Pb-Cu复合胁迫对马蔺幼苗生长和生理指标的影响

采用营养液培养法,研究了不同质量浓度Pb-Cu复合胁迫对马蔺[Iris lactea Pall. var. chinensis (Fisch.)Koidz.]幼苗生长和一些生理指标的影响. 结果表明, 处理35 d后, 在50.00 mg·L-1Pb与0.10、 1.00、 10.00 mg·L-1Cu组成的3个复合胁迫处理组中,马蔺幼苗的株高、根长、地上部分和地下部分的鲜质量和干质量、叶片叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)的含量均低于对照组(0.00 mg·L-1Pb-0.01 mg·L-1Cu),叶片SOD和POD活性则显著高于对照组;其中,50.00 mg·L-1Pb-10.00 mg·L-1Cu处理组幼苗的株高、根长、Chla和Chlb含量及SOD和POD活性均最高,地上部分和地下部分的鲜质量和干质量也较高.在100.00 mg·L-1Pb与0.10、1.00、10.00 mg·L-1Cu组成的3个复合胁迫处理组中,100.00 mg·L-1Pb-0.10 mg·L-1Cu处理组幼苗的株高、根长、地上部分和地下部分的鲜质量及干质量、Chla和Chlb含量以及SOD和POD活性基本上都显著高于对照组,100.00 mg·L-1Pb-1.00 mg·L-1Cu处理组中幼苗的株高、地上部分鲜质量和干质量以及叶片的SOD和POD活性也均显著高于对照组;而在100.00 mg·L-1Pb-10.00 mg·L-1Cu处理组中幼苗的株高、根长以及地上部分和地下部分的鲜质量和干质量均最低,Chla和Chlb的含量则显著低于对照组.研究结果表明, 50.00 mg·L-1Pb与较高质量浓度Cu(10.00 mg·L-1)复合处理可在一定程度上缓解Pb胁迫对马蔺幼苗的伤害;而100.00 mg·L-1Pb与较低质量浓度Cu(0.10 mg·L-1)复合处理不但能减轻Pb胁迫对马蔺幼苗的伤害,还有一定的刺激生长的作用;但较高质量浓度的Pb-Cu复合胁迫则加剧了对马蔺幼苗的生长和生理代谢的抑制作用.     

NaCl胁迫对马蔺生长及生理生化指标的影响

采用水培法,以1/2Hoagland溶液为基础培养液,研究了1、2、3、4、6、8和10 g·L-1NaCl胁迫处理对马蔺[Iris lactea Pall.var.chinensis(Fisch.)Koidz.]幼苗部分生长和生理生化指标的影响.结果显示:随NaCl质量浓度的提高,马蔺幼苗的株高和根长、地上部分和根及全株干质量逐渐减小,但在1 g·L-1NaCl胁迫条件下,株高和地上部分及全株干质量均显著高于对照.随NaCl质量浓度的提高和胁迫时间的延长,马蔺幼苗叶片的相对电导率和丙二醛(MDA)含量总体上呈逐渐升高的趋势;其中,用1～4 g·L-1NaCl胁迫处理7或14 d,相对电导率有小幅增加但与对照差异不显著;用1～8 g·L-1NaCl胁迫处理7 d,MDA含量与对照差异不显著.叶片叶绿素和脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性则随胁迫时间的延长呈先升后降的趋势,在胁迫的14或21 d各指标达到最高值.随NaCl质量浓度的提高,脯氨酸含量和SOD活性均不断增加且总体上显著高于对照;叶绿素含量则随NaCl质量浓度的提高出现低浓度升高、高浓度降低的趋势,其中3和4 g·L-1NaCl胁迫处理组叶绿素含量最高;各处理组的可溶性蛋白质含量在处理的第7大或第14天与对照无显著差异,第21天则随NaCl质量浓度的提高呈低浓度升高、高浓度降低的趋势,而第28天则随NaCl质量浓度的提高逐渐降低.总体上看,低质量浓度和短时间的NaCl胁迫对马蔺生长和代谢的抑制作用不明显甚至略有促进作用,而高质量浓度和长时间的NaCl胁迫则具有明显的抑制作用.在实验结束后全部供试植株均存活,结合生长和生理生化指标的测定结果,初步判定马蔺对NaCl胁迫具有较强的耐性.     

