壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响

为探究壳聚糖对增强玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制,以玉米(Zea mays L.)杂交种‘郑单958’为试验材料,采用室内Hoagland水培法,探讨外施100mg·L~(-1)壳聚糖对镉胁迫(80mg·L~(-1))不同时间(0h、24h、48h、72h和96h)下玉米幼苗根系抗氧化酶活性和内源激素水平的影响。结果显示:(1)镉胁迫显著抑制玉米幼苗根系生长,并诱导根系活性氧产生、抗氧化酶活性增加、内源激素的平衡受到破坏。(2)镉胁迫下,外施壳聚糖处理96h后根系干重提高16.1%,根系的O-·2产生速率和H2O2含量分别降低9.1%和19.2%,SOD、POD和CAT活性分别提高32.5%、20.4%和21.3%,IAA、ZR和GA含量分别增加34.4%、40.4%和42.5%,ABA含量减少19.1%,IAA/ABA、ZR/ABA和GA/ABA分别提升66.1%、73.5%和76.0%。研究表明,壳聚糖能够调控镉胁迫下玉米幼苗根系内源激素的含量及平衡,减轻胁迫对抗氧化酶系统的破坏,增强其清除活性氧的能力,从而降低镉胁迫对根系的毒害,提高玉米幼苗对镉胁迫的抵抗能力,为玉米抗逆栽培提供了理论及试验依据。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗叶片AsA-GSH循环的调控效应

以玉米（Zea mays L.）品种‘郑单958’为实验材料,分析外施壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗生物量、叶片镉含量、叶片超氧阴离子（O₂^·-）产生速率和过氧化氢（H₂O₂）的含量,以及抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中抗氧化酶的活性及抗氧化物含量的影响。结果显示,随着镉胁迫时间的延长,玉米幼苗发生氧化胁迫,叶片抗氧化酶（APX、GR、DHAR、MDHAR）活性和抗氧化物（AsA、GSH）的含量降低,镉积累过量会抑制玉米幼苗的生长。施加壳聚糖可以降低镉胁迫下玉米幼苗叶片O₂^·-的产生速率和H₂O₂含量,提高上述抗氧化酶活性和抗氧化物的含量,促进AsA和GSH的再生,维持细胞的氧化还原状态,促进玉米幼苗的生长。研究结果表明壳聚糖处理后玉米幼苗保持了较高的AsA-GSH循环运作效率,提高了抗氧化能力,可有效缓解镉胁迫对玉米幼苗生长的抑制。     

干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长及光合特性的影响

以不同耐旱型鸭茅品种(系)“01998”(敏感型)和“宝兴”(耐旱型)为试材,采用盆栽控水试验方法,研究土壤干旱胁迫对鸭茅幼苗根系生长、生理特性及叶片光合作用的影响,探讨不同品种耐旱机制的差异.结果表明：干旱胁迫下,不同耐旱型鸭茅幼苗的根系活力和根系数量均呈先上升后下降的趋势,当土壤相对含水量降到30%时,根系活力和根数显著增加并达到最大值;干旱胁迫降低了两个品种鸭茅叶片的相对含水量、叶绿素含量、净光合速率、叶片蒸腾速率、气孔导度,提高了电导率和胞间CO₂浓度.干旱胁迫降低了两个品种鸭茅的单株叶面积,品种“01998”的地下及地上生物量下降,而“宝兴”无显著变化.     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

干旱胁迫对小麦幼苗根系生长和叶片光合作用的影响

采用水培试验方法,以2个耐旱性不同的小麦品种(敏感型望水白和耐旱型洛旱7号)为材料,研究了干旱胁迫对小麦幼苗根系形态、生理特性以及叶片光合作用的影响,以期揭示小麦幼苗对干旱胁迫的适应机制.结果表明： 干旱胁迫下,2个小麦品种幼苗的根系活力显著增大,而根数和根系表面积受到抑制;干旱胁迫降低了望水白的叶片相对含水量,提高了束缚水/自由水,而对洛旱7号无显著影响;干旱胁迫降低了2个小麦品种叶片的叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,但随胁迫时间的延长,洛旱7号的叶绿素含量和净光合速率与对照差异不显著;干旱胁迫降低了2个小麦品种幼苗的单株叶面积,以及望水白的根系、地上部和植株生物量,而对洛旱7号无显著影响.水分胁迫下,耐旱型品种可以通过提高根系活力、保持较高的根系生长量来补偿根系吸收面积的下降,保持较高的根系吸水能力,进而维持较高的光合面积和光合速率,缓解干旱对生长的抑制.     

