将小麦幼苗分别放在含有100μmol/L Cu2+的培养液和100μmol/L Cd2+的培养液中培养,观察其体内重金属含量、丙二醛(MDA)、植物螯合肽(PC)和谷胱甘肽(GSH)的变化。试验结果表明,在铜、镉胁迫下,小麦体内重金属含量逐渐增加,尤以根中增加明显,约75倍,而叶中增加较少,为2~5倍;无论是在根中还是在叶中,镉的含量都高于铜的含量;铜、镉胁迫下小麦叶片膜脂过氧化程度都高于根部无论是铜胁迫还是镉胁迫下,小麦体内叶片的GSH含量均高于根部,而PC含量均低于根部。

为了探讨不同形态氮肥在缓解镉对农作物毒害方面所发挥的作用,减少镉对人体健康产生的危害,以辽春10号小麦为材料,采用盆栽方法,模拟镉污染农田,设置了铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)两种氮素形态,施氮量5个水平,研究了不同施氮量下氮素形态对小麦体内含氮物质的影响。结果表明:镉胁迫下,铵态氮对小麦地上部干质量、地上部氮素积累量和小麦叶片叶绿素含量的促进作用高于硝态氮;而施氮量在150～300kg/hm2范围内,硝态氮对小麦叶片可溶性蛋白含量和硝酸还原酶活性的促进作用高于铵态氮。

为了探讨重金属铜、镉污染胁迫下舞毒蛾体内排毒代谢酶活性的变化，本文以３种不同质量分数的铜（Ｃｕ，４００、７００、１ ０００ ｍｇ／ｋｇ）、镉（Ｃｄ，１．０、３．０、６．０ ｍｇ／ｋｇ）处理土壤，用处理后的土壤盆栽１年生小黑杨扦插苗，研究舞毒蛾体内排毒代谢酶活性的变化趋势。结果发现，Ｃｕ、Ｃｄ不同浓度处理的杨树对舞毒蛾３龄、４龄幼虫体内排毒代谢酶活性有显著的干扰作用。与对照组相比，中、高质量分数Ｃｕ、Ｃｄ处理组３龄幼虫体内ＳＯｄ、ＡＣＰ和ＡｋＰ酶活性显著降低（Ｐ０．０５）。而ＰＯｄ和ｇＳＴＳ酶活性变化恰恰相反，中、高质量分数Ｃｕ、Ｃｄ处理组．．．

近年来,土壤重金属污染已成为严重的环境问题,对作物生产、粮食安全和人类健康构成巨大威胁。镉(Cd)由于在环境中具有潜在的毒性和高流动性,使其成为重金属中毒性最大、分布最广泛的污染物之一。玉米作为我国和世界上主要的农作物,具有生物量大,叶片、茎秆Cd富集能力高,其向籽粒转运能力较低的特点,是比较理想的Cd污染土壤修复植物。玉米生长会受到Cd胁迫浓度、胁迫时期及环境条件的影响,且品种间存在差异,不同品种对Cd毒害的耐受性不同。本文在介绍玉米对Cd吸收、转运方式及其在不同器官分布的基础上,着重阐述了Cd对玉米生长发育和对水分代谢、矿质养分代谢、光合作用和呼吸作用等主要代谢过程的影响;并从耐逆性和避逆性两方面探讨了玉米对Cd的耐受机制。结合已有研究发现,现阶段主要以不同玉米品种对Cd胁迫的生理生化响应及其耐Cd差异比较研究为主,对其存在差异的生理、尤其分子机制还缺乏深入研究;同时,对玉米Cd耐受性评价标准不一致,是以生长受到影响的程度还是以器官中镉含量作为品种对镉耐受性的判断标准还有待于商榷。未来这些问题的解决将为利用生物技术手段培育适合不同Cd污染区域的玉米品种,实现玉米产业的可持续发展奠定基础。

【目的】揭示镉(Cd)胁迫下甘蔗体内Cd的吸收及游离氨基酸的变化情况,为进一步研究甘蔗对Cd胁迫的耐受机制提供依据。【方法】通过土壤盆栽试验,采用不同浓度的Cd(0、25、50和100 mg/kg)对糖料甘蔗进行胁迫处理至成熟期,再利用氨基酸分析仪和原子荧光光谱仪测定Cd在甘蔗体内的吸收以及甘蔗游离氨基酸的变化。【结果】随着土壤Cd浓度的升高,甘蔗受害程度加重,甘蔗茎和叶中的Cd含量随Cd处理浓度的升高而增加,呈显著正相关;精氨酸(Arg)和亮氨酸(Leu)等氨基酸含量随Cd处理浓度的升高而增加,苏氨酸(

