植物对二氧化硫的反应和抗性研究 Ⅵ二氧化硫伤害与类脂过氧化物的增生

植物整株或叶片接触SO_2气体或HSO_3~-溶液,在发生伤害的情况下,引起叶内能与硫代巴比妥酸(TBA)起作用的物质(TBA-RS)增生,伤害程度与TBA-RS增加量在一定范围内呈线性相关。TBA-RS的增生,和乙烷产生一样,进一步说明SO_2伤害与膜脂过氧化有关,由HSO_3~-引起的TBA-RS增加,和乙烷产生以及K~+外渗类似,也随pH而变化,即在酸性环境中增加多,接近中性时降低;但TBA-RS与pH的关系曲线高峰值在pH5左近,与依赖于pH的乙烷、K~+外渗的曲线高峰值在pH3～4有所不同。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅱ.质膜透性的变化和二氧化硫伤害

质膜透性的改变和二氧化硫伤害密切相关。当二氧化硫浓度超过伤害阈值时,叶组织的离子渗漏大量增加。渗漏越多,以后出现的可见伤害症状亦趋严重。如二氧化硫浓度在阈值之下,则膜透性基本不变。质膜受损表现为伤害的前奏,膜透性增加引起离子平衡的破坏可能是二氧化硫伤害的一个原因。接触二氧化硫时透性的变化可作为不同种和品种抗性强弱的指标。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究 Ⅰ.人工控制熏气条件下植物的急性伤害和相对抗性

应用动式熏气装置在人工气候室内进行了19种农作物和38种观赏植物的SO_2熏气试验。观察了叶伤害的初始症状、进一步的发展和形态特征。试验表明植物对SO_2的抗性随生长发育时期而变化,同一种植物的不同品种之间的敏感性差异也很大。根据伤害阈值的测定和受害程度的不同,把试验植物分为四个抗性级别。这些资料可应用于植物SO_2伤害的田间诊断和污染区栽培植物种类和品种的选择。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅴ.植物对二氧化硫抗性与pH的相关性

以H_2SO_3溶液处理小麦苗切段作为模式系统,以乙烷产生、K~ 外渗和叶绿素破坏作为组织受损伤的指标,研究了pH对植物受SO_2伤害的影响。试验结果指出,当处理溶液的pH值降低时,组织受害加重。pH主要是由于对溶液中存在的SO_3~(2-)、HSO_3~-和不解离的H_2SO_3分子这三种形式的分配的影响而起作用的。在pH2～5范围内HSO_3~-占优势,组织受害重;pH>5,溶液中存在的离子主要是SO_3~(2-)受害轻;pH<2,溶液中最多的是H_2SO_3,出现的严重损伤是由于强酸性引起,而不是由于H_2SO_3本身的作用。伤害和pH的关系曲线与依赖于pH的HSO_3~-分配曲线非常一致,高峰都在pH3～4,但和SO_3~(2-)s或不解离的H_2SO_3分子的分配曲线迥然不同。HSO_3~-是起毒害作用的主要因素,而SO_3~(2-)及H_2SO_3分子的毒性不大。     

绿化树木的二氧化硫急性伤害和相对抗性

在人工气候室的控制条件下应用动式熏气装置,进行了71种上海常见树木的熏气试验。观察了各种树木的叶伤害特征和抗性的季节变化,根据伤害阀值,把试验植物的相对抗性分为5个等级。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅲ.植物接触二氧化硫和应激乙烯的产生

应用动式熏气装置,研究了SO_2对小麦、水稻、辣椒、蕃茄和紫花苜蓿等植物体内乙烯产生的影响。所有供试植物接触二氧化硫时,如其浓度超过伤害阈值,在出现可见伤害症状之前,体内乙烯产生就显著增加;浓度提高,乙烯量也增多;伤害严重时,并伴有乙烷产生。如果二氧化硫浓度在阈值之下,植物可长期忍受而不发生可见伤害症状的情况下,根据供试植物的反应可分为两类:一类如辣椒,蕃茄,乙烯并不增加,甚至稍有降低趋势;另一类如小麦、水稻和紫花苜蓿,只要接触二氧化硫,就有乙烯增生,不论以后是否出现可见伤害症状。这说明应激乙烯的产生不完全是伤害的后果。从试验结果推测植物体内乙烯的产生可区别为三种水平,即基础乙烯——应激乙烯——伤害乙烯,如伤害严重到一定程度,则还有乙烷的产生,乙烯和乙烷的产生有互相消长的关系。     

