和过氧化氢酶 (CAT) 活性升高,超氧化物歧化酶 (SOD) 活性及地上部丙二醛 (MDA) 含量先增加后减小,复合胁迫下,则表现出更加复杂的生理响应。白花泡桐幼苗对Cd的富集部位集中在根部;对Zn的富集部位集中在地上部,且转移系数大于1.00;Zn的加入会促进重金属向地上部分的转移;白花泡桐具有对复合重金属污染地进行有效的生态恢复的潜力。     

铜递进胁迫对芦竹生理指标、富集能力的影响

通过测定叶片中叶绿素含量、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性、丙二醛（MDA）含量、脯氨酸含量及质膜透性,研究了不同浓度铜胁迫对芦竹幼苗植株的生理指标及富集能力的影响。结果表明：随铜处理浓度的增大,叶片中叶绿素含量、POD、SOD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,当铜处理浓度在100mg·kg^-1时,叶绿素含量、CAT活性达到最大值,而POD、SOD活性在200mg·kg^-1处理时达到最大值。MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性均随铜浓度增大而升高,当铜处理浓度在800mg·kg^-1时,叶片中的MDA含量、脯氨酸含量及质膜透性达到最大值。检测芦竹中铜含量的分布规律为根（地下部分）〉茎、叶（地上部分）,当铜处理浓度未达800mg·kg^-1时,转运系数小于1,富集系数大于1。结果表明芦竹对铜污染土壤具有一定耐受力。     

土壤施硒对烤烟生理指标的影响

以烤烟品种K326盆栽试验为基础,研究了不同浓度Se对烤烟生长过程中生理特性、烤烟叶片硒含量及硒积累速率的影响.结果表明:低浓度Se(≤8 mg/kg)对烤烟叶片中叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量有促进作用,可提高烤烟叶片中SOD、POD活性;高浓度硒(≥12mg/kg)降低了烤烟叶片SOD、POD活性,烟株生长受到抑制甚至死亡.在适宜的硒浓度范围内,烤烟MDA含量有所降低,缓解了膜脂的过氧化程度;POD活性随着生育期的延长而提高;烤烟生长前期的SOD活性高于后期;烤烟生长中期的MDA含量明显低于前期和后期.随着土壤中硒含量的增加,烤烟叶片中的硒含量逐渐递增,而硒在烤烟叶片中的积累速率呈现出先增高后降低的趋势.     

Interactive effects of cadmium and aluminum on growth and antioxidative enzymes in soybean

The effects of Al, Cd and pH on growth, photosynthesis, malondialdehyde (MDA) content, and some antioxidant enzyme activities of the two soybean cultivars with different Al tolerance were determined using a hydroponic culture. There were six treatments as follows: pH 6.5; pH 4.0; pH 6.5 + 1.0 μM Cd; pH 4.0 + 1.0 μM Cd; pH 4.0 + 150 μM Al; pH 4.0 + 1.0 μM Cd + 150 μM Al. The results showed that the low pH (4.0) and Al treatments caused marked reduction in the growth (root and shoot length and dry mass), chlorophyll content (SPAD value) and net photosynthetic rate. Higher malondialdehyde content, superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities were detected in the plants exposed to both Al and Cd than in those exposed to Al treatment alone. An expressive enhancement of SOD and POD was observed in the plants exposed to 150 μM Al in the comparison with the control plants, especially in Al-sensitive cv. Zhechun 2 which had also significantly higher Al and Cd content than Al tolerant cv. Liao-1. Cd addition increased Al content in the plants exposed to Al + Cd stress, and cv. Zhechun 2 had relatively lower Al content. The present research indicated that Al and Cd are synergistic in their effects on plant growth and some physiological traits.     

Physiological responses of four herbaceous plants to aluminum stress in South China

Different plants have physiological responses under A1 stress,but there is no systematic study to examine physiological responses of herbaceous plants under Al stress.The aim of this study is to investigate the effect of Al on physiological characteristics of four herbaceous plants,which distributed in red soil area in South China,and to analyze the differences in physiological responses to Al stress between the four herbaceous plants.Four herbaceous plants(Pharbitis nil,Cassia occidentlis,Echinochloa colonum and Aeschynomene indica)were used,and the seed germination percentage,the contents of chlorophyll,proline,and malondialdehyde(MDA),membrane permeability(MP),soluble sugar,and activities of peroxides(POD)and cata lase(CAT)in leaves under five Al3+ treatments(0,80,400,2000,and 10000 mg/L)were assayed with the sand culture method.The results showed remarkable effects of Al3+ on physiological characteristics of these four herbaceous plants.The seeds of all the four species could not germinate at 10000 mg/L.and the growth of all plants were retarded under the 2000 mg/LAr3+ treatment.Compared with the control,2000 mg/L Al3+ significantly(P＜0.05)reduced the contents of chlorophyll a and chlorophyll a+b,and increased the contents of MDA and MP.The content of proline in creased very significantly(P＜0.01)and activities of POD and CAT were depressed.The contents of MDA and MP in leaves of P.nil and A.indica decreased,and the activities of POD and CAT in leaves of the two plants increased under 80mg/L and 400 mg/L.However,the changes in C.occidentlis leaves were opposite to those of the above two plants.The changes in leaves of E.colonum were similar to those of P.nil and A.indica at 80 mg/L.but were opposite to those at 400mg/LAr3+.It is suggested that plants with higher activities of POD and CAT,more contents of chlorophyll and proline,and lower contents of MDA and MP consequently improve the tolerance to Al stress under low and middle Al treatments.     

