重金属镉（Cd）和增强UV—B辐射复合对大豆生长和生理代谢的影响

研究了大豆的生长、生物量、抗氧化酶活性和吲哚乙酸（IAA）氧化酶活性在Cd^2 、UV－B辐射和二者复合胁迫（Cd UV-B)下的变化。结果表明,Cd^2 和UV－B辐射都抑制大豆生长,并显著抑制根的伸长,二者复合后加强了对根伸长的抑制。UV－B辐射显著增强了POD、SOD活性,Cd^2 对POD活性影响不明显,但却拮抗UV－B对POD活性的诱导,SOD活性在各种胁迫下显著增强。虽然Cd%2 对叶片类黄酮含量影响不明显,但对UV－B诱导的类黄酮合成有一定影响。IAA氧化酶活性在复合作用下下降,可能是复合胁迫影响大豆生长的重要因素之一。     

镉(Cd)与UV-B复合胁迫影响大豆胚轴生长的生理调节机制研究

通过研究大豆胚轴生长及内源吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GAs)、过氧化物酶(POD)和吲哚乙酸氧化酶(IAA oxidase)活性变化对Cd、UV-B辐射和Cd UV-B(复合胁迫)的响应。分析了激素水平、酶活性变化以及胚轴生长变化特性。结果表明,UV—B辐射引起大豆上胚轴伸长减小;但Cd对上胚轴伸长无明显影响;Cd UV—B使上胚轴长度比UV—B作用时明显增加。UVB辐射显著降低了胚轴IAA含量;而GAs含量却显著升高;Cd胁迫下IAA和GAs变化并不明显;但Cd UV—B使IAA含量显著升高,而对GAs无明显影响。UVB辐射使IAA氧化酶和POD活性显著增强,而Cd对这两种酶活性影响并不明显;但Cd UV—B复合胁迫下胚轴的IAA水平较高。尽管UVB辐射引起胚轴中GAs含量显著增加,但研究结果显示IAA含量变化是胁迫下引起胚轴生长改变的更直接原因。研究还表明Cd UV—B时,大大削弱了UV—B辐射下IAA氧化酶活性增强,加之Cd对POD活性的抑制,导致复合胁迫下胚轴的IAA水平较高。证明复合胁迫可以改变单一胁迫下植物激素的调控机制。     

UV-B辐射增强和O3浓度升高对大豆叶片内源激素和抗氧化能力的影响

揭示大豆叶片内源激素对UV-B和臭氧胁迫的代谢机制和响应方式,为从分子水平研究植物内源激素对UV-B(Ultraviolet-B)和O3(Ozone)胁迫的适应机制奠定基础。以大豆(Glycine max.)为试验材料,利用开顶式气室研究UV-B(0.32W/m2)和O3((110±10)nmol/mol)复合胁迫对大豆叶片内源激素含量及活性氧代谢系统的影响。结果表明:在大豆整个生育期内,与对照相比,UV-B胁迫使大豆叶片ABA(Abscisic acid)含量、ZR(Zeatin riboside)含量和IAA(Indoleacetic acid)含量显著降低,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA比值升高,O·-2(Superoxide anion free radical,O·-2)产生速率和MDA(Malonaldehyde)含量升高,SOD(Superoxide dismutase)、CAT(Catalase)和POD(Peroxidase)活性显著降低;高浓度O3胁迫下,大豆叶片ABA和IAA含量显著下降、ZR含量显著增加,IAA/ABA、ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值显著升高,O·-2产生速率和MDA含量增加,SOD、CAT和POD活性显著降低;UV-B和O3复合胁迫下,大豆叶片ABA含量、ZR含量和IAA含量降低,ZR/ABA、(IAA+ZR)/ABA值下降,而IAA/ABA值升高,O·-2产生速率和MDA含量显著增加,SOD、CAT和POD活性显著降低。UV-B辐射增强和O3浓度升高单一及复合作用使大豆叶片内源激素间平衡改变,进而影响大豆叶片的代谢水平。持续胁迫下,植株抗氧化能力下降,对大豆表现为伤害效应。UV-B和O3复合胁迫比单独胁迫时的影响有所加深,但是小于两者单独作用时影响的简单累加。     

