【目的】探究水稻不同生育时期Cd胁迫对水稻成熟期糙米Cd累积的影响,明确糙米Cd累积关键生育时期,以期适时采取阻控措施降低糙米Cd含量,为水稻安全生产提供理论参考。【方法】以水稻品种湘晚籼13号(晚稻品种)为研究对象,采用水培试验,共设计7个添加外源Cd处理,即CG(全生育时期Cd胁迫,102 d)、TS(分蘖期Cd胁迫,15 d)、JS(拔节期Cd胁迫,15 d)、BS(孕穗期Cd胁迫,21 d)、FS(灌浆期Cd胁迫,18 d)、DS(腊熟期Cd胁迫,15 d)、MS(成熟期Cd胁迫,18 d),以全生育时期无Cd胁迫作为空白对照(CK),每个处理重复3次。各处理外源Cd胁迫浓度相同,均为20μg·L-1。水培试验于2017年7月23日开始,在湖南省长沙市中南林业科技大学水稻试验基地进行。2017年11月19日,水稻成熟后,整株采集水稻,测定指标为不同生育时期Cd胁迫下水稻农艺性状(株高、分蘖数和各部位生物量)和水稻各部位(根、茎、叶、穗、谷壳和糙米)Cd含量,计算水稻各部位Cd累积量以及不同生育时期Cd累积对成熟期糙米Cd累积的相对贡献率。【结果】不同生育时期Cd胁迫对水稻株高、分蘖数以及各部位生物量没有显著影响。灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期糙米Cd含量最高,为1.05 mg·kg-1,显著高于水稻成熟期(0.57 mg·kg-1)、孕穗期(0.52 mg·kg-1)、腊熟期(0.38 mg·kg-1)、拔节期(0.31 mg·kg-1)和分蘖期(0.17 mg·kg-1)Cd胁迫下糙米Cd含量。各生育时期Cd胁迫下水稻成熟期糙米Cd累积量范围为0.18—1.56μg/株,糙米Cd累积量大小顺序为:全生育时期Cd胁迫>灌浆期Cd胁迫>成熟期Cd胁迫>孕穗期Cd胁迫>拔节期Cd胁迫>分蘖期Cd胁迫。孕穗期、灌浆期和成熟期是水稻糙米Cd累积的关键生育时期,对成熟期糙米Cd累积相对贡献率分别为19.7%、39.3%和22.6%,而分蘖期、拔节期和腊熟期的Cd累积对成熟期糙米Cd累积相对贡献较小,贡献率分别为2.4%、4.2%和11.9%。除全生育时期Cd胁迫外,水稻根、茎、穗和谷壳Cd含量均在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高;各生育时期Cd胁迫下,水稻叶Cd含量无显著性差异。孕穗期和灌浆期Cd胁迫下根Cd累积量较高,分别为86.09μg/株和79.23μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下根Cd累积量(31.55—40.37μg/株)。与其他生育时期Cd胁迫相比,水稻植株Cd总累积量在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下较高,分别为107.13μg/株和98.35μg/株,显著高于其他生育时期Cd胁迫下水稻植株Cd总累积量(42.24—52.47μg/株)。【结论】水稻的孕穗期、灌浆期和成熟期是控制水稻糙米Cd累积的关键时期。在孕穗期和灌浆期Cd胁迫下,水稻成熟期根和糙米累积Cd最多,因此可以在水稻孕穗期和灌浆期施加改良剂阻隔根系吸收Cd或者阻隔根系吸收的Cd向糙米中转运,从而降低水稻糙米中Cd的累积。

为了探明外源纳米硅对缓解植物Cd毒害的分子机制,本文以核基因延伸因子(EF-1α)作为内参,利用半定量反转录聚合酶链式反应技术,对Cd胁迫下的水稻γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)基因的表达进行了研究。结果发现:γ-ECS基因在水稻的叶、根中均表达,外源纳米硅不同时间处理后水稻叶片和根中γ-ECS基因的表达稍微有所增强。研究表明,用半定量RT-PCR技术研究水稻基因表达,具有特异性高、操作简便和可靠性强的优点。

