高Fe2+ 对水稻离体根边缘细胞的影响

以水稻"汕优10号"为试验材料,悬空气培法获得根边缘细胞,研究水稻边缘细胞的数量、活性和脱离根冠后对高Fe2 的响应过程.结果显示,水稻根长为1 mm时,就形成了205个边缘细胞,随着根的伸长数目不断增加,根长25 mm时,边缘细胞数目最大;根长20 mm时边缘细胞活性最大;根长2 mm时,根冠果胶甲基酯酶(Pectin methyl esterase, PME)活性最高,水稻边缘细胞的形成与根冠PME活性相关.高Fe2 对离体边缘细胞有毒害效应,用浓度为200 μmol·L-1的Fe2 溶液处理48 h后,细胞活性比对照下降了72.70%, 但用400 μmol·L-1 Fe2 溶液处理时,细胞活性有所回升,这可能是边缘细胞耐铁毒的一种应激性反应;根冠PME活性随着Fe2 浓度的增加先上升后下降,表明根冠PME活性与植物铁毒有关.     

水稻和小麦根尖细胞壁多糖的铝积累能力比较

采用水培法比较4种禾本科植物水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)、高粱(Sorghum bicolor(L.) Moench)和小麦(Triticum aestivum L.) 8个基因型的抗铝(Al)能力,并对他们在Al积累后细胞壁的多糖组分进行分析。结果显示,在5～200μmol/L Al处理下,水稻抗Al能力较强,而小麦抗Al能力较弱。在50μmol/L Al处理下,小麦根尖的果胶和半纤维素1含量的增幅明显高于水稻。水稻基因型‘日本晴’与‘浙辐802’的细胞壁Al含量分别占根尖总Al含量的78. 7%和91. 6%;小麦基因型‘扬麦18’与‘扬麦16’Al含量分别占根尖总Al含量的64.9%和72.1%。Al吸附-解吸实验结果显示,小麦根尖细胞壁上Al的吸附量高于水稻。研究结果表明,细胞壁是Al积累的主要部位,对Al敏感的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在果胶中;而对Al耐性较强的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在半纤维素1中。     

浙江九龙山南方铁杉(Tsuga tchekiangensis)群落结构及优势种群更新类型

以浙江九龙山国家级自然保护区南方铁杉(Tsuga tchekiangensis)群落为对象,应用永久样方法和每木调查法调查了群落种类组成和结构特征,采用Shannon-Weiner 指数、Simpson 指数和Pielou 均匀度指数研究群落乔木层和灌木层的物种多样性.依据径级频率分布的形状,将各树种的种群结构归纳为5种类型,并结合生物学、生态学特征,分别讨论其更新类型,随后对调查群落所处的演替阶段进行了诊断.结果表明:(1) 南方铁杉群落植被具有过渡性,即温带向热带过渡,且更偏向于热带分布类型;群落优势树种为猴头杜鹃(Rhododendron simiarum)、南方铁杉和木荷(Schima superba).(2) Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou均匀度指数变化趋势一致,强度均为灌木层大于乔木层;乔木中层物种多样性大于乔木上层和下层.(3) 单峰型的野漆树(Toxicodendron succedaneum)、枫香(Liquidamber formosana)和鹅掌楸(Liriodendron chinense)等阳性高大乔木,为先锋群落优势种或林窗更新种,在演替后期比较稳定的群落中,将最终衰退消失;间歇型的猴头杜鹃、木荷、多脉冬青(Cyclobalanopsis multiervis)等常绿阔叶树种和南方铁杉等针叶树种,种群结构为不连续生长型,更新具有波动性和机会性,介于顶级群落先锋种和优势种之间;双峰型的麂角杜鹃(Rhododendron latoucheae)为耐荫性极强的常绿阔叶乔木,为顶级群落的优势种;金字塔型的厚皮香(Temstroemia gymnanthe)、隔药柃(Eurya muricata)、马醉木(Pieris japonica)等和单柱型的浙江樟(Cinnamomum chekiangense)、尖连蕊茶(Camellia cuspidata)、朱砂根等(Ardisia crenata var. crenata)为顶级群落亚乔木层和灌木层的主要组成种.(4) 九龙山南方铁杉群落处于顶级阶段的前期,并未达到最终阶段,将向双峰型为优势种的群落发展.南方铁杉如不加以保护,势必为其它树种所取代,应对此群落乔木层的猴头杜鹃、木荷、麂角杜鹃等植物进行适当地人为砍伐.     