增强UV-B辐射和干旱对春小麦光合作用及其生长的影响

在室外盆栽条件下研究了UV-B辐射和土壤干旱对春小麦 '和尚头'生长和光合作用的影响.结果显示:(1)干旱、UV-B辐射、干旱+UV-B(复合)处理均可使叶片类黄酮含量增加,且干旱+UV-B处理增加显著高于其他处理(P<0.05).UV-B辐射和干旱单独处理均能显著降低叶片光合色素含量,但UV-B辐射的副作用大于干旱,复合处理对光合色素的影响介于UV-B和干旱之间.(2)各处理间的光合速率日均值大小次序为:对照>UV-B+干旱>UV-B>干旱;增强UV-B对净光合速率的抑制作用大于干旱,而UV-B+干旱处理的抑制作用较二者单独处理有所减轻.(3)UV-B辐射和干旱单独处理后总生物量比对照减少15%,且抑制作用为:干旱>UV-B>复合处理; UV-B辐射和干旱胁迫不但影响春小麦的生物量,而且影响小穗特征和产量.研究表明,UV-B辐射和干旱之间存在交互作用,说明一种胁迫可以减缓(轻)另外一种胁迫对春小麦的抑制作用.     

CO2倍增及UV-B增强对大豆植株生长和根际微生物的影响

以大豆'齐黄27'为研究材料,采用人工气候室模拟大气CO2浓度倍增(350～700 μmol*mol-1)及紫外线B(UV-B,280～320 nm)辐射增强(4～15 μW*cm-2)的环境条件,研究了CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期的生长及根瘤、根际微生物数量的影响.结果表明:(1)增强UV-B能显著减少大豆植株地上部生物量,而对株高的抑制作用不显著;CO2浓度倍增促使大豆株高和地上生物量显著增加,对根系生物量的促进作用不显著,但能够减轻UV-B辐射增强对地上及根系生物量的抑制作用;CO2浓度增加、UV-B辐射增强及其复合胁迫均导致大豆植株根冠比下降,且复合胁迫对根冠比的抑制作用更明显.(2)CO2浓度倍增降低了大豆叶片叶绿素、类胡萝卜素及花青素含量,提高了净光合速率;UV-B辐射增强导致叶绿素含量减少,光合速率下降,却增加了类胡萝卜素及花青素含量;CO2浓度增加、UV-B辐射增强复合处理对叶片色素含量及光合速率的影响具有复合效应.(3)CO2浓度倍增能够促进根瘤数量及根际真菌数量的增加,而UV-B增强处理则显著降低细菌和放线菌的数量;CO2浓度倍增能够缓解UV-B增强处理对放线菌的抑制作用,却导致根际细菌数量进一步减少.研究发现,CO2浓度增加及UV-B辐射增强对大豆生育前期植株生长、叶片色素含量及根际微生物数量存在抑制或促进效应,而且在某些性状上存在复合效应,它们可能主要是通过调节大豆植株的干物质分配及根系的代谢间接影响根瘤数量及根际微生物数量.     

紫外-B辐射对番茄幼苗生长、POD和IAA氧化酶活性的影响

模拟兰州地区夏季臭氧层减薄12%和20%时增强的UV-B辐射2.54kJ·m-2·d-1 T1 和4.25kJ·m-2·d-1 T2 ,以自然辐射为对照,研究2种辐射对番茄幼苗生长、叶绿素和可溶性蛋白质含量以及过氧化物酶 POD 、吲哚乙酸氧化酶 IAA氧化酶 活性的影响.结果表明:低强度、短时间的辐射 T1,10d 对番茄幼苗生长没有影响,而高强度、长时间的辐射可减少生物量累积,降低株高、壮苗指数、叶绿素a、b和总叶绿素的含量,对叶绿素a/b无显著影响;与对照相比,可溶性蛋白质含量在辐射处理10d和20d时均减低,40d时升高;T2处理使POD活性一直显著高于对照;IAA氧化酶活性在辐射10d和20d时增加,40d时显著低于对照.说明在UV-B辐射下光合下降、IAA分解抑制了番茄幼苗的生长.     