利用韭菜青×IR26杂交后代建立一个重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)及相应的SSR分子标记连锁图谱,在2007和2008年进行Cd2+(5 mg.kg-1)胁迫下水稻幼苗耐Cd2+胁迫的QTL分析。结果表明:2007年检测到3个与幼苗耐Cd2+胁迫有关的QTLs,包括1个控制相对苗高的位点qRSH-7和2个控制单株相对干重的位点qRDW-11a和qRDW-11b,分别位于第7和第11染色体;2008年检测到6个与幼苗耐Cd2+胁迫相关的QTLs,包括3个控制单株相对干重的位点qRDW-1、qRDW-2和qRDW-7,1个控制相对苗高的位点qRSH-2,2...

为了探讨镉(Cd)胁迫对泥蚶(Tegillarca granosa)体内重金属Cd含量积累、相关酶活力变化及基因表达水平的影响,本研究将泥蚶暴露于Cd质量浓度为0 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L的海水中,对其软体部Cd含量,超氧化物歧化酶(SOD)和三磷酸腺苷酶(ATP)的酶活力,丙二醛(MDA)含量以及ATP结合盒转运子A家族(ABCA3)、金属硫蛋白(MT)、ATP合酶(ATP)、超氧化物歧化酶(SOD)基因表达等指标的变化进行分析。结果显示, Cd胁迫后泥蚶软体部Cd含量明显增加,呈现明显的时间–剂量效应;Cd胁迫后0.05 mg/L和0.1 mg/L质量浓度组中鳃和外套膜Cd含量显著高于其他组织(P

为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P <0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。

采用营养液培养及聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫的方法,比较了3种供氮形态(NO3--N、NH4+-N和NO3--N与NH4+-N等体积混合)、3种水分条件(非水分胁迫、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG胁迫)和3种种子萌发方式(正常萌发、50 mg.L-1和100 mg.L-1PEG萌发)对水稻由苗期至分蘖期生长的响应。结果表明:在2种强度的水分胁迫条件下,3种供氮形态处理中始终以NH4+-N营养条件下水稻的生物量最高;在水分胁迫条件下,除NH4+-N外,其余2种供氮形态中水稻(包括正常萌发和胁迫萌发)光合同化物均被相对优先分配至根系;此外,胁迫萌发较正常萌发相比,不仅提高...

为了探究高温胁迫诱导水稻活性氧(ROS)产生的基因表达调控机制，在幼苗期、抽穗期和灌浆期设置高温胁迫，分析水稻ROS积累的动态变化，并采用实时荧光定量PCR技术分析不同生育期高温胁迫下水稻中9个NADPH氧化酶(Rboh)编码基因成员(OsRboh1～OsRboh9)的基因表达模式。结果表明：随着高温胁迫时间的延长，水稻叶片和籽粒内ROS积累呈显著增加趋势。幼苗期高温胁迫7 d后水稻叶片ROS含量增加缓慢；抽穗期间和灌浆初期(1～10 d)高温胁迫导致水稻籽粒ROS含量持续增加。幼苗期和抽穗期高温胁迫下，9个Rboh家族基因的表达量随高温胁迫的持续逐渐升高，基因表达量较高的是OsRboh7和OsRboh5。灌浆期高温胁迫下，OsRboh1、OsRboh5和OsRboh9的基因表达量持续增加，其他基因呈先增加后下降的变化趋势。水稻OsRboh基因家族成员中以OsRboh7和OsRboh5在幼苗期、抽穗期和灌浆初期高温胁迫下的表达量较高。此外，OsRboh7和OsRboh5在水稻幼苗叶片、剑叶、小花、外稃、内稃、雄蕊、雌蕊和籽粒等组织器官中具有较高的表达量。高温胁迫对幼苗叶片、小花、雄蕊、雌蕊和籽粒中OsRboh7和OsRboh5的基因表达量诱导幅度较大。综上所述，水稻OsRboh基因家族成员以OsRboh7和OsRboh5对不同生育期高温胁迫的响应最为明显，在高温胁迫诱导水稻ROS生成的代谢通路中发挥关键作用。

