锌对镉胁迫下马蔺生长、镉积累及生理抗性的影响

通过溶液培养研究了不同浓度锌(Zn)对镉(Cd)胁迫下马蔺(Iris lacteavar. chinen-sis)生长、Cd积累及抗氧化酶活性等的影响.结果表明:加入1~100mg.L-1Zn后,Cd胁迫下马蔺地上部Cd含量变化不大,而地下部Cd含量显著增加并呈先增后降的趋势;1mg.L-1Zn处理下马蔺地下部Cd含量最高,比对照显著增加51.4%;Zn浓度高于1mg.L-1后Cd含量均出现不同程度的下降,但仍高于对照.与单独Cd处理(10mg.L-1)相比,添加低浓度Zn(1~10mg.L-1)后,马蔺地上部生物量和叶绿素含量呈增加趋势,丙二醛(MDA)含量降低;在10mg.L-1Zn处理下,叶绿素a、b含量达到峰值,分别增加5.21%和22.27%,MDA含量降低25.46%,表明低浓度Zn缓解了Cd对马蔺的毒害.随Zn浓度的增加,Zn对Cd毒害的缓解作用逐渐降低,当溶液中Zn达到一定浓度(100mg.L-1)时,马蔺毒害加重,其生物量、叶绿素含量均下降,MDA含量显著增加.在试验胁迫浓度范围内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性始终呈增加趋势,表明马蔺在受到Cd胁迫及Cd-Zn共存的条件下SOD和POD起着重要的抗氧化保护作用.     

有机酸对黄菖蒲镉、铜积累及生理特性的影响

应用有机酸辅助植物修复重金属污染以提高修复效率逐渐成为治理重金属污染的有效途径之一。采用溶液培养研究了外施乙二胺四乙酸（EDTA）和柠檬酸2种有机酸对黄菖蒲（Iris pseudacorus L．）Cd、Cu积累及生理特性的影响。结果表明：不同浓度的EDTA和柠檬酸均增加了黄菖蒲对Cd、Cu的吸收,且提高了其向地上部运输2种重金属的能力,其中,柠檬酸对黄菖蒲吸收cd的促进作用高于EDTA,EDTA对cu吸收的促进效果优于柠檬酸;不同浓度EDTA和柠檬酸对黄菖蒲生长及生理特性的影响有所差异,5mmol·L^-1的EDTA及0．5和5mmol·L^-1的柠檬酸均使黄菖蒲干质量较对照有不同程度的下降,膜脂过氧化产物MDA含量明显增加,而0．5mmol·L^-1的EDTA不仅增加了黄菖蒲对Cd、Cu的积累,降低了植物的膜脂过氧化程度,还在植物生长方面起到一定的积极作用。     

红籽鸢尾高频离体再生条件的初步筛选

红籽鸢尾(Iris foetidissima Linn.)为鸢尾科(Iridaceae)鸢尾属(Iris Linn.)多年生草本植物,原产于西欧和非洲北部。该种的叶鞘呈深绿色剑形,蒴果饱满且蒴果成熟开裂后露出红、橙黄和白等不同色泽的种子并一直垂挂到翌年春天,集观花、观叶和观果为一体,观赏价值较高。另外,该种还具有耐寒性好、在长江中下游地区四季常绿、适应性强及耐粗放管理等优     

