外源甜菜碱对铝胁迫下小麦幼苗生长及抗氧化能力的调节效应

为明确甜菜碱对小麦铝毒的缓解效应,以小麦品种济麦22为材料,采用水培方法,比较分析了铝胁迫下(400μmol·L^(-1) AlCl 3)不同浓度甜菜碱(0、1、2、4、8 mmol·L^(-1))处理后小麦幼苗生长、膜脂过氧化及活性氧代谢的差异。结果表明,铝胁迫抑制了小麦幼苗的生长,显著降低了幼苗的株高、根长及叶绿素含量,提高了丙二醛(MDA)含量及超氧阴离子自由基(O_(2)^(-)·)的产生速率;增施甜菜碱能缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用,促进铝胁迫下幼苗株高和根系的伸长生长,提高叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性,显著降低MDA含量及O_(2)^(-)·产生速率。综合来看,外施甜菜碱可通过调节活性氧代谢、抑制膜脂过氧化来缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制及生理损伤,本试验条件下以4 mmol·L^(-1)浓度的甜菜碱缓解效果最好。

褪黑素浸种对铝胁迫下苜蓿种子萌发及幼苗抗氧化生理的影响

为探明外源褪黑素(Melatonin, MT)溶液浸种对铝胁迫下紫花苜蓿(Medicago sativa L.)种子萌发及幼苗生长的影响,本试验以‘WL525HQ’(耐铝)和‘三得利’(敏铝)紫花苜蓿为材料,使用不同浓度MT溶液(0,100,200,400,800μmol·L^(-1))浸种,测定铝胁迫(1 mmol·L^(-1))下种子萌发、幼苗生长、幼苗抗氧化生理等指标。结果表明,铝胁迫抑制了紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长,MT浸种通过提高抗氧化酶活性、减少H2O2和丙二醛的积累来减轻铝胁迫给紫花苜蓿带来的氧化伤害;且随着MT溶液浓度的增加,紫花苜蓿种子发芽率、发芽势、根长、株高、生物量及根系抗氧化酶活性呈先升后降趋势,H2O2和丙二醛含量呈先降后升趋势,‘WL525HQ’的变化幅度高于‘三得利’。综合发芽指标、生长指标、抗氧化酶活性、H2O2和丙二醛含量评价不同浓度MT对苜蓿铝毒害的缓解效果表明:200μmol·L^(-1)处理效果较好,400μmol·L^(-1)次之,800μmol·L^(-1)最差。

铝胁迫下5种内生真菌的生长与吸收动力学特征

为了解铝(Al)胁迫下不同内生真菌的生长情况及其对Al^(3+)的吸收动力学特征,筛选抗铝性较强的优良菌株。选取分离自南方酸性红壤区耐铝树种千年桐的5种不同内生真菌(分别隶属于拟盘多毛孢属、链格孢属、盾壳霉属、青霉属和嗜热真菌属)为供试材料,设置5个Al^(3+)浓度(0、0.555、0.746、1.111、1.852 mmol·L^(-1)),研究内生真菌的生长情况及其对Al^(3+)的吸收、吸附特征,并分析5种内生真菌的阳离子交换量和吸收动力学情况。结果表明:5种内生真菌菌株的生物量总体随着Al^(3+)浓度的升高呈现先增加后减少的趋势;当Al^(3+)浓度低于1.111 mmol·L^(-1)时,5种内生真菌均具有较强的耐铝性,当Al^(3+)浓度为1.852 mmol·L^(-1)时,5种菌株对Al^(3+)的耐受能力显著下降(P<0.05);各菌株对Al^(3+)的吸收和吸附均随着Al^(3+)浓度的升高而增加。其中,青霉属菌株的平均生长量达158 mg,其生物量显著大于其他4种菌株(P<0.05),其耐受指数、吸收动力学指标及吸附性Al^(3+)含量也相对较高,而其吸收性Al^(3+)含量均小于其他4种菌株。综合上述各项指标,相较于其他4种菌株,青霉属菌株细胞壁的吸附性Al^(3+)含量较多,能够防御Al^(3+)进入细胞内。

