镉胁迫下三种藓类植物的细胞伤害及光合色素含量的变化

采用水培试验研究了不同浓度Cd 胁迫下3种藓类植物的细胞伤害、光合色素含量和Cd 含量的变化,以探讨其对Cd 胁迫的反应敏感性和耐性.结果表明：低浓度Cd （1 mg·L^-1）胁迫显著损伤尖叶拟船叶藓和匍枝青藓叶细胞,3种藓的叶细胞伤害率随Cd 浓度的升高而显著增加,高浓度Cd （100 mg·L^-1）胁迫下的细胞伤害率大小为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓.低浓度Cd 胁迫（1 mg·L^-1）对3种藓类植物的总叶绿素含量无显著影响,随着Cd 胁迫浓度的增加（≥ 10 mg·L^-1）,3种藓类植物总叶绿素含量显著下降,降幅顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;1和10 mg·L^-1 Cd胁迫对3种藓类植物叶绿素a/b值无显著影响,100 mg·L^-1 Cd胁迫下湿地匍灯藓和匍枝青藓叶绿素a/b值显著下降;Cd胁迫对匍枝青藓类胡萝卜素含量的影响最大,1 mg·L^-1 Cd下其类胡萝卜素含量显著降低.3种藓类植物均能显著地富集Cd,其体内Cd累积量以尖叶拟船叶藓最高,湿地匍灯藓次之,匍枝青藓最少.细胞伤害率、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化可用来指示3种藓类植物对Cd胁迫的敏感性差异.尖叶拟船叶藓对Cd胁迫的耐受性最强,湿地葡灯藓和匍枝青藓相对较弱.3种藓类植物对Cd胁迫的耐受性与其体内Cd累积量呈明显的正相关关系.     

稀土镧对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响

采用培养基中添加30~150 μmol·L^-1 La（NO₃）₃的方式，研究La³⁺对铁皮石斛不定芽诱导、植株生长及次生代谢产物合成的影响。结果表明：70~90 μmol·L^-1的La³⁺对茎段不定芽诱导和促生效果最好；130 μmol·L^-1的La³⁺能显著提高叶绿素含量，植株在含110 μmol·L^-1 La³⁺培养基上生长最好，鲜重增加了15.22倍，显著高于对照，干鲜比为12.05∶100，比对照提高了64.39%；一定浓度的La³⁺显著提高干品中4种成分含量，110 μmol·L^-1 La³⁺处理下其多糖含量最高，为98.84 mg·g^-1，添加90 μmol·L^-1时，总黄酮、总酚和联苄含量最高，为4.31，7.56和21.01 mg·g^-1。联苄和总黄酮含量与其他5个指标相关性较大，而总酚和叶绿素含量与其他5个指标相关性小。本研究为进一步探究稀土对铁皮石斛促生及改善品质的作用机制奠定基础，为植物组培中如何科学合理使用稀土元素提供理论依据。     

外源水杨酸对高温胁迫下金莲花幼苗生理及电阻抗参数的影响

为解决金莲花幼苗在北方低海拔地区越夏过程中生长不良的问题，研究喷施水杨酸对高温胁迫下金莲花幼苗生理及电阻抗参数的影响，为提高金莲花的耐热性提供理论依据。以金莲花幼苗为试验材料，外源水杨酸（SA）设置4个浓度梯度（0.5、1.0、1.5、2.0 mmol·L^-1），喷施处理后置于人工气候箱内进行昼38℃/夜30℃的高温胁迫试验。结果表明：喷施0.5~1.0 mmol·L^-1水杨酸能有效降低金莲花幼苗的热害指数、相对电导率和丙二醛（MDA）含量，缓解叶绿素降解、显著提高可溶性糖含量、游离脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性，其中以1.0 mmol·L^-1的水杨酸（SA）处理效果最好，说明喷施适宜浓度的SA可以提高金莲花的耐热性，从而缓解高温伤害。相关性分析表明，热害指数与相对电导率呈极显著正相关（P<0.01），与叶绿素总量、可溶性糖含量胞外电阻率（r_e）呈显著负相关（P<0.05），胞内电阻率（r_i）与Pro含量呈显著正相关，弛豫时间（τ）与Pro含量和SOD活性呈极显著正相关，因此胞外电阻率、胞内电阻率和弛豫时间等电阻抗参数可作为金莲花对高温逆境反应的评价指标。     