Pb胁迫对路易斯安那鸢尾幼苗生长和生理生化特性的影响

采用液体培养法研究了0（CK）、200、400、600和800 mg·L-1Pb胁迫条件下路易斯安那鸢尾（Louisiana Iris）品种‘Professor Neil’幼苗生长,叶片叶绿素含量,叶片和根系的丙二醛（MDA）和脯氨酸（Pro）含量、超氧阴离子自由基（O-·2）产生速率以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性的变化。结果表明：随Pb质量浓度的提高,幼苗的株高、根长、叶片和根系干质量以及耐性指数总体呈逐渐下降的趋势,且总体上显著低于对照（P〈0.05）,但各处理组间差异不显著。幼苗叶片的叶绿素a和b含量均随Pb质量浓度提高而缓慢下降,但仅在800 mg·L-1Pb胁迫条件下叶绿素a含量显著低于对照（P〈0.05）,其余处理组的叶绿素a和b含量及叶绿素a/b比值均与对照无显著差异。叶片和根系的MDA和Pro含量及POD活性均随Pb质量浓度提高逐渐增加,根系的SOD活性则随Pb质量浓度提高逐渐降低;而叶片的SOD活性以及叶片和根系的CAT活性和O-·2产生速率均在200~600 mg·L-1Pb胁迫条件下随Pb质量浓度提高逐渐增加,但在800 mg·L-1Pb胁迫下均不同程度降低,表明路易斯安那鸢尾可通过体内抗氧化酶和相关物质的诱导及合成缓解低浓度Pb胁迫对其造成的毒害作用,而高浓度Pb胁迫对路易斯安那鸢尾的伤害较重。综合分析结果表明：路易斯安那鸢尾具有一定的耐Pb特性和修复Pb污染水体的潜能。     

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.     

海马齿对重金属Pb、Zn胁迫的生长及生理生化响应

重金属污染是当前生态环境保护话题的一个热点,当环境污染后,重金属容易被植物体吸收、富集,阻碍植物的生长发育。海马齿(Sesuvium portulacastrum)是一种生长在海边沙地及河流入海口两岸滩涂地带的多年生肉质草本植物,拥有一套有别于淡土植物的遗传背景和耐盐碱生理机制。为了讨论其抗重金属逆境能力,用1/10的Hoagland营养液配制不同浓度的Zn2+、Pb2+溶液,浓度梯度为0、5、10、25、50μmol·L-1(0μmol·L-1为对照组),在Pb、Zn单因子处理下对海马齿的生物量指标节间长度、鲜重、干重和海马齿生理生化指标叶绿素、丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白和根系活力进行测定,研究其生理活动和生长动态。结果表明:叶片叶绿素含量下降,根系活力降低;同时,高浓度的Pb、Zn离子对海马齿的相对生长率和节间长度存在明显的抑制作用;蛋白质含量显著下降;脯氨酸、可溶性糖、丙二醛能够被诱导且显著升高;但同时,海马齿鲜重和干重并没有显著的变化。说明海马齿对重金属Pb、Zn具有一定的耐受性,为研究海马齿是否可以作为一种净化水源的植物提供理论参考依据。     

干旱胁迫对红花玉兰幼苗生长和生理特性的影响

以1年生红花玉兰幼苗为试验材料,采用称重控制土壤含水量的方法,设置对照(CK)、轻度干旱胁迫(T1)、中度干旱胁迫(T2)和重度干旱胁迫(T3)4个水分处理水平,研究了干旱胁迫对红花玉兰幼苗生长过程中的生长和生理生化指标的影响.结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,红花玉兰幼苗株高、地径和生物量逐渐降低,可溶性蛋白含量逐渐升高,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量在T1处理略有升高,在T2和T3处理明显降低.(2)随着胁迫时间的延长,红花玉兰幼苗叶片组织相对含水量降低,丙二醛含量先升后降再升,脯氨酸含量逐渐升高,保护酶SOD、POD、CAT和APX活性均呈先增加而后降低的变化趋势.研究表明,在不同程度的干旱胁迫条件下,红花玉兰幼苗的生长受到一定程度的抑制,但能够通过调节自身的保护酶系统活性和渗透调节物质含量来减轻干旱伤害,维持植物体的正常生理代谢功能,从而表现出一定的抗旱耐旱潜力.     