UV-B辐射增强对NaCl胁迫下小麦幼苗生理生态的影响

研究了0.4w·m-2的紫外线-B(UV-B)辐射对0.8%NaCl胁迫下冬小麦"小偃926"(TriticumaestivumL.xiaoyan-926)幼苗的生长、光合作用、水分状况、黄酮含量和膜脂过氧化等几方面的影响。结果表明,UV-B辐射和NaCl胁迫单独或复合处理下小麦幼苗的株高、生物量、含水量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和光合色素含量均显著降低,膜脂过氧化产物丙二醛含量和叶片相对电导率则升高,但NaCl胁迫条件下增加UV-B辐射(复合处理)与单独NaCl胁迫相比,上述指标多数均无显著差异(除复合处理下类胡萝卜素含量显著降低外)。两胁迫因子单独或复合处理均明显提高了小麦幼苗黄酮含量及三种抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,且复合处理的促进效应最大。脯氨酸含量在单独UV-B辐射下明显降低,在单独NaCl胁迫和复合处理下显著升高,且复合处理下增幅最大。结果说明UV-B辐射不会明显加剧NaCl胁迫下小麦幼苗的伤害,这可能与NaCl胁迫提高了小麦幼苗黄酮含量、脯氨酸含量和抗氧化酶活性有关。     

砷胁迫下不同砷富集能力植物内源生长素与抗氧化酶的关系

采用室内土培法,研究了砷胁迫(0,50,100和200 mg/kg)对凤尾蕨属中砷超富集植物大叶井口边草(Pteris cretica var.nervosa)和非砷超富集植物剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)生物量、株高、叶片内源3-吲哚乙酸(IAA)含量、IAA氧化酶(IAAO)活性、砷含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)活性以及细胞膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量的影响,并用逐步回归法分析了IAA含量与砷含量、抗氧化酶活性、MDA含量之间的关系。此外,研究了100 mg/kg砷处理下IAA、IAAO、3种抗氧化酶和MDA的时间动态。结果表明,与对照(不加砷)相比,加砷处理下大叶井口边草的株高和生物量未出现显著变化,但剑叶凤尾蕨在中、高浓度砷胁迫下则显著降低;中、高浓度砷胁迫均使2种植物叶片含砷量、IAA含量显著增加和IAAO活性显著下降,但这种改变在大叶井口边草中更为显著;加砷处理使大叶井口边草叶片3种抗氧化酶活性维持或增加,剑叶凤尾蕨中SOD和CAT活性虽能维持,但POD活性则显著下降,说明砷胁迫下大叶井口边草具有更强的抗氧化能力。逐步回归分析结果显示,2种植物叶片IAA含量均与砷含量成显著正相关,但在大叶井口边草中,IAA含量还与CAT活性成显著负相关。时间动态研究表明,第13天,大叶井口边草具有最高的IAA含量、最低的IAAO活性以及最低的CAT活性,而剑叶凤尾蕨中的变化规律则不明显。因此,叶片保持较高的IAA含量、较低的IAAO和CAT活性有助于大叶井口边草超量富集砷。     

CO2浓度倍增减轻UV-B辐射对大棚番茄的抑制作用研究

在CO2浓度倍增(700 μmol·mol-1)条件下,以5个不同剂量的UV-B辐射对大棚番茄的光合作用及SOD、POD、CAT酶活性的影响进行了研究.结果表明CO2倍增能够明显提高番茄叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性.在CO2倍增条件下,低剂量UV-B辐射(<1.163 kJ·m-2·d-1)可以刺激番茄叶片叶绿素含量升高,抗氧化酶活性升高,与CO2的正效应有叠加现象,但对光合作用的影响不大;高剂量的UV-B(>1.163 kJ·m-2·d-1)辐射使植株的叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性降低,对植物产生胁迫作用,CO2倍增与UV-B辐射复合处理可以减弱和部分抵消这种抑制作用.     

