纳米管和镉对蚕豆幼苗根系的毒害效应

以蚕豆幼苗为实验材料,采用水培法研究不同浓度(0、2、4、8、16 mg·L~(-1))羟基化多壁碳纳米管(MWCNTs-OH)与10μmol·L~(-1)镉(Cd)单一和联合作用对蚕豆幼苗根系生长、生理及Cd含量的影响。结果表明:(1)单一MWCNTs-OH处理下,随着MWCNTs-OH浓度(2～8 mg·L~(-1))的增加,蚕豆的根长度增加,且■产生速率增加的同时会伴随着SOD、POD活性升高。(2)单一Cd处理的幼苗根系MDA含量和■产生速率均高于对照,其中■产生速率较对照增加了1.98倍。(3)MWCNTs-OH联合处理诱导了蚕豆根■的产生和MDA含量增加,16 mg·L~(-1) MWCNTs-OH和Cd共同作用对蚕豆幼苗根的损伤最大,会促使部分根尖细胞受损脱落,Cd含量明显下降。研究发现,低浓度MWCNTs-OH可促进蚕豆的根生长,降低Cd的毒性;高浓度MWCNTs-OH(16 mg·L~(-1))和Cd对蚕豆幼苗根的致毒性表现为协同效应。     

紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆的化感效应

外来入侵植物可以通过淋溶、自然挥发、根系分泌和植株凋落物分解等途径向周围环境释放化感物质,抑制伴生植物的生长、发育。该研究以不同浓度紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)叶片水浸液处理蚕豆(Vicia faba)种子,研究紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖细胞微核、染色体畸变、细胞凋亡、蚕豆幼苗叶片叶绿素和N含量、光合生理特性、生物量的影响。结果表明:(1)紫茎泽兰叶片水浸液处理显著抑制蚕豆根尖的伸长和细胞的有丝分裂,并诱导蚕豆根尖细胞染色体畸变和细胞微核的产生,有丝分裂指数随着叶片水浸液浓度增加而减小,根尖细胞微核率随叶片水浸液浓度增加而增大,高浓度叶片水浸液处理对蚕豆根尖细胞的凋亡及坏死有明显影响。(2)紫茎泽兰叶片水浸液处理引起蚕豆幼苗叶片的叶绿素和N含量显著降低,并导致蚕豆幼苗最大净光合速率和生物量的显著下降。总之,紫茎泽兰叶片水浸液可能引起蚕豆根尖的氧化损伤和抑制根尖的伸长,且叶片水浸液的抑制作用呈现一定的剂量效应。紫茎泽兰叶片水浸液对蚕豆根尖的损伤和抑制作用可能影响了植株对氮素的吸收,进而对蚕豆幼苗光合生理表现以及生物量积累产生显著负面效应。     

Cd2+对蚕豆根生长发育的影响

目的探明Cd^2＋对蚕豆根生长发育的影响及其规律,为培育耐Cd^2＋新品种提供一定的科学依据。方法以不同浓度的Cd^2＋处理蚕豆根,然后在不同时间检测其色泽、弯曲程度和长度变化,同时利用改良的苯酚品红染色,在显微镜下观察根尖细胞的有丝分裂。结果当Cd^2＋浓度〈10μmol／L时,它能促进根的生长和细胞有丝分裂,但对根的色泽和弯曲程度的影响不明显。在Cd^2＋的浓度〉10μmol／L后,则逐渐使根色泽加深,弯曲程度增大,细胞有丝分裂指数下降,生长减慢。结论Cd^2＋对蚕豆根生长发育有影响,其影响的程度与Cd^2＋的浓度和处理时间有关。     

钼磷钾协同提高蚕豆产量的生理基础初探

钼酸铵浸种和在花荚期喷施磷酸二氢钾可显著提高蚕豆干物质、叶绿素含量及光合效率。但多元素混合后对蚕豆的生长及增产的生理基础的影响报道尚少。本文在大面积单施钼肥和磷钾复合肥提高蚕豆产量的基础上,研究了微量元素钼和大量元素磷钾混施对蚕豆根瘤生长状况、植株碳氮含量和光合作用的影响。     