以正常钼与过量钼水平水培种植的冬小麦为试验材料,通过分析过量钼供给下小麦亚细胞组分钼含量及叶片代谢物的变化来探究冬小麦耐受过量钼的生理机制。结果显示,在过量钼水平下,根系亚细胞组分细胞壁、可溶性部分、细胞器、原生质体/叶绿体钼含量分别是地上部的219、38、25和62倍;根部和地上部的可溶性部分中钼的积累比例分别为71.85%和88.54%;在过量钼胁迫下小麦叶片苹果酸、延胡索酸的含量分别上升了2.08倍和2.07倍,β-丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、L-谷氨酰胺的含量分别上升了2.78、1.89、1.67和1.91倍。结果表明,根系具有阻控过量钼向地上部运输的作用,植物液泡是过量钼存储的主要部位,过量胁迫下产生的有机酸、氨基酸可能在液泡中与钼螯合以降低其生物毒性,增强小麦的耐过量钼能力。

以小麦为材料,研究盐分胁迫条件下6苄基腺嘌呤对小麦( Triticum aestivum L-) 幼苗Na+ 、K+ 、Cl- 吸收、分配的影响。结果表明,6苄基腺嘌呤能够在一定程度上限制幼苗对Na+ 的吸收,阻滞其向地上部分运输的数量和速度;提高体内K+ 含量、向上运输效率,降低地上部分对Na+ 、K+ 的选择性(SNa+ 、K+) ,同时6苄基腺嘌呤还能够促进幼苗根系对Cl- 的吸收,并有效地将Cl- 限制在根部,阻滞Cl- 向上运输,相对降低地上部分的Cl- 含量。所有这些变化都有利于提高小麦幼苗抗盐性和对盐分胁迫的适应性。

通过设置不同土壤水分条件和不同生育期受旱处理,研究土壤水分条件对冬小麦生长发育的影响。从器官水平上详细考察了水分条件对小麦物质积累、分配以及产量的影响,并建立产量和耗水量关系。在相对适宜的土壤水分条件,茎秆所占比例较小,为24%,穗部则占56%;而过度灌溉和水分亏缺条件下,茎秆所占比例较大,分别为36%和37%,穗部比例相对较小,仅为43%和48%。各种条件下均以茎秆对产量的贡献量大。相对适宜的土壤水分条件,茎秆对产量的贡献量最大,为0.308g/茎;水分亏缺条件下,叶鞘对产量贡献量较适宜土壤水分条件的叶鞘贡献量要大,分别为0.18克/茎和0.09克/茎;而过度灌溉条件下各器官对产量的贡献量均较小。根据实测产量和蒸散耗水量模拟的产量、水分利用效率与蒸散耗水量的关系可知:禹城地区在现有的肥力水平和栽培管理措施下冬小麦的理论最大产量为6240kg/hm2,蒸散耗水量为473mm,而获得最高水分利用效率的蒸散耗水量为403mm。由于该地区地下水埋深浅,地下水对冬小麦生育期需水量的补给作用明显,试验年份冬小麦拔节期至成熟期地下水补给量占同期耗水量的22%。

试验采用盆栽方法,通过设置不同的土壤水分条件,研究不同土壤水分对冬小麦生长发育的影响,从器官水平上考察了水分条件对冬小麦物质积累、分配等的影响,并建立了产量和耗水量的关系方程。在水分适宜条件下,茎杆所占比例较小,为32%,穗部占39%,而过度灌溉和严重水分胁迫条件下,茎杆所占比例较大,分别为43%和34%,穗部所占比例较小,仅为41%和27%。在不同等级水分条件下,均以茎杆对产量的贡献最大。相对适宜的土壤水分条件(70%~60%)时,茎杆对产量的贡献最大,为0.97 g/茎,水分胁迫严重条件下,叶片对冬小麦产量贡献比适宜土壤水分条件时的叶片贡献要大一些,为0.79 g/茎。根据试验产量和耗水量...

以14C饲喂旗叶为方法，研究了高温胁迫（持续变温及控制高温）对冬小麦灌浆期物质运输与分配的影响。结果表明，高温胁迫影响旗叶光和性能并影响光和产物的输出与向库器官的分配，减少籽粒和韧皮都汁液中蔗糖的含量，改变14C同化物的输出动态，导致灌浆强度和千粒重急剧下降，最终导致产量降低。

有机酸是植物体内一种重要的金属配体,在超积累植物的解毒机制中具有重要作用。文章综述了有机酸参与超积累植物对重金属的吸收、运输、积累和解毒过程的生物学机制,最后对其存在问题进行了分析,并展望了未来的发展方向。

用透射电镜观察镉处理对冬小麦幼苗根端细胞超微结构的影响,结果表明,CdCl_22.5H_2O浓度较低时(10×10~6),可见被观察的细胞表现为核膜凹陷、胞核变形、染色质稍显凝聚;同样浓度下线粒体的超微结构未见明显变化.CdCl_2 2.5H_2O浓度较高时(80×10~6),则见细胞核膜破裂.崩解、染色质显著凝聚;线粒体内膜解体,嵴模糊或消失,表现为不可逆转性变化.

