铅在茶树体内的分布及化学形态特征

采用水培试验,结合亚细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了茶树品种龙井43和迎霜不同器官的Pb含量,及其在根系亚细胞中的分布和化学结合形态.结果表明： 在Pb胁迫下,两个品种茶树根系的形态特征不同;龙井43新叶中Pb含量随营养液Pb浓度的提高显著增加,而迎霜的变化不显著.两个品种茶树根系亚细胞中Pb的含量分布及结合形态均存在差异,低浓度Pb处理下, 龙井43根亚细胞组分（除可溶物质外）中Pb含量均低于迎霜;而高浓度Pb处理下,龙井43根亚细胞组分（除细胞壁外）中Pb含量均高于迎霜;龙井43根中醋酸(HAc)提取态的Pb含量比例最高,其他化学形态的高低顺序为NaCl提取态>HCl提取态/H₂O提取态>乙醇提取态;而迎霜根中NaCl提取态Pb成分比例最高,其他化学形态的高低顺序为HAc提取态>HCl提取态/H₂O提取态>乙醇提取态.迎霜对Pb毒害的耐受能力强于龙井43.     

不同铅水平下紫茎泽兰细胞内铅的分布和化学形态的分析

该研究运用差速离心法和化学试剂逐步提取法,分析了重金属铅在紫茎泽兰亚细胞内的分布和主要化学形态。结果表明:随着Pb浓度的升高,紫茎泽兰的叶、根、茎中各亚细胞组分Pb含量逐渐增加;紫茎泽兰中的Pb在叶片分布于可溶性部分和细胞壁中,两者占总量的75.34%~84.63%;茎也主要分布于可溶性部分和细胞壁中,占总量的36.10%~57.14%和20.07%~36.52%;而在根中则富集于细胞壁和可溶性部分,分别占39.2%~49.78%和28.27%~37.62%,其他细胞器中的Pb含量均较少。紫茎泽兰叶中的Pb以盐酸提取态和水提取态为主,两者占总量的58.74%~73.04%;茎中的Pb以醋酸提取态和氯化钠提取态为主;而根中的Pb则以醋酸提取态和盐酸提取态占优势,两者占总量的39.15%~52.91%。     

盐胁迫下芦苇叶肉细胞超微结构的研究

对青藏高原柴达木盆地柯柯盐湖边盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的超微结构进行了研究,并以西宁地区非盐碱地上生长的芦苇作对照。结果表明：西宁地区的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈椭圆形,其膜系统完整,基粒片层和基质片层发育良好。在盐碱地上生长的芦苇叶肉细胞的叶绿体呈圆形,叶绿体内出现较大的淀粉粒,并发现有线粒体嵌入叶绿体的现象。叶绿体的类囊体膨大,线粒体的嵴也有膨大的现象。在盐湖水中生长的芦苇叶肉细胞,叶绿体的类囊体排列紊乱、扭曲、松散。类囊体膜局部被破坏,部分类囊体膜解体,空泡化,甚至消失,一些溶解了的类囊体流进细胞质中。综上所述,芦苇叶肉细胞超微结构的变化是该植物适应柯柯盐湖地区盐渍、低温、低气压、强辐射等环境因子的结果。     

盐胁迫对芦苇细胞超微结构的影响

于2009年3月从辽宁盘锦双台河口湿地挖取芦苇根茎并人工桶栽,待缓苗成功后进行不同浓度的盐胁迫处理,用透射电镜观察芦苇细胞超微结构对不同盐度胁迫的响应,以明确芦苇细胞的耐盐性。结果表明:芦苇细胞可承受4.0%以下浓度的盐胁迫。当盐度介于0%～4.0%时,芦苇细胞膜系统开始遭到破坏,使芦苇细胞受损的膜结构发生局部内陷或萎缩变形,细胞器表面变得凹凸不平,或将功能丧失的细胞器清理出细胞外,出现破裂和解体,以响应结构损伤的膜系统的修复,使细胞功能得到修复;当盐度为4.0%时,芦苇细胞叶绿体、线粒体、细胞核等具有膜结构细胞器及细胞壁遭到破坏,造成芦苇细胞膜系统的不可逆损伤,使细胞正常的物质代谢与能量转换和信息传递无法完成,导致芦苇细胞新陈代谢过程的中断,芦苇细胞生命活动趋于停止;在8.0%浓度盐胁迫下,芦苇细胞膜系统结构完全消失解体,导致芦苇细胞直接死亡。     