Pb污染对马蔺生长、体内重金属元素积累以及叶绿体超微结构的影响

通过土壤单因子Pb胁迫盆栽试验和铅锌尾矿污染土壤掺比试验研究了不同土培条件下Pb对马蔺（Iris lactea var chinensis）生长、体内重金属元素积累以及叶绿体超微结构的影响。结果表明：2种不同土壤Pb胁迫下马蔺株高、根长、叶数以及地上、地下部生物量均随Pb浓度的增加呈先增后降的趋势,其中,土壤单Pb胁迫下,低于500 mg?kg-1Pb胁迫（T1—T3）均增加了马蔺的株高和根长,仅800mg?kg-1高Pb浓度处理时马蔺生物量才出现轻微下降（P＞0.05）;与单一土壤Pb胁迫相比,铅锌尾矿污染土壤掺比试验中铅锌尾矿含量低于一定浓度下对马蔺株高、根长生长同样也具有促进效应,只有100%尾矿污染土壤处理下马蔺地上部和根系生物量下降显著（P＜0.05）。马蔺地上部和根系Pb含量均随土壤中Pb浓度和尾矿含量的增加而增加,800mg?kg-1土壤单Pb胁迫下为340.6、1700.02 mg?kg-1,100%尾矿污染土壤处理下为126.9、1725 mg?kg-1。Pb单独胁迫下马蔺地上部Zn含量随Pb含量的增加逐渐下降, Zn和Pb的吸收表现出一定的拮抗效应;而不同掺比污染土壤胁迫下马蔺地上部和根系Zn积累同Pb一样,均随土壤中Pb、Zn浓度的增加而增加,Zn和Pb的吸收表现为一种协同效应。而2种不同土壤Pb胁迫下马蔺对Cu、Cd的吸收均相对较少。本研究中,800mg?kg-1Pb胁迫处理和50%尾砂土壤胁迫处理下马蔺叶片叶绿体双层被膜及内部基粒和类囊体结构与对照相比变化不大。综上表明,马蔺对重金属Pb有较强的耐受性,具备修复Pb污染土壤的潜在能力。     

柠檬酸和草酸对Pb胁迫下马蔺生长和生理的影响

采用营养液培养方法,研究了外源柠檬酸(0.5、5mmol.L-1)和草酸(0.5、5mmol.L-1)对不同浓度Pb(0、100、500mg.L-1)胁迫下马蔺(Irislactea var.chinensis)生长和生理的影响。结果表明,与单独Pb胁迫相比,加入5mmol.L-1的柠檬酸显著促进了马蔺株高的生长;草酸的加入缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺根生长的影响;加入0.5mmol.L-1的草酸缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺地上部生长的影响,并显著增加了100和500mg.L-1Pb胁迫下马蔺的地下部干质量;0.5mmol.L-1的柠檬酸能显著增加100mg.L-1Pb胁迫下马蔺叶片SOD酶活性;0.5和5mmol.L-1柠檬酸和0.5mmol.L-1草酸均能显著增加100mg.L-1Pb胁迫下马蔺体内POD酶活性;5mmol.L-1的柠檬酸和0.5mmol.L-1的草酸均缓解了500mg.L-1Pb胁迫对马蔺光合色素的影响;0.5和5mmol.L-1的柠檬酸和0.5mmol.L-1的草酸均能缓解由100和500mg.L-1Pb胁迫引起马蔺叶片细胞膜的损伤。     

马蔺根系响应Cd胁迫的miRNA高通量测序分析

为了解Cd胁迫下马蔺﹝Iris lactea var. chinensis ( Fisch.) Koidz.〕根系miRNA的表达模式,采用高通量测序法对100μmol·L-1 Cd胁迫0(CK)和24 h(Cd)后马蔺根系的sRNA文库(分别为CK和Cd文库)进行分析,筛选出显著差异表达的miRNA,并对这些miRNA的靶基因功能进行预测;在此基础上,采用qRT-PCR技术对部分miRNA及其靶基因的表达模式进行验证。结果表明：在CK和Cd文库中,未注释的sRNA序列较多,分别占各自sRNA特异序列总数的86.4%和80.5%;在已注释的sRNA序列中,miRNA所占比例最低(分别为0.3%和0.5%),而rRNA所占比例最高(分别为9.4%和11.8%);2个文库中的sRNA长度主要为21~24 nt,且均以21 nt为最多。从Cd胁迫下马蔺根系sRNA中共筛选出32个显著差异表达的miRNA,其中20个miRNA表达量下调(分别属于miR165、miR166、miR167、miR168、miR390和miR396家族),12个miRNA表达量上调。功能预测结果表明：这些miRNA靶基因的功能主要集中在生物学过程、细胞组分和分子功能3个方面;而从KEGG通路富集分析看,富集在核糖体、氨基酸生物合成和碳代谢3个通路上的差异表达miRNA的靶基因数分别为122、88和82个。 qRT-PCR验证结果表明：在CK和Cd文库间,11个差异表达miRNA及8个靶基因的相对表达量均有显著差异(P<0.05);其中,11个miRNA相对表达量的上调和下调趋势与上述筛选结果一致,并且miRNA相对表达量上调时,其靶基因的相对表达量下调,反之亦然,说明Cd胁迫条件下马蔺根系的miRNA负调控其靶基因的表达,并且这些靶基因主要参与编码转录因子、HD-ZIP蛋白和信号蛋白等过程。     