柠檬酸和EDTA对铜污染土壤环境中吊兰生长的影响

通过盆栽试验研究了在铜污染条件下,柠檬酸和EDTA作为活化剂对铜污染土壤中吊兰生长状况的影响.结果表明,柠檬酸和EDTA对吊兰富集量的影响与其对土壤中铜的活化能力呈显著性正相关.柠檬酸对土壤铜有较强的活化作用,能够有效提高吊兰对铜的吸收,且在浓度为5mmol/L时效果最为明显,而较高的铜富集量又抑制了吊兰的生长;EDTA对吊兰富集能力的影响相对较弱,对吊兰的生长也无显著影响.相比而言,柠檬酸对铜污染土壤中吊兰生长状况的影响比EDTA大.     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

柠檬酸处理对芒果采后生理活动的影响

有机酸的代谢对植物组织的成熟衰老关系密切,芒果采后用适当浓度的柠苯酸液处理,可明显减缓其采后的生理活动呼吸高峰迟出现,与果成熟密切相关的过氧化物酶、淀粉酶、多酚氧化酶等酶怀推返上升,酶活高峰值也有所下降。但酸液浓度达０．５％上升,酶活高峰值也有所下降。但酸液浓度达０．５％后过氧化物酶、淀粉酶的酶活高峰开始前移,而多酚氧化酶始终维持较低的酶活水平,几乎无酶活高峰出现。     

草酸复合剂对苹果清洗效果及生理特征的影响

以'红富士'苹果为试材,研究了以草酸(OA)为主剂,二氧化氯(ClO2)、氯化钠(NaCl)等为辅剂的清洗剂(10.0 g·L-1 +10.0 g·L-1 NaCl+9 mg·kg-1 OA ClO2+0.02%吐温-20)对果实的清洗效果及采后生理的影响.结果表明:草酸复合清洗剂对'红富士'苹果表面的农药、重金属、菌落的去除率分别达76.39%～83.24%、62.48%～91.29%和80.64%;在(0±1)℃冷藏条件下,草酸复合清洗剂能显著抑制'红富士'苹果呼吸作用和乙烯释放,延缓二者跃变高峰的出现,同时提高了果实超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,有效抑制果实丙二醛(MDA)含量和相对膜透性的升高,从而降低膜脂过氧化程度.研究发现,草酸复合清洗剂既能有效清除苹果表面农药、重金属残留和菌落,又能调控果实的呼吸作用和活性氧代谢等过程来明显延缓采后果实的衰老.     

Pb胁迫对马蔺种子萌发和幼苗根尖细胞有丝分裂的影响

采用水培法研究了不同浓度Pb胁迫对马蔺[Iris lactea Pall. var. chinensis (Fisch. ) Koidz. ]种子萌发及根尖细胞有丝分裂的影响.结果显示,在500～1 500 mg·L-1浓度范围内,随Pb浓度的提高,马蔺种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗根尖细胞有丝分裂指数均呈现出逐渐降低的趋势.经500、1 000和1 500 mg·L-1Pb胁迫处理后,种子发芽势分别仅为对照的52.8%、51.3%和47.2%,种子发芽率分别仅为对照的55.8%、54.3%和46.5%, 种子发芽指数分别比对照降低了55.1%、 56.7%和57.8%, 种子活力指数分别比对照降低了65.4%、 72.0%和79.2%,幼苗根尖细胞有丝分裂指数分别降至对照的28.1%、21.9%和13.5%,且各处理组各指标与对照的差异均达到显著水平(P<0.05),但各处理组间的种子发芽势、发芽率、发芽指数及幼苗根尖细胞有丝分裂指数差异均不显著.研究结果表明,Pb胁迫对马蔺种子萌发及幼苗根尖有丝分裂有显著抑制作用,但马蔺种子萌发和幼苗根尖有丝分裂对浓度高于500 mg·L-1的Pb胁迫反应不敏感.     

