紫茉莉对铅胁迫生理响应的FTIR研究

铅是一种毒性强的重金属元素,一旦进入环境将很难修复,进而通过食物链危及人类健康。傅里叶变换红外光谱法(FTIR)具有准确度好、简便快捷、分辨率高的特点,是一种探讨植物重金属耐性机理的可行方法。紫茉莉是一种生长快的多年生草本植物,有应用于铅污染土壤植物稳定的前景。通过温室培养,研究不同铅处理条件下(0,50,100,200,500,1000μmol/L),紫茉莉不同组织器官(根、茎、叶)的傅立叶红外光谱(FTIR)图谱变化,结果发现,生长介质铅处理浓度低于500μmol/L时对紫茉莉的生长基本没有影响,当Pb处理浓度达到1000μmol/L时,生物量略显降低,但是各处理浓度间生物量差异性不显著。紫茉莉根组织在3420,2920,1610,1060 cm^-1 等处峰高先上升后下降,反映蛋白质、氨基酸、糖类、羧酸等物质在低铅处理条件下往往作为渗透性调节物质出现, 有机物含量升高,但随着铅含量的升高, 其合成和运输受限, 有机物含量逐渐下降;茎组织在2920,1630,1380,1060 cm^-1 等处峰高无明显变化;叶组织在1650 cm^-1 处峰高随铅处理浓度升高而升高,这可能与紫茉莉叶中蛋白质和氨基酸等物质含量升高有关。这表明,紫茉莉通过根系有机物含量的变化,将植物吸收的Pb大部分积累在根部,阻止Pb向地上部分运输,有效的保护了植物地上部分。     

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。     

补光对出口模拟贮运人参榕叶片生长和光合作用的影响

为减轻出口人参榕贮运暗胁迫下叶片的黄化与脱落,以人参榕(接穗为泰国榕)为材料,采用28 W荧光灯补充光照,研究不同补光时长(0~12h·d-1)处理28d后对模拟贮运人参榕生长和光合作用的影响,以探索人参榕贮运期间适宜的补光时长。结果显示:(1)模拟暗贮运28d时,补光0h·d-1处理的人参榕落叶率、黄化指数分别为89.64%、0.52,而补光8~12h·d-1处理的落叶率、黄化指数显著下降,落叶率比对照(0h·d-1)分别显著下降为35.7%、39.19%、26.08%,黄化指数分别显著下降为0.25、0.28、0.19。(2)随着补光时间的延长,人参榕叶片的相对含水量(RWC)显著降低,而比叶重(SLW)显著升高;其叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)含量、类胡萝卜素含量、叶绿素a/b、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)均呈上升趋势,且在补光8~12h·d-1处理下各指标均明显高于其他处理,但胞间二氧化碳浓度(Ci)呈下降趋势。(3)相关分析显示,模拟贮运人参榕的落叶率与黄化指数呈极显著正相关;落叶率、黄化指数均与其叶绿素含量、Pn呈极显著负相关,与Ci呈极显著正相关;且叶片Pn与叶绿素含量、Gs呈显著正相关,与Ci呈极显著负相关。研究表明,通过补光措施可显著减缓贮运人参榕叶片的黄化与脱落,28 W荧光灯光照8~12h·d-1的补光效果均较好,综合考虑成本认为在实际人参榕贮运过程中最适补光时长为8h·d-1;贮运时较长时间的暗胁迫环境对人参榕叶片光合系统造成损伤并导致Pn下降,其主要是叶绿素含量降低的非气孔限制因素所致。