外源NO对Cu胁迫下番茄Cu的亚细胞分布和化学形态的影响

采用营养液培养方法,研究外源NO供体硝普钠(SNP)处理对50 μmol·L^-1Cu²⁺胁迫下番茄幼苗Cu的亚细胞分布和化学形态的影响.结果表明： Cu胁迫下,番茄幼苗的生物量和株高显著降低33.7%和23.1%,外源NO能够显著缓解这种抑制作用,但各器官中Cu的含量和累积量仍显著升高.Cu胁迫下,番茄幼苗各器官的Cu含量和累积量大小依次为根系>叶片>茎>叶柄,幼苗根系吸收的Cu向地上部的转运大幅降低,外源NO只能缓解而不能消除这种作用.外源NO可以使Cu胁迫下幼苗各器官的液泡和细胞壁中Cu含量显著上升,细胞器中Cu含量降低,从而减轻过多Cu对胞质生理生化代谢的伤害,增强组织细胞对Cu的耐性.外源NO可以提高番茄幼苗根系中醋酸提取态铜（F_HAc）、茎中氯化钠提取态铜（F_NaCl）、叶柄中F_HAc、叶片中乙醇提取态铜（F_E）和F_NaCl的含量,降低水溶态铜（F_W）的含量与比例,以降低过多铜的生物毒性.     

复合胁迫下茭白体内镉、铅的亚细胞分布和植物络合素的合成

以茭白（Zizania latifoliaTurcz.）的单季茭品种‘蒋墅茭’和双季茭品种‘葑红早’为试材,进行Cd2＋、Pb2＋的单一及复合胁迫处理,测定了茭白根系和叶片中的非蛋白巯基（NPT）、谷胱甘肽（GSH）、植物络合素（PCs）的含量,同时测定了茭白植株各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量,以探讨茭白对重金属镉、铅胁迫的耐性机理。结果表明：Cd2＋、Pb2＋的单一及其复合胁迫均能促进两茭白品种根系和叶片中NPT、GSH、PCs的含量及茭白各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋积累量的显著增加;复合胁迫时两茭白品种的NPT、GSH、PCs含量及各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量均高于单一胁迫,茭白的不同部位间,以根系中的NPT、GSH、PCs含量显著高于叶片;茭白各亚细胞组分中Cd2＋、Pb2＋的积累量表现为：细胞壁高于原生质体,而可溶性部分高于细胞器。     

渗透胁迫下脱水蛋白DHN1在猕猴桃细胞中表达及亚细胞分布的动态变化

以绿色荧光蛋白(GFP)为报告分子, 通过构建DHN1-mGFP4融合蛋白表达载体, 研究了渗透胁迫条件下脱水蛋白DHN1的表达及其亚细胞分布的动态变化. 采用PCR方法在脱水蛋白基因dhn1两端引入XbaⅠ和BamHⅠ限制性内切酶位点, 克隆到质粒pBIN-35S mGFP4, 构建DHN1-mGFP4融合蛋白表达载体, 并采用基因枪转化猕猴桃(A. delicisoa)悬浮细胞. 培养10 h后观察到高效表达的GFP绿色荧光, 绿色荧光只出现在细胞核内. 提高培养介质渗透势后, 可以诱导脱水蛋白向细胞质分布(主要集中在质膜周围), 并且增加介质渗透势可以明显缩短细胞质出现绿色荧光的时间. 蛋白合成抑制剂环己亚胺能够抑制细胞质绿色荧光的出现, 暗示细胞质出现的脱水蛋白是诱导产生的结果. ABA可以明显促进细胞质绿色荧光的出现, 并且随着介质渗透势的升高迅速缩短细胞质绿色荧光的出现时间.     