胞质Ca2+参与外源H2S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发

硫化氢（Hydrogen sulfide,H₂S）是植物新型气体信号分子,钙离子（Calcium,Ca²⁺）为重要的第二信使,两者在植物逆境响应中分别发挥着重要作用。为明确胞质Ca²⁺在外源H₂S促进盐碱胁迫下作物种子萌发中的作用,以裸燕麦（Avena nude）为材料,采用培养皿培养,以混合盐碱（NaCl、Na₂SO₄、Na₂CO₃、NaHCO₃的摩尔比为12：8：1：9）模拟甘肃裸燕麦种植地盐碱环境,蒸馏水为对照,测定了胞外Ca²⁺螯合剂乙二醇-双-（2-氨基乙醚）四乙酸（EGTA）、质膜Ca²⁺通道阻断剂氯化镧（LaCl₃）、液泡Ca²⁺释放抑制剂钌红（RR）和内质网钙泵阻断剂毒胡萝卜素（Thaps）分别与H₂S供体硫氢化钠（NaHS）共处理下种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长7个发芽指标,利用隶属函数分析方法综合评价胞质Ca²⁺对H₂S缓解盐碱胁迫抑制种子萌发的影响。结果表明,随着盐碱胁迫浓度增大,裸燕麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、平均发芽速率、胚根长和胚芽长显著下降。与对照相比,15~75 mmol·L^-1盐碱胁迫导致裸燕麦种子萌发的隶属函数综合评价值（D）显著降低,30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降了73.1%;100~1 000 μmol·L^-1 NaHS不同程度提高了裸燕麦种子萌发的D值,且100 μmol·L^-1 NaHS缓解30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的作用最大;EGTA、LaCl₃和RR均显著逆转了100 μmol·L^-1 NaHS对30 mmol·L^-1盐碱胁迫下D值下降的缓解作用,而Thaps对NaHS的作用无显著影响。表明胞质Ca²⁺参与外源H₂S促进盐碱胁迫下裸燕麦种子萌发的信号传导过程,且胞质Ca²⁺主要来源于胞外Ca²⁺的内流和液泡中Ca²⁺的释放。     

砷对玉米生长、抗氧化系统及离子分布的影响

采用温室砂培试验,研究了不同浓度砷（As）处理对玉米郑单958幼苗生物量积累、光合色素含量、抗氧化系统、As及矿质离子吸收、分布的影响.结果表明：低浓度（＜2 mg·L^-1）的As刺激了玉米幼苗的生长,植株株高、主根长和生物量积累均显著增加;高浓度（＞4 mg·L^-1）As严重抑制了玉米幼苗生长.2 mg·L^-1As处理下,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素a+b含量均达到峰值;随As处理浓度增加,叶绿素含量逐渐下降;电镜观察发现,10 mg·L^-1 As处理下,叶片叶绿体结构遭到破坏,类囊体膜溶解.根系3种抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性均随As浓度增加而增大;叶片3种抗氧化酶活性在8 mg·L^-1出现峰值,且对As处理的敏感性表现为POD>CAT>SOD.MDA、可溶性糖和可溶性蛋白含量与As浓度呈正相关.高浓度的As明显抑制了P、K、Ca、Fe等元素的吸收.根系对As胁迫的反应比地上部更为敏感,因此根系生长发育指标更适合作为植物As毒害的指示指标.     

外源NO对镉胁迫下番茄活性氧代谢及光合特性的影响

采用水培方法,研究了外源一氧化氮（NO）对镉（Cd）胁迫下番茄幼苗活性氧代谢及光合特性的影响.结果表明：在Cd胁迫下,外施100 μmol·L^-1 硝普钠（SNP）显著增强了番茄超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶活性,提高了叶片、根系中Ca、Fe等元素含量,提高了叶片叶绿素含量、净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）和气孔导度（G_s）,降低了过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（MDA）含量和胞间CO₂浓度（C_i）.但SNP对Cd胁迫下的缓解效应可被牛血红蛋白（Hb,NO的清除剂）消除.在Cd处理液中加入100 μmol·L^-1 NO_x^-（NO的分解产物）或100 μmol·L^-1亚铁氰化钠（SNP的相似物或分解产物）,对Cd胁迫无显著改善.表明外源NO可通过提高活性氧清除能力,维持矿质营养元素平衡,缓解Cd胁迫对番茄幼苗叶片光合机构的破坏,从而维持番茄光合效率.     