O3浓度升高和UV-B辐射增强对大豆叶片叶绿素含量和活性氧代谢的影响

以大豆栽培品种铁丰29为试验材料,利用开顶式气室研究O₃浓度升高和UV-B辐射增强复合胁迫对大豆叶片叶绿素（Chl）含量、膜脂过氧化程度、活性氧产生速率、抗氧化酶活性和籽粒产量的影响.结果表明:在大豆整个生育期内,与对照相比,O₃和UV-B单一胁迫及其复合胁迫下的大豆叶片Chl（a+b）、Chl a和Chl b含量均呈下降趋势;相对电导率、丙二醛含量增大,活性氧产生速率和H₂O₂含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性下降,产量降低.O₂和UV-B复合胁迫加剧了大豆叶片膜脂过氧化程度,促进大豆体内活性氧自由基的产生,使大豆抗氧化能力减弱,叶绿素含量降低,对大豆表现为协同效应.O₃胁迫对大豆叶片的影响与复合胁迫更相近,其原因可能是在复合胁迫中臭氧起主要作用.     

Influence of supplemental ultraviolet-B on indoleacetic acid and calmodulin in the leaves of rice (Oryza sativa L.)

IR68 and Dular rice cultivars were grown under ambient, 13.0 (simulating 20% ozone depletion) and 19.1 (simulating 40% ozone depletion) kJ m^-2 day^-1 of biologically effective ultraviolet-B (UV-B_BE) for 4 weeks. Plant height and leaf area were significantly reduced by supplemental UV-B_BE radiation. Greater reduction in leaf area than of plant height was observed. A decrease in indole-3-acetic acid (IAA) content and increase in peroxidase and IAA oxidase activities of UV-B treated plants in both cultivars were observed compared with ambient control. Calmodulin content also decreased after plants were treated with high supplemental UV-B for two weeks and medium UV-B treatment for four weeks. The results indicated that peroxidase and IAA oxidase activities in rice leaves were stimulated by supplemental UV-B, resulting in the destruction of IAA which in turn may cause inhibition of rice leaf growth. Although the mechanism is unclear, calmodulin is most likely involved in leaf growth.     

Effects of salicylic acid pre-treatment on cadmium and/or UV-B stress in soybean seedlings

The present study examined the effect of salicylic acid (SA) pre-treatment on soybean seedlings exposed to cadmium and/or UV-B stress. Dry mass, pigment content, net photosynthetic rate (P_N), stomatal conductance (g_s), and transpiration rate (E) were decreased by the Cd and/or UV-B stress. SA alleviated the adverse effects of Cd and/or UV-B on growth, pigment content, PN, and gs, but did not mitigate the inhibitory effect of Cd/UV-B on E, or that of Cd on chlorophyll fluorescence parameters. Cd and/or UV-B induced oxidative stress and increased lipid peroxidation that was significantly decreased by SA pre-treatment. The Cd and/or UV-B increased superoxide dismutase (SOD) activity, decreased peroxidase (POD) activity, and catalase (CAT) activity was mostly unaltered. SA might act as one of the potential antioxidants as well as a stabilizer of membrane integrity to improve plant resistance to the Cd and/or UV-B stress.     

Cd胁迫和增强UV-B辐射对大豆根系分泌物的影响

 镉（Cd）污染和增强紫外线-B（UV-B）辐射对大豆(Glycine max)根系分泌物变化的研究表明,Cd污染促进了大豆根系有机化合物（如有机酸、氨基酸、多肽和酰胺等）的分泌,但该分泌作用受增强UV-B辐射的抑制。根系有机硫分泌只受较强胁迫条件促进,较高浓度Cd和较强的UV-B辐射对大豆根系有机硫分泌有协同促进作用。氮素含量主要受Cd胁迫影响,其变化可能有两方面原因：1) Cd胁迫下根系对有机含氮化合物,主要是多肽、氨基酸和酰胺的分泌增加;2) Cd胁迫减少了根系对氮素的吸收,引起根际环境中残留氮素的升高。增强UV-B辐射对根际环境中氮素有一定影响,但不显著。研究结果表明了增强UV_B辐射在一定程度上影响Cd胁迫下大豆根系有机化合物的分泌作用,而且可能与大豆根系对重金属毒害的抗性有关。     