镧对镉胁迫下大蒜幼苗生长及镉积累的影响

采用土培实验研究了镧(La²⁺)对镉(Cd)胁迫下大蒜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明：低浓度Cd（＜5 mg·kg^-1）对大蒜生长有微弱的促进作用而高浓度Cd对其有明显抑制作用。外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长具有明显的缓解效应,单株鲜重、干重、根长及地上部分高度均具有明显或不同程度的增加。测定结果表明,Cd主要积累在大蒜根部而向地上部分转运的较少,外施系列浓度La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗根系对Cd积累具有显著的抑制效应,同时也抑制Cd向地上部分转运。从外施La²⁺对高浓度Cd胁迫下大蒜幼苗生长及大蒜对Cd积累情况来看,La²⁺的适宜缓解效应浓度是在Cd浓度为20 mg·kg^-1时,La²⁺浓度为10～15 mg·kg^-1;在Cd浓度为40 mg·kg^-1,La²⁺浓度为5 mg·kg^-1。     

外源一氧化氮对镉胁迫下玉米幼苗根生长及氧化伤害的影响

以玉米幼苗为材料,通过在镉处理的同时补充外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)及其类似物[K3Fe(CN)6]、以及NO消除剂,分析NO对植物耐镉性的影响,探讨NO在植物逆境胁迫响应中的作用及其机理。结果显示:添加20μmol·L-1 SNP能显著降低镉引发的玉米幼苗根生长抑制及根尖内源镉的积累,减少电解质的渗漏以及超氧化物自由基(O2.-)和过氧化氢(H2O2)的上升幅度,抑制超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的增加,进一步提高镉胁迫下谷胱甘肽还原酶(GR)的活性。SNP的上述效应可被NO消除剂2-(4-羧基-2-苯基)-4,4,5,5-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物(cPTIO)所逆转,而SNP类似物K3Fe(CN)6的应用对上述反应几乎无影响,说明该反应具有NO特异性。研究表明,外源NO能够显著缓解镉胁迫对玉米幼苗生长造成的伤害,该缓解作用主要是通过降低植株体内内源镉积累和减轻镉诱发的氧化伤害来实现的。     

断根对盐胁迫下玉米生长、光合及叶片抗氧化酶的影响

通过盆栽试验,以全根玉米为对照,研究了断根对不同浓度NaC1(无盐0、低盐0.2％、中盐0.4％、高盐0.6％)胁迫下2个玉米杂交种(郑单958、登海9)的生长、灌浆期光合及叶片抗氧化酶活性的影响.结果表明:低盐胁迫下,断根郑单958籽粒产量比全根玉米增加13.1％,登海9籽粒产量比全根玉米增加31.4％.拔节期,玉米生长受断根影响,其根及地上部干质量小于同盐度下的全根玉米,无盐和低盐条件下断根玉米生长恢复迅速.乳熟期,无盐和低盐条件下断根玉米的根及地上部干质量、叶面积、根总长、根总表面积、根系活力、叶绿素含量,以及穗位叶净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、POD和CAT活性均显著高于全根玉米,而茎粗和穗位叶MDA含量小于全根玉米;中、高盐度胁迫对断根玉米影响较大,干质量、根系形态及光合指标均小于全根玉米,产量也略低于全根玉米.在整个生育期,断根对盐胁迫下玉米生长的影响与盐浓度有关,无盐和低盐浓度下促进玉米生长,中、高盐度则抑制生长.     

壳聚糖对镉胁迫条件下小麦生长及生理的影响

以小麦为材料,研究了镉对水培小麦幼苗的胁迫作用及壳聚糖对镉胁迫的缓解效应。结果表明:250μmol·L-1的镉胁迫处理后,小麦幼苗的生长受到严重抑制,叶片中叶绿素含量明显下降,金属硫蛋白和丙二醛的含量显著上升(P<0.05);培养液中添加0.01%的壳聚糖能降低小麦幼苗中镉的积累,对小麦幼苗的镉胁迫具有明显地缓解效应。     