间作减轻蚕豆枯萎病的微生物和生理机制

通过田间小区试验,研究了小麦与蚕豆间作对蚕豆枯萎病发病率、病情指数、根际镰刀菌数量、蚕豆根系抗氧化酶活性和膜质过氧化的影响.采用Biolog ECO板分析了根际土壤微生物的代谢功能多样性,通过高效液相色谱(HPLC)测定了蚕豆根际土壤中酚酸含量.结果表明: 与单作蚕豆相比,小麦与蚕豆间作有降低蚕豆枯萎病发病率的趋势;发病盛期和发病末期,间作使蚕豆枯萎病的病情指数比单作显著降低15.8%和22.8%,明显提高了蚕豆根际微生物活性(AWCD值),根际微生物的Shannon多样性指数显著提高4.4%和5.3%,丰富度指数显著提高19.4%和37.1%.主成分分析表明,发病盛期和发病末期,间作明显改变了蚕豆根际微生物的群落结构,蚕豆根际镰刀菌数量分别降低53.8%和33.1%;并显著降低了蚕豆根际土壤中对羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、阿魏酸、苯甲酸和肉桂酸的含量.发病盛期和发病末期,间作蚕豆根系的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别显著提高了20.0%、31.3%和38.5%、66.7%,丙二醛(MDA)含量显著降低36.3%和46.3%;发病初期间作对蚕豆根系的POD、CAT酶活性和MDA含量无显著影响.小麦与蚕豆间作显著提高了蚕豆根际微生物的活性、多样性和根系抗氧化酶活性,降低了蚕豆根际土壤中酚酸含量和膜质过氧化程度,减少了土壤镰刀菌的数量,从而提高了蚕豆对枯萎病的抗性,降低了枯萎病的危害程度.     

不同磷水平下小麦-蚕豆间作根系形态的变化及其与内源激素的关系

采用水培方法,研究了不同磷水平下小麦-蚕豆间作体系根系形态变化及其与内源激素的相关关系。结果表明: 与单作小麦相比,在低磷(1/2P)水平下,小麦-蚕豆间作能显著增加小麦的根长,显著减少小麦根系的平均直径,显著增加根系的表面积;在常规磷(P)水平下,间作能显著降低小麦根系的平均直径,有增加小麦根长和根表面积的趋势;与单作蚕豆相比,间作能明显促进蚕豆根系的增长,同时增加蚕豆根表面积。在1/2P水平下,间作能显著提高小麦和蚕豆根系中的生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)含量;在P水平下,间作能显著提高小麦根系中的IAA、ABA和JA含量,单、间作小麦根系中的SA含量没有显著差异,间作显著增加了蚕豆根系中ABA和SA含量,单、间作蚕豆根系中的IAA和JA含量无显著差异。单作条件下,小麦和蚕豆根系中的内源激素(IAA、ABA、SA和JA)含量与其根系形态(根长、根平均直径和根表面积)无显著相关性;间作条件下,小麦和蚕豆根系中的IAA含量与根长和根表面积之间存在明显的正相关关系。由此可见,小麦-蚕豆间作能够诱导小麦和蚕豆根系IAA的增加。这种变化可能是驱动间作系统根系形态变化的重要因子。     