二氧化硫剂量与植物急性伤害关系

应用大气污染植物动态反应模拟装置系统测定了菜豆和苜蓿的SO_2剂量-反应关系。这2种植物对SO_2有类似的敏感性,0.5ppmSO_2×4小时产生可见伤害症状。苜蓿在2.0ppm×4小时出现50％的叶片可见伤害;菜豆在1.0ppm×8小时显示出50％的叶片可见伤害,2.0ppmSO_2×12小时引起100％的叶片可见伤害。 剂量-反应表面图的形状表明,菜豆和苜蓿出现可见伤害症状需要一定的暴露间隔。SO_2剂量和可见伤害率之间不成线性关系。SO_2浓度和暴露时间对叶片可见伤害率都有影响,两者相比,就菜豆而言,浓度是更重要的因素,但是对苜蓿,浓度和时间是同等重要的。     

二氧化硫和乙烯对芝麻伤害的增效作用

城市和工矿区的大气污染物很少单一存在。当两种或两种以上的污染物同时存在时,它们对植物的作用比单一存在时复杂。例如二氧化硫和臭氧的复合污染对植物的伤害表现增效作用(Menser和Heggested 1966,Heck 1968)。二氧化硫的污染源比较普遍,它和乙烯同是某些石油化工企业排放的主要污染物。这二种气体的复合污染对植物的作用如何,尚未见诸报导。已知植物受二氧化硫伤害时,植物内源乙烯的产生显著增加(马场等1976,Peiser等1978,Bressan等1979,Wilson等1978,李振国等1980)。有一些植物如小麦、水稻等,只要接触二氧化硫,即使在不出现可见伤害的情况下,也有应激乙烯产生(李振国 1980)。因此无论从外部的复合影响或从内部的相互关系来看,这一问题都有一定意义。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅳ.HSO_3~-对麦苗切段的伤害与乙烷产生的关系

小麦幼苗切段接触HSO_3~-,浓度超过一定阈值时,乙烷大量产生,组织差别透性受损(K~ 外渗增加),叶绿素破坏;其中乙烷增加快,反应灵敏,变幅显著。HSO_2~-浓度在0.5～100毫克分子范围内,乙烷生成随HSO_3~-浓度增高成比例地增加,可以作为组织伤害的定量指标。在这个系统中,乙烯生成量低,而且随HSO_3~-增加而减少。叶绿素破坏需要较高浓度、较长时间的作用。由于麦苗切段对HSO_3~-的反应与整株植物受SO_2伤害的反应基本相同,所以可作为研究植物SO_2伤害的模式系统。     

二氧化硫对蚕豆叶片伤害类型的研究

二氧化硫熏气处理后对蚕豆（ＶｉｃｉａｆａｂａＬ．）叶片的伤害可划为３种类型,即不可见伤害、可逆的可见伤害以及不可逆伤害。采用动态熏气的方法初步估计了３类伤害的阈值,不可见伤害阈值小于１３１．２μｇ／ｍ￣３×８ｈｓ,可见伤害阈值为１３２２．８μｇ／ｍ￣３×２ｈｓ,１３２２．８μｇ／ｍ￣３ＳＯ＿２处理时不可逆伤害阈值介于１６ｈｓ（累积小时数,下同）和２４ｈｓ之间,而以７７５．０μｇ／ｍ￣３ＳＯ＿２处理时,则介于３２ｈｓ和４０ｈｓ之间。认为超氧化物歧化酶活性作为不可见伤害和不可逆伤害的指标较为适宜,可见伤害阈值则可沿用传统的５％伤害叶面积作指标。     

几种氧化酶活性与植物对二氧化硫抗性的研究——植物受SO2污染后有无不可见伤害的商榷

分别用含100和200 ppm SO_2(不致引起可见伤害)的两种亚硫酸溶液,连续40天,每天一次定量喷射大猪屎青(Crotalaria assamica Benth.)后,抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶和过氧化物酶均比对照有较高的酶活性。再用250、275和300 ppm的SO_2(可引起可见伤害浓度)浸泡30秒,以比较其出现可见伤害程度,结果发现,其伤害程度均依次比对照的为重,这一结果表明,经低浓度SO_2喷射过的大猪屎青已有了潜在的伤害,因此认为,大猪屎青对SO_2的反应中,不可见伤害或隐藏伤害是存在的,同时还认为,大猪屎青受到低于可见伤害浓度的SO_2污染后,酶活性的增高(或降低)是不可见伤害或隐藏伤害的标志。     