NaCl胁迫对甘薯苗期生长、IAA代谢的影响及其与耐盐性的关系

随NaCl胁迫浓度的提高 ,甘薯苗期株高和叶面积生长受抑制 ;叶片IAA水平下降 ,而IAA氧化酶和POD活性提高 .不耐盐品种生长受抑制程度及IAA水平下降幅度均大于中耐盐品种和耐盐品种 ,叶片IAA氧化酶和POD活性上升的幅度大于中耐盐及耐盐品种 .同时浓度NaCl胁迫还引起了叶片绿原酸含量的增加 ,中耐盐品种栗子香和不耐盐品种胜利百号在 170mmol·L-1的NaCl浓度胁迫下 ,绿原酸含量上升达到最高值 ,耐盐品种徐薯 18绿原酸含量达到最高值的浓度是 2 5 5mmol·L-1,而后随NaCl胁迫浓度的提高 ,绿原酸含量均有下降 ,但仍高于对照 .     

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     

土壤Cd胁迫对三七生长和根系DNA损伤及抗氧化酶活性的影响

采用盆栽实验法,研究了土壤中添加0.0(对照)、0.1、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0和30.0 mg·kg-1Cd对三七〔Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen〕生长和抗氧化酶活性的影响,并采用彗星实验对Cd胁迫条件下三七根尖细胞的DNA损伤进行了分析。结果显示:随土壤Cd添加量增加,三七的成活率、株高、单株复叶数和单株叶面积以及单株根、茎和叶片的干质量及鲜质量总体上呈先升高后降低的趋势;其中,各处理组三七植株的成活率和单株复叶数均高于对照,而株高和单株叶面积则在Cd添加量较低的条件下高于对照、在Cd添加量较高的条件下低于对照;单株根、茎和叶的鲜质量及干质量在Cd添加量30 mg·kg-1条件下均小于对照但差异不显著。随Cd添加量的提高,三七根系中SOD和CAT活性呈先上升后下降、再上升再下降的变化趋势,而POD活性总体上逐渐升高;其中,Cd添加量0.6、1.0、3.0和30.0 mg·kg-1处理组的SOD活性极显著或显著低于对照,而各处理组的POD和CAT活性总体上均高于对照且在Cd添加量1.0~30.0 mg·kg-1条件下与对照有极显著差异。彗星实验结果表明:各处理组三七根尖细胞的彗尾长、尾部DNA相对含量和Olive尾矩均有差异,其中,在Cd添加量较高的条件下各指标均高于对照但差异均不显著。研究结果显示:在较低水平的土壤Cd胁迫条件下,三七的生长、抗氧化酶活性和根系DNA均没有受到明显伤害,而较高水平的Cd胁迫则对其生长和抗氧化酶活性有抑制作用,且根尖细胞DNA损伤也较严重。     

增强UV-B辐射对麻花艽叶片的抗氧化酶的影响

以青藏高原的特有植物麻花艽为材料,研究麻花艽叶片抗氧化酶系统对增强UV-B辐射的响应。结果表明：在UV-B处理初期,麻花艽叶片SOD、POD的酶活性都能增加,但随着处理时间的延长,SOD、POD的活性呈现下降趋势。麻花艽叶片CAT的酶活性在UVB处理后下降明显,但作为清除叶绿体中H2O2的关键酶AP的酶活性表现为明显地增加趋势,说明在对麻花艽叶片增强UV-B辐射反应中AP起有着重要作用。MDA的含量随UV-B处理时间延长而增加,表明UV-B降低了细胞内活性氧自由基的清除能力,膜脂过氧化作用加剧,导致了对麻花艽叶片的伤害效应。