以水稻品种N22为材料，通过数据库检索和文献挖掘，筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因，并对其进行表达模式分析和生物信息学分析。结果显示：47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、Dna J、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域，且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调，有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤；47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径，与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关。通过预测，获得13个敏感基因的28个上游mi RNAs，其中osa–miR164、osa–mi R156和osa–mi R5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs。

以水稻品种N22为材料，通过数据库检索和文献挖掘，筛选出47个在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下在花药和授粉雌蕊中均差异表达的敏感基因，并对其进行表达模式分析和生物信息学分析。结果显示：47个敏感基因主要富集到HSP20、HSP70、四肽重复、ClpA/B、Dna J、FKBP型肽脯氨酰顺反异构酶和EF–hand蛋白结构域，且绝大多数敏感基因在高温胁迫和高温干旱复合胁迫下的花药和授粉雌蕊中表达上调，有利于水稻花器官对抗胁迫诱导的胞内蛋白损伤；47个敏感基因主要参与了与胁迫相关的生物学过程和代谢途径，与类固醇激素受体的HSP90伴侣循环和蛋白质甲基化也有关。通过预测，获得13个敏感基因的28个上游mi RNAs，其中osa–miR164、osa–mi R156和osa–mi R5162可能是水稻生殖期间逆境胁迫下对水稻育性、抽穗、衰老以及磷脂代谢中起关键作用的miRNAs。

采用盆栽实验,研究外源添加硅对水稻生物量及镉的化学形态的影响。选取对镉积累不同的水稻品种:‘沈稻18’和‘沈农315’,外源添加0、0.5 mg/kg镉及0、0.1、0.5 g/kg硅,灌浆期收获。结果表明,外源添加硅对2种水稻根和茎叶的干物质重均有影响,茎叶的干物质重随着硅含量的增大而增加;镉含量为0.5 mg/kg时,随硅含量的增大根干物质量先增大后降低;供试水稻根和茎叶中,氯化钠提取态镉所占比例最大,其次分别是醋酸提取态镉、离子水提取态镉、乙醇提取态镉,盐酸提取态镉含量最低。与‘沈农315’相比,‘沈稻18’中迁移性较强的去离子水提取态和乙醇提取态镉的比例较高,醋酸提取态和盐酸提取态比例...

为鉴定水稻盐和干旱胁迫下相关miRNA及其响应规律,以三叶一心水稻幼苗为材料,采用实时定量PCR的方法研究了盐(Na Cl)和干旱胁迫(PEG)0,3,6,12,24,48 h后10个miRNA及其靶基因的响应。结果表明,miRNA在盐和干旱胁迫下均存在时序性和组织特异性表达。盐胁迫处理下随处理时间的增加,miR156、miR164、miR167、miR169、miR171在根部的表达量呈上调趋势,miR159、miR160、miR319、miR398、miR1848在处理后3 h呈下调趋势,而后呈上调趋势;且在处理后3 h或6 h时所有miRNA均在地上部的表达量均最低。干旱胁迫处理后,根部miRNA随处理时间的增加基本表现为下降趋势;地上部随处理时间的延长,miR156、miR159、miR160、miR171的表达量呈先下降后维持在较低水平,而miR164、miR167、miR169、miR319、miR398、miR1848的表达量呈下调的趋势。miRNA靶基因的表达也存在明显的组织特异性和时序性,且仅少数miRNA与其靶基因的表达量呈负相关关系,证明miRNA通过调节其靶基因参与植物逆境响应及其调控网络的复杂性。