NaHCO3胁迫对喜盐鸢尾和马蔺生长及解剖结构的影响

采用营养液培养法,研究了不同浓度(1、3、5和7 g.L-1)NaHCO3对喜盐鸢尾(Iris halophila Pall.)和马蔺〔I.lactea var.chinensis(Fisch.)Koidz.〕株高、叶数、叶宽、根长和根数的影响,并采用石蜡切片法观察了NaHCO3胁迫后二者叶及根解剖结构的变化。结果表明:用1～7 g.L-1NaHCO3处理4周,喜盐鸢尾和马蔺的生长指标均持续增加,但各指标的周增长量差异较大且总体上随NaHCO3浓度提高而降低。在1和3 g.L-1NaHCO3胁迫条件下,二者所有指标的周增长量均随胁迫时间延长而增加;而在5和7 g.L-1NaHCO3胁迫条件下,随胁迫时间延长,二者的株高和叶数及马蔺叶宽的周增长量均逐渐降低,二者根数及喜盐鸢尾叶宽的周增长量则逐渐增加,但二者根长的周增长量在第1至第3周逐渐增加、第4周则有所降低。多数情况下二者大部分指标的周增长量均低于对照,仅在1和3 g.L-1NaHCO3胁迫条件下部分时间段喜盐鸢尾株高、叶数、叶宽、根长和根数的周增长量高于对照;且总体上看,喜盐鸢尾各指标的周增长量均大于马蔺,二者地下部各生长指标的周增长量大于地上部。观察结果表明:二者的解剖结构有一定差异,马蔺叶肉细胞层数多于喜盐鸢尾;用7 g.L-1NaHCO3处理28 d,二者根和叶片的解剖结构均未有明显的损伤性变化,仅表现为根系和叶片表皮细胞壁加厚、根皮层内大部分薄壁细胞破裂形成通气组织。研究结果显示:较低浓度NaHCO3对喜盐鸢尾和马蔺的生长无明显抑制作用,但较高浓度NaHCO3则能延缓二者的生长,且对地上部的影响大于地下部;喜盐鸢尾和马蔺对NaHCO3胁迫均有较强的耐性,且前者的耐性大于后者。     

马蔺（Iris lactea var.chinensis）抗盐生理特性的研究

采用溶液培养的方法,对马蔺（Iris lactea var.chinensis）耐盐生理特性进行了研究。结果表明,NaCl胁迫使马蔺叶片中叶绿素含量减少,干物质累积下降,株高降低;使叶片中活性氧产生速率增加,细胞膜质过氧化加剧,致使MDA含量和电解质渗透率增大,并且随着胁迫时间的延长和浓度的增加,对马蔺的生长影响就越严重。渗透调节物质脯氨酸和可溶性蛋白在马蔺抗盐特性中发挥了很重要的作用。     

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。     

Pb、Cd单一及复合胁迫对花菖蒲幼苗生长及部分生理指标的影响

采用液体培养法研究了Pb、 Cd单一胁迫及Pb-Cd复合胁迫(500 mg·L-1Pb、 25 mg·L-1Cd、 500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd)对花菖蒲(Iris ensata Thunb. var. hortensis Makino et Nemoto)幼苗生长和部分生理指标的影响.结果显示,在500 mg·L-1Pb单一胁迫条件下,花菖蒲幼苗地上部分(叶片)和地下部分(包括根茎和根系)的干质量及耐性指数与对照差异不显著(P>0.05);而在25 mg·L-1Cd单一胁迫和500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd复合胁迫条件下,幼苗地上部分和地下部分的干质量及耐性指数显著下降(P<0.05), 其中耐性指数分别仅为0.86和0.79.在500 mg·L-1Pb单一胁迫条件下,叶片中的光合色素(包括叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素)含量和地下部分的丙二醛(MDA)含量显著高于对照,地上部分的MDA含量显著低于对照,而过氧化物酶(POD)活性则与对照差异不显著;在25 mg·L-1Cd单一胁迫条件下,叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量显著低于对照,类胡萝卜素含量和地上部分的MDA含量以及地上部分和地下部分的POD活性均显著高于对照,而地下部分的MDA含量与对照差异不显著;在500 mg·L-1Pb-25 mg·L-1Cd复合胁迫条件下,叶片中的光合色素含量均显著低于对照,地上部分和地下部分的MDA含量和POD活性均显著高于对照,其中MDA含量分别是对照的1.7和2.7倍、POD活性分别是对照的2.5和3.4倍.研究结果表明,花菖蒲幼苗对500 mg·L-1Pb单一胁迫具有一定的耐受性;在复合胁迫条件下Pb和Cd具有协同作用,对花菖蒲幼苗的生长和代谢有显著的抑制作用.     

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。