铝胁迫下千年桐叶片角度及形态特征的变化

高等植物通过调整叶角大小,在弱光条件下提高光利用效率或者在光辐射强烈时有效避免强光的伤害,以此获得适度光照或者减弱叶片受到的光胁迫,促进植株生长。但胁迫条件会对叶片的适光行为产生不同程度的影响。为探究铝胁迫对红壤区常见生态树种千年桐叶片形态和行为调整的影响,以1年生千年桐苗木为试验材料,设置无铝0 mmol·L^(-1)(CK)、低铝0.555 mmol·L^(-1)(T1)、中铝0.746 mmol·L^(-1)(T2)、高铝1.111 mmol·L^(-1)(T3)4种不同浓度铝处理,比较不同浓度铝胁迫下,千年桐苗木的叶角度、叶片形态特征以及光合生理指标的差异,分析影响叶角变化的相关因子,从叶片形态可塑性和适光行为调整的角度揭示千年桐对铝胁迫的响应。结果表明,光照充足条件下,CK处理的千年桐叶片悬挂角在7:30时最小(106.00°),叶脉处于近水平位置,随着光照的增加叶悬挂角有所增大;不同铝浓度处理下叶悬挂角与叶方向角的日变幅按从小到大的排序均表现为T2<T3<CK<T1。在T1和T3处理时千年桐叶长、叶宽、叶柄长与叶面积下降明显,叶形指数在T3处理时达到最大值。千年桐叶片的净光合速率和蒸腾速率在T2处理时数值最小,与CK相比,其降幅分别为32.35%和46.22%;瞬时水分利用效率在T2处理下达到最大值。相关性分析显示,千年桐叶方向角与叶柄长度呈与叶形指数呈显著负相关;叶悬挂角与叶方向角呈显著负相关。由此可知,无铝胁迫时千年桐在强光条件下能通过减小叶方向角和增大叶悬挂角,降低叶面对光辐射的截获量以避免光损伤;在弱光条件下通过增大叶方向角和减小悬挂角使叶片两面能接受更多的光辐射。低铝浓度下,千年桐仍可进行积极的叶片适光调整。而中高铝浓度下,千年桐叶角变幅减小,但可通过光合生理指标的调整降低叶片失水量,实现叶柄对叶片角度的调节。

铝胁迫下千年桐内生真菌对根际土壤不同铝形态的影响

【目的】了解不同浓度铝胁迫下内生真菌对根际土壤不同铝形态的影响。【方法】将5种分离自千年桐的优势内生真菌菌株配置为菌液,分别施入不同浓度铝胁迫的千年桐盆栽苗,外源铝浓度设置为0 mmol/L (A0)、0.555 mmol/L (A1)、0.745 6 mmol/L (A2)、1.111 mmol/L (A3)和1.852 mmol/L (A4)。通过测定不同菌液处理的土壤活性铝含量以及千年桐根系活力,探讨内生真菌对根际土壤活性铝含量及比例变化的影响。【结果】在非铝胁迫(A0)的条件下,不同内生真菌对千年桐根际土壤活性铝含量均有不同程度的升高。施加链格孢属菌液处理后,根际土壤交换性铝含量在A2铝浓度时较未施菌处理降低了20.58%,单聚体羟基铝含量在各铝浓度下均低于未施菌处理,降幅分别为7.19%(A1)、19.56%(A2)、6.27%(A3)和4.01%(A4)。盾壳霉属和嗜热真菌属菌液处理后,千年桐根际土壤活性铝含量均高于未施菌处理。不同菌液处理对千年桐根系活力的作用各异,其中盾壳霉属处理后的根系活力较未施菌提升了11.27%,而拟盘多毛孢属处理后根系活力与未施菌处理无显著差异。【结论】接种内生真菌能改变植株根际土壤活性铝含量和比例。链格孢属能有效降低根际土壤单聚体羟基铝含量,而盾壳霉属和嗜热真菌属提升了根际土壤活性铝含量。内生真菌的作用效果受到铝浓度、内生真菌基因型和宿主种类的影响。研究结果拓展了内生真菌对于宿主根际土壤影响的探索,可为林木-微生物互作的深入研究提供参考。