[目的]本文旨在通过测定关键生育期不同抗旱胁迫程度下不同品种玉米抗氧化酶活性、脯氨酸(Pro)及丙二醛(MDA)含量等指标，阐明玉米在不同干旱胁迫程度下的生理应激响应，为玉米抗旱稳产提供理论基础。[方法]以‘金庆707’‘嫩单19’及‘富单16’3个不同耐旱能力的玉米品种为试验材料，通过设置抗旱棚微区试验，于玉米拔节期、抽雄期及灌浆期分别设置正常供水(CK)、轻旱(LS)、中旱(MS)、重旱(SS)及持续干旱(S)处理5个水分梯度对玉米生理指标进行测定。[结果]随干旱胁迫程度的不断增强，玉米叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均呈先升高后降低的趋势，并在中度干旱[田间持水量的(45±5)%]时达到峰值。抽雄期玉米生长速率较快，干旱胁迫条件下3种抗氧化酶活性也最高，3个品种玉米酶活性从高到低分别为‘金庆707’‘嫩单19’‘富单16’。随干旱胁迫的增强，不同品种玉米叶片Pro含量显著升高，其中抽雄期Pro含量最高，最高可达到2 101.12 ng·g~(-1)。玉米叶片MDA含量在灌浆期最高，胁迫程度严重时MDA含量显著高于对照组，其中玉米品种‘金庆707’MDA含量最低，玉米品种耐旱性越强，MDA含量越低。[结论]抽雄期干旱胁迫影响产量，土壤水分维持在田间持水量的50%以上时，玉米通过增强抗氧化酶活性及脯氨酸含量来保护膜系统，在水分低于田间持水量的50%时则较易受到胁迫影响。

为筛选适用于Pb与Cd胁迫下旱柳实时荧光定量PCR的内参基因,应用荧光定量PCR技术分析UBQ1、TUB6、Actin、EF1α、18SRNA、GAPDH、TUA8和UBQ2这8个内参基因在旱柳根部的表达情况。通过Normfinder、ge Norm和Best Keeper3个软件进行综合分析,发现在Pb与Cd胁迫下表达较为稳定的内参基因均为EF1α、GAPDH和Actin,差别是在Pb胁迫下的旱柳根组织中最为稳定的内参基因是EF1α,而在Cd胁迫下的旱柳根组织应最稳定的内参基因为GAPDH。该研究结果可

【目的】通过对金娃娃萱草(Hemerocallis hybridus ‘Stella de Oro’)在重金属Cd胁迫条件下的生长及生理特性研究，探讨金娃娃萱草抗重金属Cd的能力，为重金属污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】以多年生金娃娃萱草分株苗为材料,利用盆栽试验，以土壤中未施入Cd为对照，探讨土壤中不同Cd含量（0.3，1，20，100 mg/kg）和胁迫时间(30,60,90,120 d)处理后，金娃娃萱草株高、干质量、叶片光合及抗氧化酶活性等指标的变化。 【结果】 Cd含量小于1 mg/kg时可促进金娃娃萱草生长，Cd含量大于1 mg/kg时，植株高度和生物量呈下降趋势；金娃娃萱...

【目的】为研究Zn对Cd胁迫下油菜抗逆性及抗氧化系统的影响,提出一种基于PCANN(主成分神经网络)的智能评价方法。【方法】实验采用沙培法,用不同浓度的Cd、Zn胁迫处理油菜幼苗,处理结束后测定根长、MDA含量、H_2O_2含量、SOD活性、POD活性、CAT活性指标。首先采用主成分法对各项指标进行优化,并分析得到评价结果,然后用神经网络对优化后的指标和评价结果进行学习和测试,并采用遗传算法优化神经网络的权阈值。【结果】300μmol/L的Cd和300μmol/L的Zn配施时效果最好,采用主成分法优化油菜指标后,对评价等级的界定没有影响,神经网络测试误差不超过2.93%,测试效果很好。【结论】该方法可以避免人工的主观干预,更加客观地对油菜生长进行评价,同时具有自适应性,能够自动识别Zn、Cd的配置情况,为油菜种植提供一种更加科学高效的智能化评价方法。