香蕉胁迫相关蛋白基因的克隆及其表达分析

通过随机克隆测序的方法从香蕉根系cDNA文库中获得胁迫相关蛋白基因,命名为MaSAP1(GenBank登录号为AGH14257.1)。扩增获得的cDNA序列与质粒OZ092的目的片段序列一致,表明MaSAP1是香蕉SAP基因编码框全长cDNA,包含一个510bp的最大开放阅读框,编码一个长169个氨基酸的蛋白质。蛋白质序列同源比对发现其含有完整的A20和AN1基序结构。系统进化树比对分析表明,MaSAP1与水稻和獐茅的亲缘关系较近。组织特异性研究表明,MaSAP1基因在香蕉根和果实中的表达量较高,在茎中的表达量最低。实时荧光定量PCR分析表明MaSAP1响应激素的处理,同时也响应干旱、低温、高盐和枯萎病菌的侵染等胁迫。可见,MaSAP1基因在植物生长发育和植物响应逆境中具有重要作用。     

脊髓神经元中微管相关蛋白—5的分布及可塑性

用新生Wistar大鼠进行脊髓神经元培养,研究微管相关蛋白-5与其单克隆抗体结合后的分布情况,使用微管解聚药nocodazole处理神经元,应用免疫组织化学染色来观察微管相关蛋白-5的改变,另一组神经元使用nocodazole处理后再用PMA处理,观察微管相关蛋白-5及神经元的改变。结果表明,微管相关蛋白-5在胞浆及突起中均有分布,并随着培养天数的递增而递减。使用nocodazole后神经元中微管相关蛋白-5的分布及数量明显减少。PMA处理神经元后尽管使微管相关蛋白-5的正常结构被破坏,而神经元的伸展却不受影响。     

外源亚精胺对盐胁迫下黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白表达的影响

采用营养液水培方法,研究了叶面喷施亚精胺(Spd)对黄瓜幼苗生长和可溶性蛋白的影响.结果表明,外源Spd可使盐胁迫黄瓜幼苗株高、茎粗、叶面积、根长和根表面积显著增加,可溶性蛋白含量明显提高,部分可溶性蛋白的表达量减弱;而对正常生长条件下黄瓜幼苗各生长指标无明显影响,但显著提高了根系中可溶性蛋白的含量.随着Spd处理时间的延续,盐胁迫幼苗至少有7种分子量分别约为67、61.5、50、47、43、29和16 kD的可溶性蛋白表达量发生明显变化,尤其使61.5、47和43 kD蛋白表达量明显减弱,50 kD蛋白甚至消失,这4种蛋白可能与外源Spd缓解黄瓜幼苗盐胁迫伤害效应关系密切.     

芦苇抗镉污染机理研究

研究了芦苇幼苗体内 Cd的积累、亚细胞微区分布、存在形态和其诱导蛋白以及植物络合素合成抑制剂 (BSO)对芦苇光合作用和生长的影响。在 Cd污染条件下 ,芦苇幼苗植株和根皮层细胞中可积累大量的Cd,但 Cd在芦苇各器官和根皮层细胞亚细胞结构中的分布显著不均 ;Cd在芦苇幼苗体内的分配为 :根 >叶片 >茎 >地下茎 ,在根皮层细胞中的分布为 :细胞间隙 >细胞壁 >液泡 >细胞质。受 Cd污染的芦苇幼苗体内的 Cd以不同化学形态存在 ,其中 Na Cl提取态的 Cd在根和叶片中占的比例均为最大 ,其次为根内的醋酸提取态 ;在叶片中以水提取态为主 ,其它形态的含量相对较低。层析结果表明 ,根和叶片中各存在一种Cd结合蛋白 ,其中根内的 Cd结合蛋白可能是一种植物络合素聚合体。受 Cd诱导 ,芦苇幼苗根中还新合成了一种小分子蛋白或多肽 ,但另有一种蛋白因 Cd影响而消失。此外 ,BSO实验证明了植物络合素对 Cd的解毒作用。可见 ,芦苇的抗 Cd机理与以下几个方面有关 :根部截留 ,细胞间隙积累 ,细胞壁沉淀 ,液泡区域化 ,形成活性较低的难溶化合物 ,形成 Cd结合蛋白     