硼对铝胁迫下杉木生长、生理和光合特性的影响

为了研究硼对铝胁迫下杉木生长、生理和光合特性的影响,揭示硼介导的杉木耐铝调控机制,为进一步利用养分管理手段减轻杉木铝毒害提供参考,以3月龄幼苗为材料,共设置4个处理,对照(CK)、缺硼(-B)、缺硼加铝(-B+Al)和加硼加铝(+B+Al),分析不同处理间杉木生长、叶片光合和抗性生理指标的差异。结果表明:(1)与CK相比,胁迫处理均能显著抑制苗高生长,苗高降幅介于31.83%~55.56%之间,而且铝胁迫下,加硼(+B+Al)能显著缓解缺硼(-B+Al)引起的苗高生长、叶片丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和光合色素含量下降;与-B+Al处理相比,+B+Al处理的苗高、MDA、H_(2)O_(2)、叶绿素和类胡萝卜素含量分别增加48.02%、24.18%、16.39%、17.16%和17.78%。(2)与CK相比,不同胁迫处理显著提高叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性,其活性大小均表现为:+B+Al>-B+Al>-B>CK,增幅分别介于17.10%~128.87%、15.19%~152.10%、37.39%~412.11%和44.07%~271.66%之间。(3)杉木叶片净光合速率、水分利用效率、最大荧光、可变荧光、PSⅡ潜在光化学活性、PSⅡ最大光化学效率、光化学淬灭系数和实际最大量子产额在不同胁迫处理下较CK均出现不同程度下降,降幅分别介于51.06%~59.50%、2.43%~16.71%、7.07%~20.45%、7.80%~29.93%、27.16%~54.07%、2.53%~13.53%、4.66%~12.61%和4.25%~13.77%之间,而且-B+Al处理的降幅显著大于+B+Al处理。可见在铝胁迫下,与缺硼相比,外源加硼处理通过提高叶片抗氧化酶活性,降低叶片H_(2)O_(2)和MDA的积累,减轻H_(2)O_(2)诱导的叶片氧化损伤和光合色素的下降,提高叶片光合效率和光能利用率,促进碳同化产物合成,从而缓解铝胁迫引起的对生长的抑制。

质膜H^(+)-ATPase基因对铝胁迫下水稻硝态氮吸收的 调控作用

为探讨细胞质膜ATP酶(PM H^(+)-ATPase)基因对铝胁迫下水稻(Oryza sativa L.)吸收硝态氮(NO_(3)^(-)-N)的调控,本试验以2个水稻品种峰1A和峰1A优5为研究对象,以无铝处理幼苗为对照,分析铝胁迫下水稻根尖PM H^(+)-ATPase活性、H^(+)-泵活性、H^(+)通量、PM H^(+)-ATPase基因家族(OsA1~OsA10)表达水平、PM H^(+)-ATPase和14-3-3蛋白的互作水平以及NO_(3)^(-)-N吸收量。结果表明,与对照相比,铝胁迫下2个水稻品种根尖PM H^(+)-ATPase活性、H^(+)-泵活性和根尖H^(+)通量下降,PM H^(+)-ATPase和14-3-3蛋白的互作水平下降。铝胁迫抑制了OsA1、OsA5、OsA7和OsA8基因的表达,其中OsA7的表达水平显著下调,铝胁迫下峰1A和峰1A优5的OsA7表达量仅为对照组的21%和39%。NO_(3)^(-)-N吸收量较对照下降,分别为对照的81%和85%。综上,PM H^(+)-ATPase基因的表达水平影响水稻对NO_(3)^(-)-N的吸收能力,OsA1、OsA5、OsA7和OsA8在铝胁迫下水稻吸收NO_(3)^(-)-N过程中起关键的调控作用。本研究结果可为增强酸铝条件下水稻吸收NO_(3)^(-)-N的能力,促进水稻生长及增产提供理论依据。

铝胁迫对秃杉种子萌发与根尖生理特征的影响

为探究铝胁迫对秃杉(Taiwania flousiana)种子萌发和根尖生理特征的影响,分别进行不同铝浓度处理下秃杉种子萌发和根尖试验。在种子萌发试验中,设置11个处理,包括2个铝浓度为0 mg/L处理(pH值分别为7.0和4.0)和9个不同铝浓度处理(20、50、100、500、1000、1500、2500、3000和3500 mg/L,pH值为4.0),测定种子萌发能力、根尖铝含量和根系活力。在根尖试验中,设置7个不同铝浓度处理(0、50、100、500、1000、2000和4000 mg/L,pH值为4.0),对发芽种子进行处理,测定根尖铝和丙二醛(MDA)含量、根系活力及根尖超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性。结果表明,铝浓度低于50 mg/L可提升秃杉种子发芽率和发芽指数。随铝浓度增加,发芽率、发芽势、第15和25天胚根长、发芽指数、活力指数及平均鲜重均呈先升后降的趋势。1500 mg/L铝浓度为种子半致死浓度;3500 mg/L铝浓度为种子致死浓度。随铝浓度增加,胚根根尖MDA含量呈先降后升的趋势;SOD活性呈下降趋势;POD和PPO活性呈上升趋势;CAT活性呈先升后降的趋势;APX活性呈先降后升再降的趋势。随铝浓度增加,胚根根尖铝含量增加,活力下降。在种子萌发和生长过程中,秃杉耐铝能力较强,可在铝浓度低于1500 mg/L的土壤中萌发和生长;受铝胁迫后,秃杉种子通过调节自身抗氧化能力增强抗性。