外源NO对铝毒下水稻根系生长和抗氧化系统的影响

以水稻品种‘浙辐802’为材料,采用水培法研究铝毒下外源NO对幼苗根系生长、活性氧产生和抗氧化酶活性的影响,探讨外源NO提高水稻耐铝性的生理生化机制。结果显示:(1)0.05mmol/L Al显著抑制水稻根系生长,促使根尖Al、胼胝质、过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子自由基(O-·2)含量显著增加;而外源0.1mmol/L的NO供体亚硝基铁氰化钠(sodium nitroprusside,SNP)预处理能使铝毒下水稻幼苗根相对伸长率及根尖NO含量分别增加34.96%和12.86%,根尖Al和相对胼胝质含量分别下降83.04%和31.93%,表明NO可部分缓解铝毒害,且这种作用与内源NO含量变化有关。(2)外源NO同时使铝毒下水稻幼苗根尖H2O2和O-·2含量分别下降15.43%和12.93%,使超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著上升,且外源NO的该种作用可以被0.075mmol/L NO清除剂(carboxy-PTIO,cPTIO)所逆转。研究表明,外源NO在调节活性氧代谢以维持细胞膜结构稳定,进而有效减轻Al对水稻根系的损伤上起着重要作用。     

吲哚乙酸对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解作用

为探究IAA(吲哚乙酸)对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解,本研究以河北安国栝楼(耐铝品种)和浙江浦阳栝楼(铝敏感品种)为材料进行水培试验,研究300、800 μmol·L^-1(分别用Al₃₀₀和Al₈₀₀表示)铝环境下不同浓度IAA(0、10、25、50、75 μmol·L^-1,分别以I₀、I₁₀、I₂₅、I₅₀和I₇₅表示)对2个栝楼品种的抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)、光合特性、根系活力、叶绿素含量和DNA损伤的影响。结果表明: 与对照相比,铝胁迫条件下,安国和浦阳品种栝楼的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、光合作用能力、根系活力等生理指标受到不同程度的抑制,MDA含量明显升高,DNA损伤加重。铝胁迫条件下,与无IAA喷施相比,10～50 μmol·L^-1IAA作用下安国和浦阳栝楼的SOD、CAT和POD酶活性最大增幅分别为15.0%、31.2%、72.3%和13.8%、26.9%、26.4%,叶绿素含量显著增加49.9%和17.9%,MDA积累量减少39.2%和22.4%,荧光参数得到明显改善。25 μmol·L^-1IAA使安国和浦阳栝楼根系活力显著增加159.1%和90.9%,50 μmol·L^-1IAA可有效减缓2个品种栝楼根系DNA拖尾现象,尾部 DNA 百分含量与尾部距离的乘积(OTM)值最大降幅可达27.6%。10～50 μmol·L^-1 IAA能有效提升铝胁迫下栝楼的生理活性,减缓DNA损伤程度,且安国品种的耐铝胁迫能力大于浦阳品种。     

大豆（Glycine max L.）边缘细胞对铝毒的生理生态响应

以大豆浙春2号(铝耐性)和华春18号(铝敏感)为材料,研究了铝胁迫下附着于根尖边缘细胞(即原位边缘细胞)的存活率、根伸长抑制率和PME活性变化以及Al3 对离体后边缘细胞存活率、黏液层厚度的影响。结果表明:铝胁迫下附着于根尖的边缘细胞比离体边缘细胞有更高的活性,前者Al3 处理24h后,其成活率仍能达到74%以上,而后者Al3 处理12h,浙春2号和华春18号边缘细胞的活性在400μmol/L时分别只有44.58%和26.16%;前后两者细胞活性都有随着Al3 浓度升高和处理时间的延长,边缘细胞活性呈越来越低的变化趋势,而离体边缘细胞Al3 处理6h时,相对于敏感性品种而言,高浓度Al3 (≥200μmol/L)有利于铝耐性品种的边缘细胞存活。随Al3 浓度的提升,果胶甲基酯酶(PME)活性增加,根伸长受抑加剧,敏感品种PME活性及铝造成的根伸长抑制均高于耐性品种;同时,Al3 对黏液的产生有一定的影响,黏液层的厚度随Al3 浓度成正向变化趋势。不同Al3 浓度及处理时间下,耐性品种都比敏感品种边缘细胞有较高的活性、分泌较多的黏液。以上结果说明Al3 对边缘细胞具有一定的毒害效应,果胶甲基酯化程度、根伸长受抑及边缘细胞黏液的分泌是根冠对Al毒胁迫反应的结果。     