水体阿特拉津残留对水葱生物量及生理特性的影响

利用营养液水培法, 研究了5个阿特拉津(atrazine)浓度(1、2、4、8和16 mg·L^-1)下水葱(Scirpus tabernaemontani)鲜重、叶片相对含水量(RWC)、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性、根系活力和叶绿素含量等的变化。结果表明, 水葱在阿特拉津胁迫下, 鲜重、RWC、叶绿素含量均有不同程度的下降, 根系活力和POD活性降低, 同时MDA含量上升, 膜脂过氧化程度加剧。由于阿特拉津的降解, 这种不良影响随处理时间的延长而减弱。但其对叶绿素含量的影响具持久性; 培养60天内, 叶绿素含量仍显著低于正常水平。阿特拉津浓度越高, 对水葱的植物毒性越高, 当浓度高于8 mg·L^-1时, 水葱的生长和生理活动受到显著影响(p < 0.05); 低于1 mg·L^-1时, 与对照无显著差异。     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

铝胁迫对柳杉组培苗生长及生理特性的影响

用添加了不同浓度的Al Cl3的培养基培养柳杉组培苗,研究铝胁迫对柳杉生长及生理特性的影响。结果表明,与对照相比,0.5¹.0 mmol·L^-1 AlCl₃处理能显著提高柳杉组培苗的根长、株高及生物量,叶中的过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）等抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量升高;当铝浓度处理为1.5 mmol·L^-1时,柳杉的生长受到一定程度抑制,但叶片内抗氧化酶活性以及可溶蛋白含量等指标仍高于对照,说明此浓度对柳杉有轻微的胁迫但柳杉能通过自身抗逆境能力缓解伤害;而在铝浓度达到2.0 mmol·L^-1时,柳杉生长受到严重抑制,叶片内丙二醛（MDA）含量显著上升。由此推测,低浓度铝(<1.0 mmol·L^-1)对该柳杉组培苗生长有一定的促进作用,1.5 mmol·L^-1 AlCl₃浓度会影响该柳杉组培苗的正常生长,其耐铝阈值应在1.5².0 mmol·L^-1之间。     

外源一氧化氮对硝酸盐胁迫下黄瓜幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

采用营养液培养试验,通过添加不同浓度(0.05、0.1、0.2、0. mmol·L^-1)的硝普钠（SNP）作为NO供体,研究外源NO对NO₃-胁迫下黄瓜幼苗生长及叶片抗氧化酶活性的影响.结果表明： 140 mmol·L^-1 NO₃-胁迫下,外加0.1 mmol·L^-1 SNP处理1 d和7 d后,黄瓜幼苗叶片中SOD、CAT和APX活性显著升高;MDA含量显著降低,可溶性蛋白含量增加,说明外加0.1 mmol·L^-1 SNP增强了黄瓜幼苗对活性氧的清除能力,降低了膜脂过氧化程度,幼苗生长势增加,对高浓度NO₃-胁迫的抗性增强;当SNP浓度达0.3 mmol·L^-1处理7 d后,SOD、POD、CAT和APX活性均开始降低,MDA含量增加,黄瓜幼苗受害加重.外加一定浓度(0.1～0.2 mmol·L^-1)的外源NO可缓解NO₃^-胁迫对黄瓜幼苗的影响.     

不同浓度NaCl处理对灰绿藜种子萌发及幼苗生长发育的影响

灰绿藜是广泛分布于中低度盐碱地的一年生经济盐生植物。通过系统研究不同浓度NaCl处理对灰绿藜种子萌发、幼苗生长发育以及根、茎和叶中Na^+浓度的影响,初步阐明灰绿藜对不同浓度NaCl处理的响应机制。结果表明,与对照相比,随着NaCl浓度的增大,灰绿藜的种子萌发率和单位时间内种子萌发数量均呈下降趋势,种子的萌发时间也会相应延长,种子在500mmol·L^-1NaCl处理下基本不萌发。最适合灰绿藜幼苗生长的浓度是50mmol·L^-1,其次是0和100mmol·L^-1。高浓度(大于200mmol·L^-1)NaCl处理过的灰绿藜植株的开花(结果)早于未处理或低浓度(50^-150mmol·L^-1)NaCl处理。随着基质中NaCl浓度的升高,植株的Na^+泌出量也呈上升趋势,其中叶片泌出量的增加最为明显,在处理浓度升高至200mmol·L^-1时达到最高值。     