外源GSH对盐胁迫下番茄幼苗生长及抗逆生理指标的影响

采用营养液栽培法,研究外源谷胱甘肽(GSH)对NaCl胁迫下番茄幼苗生长、根系活力、电解质渗透率和丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响,为利用外源物质减轻盐胁迫伤害提供理论依据。结果显示:(1)NaCl胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长、根系活力和SOD、POD、CAT活性,提高了电解质渗透率及MDA、Pro、可溶性糖含量;(2)外源喷施GSH能够诱导NaCl胁迫下番茄幼苗叶片抗氧化酶SOD、POD、CAT活性上调,电解质渗透率及MDA含量下降,Pro和可溶性糖含量恢复至对照水平;(3)外源喷施还原型谷胱甘肽抑制剂(BSO)使NaCl胁迫下番茄幼苗的根系活力以及抗氧化酶SOD、POD、CAT活性下降,脯氨酸含量提高;(4)喷施GSH可诱导BSO和NaCl共处理番茄植株的根系活力、SOD、POD、CAT活性提高,MDA和Pro含量降低。研究表明,外源GSH可通过提高促进盐胁迫下番茄幼苗植株渗透调节能力及清除活性氧的酶促系统的防御能力、降低细胞膜脂过氧化程度、保护膜结构的完整性,从而有效缓解NaCl胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高其耐盐性。     

Iron nutrition affects cadmium accumulation and toxicity in rice plants

The effect of iron (Fe) nutrition on cadmium (Cd) toxicity and accumulation in rice plants was studied using a hydroponic system. The inhibitory effect of Cd on plant growth and chlorophyll content (SPAD value) was dependent on Fe level and the genotype. Malondialdehyde (MDA) content in leaves and roots was not much affected by an increased Cd stress at 0.171 mg l⁻¹ Fe, but it showed a rapid increase when the plants were exposed to moderate (1.89 mg l⁻¹) and high (16.8 mg l⁻¹) Fe levels. High Fe nutrition caused a marked reduction in Cd content in both leaves and roots. Fe content in plants was lower at high Cd (5.0 μM) stress than at low Cd (<1.0 μM) stress. Cd stress increased both superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities at low and moderate Fe levels. However, with high Fe level, it increased the POD activity, but reduced the SOD activity. Our results substantiate the hypothesis that cell membrane-bound iron transporter (carrier) involved in high-affinity iron transport systems can also transport Cd, and both these ions may compete for this common carrier. The study further showed that there were significant correlations between MDA and Fe contents in leaves and roots of rice plants. It is suggested that the occurrence of oxidative stress in plants exposed to Cd stress is mediated by Fe nutrition. The present results also show that Cd stress affects the uptake of Cu and Zn.     

遮荫对半夏叶片光合色素与保护酶活性的影响

对半夏进行不同程度遮荫处理,研究了其生长过程中叶组织的光合色素含量、叶绿素a/b值、保护酶体系(SOD、POD、CAT)活性和丙二醛(MDA)含量的变化及其生理特性.结果表明:不同处理的半夏在生长过程中,光合色素的含量呈先升后降的趋势;与全光照相比,遮荫处理的叶绿素含量较高,叶绿素a/b值较低,类胡萝卜素含量在生长发育中早期较低而后期较高;SOD、POD、CAT活性呈由低到高再降低的趋势,MDA含量持续升高;遮荫处理的SOD、POD活性和MDA含量均低于全光照处理,CAT活性则表现为先高于后低于全光照处理.适度的遮荫可以提高半夏叶绿素的含量,降低膜系统受到的伤害,改善半夏的倒苗状况,为半夏叶片的生长提供较好的环境.     

水杨酸、脱落酸和过氧化氢对镉胁迫小麦幼苗光合及抗氧化酶活性的影响

采用溶液培养方法,用水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)或过氧化氢(H2O2)对2叶期小麦进行处理,研究了Cd胁迫下小麦的光合速率及抗氧化酶活性。结果表明:3种处理能不同程度增强叶片和根系中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性,提高叶片过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量;增加叶片叶绿素含量及其光合速率。说明3种处理能增强小麦对Cd的抗性,其中H2O2预处理的效果最明显。     

南方4种草本植物对铝胁迫生理响应的研究

 不同的植物对铝胁迫的生理响应不同, 因而对铝毒的耐性也不相同。设置5种铝浓度,进行砂培法处理,研究了4种我国南方红壤广泛分布的草本植物——牵牛(Pharbitis nil)、望江南(Cassia occidentlis)、光头稗(Echinochloa colonum)和合萌(Aeschynomene indica)的种子萌发、光合色素、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、质膜透性(MP)、过氧化氢酶 (CAT) 活性以及过氧化物酶 (POD)活性的变化。结果表明铝对4种植物的生理特性都有明显的影响。4种植物的种子在10 000 mg·L－1 Al3+处理条件下都不能萌发。2 000 mg·L－1 Al3+处理都不利于4种植物的生长,与对照相比,2 000 mg·L－1 Al3+处理时4种草本植物叶绿素和叶绿素总含量显著降低(p<0.05);MDA含量和MP显著增加(p<0.05);脯氨酸含量极显著增加(p<0.01);POD和CAT活性极显著降低(p<0.01)。中低铝(80和400 mg·L－1)处理时,牵牛和合萌与对照相比,MP和MDA含量降低,POD和CAT活性升高;望江南的反应与牵牛和合萌的反应相反;光头稗在80 mg·L－1 Al3+处理时,与牵牛和合萌的变化一致,在400 mg·L－1 Al3+处理时,则相反。植物在中低铝处理条件下,通过维持较高的POD和CAT活性和脯氨酸、叶绿素含量,较低的MP和MDA含量来增加其对铝的耐性。