藕莲根状茎表面的铁膜特性和成分分析

以10个藕莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)品种为材料,比较分析了其根状茎表面的铁膜厚度及化学组成。结果显示:总Fe含量最高的是‘尖头白荷’,其次是‘鄂莲6号’和‘温州山东藕’,最低的是‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’;根状茎表面的铁膜中Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)分别占总Fe含量的64.1%~85.8%和14.2%~35.9%。扫描电子显微镜(SEM)观察发现,铁膜表面呈絮状或颗粒状;能谱分析(EDX)检测到铁膜中存在Fe、C、O、Al、Si,随着铁膜增厚还在‘尖头白荷’根状茎表面的铁膜中检测到K、P和Ca。本研究通过对藕莲根状茎表面的铁膜特性及成分比较,发现供试的10个品种中‘鄂莲7号’和‘苏州花藕’属于铁膜低沉积品种。     

水稻边缘细胞的生物学特性及对铁毒的响应

以水稻为实验材料,从19个品种中筛选出来相对耐亚铁的水稻品种中优9288和敏感品种汕优10号,研究水稻根边缘细胞的生物学特性及对铁毒的响应.结果表明,第1个水稻边缘细胞几乎与初生根同时出现,当根长为25 mm时,边缘细胞数目最大,分别为1165个(中优9288)、1311个(汕优10号);两个品种边缘细胞活性随着根长的增加而增强,在根长20 mm时活性最强,随着根的进一步伸长,活性下降;根长为2 mm时根冠果胶甲基脂酶(PME)活性最高.随着亚铁溶液浓度的增加,中优9288的边缘细胞数目先增加后减少,当浓度为100 mg/L时达到最大值,汕优10号的边缘细胞数则一直呈现减少趋势;两个品种边缘细胞活性随亚铁溶液浓度增加而降低,当亚铁浓度增加到400 mg/L时,活性有所回升,但当浓度增加到800 mg/L后存活率又下降;根冠PME活性随着亚铁溶液浓度的增加先上升后下降.有关铁毒影响水稻根冠PME活性的机理进行了讨论.     

水稻和小麦根尖细胞壁多糖的铝积累能力比较

采用水培法比较4种禾本科植物水稻（Oryza sativa L.）、玉米（Zea mays L.）、高粱（Sorghum bicolor（L.）Moench）和小麦（Triticum aestivum L.）8个基因型的抗铝（Al）能力,并对他们在Al积累后细胞壁的多糖组分进行分析。结果显示,在5~200 μmol/L Al处理下,水稻抗Al能力较强,而小麦抗Al能力较弱。在50 μmol/L Al处理下,小麦根尖的果胶和半纤维素1含量的增幅明显高于水稻。水稻基因型‘日本晴’与‘浙辐802’的细胞壁Al含量分别占根尖总Al含量的78.7%和91.6%;小麦基因型‘扬麦18’与‘扬麦16’Al含量分别占根尖总Al含量的64.9%和72.1%。Al吸附-解吸实验结果显示,小麦根尖细胞壁上Al的吸附量高于水稻。研究结果表明,细胞壁是Al积累的主要部位,对Al敏感的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在果胶中;而对Al耐性较强的水稻和小麦基因型细胞壁中的Al主要分布在半纤维素1中。     

铜胁迫对烟草幼苗氮代谢的影响

以耐铜的‘89112'与铜敏感的‘双-70'的两个烟草品种作为试验材料,在水培条件下研究了不同质量浓度的铜(0,0.5,1,5,10 mg · L~(-1))对烟草幼苗氮代谢的几个关键酶及相关物质含量的影响.结果表明:两个品种的烟草硝态氮(NO_3~- -N)含量均随着铜质量浓度的增加呈先增加后降低的趋势,品种89112硝态氮的含量明显比双-70的高,且铜处理时间越长对烟草硝态氮的同化抑制越大;GS、GOGAT的活性均随着铜质量浓度的增加,呈先上升后降低的趋势,且处理时间越长活性越低,品种89112的酶活性的要高于品种双-70的,表明89112对铜胁迫的耐性较强些;低质量浓度铜条件下谷丙转氨酶(GPT)活性与对照相比有所提高,但却降低了游离氨基酸含量,且在品种双-70的降低幅度更明显;同时铜处理也提高了烟草幼苗蛋白质含量.