生姜对铝胁迫的生理响应特性

生姜喜酸性土壤,而铝离子(Al^(3+))在酸性土壤中易析出,进而对作物造成毒害。为此,本文研究了0(CK)、250、500、750、1 000 mg·kg^(-1)等土壤Al^(3+)水平对生姜生长及叶片生理特性的影响。结果表明,Al^(3+)对生姜生长的影响存在剂量效应,土壤250 mg·kg^(-1)Al^(3+)对生姜生长有一定促进作用,随着Al^(3+)水平的升高,生姜株高、茎粗及各器官生物量均逐渐降低,收获时750 mg·kg^(-1)Al^(3+)处理的植株根、茎、叶及根茎鲜质量较CK分别降低了11.00%、9.32%、6.49%和21.24%。较高浓度Al^(3+)胁迫显著降低了叶片色素含量,抑制了叶片水气交换参数,如生姜旺盛生长期750 mg·kg^(-1)Al^(3+)处理的叶片叶绿素a、b及净光合速率(P_n)分别较CK降低了65.89%、11.99%和19.95%;此外,土壤Al^(3+)胁迫还使叶片活性氧水平显著升高,而抗氧化酶活性则呈现先升高后降低的趋势。

植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响

目的:探究植物激素对铝胁迫下番茄根生长的影响,为增强番茄耐铝能力及培育抗铝番茄品种提供理论依据。方法:以栽培品种番茄为试验材料,外源施加细胞分裂素(6-BA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、油菜素内酯(BL)、生长素类似物(NAA),探究不同植物激素在番茄响应铝胁迫过程中的调控机制。结果:细胞分裂素、水杨酸、茉莉酸甲酯增加了番茄对铝胁迫的敏感性,加重了铝对根生长的抑制作用;油菜素内酯对铝胁迫下番茄根的生长无明显作用。外源施加NAA时,促进了番茄侧根发育,但明显加重了铝诱导的主根和侧根生长抑制,增加了番茄对铝胁迫的敏感性。外源施加生长素运输抑制剂(NPA和TIBA)也加重了铝诱导根的生长抑制。而外源生长素合成抑制剂yucasin明显缓解了铝诱导的根生长抑制,降低了番茄对铝胁迫的敏感性。利用生长素响应报告基因DR5:GUS番茄转基因植株,发现铝胁迫促进生长素在根尖分生区和转换区(分生区与伸长区之间)细胞的积累,过量的生长素抑制根的伸长生长,而yucasin通过减少生长素在根尖的积累缓解铝胁迫导致的根生长抑制。结论:通过生长素合成途径解析番茄响应铝胁迫的调控机制,应用生长素合成抑制剂yucasin缓解番茄铝胁迫,降低了铝离子和铝诱导的活性氧(ROS)在番茄根尖的积累,减少了细胞死亡。

AM真菌和外源磷对铝胁迫下油茶幼苗光合生理的影响

以一年生普通油茶实生苗和4种AM真菌为试材,采用盆栽试验,在施用磷(0、30、60、120 mg·L^(-1))、铝(0、1、2、3 mmol·L^(-1))组合处理下培养8个月,研究了AM真菌和外源磷对铝胁迫下油茶幼苗光合生理的影响,以期为开展外源磷和丛枝菌根缓解铝胁迫的相关机理研究提供参考依据。结果表明:4种AM真菌中摩西斗管囊霉侵染率最高,接菌幼苗其净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿体色素含量、类胡萝卜素及CO_(2)利用效率较对照分别提高295.19%、381.48%、297.86%、57.63%、172.75%和142.00%;在铝胁迫下,接种摩西斗管囊霉能提高油茶幼苗光合生理响应的敏感性,其高浓度铝胁迫下的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、叶绿体色素含量、非光化学淬灭参数、非光化学淬灭的量子产量、根部干质量和地径较高;添加浓度120 mg·L^(-1)以下的外源磷能缓解铝胁迫对摩西斗管囊霉菌根苗光合生理的影响,主要是通过显著提高其净光合速率和根部干质量。综上,土壤铝害抑制油茶的光合作用从而影响其生长发育,外源磷和丛枝菌根真菌对油茶光合生理的增效作用能有效缓解铝胁迫的影响。