有机螯合剂在芦苇富集转运铅中的作用

近年来,随着人口的激增和工农业生产的迅猛发展,土壤和水体的重金属污染日益加重。植物提取技术作为一种新兴的修复重金属污染的治理方法,以其潜在的高效、经济及其生态协调性等优势被广泛关注。其研究主要是利用对某些重金属具有超富集能力的超积累植物或耐性植物,配合添加一定量的鳌合剂来进行修复。由于超富集植物一般生长缓慢且生物量小,因此利用对重金属有一定耐性的生长快速、生物量大的植物来进行修复更具有广阔的应用前景。芦苇作为一种多年生禾本科植物,具有生物量大、耐受性强和分布广泛的特点,已经被研究和应用到环境治理的多个领域。本文通过户外盆栽沙培试验,研究了铅胁迫下,分别在 2-10 mmol·L-1共 5 个浓度梯度的 EDTA 和柠檬酸两种鳌合剂处理下,芦苇生长对铅的响应以及对铅在植物体内的富集转运的影响。初试结果表明∶在 4mmol·L-1 Pb(NO3)2胁迫下,施加 EDTA 对芦苇的生长具有一定的抑制作用。当 EDTA 浓度为 10 mmol·L-1 时,透灌 7 d 后,其芦苇根和地上部(茎和叶)干重分别是空白试验(未加螯合剂)的 68.0% 和 72.3%,而柠檬酸对植物生物量的影响较小。同时,EDTA 和柠檬酸对铅在芦苇体内的富集和转运,都起到了促进作用。分别施加 10 mmol·L-1的 EDTA 和柠檬酸,其植物根部和地上部的铅浓度分别为空白试验的 7.4 倍、10.7 倍、2.5 倍、3.5 倍。EDTA 在促进植物体内铅的吸收和从根部到地上部的转运效率方面要比柠檬酸更为有效。尽管像 EDTA 和柠檬酸这样的鳌合剂能够在一定程度上提高植物的富集效率,但考虑到螯合剂自身对植物的毒害性、对环境的潜在威胁以及运行成本等方面因素,目前,寻找高效、廉价、可生物降解的鳌合剂以及大生物量的耐性植物成为植物提取技术的研究重点。     

Zinc distribution and zinc-binding forms in Phragmites australis under zinc pollution

The influence of zinc (Zn) on physiological and biochemical parameters was studied to elucidate the mechanism of Zn resistance in Phragmites australis. Zn concentrations in roots, stems and leaves increased with exogenous Zn concentration, while Zn content in roots was much higher than in shoots. X-ray microanalysis was used to reveal compartments in which Zn accumulated in root cortex. Zinc concentrations followed a gradient with the sequence: intercellular space>cell wall >vacuole >cytoplasm, indicating that most Zn was immobilized in the apoplast or sequestered into the vacuolar lumen. Sequential extraction of various Zn chelates revealed that the ratio of Zn extracted with different extraction media was markedly different. Ethanol, HAc (acetic acid) and NaCl-extractable Zn were dominant in both roots and leaves of P. australis. Zn-binding protein fractions were found in the roots and leaves after gel filtration chromatography, among which a polypeptide with an apparent molecular mass of 14kDa bound Zn most effectively. Two newly synthesized polypeptides of 58 and 45kDa appeared under Zn pollution, whereas a prominent fraction of 72kDa disappeared. The involvement of Zn distribution in plant tissues, subcellular compartments and chelates and Zn-inducing proteins in the acclimation mechanism of P. australis to Zn pollution is discussed.     