钴在蚕豆中的积累分布及其对叶片光合作用和抗氧化酶活性的影响

以6叶期蚕豆(Vicia faba L.)幼苗为材料,用不同浓度钴(0、20、40、80、120mg·kg-1)土培处理14d,研究不同浓度钴处理对蚕豆体内钴的富集和分布特征,以及叶片光合色素含量、叶绿素荧光参数、光合作用参数、生长指标和POD、SOD、CAT活性的影响。结果显示:(1)蚕豆的根、茎、叶均能吸收一定量的钴,但不同器官间积累量有显著差异,并表现为根叶茎,且在不同钴浓度处理下根吸收量也存在显著差异。(2)不同浓度钴处理下,蚕豆叶片叶绿素(a、b)含量、气孔导度(Gs)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fv/F0)等参数与对照组相比表现出0~40mg·kg-1浓度下促进,40~120mg·kg-1浓度下抑制,而净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)以及光系统Ⅱ最小荧光(F0)、最大荧光(Fm)表现为在0~80mg·kg-1浓度下促进,80~120mg·kg-1浓度下抑制,蒸腾速率(Tr)和类胡萝卜素含量则在各浓度下一直表现为促进,并且以上光合作用相关参数与对照组相比都在40mg·kg-1浓度下促进作用达到最大。(3)蚕豆幼苗的根长、株高、生物量以及抗氧化酶POD、SOD和CAT活性均随着钴浓度增加表现出先升高后降低的趋势。研究表明,蚕豆的根、茎、叶均能积累钴,且吸收量有随土壤钴浓度增加而增加的趋势,但以根部的富集能力最强、积累量最大;低浓度钴可以诱导蚕豆中抗氧化酶活性增强,促进其叶片光合色素含量、光合作用效率提高和植株生长发育,而高浓度钴则表现出相反趋势,抑制蚕豆的光合效率和生长发育。     

外源甘草酸对NaCl胁迫条件下甘草幼苗生长、根部甘草酸含量以及几种与盐胁迫相关生理指标的影响

50和100mmol·L-1NaCl有利于甘草幼苗根部甘草酸积累。在200mmol·L-1NaCl胁迫下喷施甘草酸(5mmol·L-1),可以明显促进根的生长,提高叶片中叶绿素含量和叶绿素荧光参数Fv/Fm,降低叶片电导率、可溶性糖和脯氨酸含量,增加根部甘草酸含量。     

盐胁迫对竹柳幼苗生理响应及结构解剖的研究

为了解盐胁迫对竹柳(Salix spp.)幼苗生长的影响,采用土培方法,对NaCl胁迫下半年生竹柳扦插苗的成活率、生理响应和根叶部结构进行研究。结果表明,在0.25%Na Cl胁迫(轻度盐胁迫)下竹柳能正常生长,而在0.5%NaCl(中度、重度盐胁迫)下生长受到抑制,推断竹柳的耐盐阈值是0.5%。随着NaCl浓度的增大,叶片相对含水量、叶绿素a含量、叶绿素总含量和叶绿素a/b均呈下降趋势;但叶绿素b含量、脯氨酸含量和MDA含量呈升高趋势。在轻度盐胁迫下,叶片SOD活性和可溶性蛋白含量均升高,在中、重度盐胁迫下显著下降。从根叶解剖结构来看,叶片、角质层、栅栏组织厚度和根部周皮和直径在轻度盐胁迫时最大,但在中度盐胁迫时叶片栅栏组织细胞长度减小且排列越来越疏松,根部输导组织细胞不正常。这表明竹柳在轻度胁迫时具有一定的耐盐性,但在中高度盐胁迫下生长不良。     

沙地云杉生态型对干旱胁迫的生理生态响应

采用干旱胁迫处理不同生态型沙地云杉幼苗,对其主干高生长、丙二醛(MDA)、脯氨酸和叶绿素含量进行了测定．结果表明,沙地云杉幼苗高生长明显受到干旱胁迫的抑制,绿果型沙地云杉在水分条件良好的情况下,高生长迅速,明显高于紫果型沙地云杉．随着干旱胁迫强度的增强,其高生长受抑制的程度高于紫果型沙地云杉．红果型沙地云杉处于二者之间．同时干旱胁迫也影响沙地云杉生长进程,使得其封顶时间提前一个多月．MDA含量无论在叶还是根中呈上升趋势,只是在土壤含水量在10％左右出现轻度胁迫时略有下降;叶片中MDA含量明显高于根中;从不同生态型来看,紫果型沙地云杉体内MDA含量高,绿果型低且具有较大的变化幅度．脯氨酸含量随干旱胁迫强度增加而增加;绿果型沙地云杉根部脯氨酸含量在处理4之前高于另外两种生态型．叶绿素的变化规律,紫果型和红果型沙地云杉基本相同,只是红果型含量略微低于紫果型．其叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量都是开始逐渐升高;随着胁迫强度增加,叶绿素含量下降;绿果型沙地云杉叶绿素含量总体上都呈下降趋势,只有叶绿素b含量在胁迫初期有所增加．从叶绿素a／b值出现下降趋势,但不同生态型表现不一样．绿果型沙地云杉由最高下降到最低,紫果型沙地云杉下降幅度较小,红果型介于二者之间．表明不同生态型沙地云杉抗旱能力不同,紫果型>红果型>绿果型．     