外源抗坏血酸对番茄铝胁迫的缓解作用

为了探究外源抗坏血酸(AsA)对铝胁迫下番茄生长的缓解效应,以吉美008F1番茄种子为研究对象,用200μmol/L AlCl_(3)进行胁迫试验,用不同浓度的外源AsA溶液进行缓解试验。试验设计包括发芽试验、水培试验,每个试验设6个处理[发芽试验的6个处理分别为蒸馏水(CK)、200μmol/L AlCl_(3)溶液(S_(1)处理)、200μmol/L AlCl_(3)+0.25 mmol/L AsA溶液(S_(2)处理)、200μmol/L AlCl_(3)+0.50 mmol/L AsA溶液(S_(3)处理)、200μmol/L AlCl_(3)+1.000 mmol/L AsA溶液(S_(4)处理)、200μmol/L AlCl_(3)+1.50 mmol/L AsA溶液(S_(5)处理);水培试验的6个处理分别为1/2倍霍格兰营养液(CK)、蒸馏水(T_(1)处理)、1 mmol/L AsA溶液(T_(2)处理)、2 mmol/L AsA溶液(T_(3)处理)、4 mmol/L AsA溶液(T_(4)处理)、6 mmol/L AsA溶液(T_(5)处理)],研究不同处理对铝胁迫后番茄种子萌发、光合特性、生理指标及生长特性的影响。结果表明,与CK相比,S_(1)处理的种子发芽率降低了37.67百分点,胚根伸长量仅为CK的68.27%;S_(3)、S_(4)处理的种子发芽率相对于S_(1)处理分别增加了22.67、16.67百分点,并且它们的胚根伸长量也有所增加。铝胁迫对番茄的生长特性产生了显著影响,与CK相比,铝胁迫后番茄的株高、鲜重、干重、叶绿素a含量和叶绿素b含量均显著降低,分别为CK的75.20%、49.52%、59.00%、52.99%和77.63%。与T_(1)处理相比,T_(3)、T_(4)处理的相对电导率分别降低了7.52%、5.45%,T_(3)、T_(4)、T_(5)处理的丙二醛(MDA)含量分别显著降低了18.59%、24.21%、16.41%。此外,与T_(1)处理相比,T_(3)、T_(4)处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性分别显著升高了20.51%、14.09%,T_(3)处理的过氧化物酶(POD)活性显著升高了16.33%。综上所述,不同处理对番茄的铝胁迫有一定的缓解作用,外源施用AsA能在一定程度上缓解铝胁迫对番茄种子发芽的抑制,但对番茄胚根伸长的影响较小。喷施AsA能有效缓解铝胁迫对番茄幼苗生长的抑制,提高叶绿素含量,降低相对电导率和丙二醛(MDA)含量,并增强抗氧化酶活性。其中,铝胁迫对番茄种子发芽的抑制作用中缓解效果最好的是0.50~1.00 mmol/L浓度的外源AsA处理,而2~4 mmol/L浓度的外源AsA处理可较好地缓解铝胁迫对番茄幼苗生长的抑制作用。

外源NO对铝胁迫下鸡骨草种子萌发及幼苗生长的影响

本研究以大叶鸡骨草、小叶鸡骨草种子为试验材料,采用纸床发芽法,探究铝胁迫对2种鸡骨草种子萌发及幼苗生长的影响,并探讨添加不同浓度外源SNP对2种鸡骨草的铝毒害有无缓解作用。结果表明,铝胁迫对2种鸡骨草种子萌发及幼苗生长均有显著抑制作用。添加外源NO后,低、中浓度SNP可缓解铝胁迫下2种鸡骨草种子萌发及幼苗生长的抑制作用,相对发芽率、发芽势、发芽指数、苗长、主根长、苗鲜重和一级次生根数均升高,尤其对苗长产生促进效应明显。其中,大叶鸡骨草以100μmol/L SNP对铝胁迫的缓解效果最佳,小叶鸡骨草以500μmol/L SNP对铝胁迫的缓解效果最佳。