干旱区湿地芦苇各器官生态化学计量对土壤因子的响应

了解植物养分浓度及其化学计量对土壤因子的响应,对预测脆弱而敏感生态系统对环境变化的响应至关重要.以敦煌阳关湿地优势种芦苇(Phragmites australis)为对象,通过野外调查与实验分析,研究芦苇不同器官生态化学计量特征及其影响因素.结果 表明:芦苇各器官C、P含量为叶＞根＞茎,N含量及N∶P为叶＞茎＞根,C∶...     

芦苇生态型研究进展

芦苇生态幅极广,适生于多种生境类型。不同的环境选择压力如水深、盐度、养分、气候等交互影响致使芦苇个体及种群间发生不同程度的分化和变异,形成了形态、生理或遗传上互有差异、异地性的不同生态型。尽管基于芦苇表型变异以及遗传变异进行生态型划分的研究已开展很多,但针对芦苇生态型变异规律及其可能的形成机制的认知仍存在较多分歧。在总结近年来有关芦苇生态型研究文献的基础上,通过对影响芦苇生态型变异的主要因素——环境因素和遗传因素的分析,以期为芦苇生态型的划分及其可能的形成机制提供新的研究思路。(1)空间尺度的选择应成为研究者分析、划分芦苇生态型的首要定位。在较大的地理空间尺度上,高度异质性的生境导致某些性状的变异式样具有相对的不连续性,可作为不同芦苇生态型鉴别与描述的主要依据;(2)在合理的尺度定位、取样设计和统计分析的基础上开展的表型变异研究,及进一步基于种群水平的分子标记研究(分子指纹特征或特有等位基因),可为芦苇生态型的鉴定、划分提供更为可靠的参考数据,并且可以甄别生境差异(环境响应)和遗传变异对芦苇不同生态型分化的贡献;(3)应同时进行不同生态型的特定性状与功能(株高、茎粗、生物量、生理抗逆性、水体污染物净化能力等)的定位,推动优良基因型的选育与扩繁。     

北京地区芦苇资源状态及其多样性

为探明北京地区芦苇(Phragmites australis)的资源状态和多样性, 实地考察北京主要河流、湿地和水库, 发现北京地区芦苇总生长面积已超过600 hm²。芦苇染色体倍性以八倍体为主, 四倍体次之。在面积较大的湿地内, 八倍体单一芦苇群落占据优势地位; 而在城市的浅河内有形态和遗传性多样的混合种群。研究表明, 植物性状和倍性水平之间无显著相关性。在小清河发现了6种形态各异的芦苇克隆, 均属于叶绿体DNA片段的P单倍型; 其单倍体基因组大小为(0.499±0.019) pg, 变异系数为3.8%。这表明表型与单倍型之间也不具相关性。此外, 发现1个具有变叶特性的芦苇, 将其命名为金条芦苇。北京地区芦苇形态和遗传多样性为研究芦苇基因型与环境适应性之间的关系提供了珍贵的资源。     

Morphology and Genetic Diversity of Phragmites australis in Beijing

为探明北京地区芦苇(Phragmites australis)的资源状态和多样性, 实地考察北京主要河流、湿地和水库, 发现北京地区芦苇总生长面积已超过600 hm²。芦苇染色体倍性以八倍体为主, 四倍体次之。在面积较大的湿地内, 八倍体单一芦苇群落占据优势地位; 而在城市的浅河内有形态和遗传性多样的混合种群。研究表明, 植物性状和倍性水平之间无显著相关性。在小清河发现了6种形态各异的芦苇克隆, 均属于叶绿体DNA片段的P单倍型; 其单倍体基因组大小为(0.499±0.019) pg, 变异系数为3.8%。这表明表型与单倍型之间也不具相关性。此外, 发现1个具有变叶特性的芦苇, 将其命名为金条芦苇。北京地区芦苇形态和遗传多样性为研究芦苇基因型与环境适应性之间的关系提供了珍贵的资源。     