为了明确外源硅对小麦铬、铜毒害的缓解效应,以普通小麦品种京冬8号为材料,采用水培试验,研究硅(Na2Si O3)对K2Cr2O7(0.6 mmol/L)、Cu SO4(0.8 mmol/L)胁迫下小麦幼苗生理生化指标的影响。结果表明:在铬、铜胁迫下,小麦幼苗可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶SOD和过氧化物酶POD活性显著升高,叶绿素含量显著降低;外源硅能显著降低铬、铜胁迫下小麦幼苗的可溶性糖含量、MDA含量以及SOD和POD活性,Na2Si O3浓度为1.5 mmol/L时,效果最明显;外源硅能显著提高铬、铜胁迫下小麦幼苗的叶绿素含量,Na2Si O3浓度为1.0mmol/L...

本文研究了NO对胡杨愈伤细胞Cd2+耐受性的影响。结果表明:Cd2+(50μmol/L)显著抑制了胡杨细胞的生长,而硝普钠SNP(NO供体,25μmol/L)能明显缓解Cd2+对胡杨细胞生长的抑制作用,并减轻镉对细胞膜的伤害以及镉胁迫导致的细胞活力下降。利用非损伤微测技术等研究了NO对Cd2+动态吸收的影响。Cd Cl2(50μmol/L)处理之后,胡杨细胞表现出Cd2+内流,而SNP(25μmol/L,6 h)显著抑制了Cd2+的内流,并降低了Cd2+在细胞内的积累。研究发现,NO是通过调控钙离子通道来抑制胡杨细胞对Cd2+的吸收。镉胁迫下Cd2+内流被钙离子通道专一性抑制剂氯化镧明显抑制,...

【目的】高温高湿、重金属等非生物胁迫是制约大豆生产,影响种子发育和品质的重要因素。通过对大豆GmHMADP的研究,揭示其在重金属镉、铜和高温高湿胁迫下的表达水平以及功能,以期为培育高活力的逆境耐受性大豆新品种提供理论依据和实践基础。【方法】利用Primer Premier 5.0软件设计引物,以宁镇1号和湘豆3号2个品种叶片的cDNA为模板,分离大豆GmHMADP全长cDNA序列。通过NCBI网站BLAST对GmHMADP同源性氨基酸序列进行搜索,并用DNAMAN软件进行氨基酸序列比对。同时,以XhoⅠ和SalⅠ为酶切位点构建35S::GmHMADP-GFP融合表达载体,分析其在烟草叶肉细胞的瞬时表达,进行亚细胞定位。利用实时荧光定量PCR技术对GmHMADP的组织特异性表达及其在高温高湿和CuSO_4、CdCl_2处理下的表达进行分析。以XbaⅠ和Bam HⅠ为酶切位点,利用p BI121载体,构建融合表达载体,将GmHMADP在野生型拟南芥中过表达,获得3个纯合的T3转基因株系,对高温高湿胁迫下拟南芥的种子活力以及过表达拟南芥植株对铜、镉胁迫的耐受性进行分析。【结果】获得大豆GmHMADP全长cDNA序列,该基因包含1个996 bp的完整开放阅读框,具有4个外显子和3个内含子。多序列比对结果表明,GmHMADP氨基酸序列含有2个金属离子结合位点特征序列CXXC。亚细胞定位结果表明GmHMADP蛋白定位于细胞膜与细胞核上。组织特异性分析结果表明,GmHMADP在宁镇1号和湘豆3号2个品种的发育和成熟中的种子中表达量较高。与相应的对照组相比,在宁镇1号种子中,高温高湿胁迫48、96和168 h后,GmHMADP的表达量显著(P<0.01)升高;湘豆3号中,GmHMADP的表达量在不同浓度Cu~(2+)、Cd~(2+)的诱导下均显著(P<0.01)升高。GmHMADP过表达拟南芥株系经高温高湿胁迫后的发芽势、发芽率及种子活力均显著(P<0.01)高于野生型植株;经Cu、Cd胁迫后,转基因拟南芥株系的根长和干重均显著(P<0.05)高于野生型植株。【结论】GmHMADP参与高温高湿胁迫下种子活力的形成并响应Cu、Cd胁迫,在拟南芥中过表达GmHMADP可提高拟南芥的种子活力以及对Cu、Cd胁迫的耐受性。