硅素对水稻幼苗镉积累及抗胁迫应答的调节效应

施硅(Si)可以显著缓解镉(Cd)胁迫对水稻生长发育的毒害效应。本研究通过水培分根试验,研究了Si对水稻幼苗Cd积累及胁迫应答的调节效应。结果表明: Cd胁迫下水稻幼苗的生物量显著降低,加Si可以显著缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制效应。水稻幼苗对Cd的吸收、转运和积累明显受到Si的影响,单侧根系Cd胁迫下加Si(Si-Cd+Si,Si-Cd)使根系对Cd的滞留系数达83.3%～83.6%,限制了Cd从根向地上部转移。单侧根系Cd胁迫下非胁迫侧加Si(Si-Cd)处理的植株对Cd的吸收和累积明显增加,尤其是根中Cd的积累量较单侧根系Cd胁迫下无Si(CK-Cd)处理增加了48.2%;而单侧根系Cd胁迫下双侧加Si(Si-Cd+Si)处理则显著降低了根和地上部对Cd的吸收,较CK-Cd处理分别降低了36.7%和54.9%。双侧Cd胁迫下单侧加Si(Cd-Cd+Si)则使根和地上部对Cd的吸收量显著减少,较双侧根Cd胁迫(Cd-Cd)处理分别降低了57.8%和46.5%。Cd胁迫下水稻幼苗根中含较高浓度的Si,加Si则使Cd胁迫下根和地上部积累更多的Si。加Si也影响了水稻幼苗对其他金属元素如钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)的吸收,Cd-Cd+Si处理显著增加了根系和地上部的Ca、Mg浓度,但Mn浓度的变化则因Cd胁迫程度而表现不同。加Si对Cd胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有一定的影响,尤其是Si-Cd处理的胁迫侧POD和非胁迫侧SOD活性显著上升,有利于清除Cd胁迫产生的氧自由基。总之,Si对Cd胁迫下水稻幼苗生长、Cd和Si等的吸收及根系的抗氧化反应有一定的调节效应,植株体内较高的Si浓度有利于增强植株对Cd的耐受性。     

东北地区芦苇植硅体形态的空间差异

笔者对东北地区12个样点的芦苇叶片的植硅体进行了分析,探讨了芦苇植硅体在空间上的分布规律,揭示芦苇植硅体的环境指示意义,为定量恢复古环境提供参考。实验结果表明:12个样点中芦苇植硅体基本类型相同,共有5种主要植硅体类型,即中鞍型、帽型、芦苇扇型、尖型和棒型;但芦苇植硅体的浓度随着纬度的变化而相应的发生变化。总体来说,纬度较低的样点芦苇植硅体的浓度较大,而纬度较高的样点芦苇植硅体的浓度相对较小;随着纬度的变化,芦苇的特征植硅体中鞍型的浓度也呈现波状变化,牡丹江以南的几个样点中鞍型植硅体浓度相对较大,9、10两个月牡丹江以北的几个样点中鞍型植硅体浓度迅速减少。芦苇扇型植硅体则呈现出纬度较高的样点植硅体浓度较大,纬度较低的样点植硅体浓度较小的特点,芦苇扇型植硅体的空间变化规律与扇型植硅体的不同。     

取食施硅水稻对褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】本研究旨在明确褐飞虱Nilaparvata lugens成虫取食施硅水稻对其体内保护酶及解毒酶活性的影响,为硅介导的水稻抗虫性的应用提供证据。【方法】以TN1(感虫品种)为供试水稻品种,采用营养液添加Na₂SiO₃·9H₂O的方法设置112 mg Si/L(Si+)和0 mg Si/L(Si-)2种施硅水平,通过酶活性分析测定取食Si+或Si-水稻植株24, 48, 72和96 h后褐飞虱成虫体内保护酶[过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和超氧化物歧化酶(superoxide, SOD)]以及解毒酶[谷胱甘肽S-转移酶(glutathione-S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和多功能氧化酶(mixed-functional oxidase, MFO)]活性的动态变化。【结果】与取食Si-水稻植株的褐飞虱成虫相比,取食Si+水稻植株24和48 h时,褐飞虱成虫POD活性分别显著增加101.2%和55....     