镉胁迫对吊兰及银边吊兰生长及镉富集特性的影响

选择吊兰和银边吊兰为试验材料,采用水培法研究其在不同Cd²⁺处理浓度(0、20、80、200 μmol·L^-1)下生长及生理特性的变化。结果表明: 20 μmol·L^-1镉对两种吊兰的影响较小,单叶面积、总叶面积、叶绿素(Chl)a含量、总叶绿素[Chl (a+b)]含量、类胡萝卜素含量、Chl a/Chl b值、胞间二氧化碳浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)与对照(CK)基本无显著差异;80 μmol·L^-1镉胁迫下两种吊兰叶片初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)升至最高水平;200 μmol·L^-1镉胁迫下,两种吊兰生物量、叶绿素含量、最大净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学量子产量Y_(II)、转移系数(TF)以及各部分生物量均降至最低水平,而两种吊兰的过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性和银边吊兰的丙二醛(MDA)含量均有不同程度的增加。随着镉处理浓度的增加,两种吊兰各器官Cd含量持续升高,且主要富集在根部;吊兰各器官Cd含量及富集系数(BCF)在胁迫处理下均高于银边吊兰。研究表明,两种吊兰对镉具有一定的耐性,其中吊兰对Cd的耐受能力强于银边吊兰,可考虑作为绿化植物用于修复镉污染水体或土壤。     

吲哚乙酸对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解作用

为探究IAA(吲哚乙酸)对铝胁迫下栝楼生理响应及DNA损伤的缓解,本研究以河北安国栝楼(耐铝品种)和浙江浦阳栝楼(铝敏感品种)为材料进行水培试验,研究300、800 μmol·L^-1(分别用Al₃₀₀和Al₈₀₀表示)铝环境下不同浓度IAA(0、10、25、50、75 μmol·L^-1,分别以I₀、I₁₀、I₂₅、I₅₀和I₇₅表示)对2个栝楼品种的抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)、光合特性、根系活力、叶绿素含量和DNA损伤的影响。结果表明: 与对照相比,铝胁迫条件下,安国和浦阳品种栝楼的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、光合作用能力、根系活力等生理指标受到不同程度的抑制,MDA含量明显升高,DNA损伤加重。铝胁迫条件下,与无IAA喷施相比,10～50 μmol·L^-1IAA作用下安国和浦阳栝楼的SOD、CAT和POD酶活性最大增幅分别为15.0%、31.2%、72.3%和13.8%、26.9%、26.4%,叶绿素含量显著增加49.9%和17.9%,MDA积累量减少39.2%和22.4%,荧光参数得到明显改善。25 μmol·L^-1IAA使安国和浦阳栝楼根系活力显著增加159.1%和90.9%,50 μmol·L^-1IAA可有效减缓2个品种栝楼根系DNA拖尾现象,尾部 DNA 百分含量与尾部距离的乘积(OTM)值最大降幅可达27.6%。10～50 μmol·L^-1 IAA能有效提升铝胁迫下栝楼的生理活性,减缓DNA损伤程度,且安国品种的耐铝胁迫能力大于浦阳品种。     

外源茉莉酸甲酯对干旱胁迫下狭叶黄芩光合和生理特性的影响

以狭叶黄芩为试验材料,测定了不同浓度(0.1、0.5、1、2 mmol·L^-1)茉莉酸甲酯对干旱胁迫下(15%,PEG-6000)狭叶黄芩表型特征、光合以及生理特性的影响。结果外源施加茉莉酸甲酯增强了狭叶黄芩的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。有效降低了狭叶黄芩受伤害等级。可以有效缓解降低了胞间CO2浓度,其中施用2 mmol·L^-1茉莉酸甲酯9 d后对狭叶黄芩的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度的影响最为显著。处理组的游离脯氨酸含量低于CK。可溶性蛋白含量在前6 d的处理中低于CK,而在6 d以后的处理中显著高于CK。外源施加茉莉酸甲酯能够提高SOD、POD、CAT活性。对狭叶黄芩的光合参数和生理指标的研究结果表明,经外源施加的茉莉酸甲酯处理能够有效减缓干旱胁迫对狭叶黄芩的不良影响。     