干旱胁迫下氮素对胡杨幼苗生长及光合的影响

胡杨(Populus euphratica)是塔里木河流域荒漠河岸林重要的抗逆种质资源,胡杨幼苗的存活及生长受水分和氮素的限制。为了研究干旱胁迫下氮素供应对胡杨幼苗早期形态建成的影响,本试验以1年生胡杨实生幼苗为研究对象,采用温室盆栽试验,设置4个水分处理(D_1、D_2、D_3、D_4,土壤含水量为20%~25%、40%~45%、60%~65%、80%~85%)和3种施氮水平(N_0、N_1、N_2:0、3、6 g·pot-1),测定胡杨幼苗的生长指标、叶绿素荧光和光合参数。结果表明:轻度干旱胁迫(D_3)下,施氮量为N_1时,胡杨幼苗的表观生长和光合能力显著提高;幼苗根冠比在D_1时最低,施氮使其显著增大;干旱胁迫(D_1、D_2、D_3)下,N对幼苗生长的促进作用大于N_2;严重干旱胁迫(D_1)时,施氮显著提高幼苗荧光参数和光合速率,增强其光合能力;因此,胡杨幼苗在土壤相对含水量60%~65%(D3)、氮素量为3g·pot~(-1)(N_1)时,其生长表现为最佳状态;干旱胁迫下,氮素能显著增强幼苗地下部分生长和光合能力,表明氮素对干旱胁迫具有补偿效应,可促进幼苗的早期形态建成,有效帮助幼苗渡过生长脆弱期。     

干旱胁迫下镉处理对互叶醉鱼草幼苗生长、镉积累及光合生理的影响

为探究干旱条件下,互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia Maxim.)幼苗对重金属镉胁迫的生长及光合生理响应机制,以两年生互叶醉鱼草幼苗为试验材料,设置对照与干旱两个水分处理组(土壤相对含水率分别为:65%—60%,35%—30%),每个水分处理条件下再分别设置3个镉处理浓度(0.28、(0.6+0.28)、(1.2+0.28)mg/kg),共6个处理。测定不同水分及镉处理对互叶醉鱼草生长、生物量、光合参数及体内重金属含量的影响。结果表明:干旱与镉复合胁迫下植物的存活率为100%。镉胁迫、干旱与镉复合胁迫均不同程度抑制了互叶醉鱼草幼苗生长、生物量积累、植株的光合作用及叶绿素含量,且其光合和叶绿素含量的降幅明显大于单一镉胁迫。镉胁迫下,互叶醉鱼草幼苗单株最高镉富集量为69.33 mg/kg,而复合胁迫下单株最高镉富集量为50.68 mg/kg。以上结果表明:干旱胁迫能够加重镉胁迫对植物的影响,使复合胁迫下互叶醉鱼草生长、光合生理及镉富集能力下降。但单一镉胁迫下,互叶醉鱼草对镉具有更强的耐受性,并有较高的生物富集能力,且干旱与Cd复合胁迫下互叶醉鱼草幼苗仍有一定的镉积累量。因此在干旱半干旱区园林绿化以及Cd污染地区的生态建设中,互叶醉鱼草是一种具有巨大应用潜力和前景的灌木树种。     

外源硅对干旱胁迫下烟草幼苗生长、叶片光合及生理指标的影响

采用营养液水培法,研究了施用不同浓度外源硅(0、0.5、1.0 mmol/L)对干旱胁迫(10%PEG、20%PEG)下烟草幼苗生长、叶片光合特性和生理指标的影响。结果表明:干旱胁迫严重抑制了烟草幼苗生长和光合作用,膜质稳定性降低和引起氧化应激反应;施用不同浓度外源硅有效改善了干旱胁迫下烟草幼苗生长,均表现为株高、叶面积、根系体积、根系干重和地上部干重等生长指标增加,提高叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b和类胡萝卜素含量,显著提高净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)并降低胞间CO2浓度(Ci),膜质过氧化产物MDA含量显著降低,提高叶片含水量、膜稳定性系数和渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖)含量,显著提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性,而且1.0 mmol/L Si处理对干旱胁迫下烟草幼苗生长和生理特性的影响显著优于0.5 mmol/L Si处理。以上结果说明,施用外源硅能提高干旱胁迫下烟草幼苗光合作用、抗氧化和渗透调节能力,缓解干旱胁迫对烟草幼苗的伤害,促进其生长。     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L^-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明： 以不施镉为对照,1.0 mmol·L^-1CdCl₂胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0%、15.0%和27.5%,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3%、6.7%和30.8%,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4%,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6%、31.5%和17.9%,细胞膜相对透性显著升高24.8%,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L^-1外源脯氨酸效果最佳.     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明:以不施镉为对照,1.0 mmol·L-1CdCl2胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0％、15.0％和27.5％,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3％、6.7％和30.8％,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4％,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6％、31.5％和17.9％,细胞膜相对透性显著升高24.8％,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L-1外源脯氨酸效果最佳.     