来源于海绵的纳米生物硅材料及其相关酶研究进展

水生生物海绵的纳米结构的硅质骨针及其相关酶,在微电子、光纤及生物医学等方面具有诱人的前景,硅生物技术研究的发展有望成为纳米生物技术的一个新亮点。简要综述了海绵骨针的结构、组成及其形态发生过程,骨针合成代谢相关酶——硅聚合酶、骨针分解代谢相关酶——硅分解酶基因的克隆及表达影响因子,海绵骨针硅材料及其相关酶的获得、体外催化活性及潜在应用。     

繁茂膜海绵硅聚合酶抗体制备及其在造骨细胞鉴别中的应用

为准确鉴别海绵造骨细胞,分别提取了繁茂膜海绵、多皱软海绵和澳大利亚厚皮海绵的硅聚合酶,以繁茂膜海绵硅聚合酶为抗原制备抗体,效价为1∶9600。SDSPAGE显示三种海绵硅聚合酶的亚基分布在28kD左右;建立竞争抑制性检测方法并结合WesternBlotting检测,显示该抗体可与繁茂膜海绵硅聚合酶特异性结合,且与另外两种海绵硅聚合酶几乎无交叉反应。利用该抗体对繁茂膜海绵组织和体外培养细胞进行免疫组织化学染色,均可显示造骨细胞的分布。结果提示硅聚合酶抗体可以特异性与繁茂膜海绵造骨细胞内的硅聚合酶结合,因此,该抗体可以用于造骨细胞的鉴别。     

南极罗斯海表层沉积物中的放射虫组合分布及与其他硅质生物关系和环境生态意义

本文利用中国第31-33次南极科学考察在罗斯海陆架区采取的表层沉积物样品,研究了生物硅含量、硅质微体生物遗骸丰度分布特征和放射虫属种组合及其与海洋环境和生态的关系。研究显示,区域上生物硅含量是硅藻、放射虫和海绵骨针共同沉积的结果。其中,高的硅藻和放射虫丰度指示了罗斯海陆架区西部表层水初级生产力,而高的海绵骨针丰度可能与悬浮食物来源有关。主要放射虫属种的Q型因子分析将37个放射虫优势种归为四类属种组合。其中,以Antarctissa denticulata为优势种的组合代表寒冷的南极表层水;以Plectacantha oikiskos-Antarctissa(?) sp.1为优势种的组合指示水深和地形变化大、高初级生产力的近岸环境,代表罗斯海季节性海冰生成活跃的冰缘区;以Antarctissa strelkovi-Trisulcus borealis为优势种的组合中,A.strelkovi可能指示表层水硅酸盐浓度较高的浅水环境,而Trisulcus borealis和其它优势种可能受到多种环境因素的共同影响;以Lithomelissa setosa为优势种的组合主要受到上层冷暖水团混合的影响较大,可能指示侵入罗斯海陆架中部的变性绕极深层水。     

安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期与龙山文化时期稻作农业发展的植硅体证据

新石器时代晚期(7.0-5.0ka BP)是淮河中游地区单一稻作农业向稻旱兼作农业转变的关键阶段,然而,由于相关研究资料的匮乏,目前学术界对这一转变过程以及该时期淮河中游地区农作物的驯化水平等问题依然不清楚。本文利用植硅体分析方法,结合相对应年代分析结果,对安徽临泉宫庄遗址大汶口文化早期、龙山文化时期的的农业发展与植物资源利用情况进行了研究,结果在宫庄遗址大汶口文化早期和龙山文化时期的大多数土样中都发现有水稻特征型植硅体,且水稻植硅体的百分含量随时间推移呈现出逐渐增加的趋势,同时未发现粟、黍等其它农作物遗存的证据。这一结果表明大汶口文化早期和龙山文化时期,该遗址先民从事的是单一稻作农业,基本沿袭着淮河中游地区新石器时代中期以来的稻作农业传统。对水稻扇型植硅体边缘鱼鳞状纹饰数量统计结果显示,宫庄遗址大汶口文化早期水稻的驯化水平已接近于现代栽培稻。此外,本研究还在该遗址所有样品中发现有较丰富的竹亚科植物特征型植硅体,推测宫庄遗址先民可能较普遍的利用竹亚科植物作为工具、建筑、食物等的原材料。本文研究结果可为淮河中游地区新石器时代晚、末期先民的植物资源利用概况,农作物结构演替,水稻的驯化历程等研究提供重要的科学依据。     