四种生态型芦苇叶中离子分布对生境的生理适应

采用X射线微区分析技术 ,测定了 4种生态型芦苇 (Phragmitesaustralis (CaV .)Trin .exSteud .)叶的表皮泡状细胞、叶肉细胞和叶脉维管束鞘细胞离子的含量。结果表明 :沼泽芦苇的鞘细胞内 ,K 、Na 、Ca2 、Mg2 和Cl-分布均较叶肉细胞和泡状细胞高。沙丘芦苇的泡状细胞中Ca2 分布较叶肉细胞和鞘细胞高 ,而Mg2 在其叶肉细胞 ,以及K 、Na 和Cl- 在其鞘细胞内分布均较高。在轻度盐化草甸芦苇的叶肉细胞内分布较多的Na 和Mg2 ,而在鞘细胞内K 、Ca2 和Cl- 的分布均较叶肉细胞和泡状细胞为高。重度盐化草甸芦苇的泡状细胞内Na 和Mg2 的分布较多 ;同样 ,在叶肉细胞中K 、Ca2 和Cl- 的分布也较多。最后 ,讨论了上述各种离子在不同生态型芦苇叶内分布的状况 ,以及与其环境适应的生理意义。     

九段沙芦苇湿地生态系统N、P、K的循环特征

对九段沙(上沙、中沙、下沙)芦苇湿地土壤、植物中N、P、K含量进行了测定,研究其分布规律.结果表明:水平分布上,湿地土壤全量养分与速效性养分含量均是中沙最低,并以中沙为中心向两端递增,速效性养分的这种变化尤为显著.垂直分布上,土壤全N和全K含量的分布规律一致,为上层＞下层＞中层;全P含量分布为中层＞上层＞下层.速效N含量分布为上层＞中层＞下层;速效P含量上层土壤最高,中、下层土壤含量因湿地类型而异;速效K含量多以中层土壤最低,上、下层土壤含量变化不稳定,以不同湿地而异.不同芦苇湿地的土壤速效性养分含量差异显著大于全量养分的差异,0～60 cm深度土壤的全量养分和速效性养分含量排序均为K＞N＞P.中沙湿地植物中养分含量最低,与土壤中营养元素总体水平分布一致;多数芦苇湿地植物中营养元素含量排序为N＞K＞P,与土壤养分含量排序不一致.不同芦苇湿地的吸收系数排序均为N＞P＞K;芦苇湿地利用系数排序为P＞K＞N;循环系数排序为N＞K＞P.     

东北地区芦苇植硅体的变化特征

深入研究芦苇(Phragmites australis)不同生长期植硅体的形态变化规律, 对提高古植被重建精度、探讨植硅体形成机理具有重要意义。该文对东北地区12个样点的芦苇叶片进行研究, 选取长势相近、叶片大小一致的芦苇叶片, 用湿式灰化法提取植硅体并对其进行分类和命名。研究发现, 芦苇植硅体主要有5种类型, 在不同生长期内和不同温湿度组合下, 其植硅体类型组合基本无变化, 说明同种植物的植硅体类型组合具有稳定性, 据此可以有效地恢复古植被; 同时芦苇鞍型植硅体百分含量的峰值出现在7月份, 随后稍有减少, 而芦苇扇型植硅体百分含量和浓度的峰值出现在8或9月份, 谷值在7月份。由此推测芦苇鞍型植硅体的形成可能更多地受控于植物的光合作用和蒸腾作用, 芦苇扇型植硅体的形成可能与机动细胞的支撑作用关系密切。实验结果还表明芦苇植硅体浓度并不是随着时间逐渐积累的, 其在8月份达到峰值, 9月份达到谷值, 因此推测植物植硅体浓度的变化规律可能与植物在不同生长期其自身对硅的需求规律相一致。鞍型植硅体浓度的峰值也出现在8月份, 谷值也在9月份, 其浓度变化与芦苇植硅体总浓度的变化趋势相似。