铜胁迫对玉米幼苗生长、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的影响

本文研究了铜(Cu)胁迫下玉米(Zea mays)幼苗生长、叶绿素含量、叶绿素荧光参数和抗氧化酶活性的变化。研究结果表明, 5~20 μmol.L-1 Cu处理10天明显抑制玉米幼苗根系生长, 并减少玉米幼苗的干物重, 以及增加玉米幼苗地上部和根系含Cu量; 玉米幼苗吸收的Cu大部分积累在根系, 在地上部分布较少。Cu处理还降低玉米叶片的叶绿素含量和Fv/Fm、ETR、qP和qy值。在10天的Cu处理期间, 根系中SOD、POD、CAT和GR活性呈现先上升后下降的趋势。而叶片中的SOD、POD、CAT和GR活性在处理前期不受Cu胁迫的显著影响, 处理后期则因Cu胁迫而增强。实验表明抗氧化酶在抵御过量Cu引起的氧化胁迫中发挥了一定的作用。     

Growth and photosynthesis of pea plants under different iron supply

Soil conditions, leading to iron deficiency or toxicity, are widespread in nature. Our objective was to study the effect of Fe supply, ranging from complete deficiency to excess, on growth and on some photosynthetic indices of pea plants. Both iron deficiency and toxicity decreased shoot and root growth. Complete deficiency resulted in a lower shoot/root ratio and a higher content of dry biomass per unit of fresh biomass in roots, while iron excess led to higher content of dry biomass per unit of fresh biomass in shoot. Complete deficiency was also characterized by low chlorophyll and carotenoid content, elevated ratios of chlorophyll a/chlorophyll b and carotenoids/chlorophylls, a drop of photosynthetic rate per leaf area, and an increase of photosynthetic rate per chlorophyll. The stomatal resistance substantially increased, while the transpiration rate decreased. Smaller changes in stomatal resistance and transpiration rate, but not in photosynthetic rate per leaf area, were found under partial iron deficiency and under excess of iron. In the first case, the chlorophyll content decreased, while in the second it increased. The maximum efficiency of photosystem II was unaffected by iron supply. Even when no genetic or experimental differences existed, changes in growth, pigment content and photosynthesis due to variation of Fe supply depended on the type and severity of the imposed stress, as well as on the studied parameter. A combination of indices described better the effect of iron supply, especially when small differences were characterized.     

Hg^2＋对金银莲花根和叶片的伤害

研究了汞离子胁迫下金银莲花〔Ｎｙｍｐｈｏｉｄｅｓｉｎｄｉｃａ（Ｌ．）Ｋｕｎｔｚｅ〕根受害情况、根部过氧化物酶活性和新叶叶绿素含量的变化。根部受害程度随汞离子浓度升高和处理时间的延长而加重。低浓度Ｈｇ２＋短时间处理后根过氧化物酶活性升高,而高浓度Ｈｇ２＋长时间处理后根过氧化物酶活性下降,且随着Ｈｇ２＋浓度的升高或处理时间的延长过氧化物酶活性均呈下降趋势。新叶叶绿素含量对Ｈｇ２＋胁迫的反应与根过氧化物酶活性的变化相似。     

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.     

Mycorrhizal fungi increase salt tolerance of Strophostyles helvola in coastal foredunes

A greenhouse study was conducted to determine the effects of increasing concentrations of salt (NaCl) solutions applied to the soil containing mycorrhizal and non-mycorrhizal plants of the leguminous species Strophostyles helvola (L.) Ell. The dry weight of roots and shoots and leaf chlorophyll content of S. helvola plants decreased with an increase in the concentrations of salt solutions. Although increasing salt concentrations promoted hyphal growth in mycorrhizal plants, the percent uncolonized root surface, arbuscules and vesicles decreased. An increase in the concentration of salt solutions did not decrease the number of root nodules. The data clearly showed evidence of significantly higher chlorophyll content, shoot dry weight and number of root nodules in mycorrhizal than non-mycorrhizal plants. High salt concentrations had a negative effect on the growth of S. helvola plants but the negative effects were partially mitigated by the presence of mycorrhizal fungi.     