应用线性硅电极阵列检测海马场电位和单细胞动作电位

近年来,硅材料微电极阵列发展迅速,μ为研究大脑神经细胞活动的时空特性提供了理想的手段.考察了线性硅材料微电极阵列在神经细胞电位检测中的稳定性,以及对于单细胞动作电位检测的有效性.实验结果表明,在麻醉大鼠海马CA1区场电位记录中,上下移动记录微电极200μm,对于正向和反向诱发电位的记录几乎没有影响,说明,线性微电极阵列对于神经细胞的损伤很小,检测性能稳定.电极阵列上处于细胞胞体层的测量点可以有效地记录到CA1神经细胞的动作电位发放,同一记录点上可以清楚地分辨出数个不同神经细胞的发放电位.实验结果显示了硅电极阵列操作简便、检测信号稳定和获取信息多等特点,对于开展微电极阵列应用研究的工作人员具有借鉴作用.     

硅钾肥配施对水稻茎秆理化性状及抗倒伏能力的影响

该研究以易倒伏品种‘B优827’为试验材料,通过分析硅钾肥配合施用对水稻茎秆的弯曲力矩、抗折力以及倒伏指数的影响,探索通过肥料调控提高水稻抗倒伏能力的方法与技术措施。结果显示:(1)硅钾肥配施能显著增加水稻基部节间茎秆直径和壁厚,缩短节间长度,并在低硅中钾处理(T2,硅肥300kg/hm2、钾肥400kg/hm2)下基部各节间长度缩短幅度最大(12.44%~20.80%),直径和壁厚增加幅度分别为2.82%~5.76%、22.95%~28.57%。(2)硅钾肥配施处理后,水稻基部各节间纤维素、木质素及灰分含量显著变化,并以低硅中钾处理(T2)差异较显著,且基部节间木质素含量分别比对照显著提高14.55%、8.67%、7.73%。(3)硅钾肥配施处理能显著增加水稻基部节间抗折力,降低倒伏指数,同时仍以低硅中钾处理(T2)的抗折力最大、倒伏指数最小,对提高‘B优827’植株抗倒伏能力效果最好。研究表明,合理的硅钾肥配比(硅肥300kg/hm2、钾肥400kg/hm2)能显著增加易倒伏水稻品种‘B优827’的茎秆壁厚和直径,缩短基部节间长度,提高抗折力,同时还能增加其基部节间木质化程度,最终增强植株抗倒伏能力;硅钾肥配合施用可通过改善茎秆物理化学特性有效增强易倒伏水稻植株的抗倒伏能力。     

氮硅添加对高寒草甸垂穗披碱草叶片全氮含量及净光合速率的影响

该文以青藏高原高寒草甸优势种垂穗披碱草(Elymus nutans)为研究对象, 探究不同水平氮肥与硅肥混合添加后对其叶片全氮含量和净光合速率的影响, 以期对高寒草甸牧场施肥提供一定的理论依据。研究发现: 氮、硅单独添加时, 均可提高垂穗披碱草叶片全氮含量以及净光合速率; 氮、硅配施处理对叶片全氮含量和净光合速率均存在显著的交互作用; 低(N₁)、中(N₂)、高(N₃) 3种不同浓度的氮肥处理下, 低硅(Si₁)添加对垂穗披碱草叶片全氮含量以及净光合速率没有显著的促进作用, 而添加中浓度硅肥(Si₂)可显著提高垂穗披碱草叶片全氮含量; 低、中浓度施氮水平下, 中浓度硅肥可显著促进垂穗披碱草光合作用; 叶片全氮含量和净光合速率最大平均值均出现在中浓度氮、硅肥配施下, 与不施肥相比分别提高了119.99%和85.70%; 就该试验而言, 施加氮肥的同时, 适当添加一些硅肥能够更好地提高垂穗披碱草叶片全氮含量和净光合速率, 且硅的添加量为8 g·m^-2时效果较好。