Cu胁迫对黄菖蒲和马蔺Cu富集及其他营养元素吸收的影响

研究了不同浓度Cu胁迫下,黄菖蒲(Iris pseudacaorus L.)和马蔺〔I.lacteaPall. var. chinensis(F isch.)Roide〕对Cu的富集作用及对其他营养元素的吸收作用。结果表明,黄菖蒲和马蔺均能超量富集吸收Cu,在55和80 mg.L-1Cu胁迫下,黄菖蒲和马蔺地上部分对Cu的富集量分别达2 933.93和5 614.56μg.g-1、2 586.83和8 846.44μg.g-1,地下部分对Cu的富集量明显高于地上部分,表明这2种植物为潜在的Cu富集植物。低浓度(1、3和5 mg.L-1)Cu胁迫下,2种植物对Mn、Ca、K和Mg的吸收与对照差异不显著,但高浓度Cu胁迫可导致各营养元素吸收代谢失衡。     

喜盐鸢尾Na~+/H~+逆转运蛋白基因IhNHX1的克隆及序列分析

采用同源克隆和RACE法克隆获得喜盐鸢尾(Iris halophila Pall.)Na+/H+逆转运蛋白基因IhNHX1的全长序列,该基因序列的全长为1 946 bp,包含1个长度为1 611 bp的开放阅读框(ORF),编码537个氨基酸。序列对比及系统树分析结果表明:IhNHX1基因编码的氨基酸序列与另外11种植物NHX1基因编码的氨基酸序列的一致性高达96.2%,相同序列占61.7%,表明该氨基酸序列保守性较高;在系统树上喜盐鸢尾与其他植物的分支长均大于1.2,表明它们的亲缘关系均较远;IhNHX1基因编码的氨基酸序列含有2个保守结构域,即氨氯吡嗪结合位点和CaM结合结构域,分别是NHX1蛋白的标志性结合位点和重要调节区域。该蛋白质的二级结构和跨膜结构域分析结果表明:在IhNHX1基因编码的蛋白质的二级结构中,α螺旋占48.60%、不规则卷曲占32.03%、延伸链占14.71%、氢键转角占4.66%;该蛋白质含有10个跨膜结构域。此外,对5’RACE方法中5’端正向引物的优化设计步骤进行了归纳,以提高PCR扩增的特异性。     

添加铜尾矿矿砂的栽培基质对黄花苜蓿幼苗生长及部分生理指标的影响

采用盆栽法对种植于添加铜尾矿矿砂(体积分数0%、25%、50%、75%和100%)栽培基质中的黄花苜蓿(Medicago falcata Linn.)幼苗的生长及部分生理指标的变化进行了分析。结果表明:随栽培基质中铜尾矿矿砂体积分数的提高,黄花苜蓿的株高、根长、地上和地下部分干质量以及耐性指数均呈逐渐下降的趋势且总体上低于对照,但仅在铜尾矿矿砂体积分数较高(75%和100%)的条件下株高和地上部分干质量与对照差异显著(P<0.05);地上和地下部分的CAT活性和叶片光合色素(包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量均逐渐下降且总体上低于对照,而地上和地下部分的POD活性、GSH含量和O-·2含量则总体上呈逐渐增加的趋势且高于对照。在铜尾矿矿砂体积分数25%~75%的条件下,地上和地下部分的SOD活性逐渐增加且显著高于对照;而在铜尾矿矿砂体积分数100%的条件下,地上部分的SOD活性显著低于对照,而地下部分的SOD活性则略降低但显著高于对照。各处理组幼苗地上和地下部分的MDA含量均不低于对照;而各处理组AsA含量变化则呈波动趋势。综合分析结果表明:黄花苜蓿对铜尾矿矿砂具有一定的适应性,可用于铜尾矿矿砂的绿化固着以及铜污染环境的植物修复。