干旱胁迫对大豆鼓粒期叶片光合能力和根系生长的影响

以晋大70(抗旱型)和晋豆26(敏感型)2个大豆品种为材料,采用盆栽方法,在鼓粒期设置充分供水、轻度干旱和重度干旱3种水分处理,研究了干旱胁迫对大豆鼓粒期叶片光合能力和根系生长的影响.结果表明： 随着干旱程度加剧,2个品种的叶面积、叶绿素含量、净光合速率、叶片气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、株质量、株高、籽粒产量和收获指数均降低;根长和根质量在轻度干旱胁迫下增加,在重度干旱胁迫下减少;根冠比随干旱程度加剧而升高.重度干旱胁迫下,抗旱型品种晋大70根冠比的增幅达到135.7%,大于敏感型品种晋豆26根冠比的增幅(116.7%),晋大70的叶面积和叶绿素含量分别为对照的69.3%和85.5%,均优于晋豆26,晋大70的气孔导度和净光合速率分别下降了67.9%和77.9%,降幅均小于晋豆26,晋大70的收获指数的降幅为43.8%,小于晋豆26 (78.8%).不同干旱处理下,2个品种的叶面积、叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度两两之间均呈显著正相关;株质量、株高、根长、根质量、籽粒产量、收获指数两两之间均呈显著正相关;根冠比与根质量呈显著正相关,而与其他5个指标呈显著负相关.     

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     

浸种对镉胁迫下油菜种子萌发及幼苗生长的影响

通过水培实验研究了La(NO₃)₃浸种对镉胁迫下油菜（Brassica napus）种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,当镉浓度≤10 mg·L^-1时,La(NO₃)₃浸种（0～50 mg·L^-1）能提高油菜种子的活力,促进油菜幼苗的生长,并提高脂肪酶的活性和幼苗根细胞有丝分裂指数。其中以10 mg·L^-1 La(NO₃)₃浸种处理效果最佳,与对照相比,种子活力指数及油菜幼苗各生长指标显著提高,脂肪酶活性增加40.41%～65.09%,幼苗根细胞有丝分裂指数增加62.76%～77.02%。当镉浓度>10 mg·L^-1时,La(NO₃)₃浸种对镉胁迫的缓解效用明显减 弱,与对照相比,仅脂肪酶活性显著提高,其它指标无明显变化。     

镉胁迫对小麦幼苗生长及生理特性的影响

主要研究了重金属Cd污染对小麦生长和部分生理特性的影响。结果表明,叶绿素含量在0 2 5mmol·L-1Cd处理浓度时达到峰值,随Cd浓度的增加,含量下降。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随Cd浓度的增加而增加。丙二醛含量和细胞膜透性同样呈上升趋势。根系活力表现为先升高后下降的变化趋势。Cd胁迫下,小麦的生长受到一定程度的抑制,并随溶液中Cd浓度的增加,抑制加重     

盐胁迫对平欧杂种榛幼苗生长、光合荧光特性及根系构型的影响

以平欧杂种榛3个品种(新榛1号、新榛2号、新榛3号)幼苗为材料,研究不同盐胁迫程度(对照、轻度、中度、重度)对幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型的影响.结果表明: 3个品种幼苗的新稍长度、基径、叶面积,以及根、茎、叶、总生物量随着盐胁迫的增强而降低,根冠比则增加.中度、重度盐胁迫下3个品种幼苗的净光合速率较对照分别显著降低20.5%和43.2%.轻度、中度、重度盐胁迫下的蒸腾速率和气孔导度较对照分别降低2.0%、16.3%、32.0%和10.2%、35.7%、60.1%.随着盐胁迫的增强,胞间CO₂浓度缓慢上升,水分利用效率呈先上升后下降的趋势,并在轻度盐胁迫下达到最大值.3个品种幼苗的初始荧光随着盐胁迫的增强而升高.最大荧光、最大光化学效率、潜在光化学活性、实际光化学效率、电子传递速率、光化学淬灭系数随着盐胁迫的增强而下降,非光化学淬灭系数则随着盐胁迫的增强先升高后降低.根系构型分析表明,盐胁迫导致3个品种幼苗的根系生物量、长度、表面积和体积下降.同一盐胁迫下,新榛2号各径级根系构型参数的下降幅度低于其他2个品种.平欧杂种榛幼苗生长性状、光合荧光特性以及根系构型参数受品种和盐胁迫程度的双重影响.盐胁迫下新榛2号表现出较强的生长与光合生理适应性,其耐盐性优于其他2个品种.