外源谷胱甘肽对石竹幼苗镉毒害的缓解效应

为了探讨外源谷胱甘肽(GSH)对地被植物镉(Cd)毒害的缓解效应, 采用温室盆栽土培的方法, 研究了不同浓度(0、20、40、60、80、100 mg·L ^-1)的外源GSH处理对50 mg·kg ^-1 Cd胁迫下石竹(Dianthus chinensis)幼苗生长的影响。结果发现, 50 mg·kg ^-1 Cd显著抑制了石竹幼苗的生长。喷施外源GSH后, 一定浓度范围内(≤60 mg·L ^-1)的外源GSH可显著缓解石竹幼苗的Cd胁迫, 过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性, 抗坏血酸(AsA)和GSH含量以及生物量、株高、分蘖数都显著高于无外源GSH处理的石竹幼苗, 而丙二醛(MDA)含量、细胞膜透性、Cd含量、O₂· ^-的产生速率以及H₂O₂的积累量则显著低于无外源GSH处理的石竹幼苗, 但随着外源GSH喷施浓度的增加, 缓解效应有下降的趋势。试验表明55-65 mg·L ^-1的外源GSH缓解效果最佳。     

白桦MYB基因响应激素及盐旱处理的表达研究

转录因子参与到植物激素不同的信号通路中及非生物胁迫的调控中，为研究白桦MYB转录因子家族基因对不同激素信号及非生物胁迫的响应，本研究以野生型白桦（Betula platyphylla）种子为材料，分别用10 μmol·L^-1的茉莉酸甲酯（MeJA）、100 μmol·L^-1的乙烯利（ETH）、20 μmol·L^-1的脱落酸（ABA）、50 μmol·L^-1的细胞激动素（KT）、200 mmol·L^-1 NaCl、100 mmol·L^-1 Mannitol以及水为对照进行处理，对激素处理4周的白桦下胚轴进行表型观察及基因表达分析，结果显示：激素处理能够影响白桦下胚轴及胚根的生长，经过ETH处理的白桦下胚轴和根短于水处理的对照，KT处理过的白桦下胚轴和根长于水处理的对照；MeJA、Ethylene及ABA处理对大部分BpMYBs的表达存在负调控，而BpMYB2，8，12基因上调表达；KT处理后，只有BpMYB11下调表达，其他的BpMYBs基因上调表达；NaCl处理后，大部分基因表现出先下调后上调的表达模式，在48 h被高度诱导；Mannitol模拟干旱处理条件下，大部分基因表现出先微弱上调后下调的表达模式。这些结果说明白桦MYB家族基因能够响应激素、盐和旱的处理，在调控白桦下胚轴及胚根应答外界信号的发育中起作用。本研究为探索激素调控木本植物生长发育的分子机制研究提供了数据和材料。     

怀山药类原球茎的诱导形成与植株再生

为提高山药离体繁殖的速度, 缩短繁殖周期, 以铁棍山药(Dioscorea opposita cv. ‘Tiegun’)带腋芽茎段为材料, 对类原球茎的诱导、增殖、分化与植株再生进行了研究。结果表明, 铁棍山药类原球茎诱导的最适培养基为MS+1.0 mg·L^-1 TDZ+30 g·L^-1蔗糖, 增殖的最适培养基为MS+9 mg·L^-1 6-BA+30 g·L^-1蔗糖, 分化的最适培养基为MS+2 mg·L^-1 KT+0.02 mg·L^-1 NAA+30 g·L^-1蔗糖, 最适生根培养基为1/4MS+0.05 mg·L^-1 NAA+1.0 mg·L^-1 PP333+15 g·L^-1蔗糖, 生根率达80%, 移栽成活率可达85%。类原球茎的诱导形成及植株再生体系的建立为怀山药种苗的快速繁殖提供了一条新途径。