Exogenous nitric oxide enhances cadmium tolerance of rice by increasing pectin and hemicellulose contents in root cell wall

To study the mechanisms of exogenous NO contribution to alleviate the cadmium (Cd) toxicity in rice (Oryza sativa), rice plantlets subjected to 0.2-mM CdCl₂ exposure were treated with different concentrations of sodium nitroprusside (SNP, a NO donor), and Cd toxicity was evaluated by the decreases in plant length, biomass production and chlorophyll content. The results indicated that 0.1 mM SNP alleviated Cd toxicity most obviously. Atomic absorption spectrometry and fluorescence localization showed that treatment with 0.1 mM SNP decreased Cd accumulation in both cell walls and soluble fraction of leaves, although treatment with 0.1 mM SNP increased Cd accumulation in the cell wall of rice roots obviously. Treatment with 0.1 mM SNP in nutrient solution had little effect on the transpiration rate of rice leaves, but this treatment increased pectin and hemicellulose content and decreased cellulose content significantly in the cell walls of rice roots. Based on these results, we conclude that decreased distribution of Cd in the soluble fraction of leaves and roots and increased distribution of Cd in the cell walls of roots are responsible for the NO-induced increase of Cd tolerance in rice. It seems that exogenous NO enhances Cd tolerance of rice by increasing pectin and hemicellulose content in the cell wall of roots, increasing Cd accumulation in root cell wall and decreasing Cd accumulation in soluble fraction of leaves.     

硝基苯酚胁迫下外源褪黑素对水稻幼苗生长及生理特性的影响

采用液体培养实验方法,研究硝基苯酚胁迫对水稻(Oryza sativa L.)幼苗生长、抗氧化特性、光系统Ⅱ(PSⅡ)光合特性的影响,以及添加外源褪黑素对缓解硝基苯酚胁迫的作用。结果显示,随着硝基苯酚胁迫浓度的升高,水稻幼苗株高、根长、地下部干重、地上部干重、全株干重和叶片PSⅡ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]、光化学淬灭系数(q P)、PSⅡ电子传递速率(ETR)、叶绿素含量均有所下降,而叶片非光化学淬灭系数(qN、NPQ)上升;同时,根系活性氧[过氧化氢(H_2O_2)和超氧阴离子(O·-2)]积累量、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性,以及渗透调节物质(可溶性蛋白和可溶性糖)含量呈先升高后降低的趋势。在非硝基苯酚胁迫下,与对照组相比,添加外源褪黑素显著提高了幼苗地下部干重、根系可溶性糖含量和SOD活性、叶片PSⅡ光化学效率和叶绿素含量。与单独添加硝基苯酚处理相比,硝基苯酚+褪黑素复合处理显著缓解了硝基苯酚胁迫对幼苗生长、叶片PSⅡ光化学效率和叶绿素合成的抑制作用;降低了根系活性氧水平、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量。研究结果表明添加外源褪黑素能够显著缓解硝基苯酚胁迫对水稻幼苗生长、根系活性氧水平、抗氧化酶活性、叶片PSⅡ光化学效率及叶绿素合成的不良影响,提高水稻幼苗对硝基苯酚胁迫的适应性。     

土壤水分胁迫与遮荫对生姜生长特性的影响

水分胁迫使生姜叶片叶绿素含量降低,叶片气孔密度及气孔面积减小,根系活力下降。根系伤流量减少,在相同土壤水分条件下,遮光使叶片叶绿素含量增加。气孔密度减小,叶片上表皮气孔变大,而下表皮气孔变小。根系活力增强,水分胁迫显著影响生姜的生长与产量,但不同水分条件下,光强对生姜生长与产量的影响不同,正常供水条件下,生姜在自然光照条件下生长较好,产量较高;水分胁迫条件下,生姜在遮荫条件下生长较好,产量较高。