双链RNA和植物对病毒的抗性

双链RNA能诱导转录后的基因沉默,是生物抵御病毒入侵、维持自身基因稳定的一种自我保护机制.把源自病毒的基因构建成反向重复结构转入植物体内,其转录出的RNA会通过分子内序列互补形成双链,将入侵病毒的同源序列降解,使转基因植株获得对病毒的高抗性.RNA干扰型抗病毒转基因植株中,转病毒基因的mRNA不存在或存在量很少,也不会翻译成有功能的病毒蛋白,因此不存在病毒RNA重组、异源包装及协生作用的潜在风险,具有较高的生物安全性.双链RNA抗病毒转基因正在成为一种高效、安全的植物抗病毒策略.     

几种氧化酶活性与植物对二氧化硫抗性的研究——植物本底及受污染后酶活性大小与抗性的关系

对27种不同抗性等级植物本底(未经污染处理的正常植物)多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶活性测定结果,植物本底多酚氧化酶活性与抗性有呈负相关的趋势,抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶活性大小与抗性不具规律性。 对植物受不同浓度SO_2污染后酶活性变化分析结果看出,蚬木(抗性植物)和汗斑草(敏感植物)在浓度达受阈前,多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶均有随浓度的升高而酶活性逐渐增大的趋势,仅是不同的酶其活性高峰在不同浓度梯度中出现迟早不同而己。在污染浓度达受伤阈后,随着浓度的继续增大,酶活性逐渐下降。而白蝉(抗性植物)和大猪屎青(敏感植物)有的酶具有规律性,有的酶不具有这种规律性。 用使可见伤害达50％的SO_2污染汗斑草后4小时(一次污染),过氧化物酶活性为0.34(未受污染的为12.69),仅为未受污染的2.68％,降低了97.32％,但24小时后为7.68,为未受污染的60.52％,比受污染后4小时提高了57.84％,72小时后为8.52,为未受污染的67.13％,比受污染后4小时提高了65.45％。多酚氧化酶亦具有这种规律性。说明二氧化硫对这两种酶的抑制作用是可逆的。     

二氧化硫污染对植物影响的研究进展

20多年来 ,关于SO2 污染对植物伤害症状、生长发育、生理生化的影响以及伤害机理的研究获得了长足的发展。研究成果应用于大气SO2 的监测和评价 ,以及抗污树种的筛选。对目前刚开始的SO2 与NOx、O3 等复合污染和酸沉降对植物影响的研究 ,将会成为今后研究的主导方向。     

植物对二氧化硫的反应和抗性研究——Ⅶ.SO_2熏气对小麦叶片过氧化物酶的影响

小麦叶片的过氧化物酶活性随年龄增大而上升,同工酶谱也随不同叶层叶龄的增大而加强,并出现新的酶带。 SO_2熏气促进小麦叶片的过氧化物酶活性,不同层次叶片比较,幼嫩叶片促进程度比老叶大些。SO_2熏气对小麦叶片过氧化物酶同工酶的某些酶带有加强作用,并能诱导产生新的酶带。同一叶片的前半叶伤害比后半叶重,过氧化物酶活性也以前半叶为大,说明过氧化物酶活性的提高与伤害有一定关系。     

叶片组织结构特征对氯气、二氧化硫的抗性研究

为研究叶片组织结构和植物对大气污染的抗性关系,本文对75种植物叶片的解剖结构进行了观察,并测量了它们的形态指标。初步结论如下:(1)早生结构的叶片,表现为叶较厚、角质层厚等,对大气污染具较强的抗性;(2)具发达贮水组织的肉质叶,抗性较强;(3)阴生结构叶片,如叶较薄、纸质或柔软者,多是敏感植物;(4)在少数科中,如桑科、赤铁科,夹竹桃科等有不少种类属抗性植物;(5)在污染条件下,气孔开放度对植物的伤害有重要影响;(6)栅栏组织细胞层数,栅栏组织厚度和叶片厚度之比,对植物的敏感性没有直接相关关系;(7)叶片解剖结构特征,在评价植物对大气污染的抗性有其局限性。