铝胁迫对龙眼叶片活性氧代谢及膜系统的影响

为了阐明铝胁迫对龙眼活性氧代谢及膜系统的影响 ,2 0 0 1年进行了龙眼苗期营养液培养条件下的铝胁迫试验。结果表明 :铝胁迫造成龙眼幼苗叶片细胞膜系统的破坏和活性氧防御系统失衡。不同强度铝胁迫 ( 0 1 85～ 1 85 0mmol·L- 1 )下 ,龙眼叶片细胞膜脂过氧化加剧 ,膜透性明显提高 ,与对照相比较 ,MDA含量增加了 5 85 %～ 89 5 4% ,K+ 渗漏值增加了 1 2 1 6%～ 1 3 2 3 5 % ,大分子渗漏值增加了 1 0 43 %～ 1 0 0 0 8%。导致膜脂过氧化的原因是超氧自由基O-2· 、H2 O2 等氧自由基的大量累积 ,铝胁迫下龙眼叶片O-2· 产生的速率提高了44 49%～ 443 48% ,H2 O2 含量增加了 0 62 %～ 5 8 3 6%。O 2 、H2 O2 等AOS累积的主要原因是铝胁迫破坏了细胞保护酶和抗氧化物质系统的协调性。SOD、POD、GR活性在低浓度铝胁迫时上升 ,至 0 3 70mmol·L- 1 铝处理时达最大值 ,而铝胁迫浓度 >0 3 70mmol·L- 1 则下降 ;铝胁迫下 ,CAT活性不断下降 ,AsA POD活性不断增加。铝胁迫导致AsA含量不断下降 ,GSH含量随铝胁迫浓度的增加而增加 ,至 0 740mmol·L- 1 铝处理时达最大值 ,铝浓度 >0 740mmol·L- 1 ,GSH含量下降。

铝胁迫对龙眼叶和根细胞超微结构的影响

用扫描电镜、透射电镜、荧光显微镜研究铝胁迫对龙眼叶、根超微结构的影响。结果表明 ,铝胁迫造成龙眼叶片超微结构的破坏。其中最明显的变化是叶绿体的破坏 ,表现为叶绿体膜系统受损加重 ,基粒片层扭曲紊乱 ;其次是细胞壁的降解 ,细胞之间间隙变小 ,部分液泡膜破裂 ,液泡消失 ;线粒体膜系统受到破坏 ,嵴数量明显减少甚至消失。铝胁迫下龙眼根端膨大 ,根尖变粗变短 ,从外表皮到中柱出现不同程度的龟裂 ,且随铝浓度的提高 ,这种伤害程度不断加重 ;根伸长区细胞细胞壁发生降解 ,细胞间距变小 ;膜系统遭到破坏 ,核膜、线粒体膜破裂 ;细胞中淀粉粒明显减少 ,甚至消失 ;根尖分生组织细胞核变形 ,细胞核数量大大减少。

酸、铝胁迫对苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响

本试验采用水培法，以金皇后品种的紫花苜蓿为材料，探讨了酸（pH 3．0，4．5，6．0，7．5）、Al3＋（0，50，100，200 mg／L）胁迫处理对苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响。结果表明，随着酸度的增加对苜蓿种子发芽和幼苗生长的抑制作用增强，微酸（pH 6．0）环境下几乎没有抑制作用，甚至有促进作用。溶液铝含量在0，50 mg／L 时，苜蓿生长正常，发芽率、发芽势、发芽指数、茎长、根长等均明显高于其他处理（P ＜0．05）；当铝含量在100～200 mg／L 时，苜蓿种子发芽和幼苗生长受到严重抑制，发芽率、发芽势、发芽指数、茎长、根长等均显著低于（P ＜0．05）其他处理。酸、铝共同胁迫对苜蓿种子发芽和幼苗生长的影响大于单一胁迫对它的影响，当 pH＜4．5、Al3＋浓度达到50 mg／L 以上时，即可对苜蓿芽苗的生长产生明显的抑制作用。

铝胁迫对水稻幼苗生理变化的影响

用AlCl3溶液(60mmol·L-1,pH4.5)分别处理两个水稻品种A(铝敏感型)和B(耐铝型)后,测定了作物地上与地下部生理指标的动态变化。结果表明,铝胁迫显著抑制了水稻幼苗根系的伸长和生长。观察还发现,水稻幼苗鲜重不会因继续培养而加大,而且正常生长的水稻幼苗的根冠比值会随着生长而逐渐变小,而铝胁迫下的水稻幼苗的根冠比值上升,可见芽的生长明显受到抑制。铝胁迫处理后第3d和9d,两个品种的地上部和根系中丙二醛、过氧化氢、脯氨酸含量均不同程度地增加。铝敏感品种A的丙二醛MDA)和过氧化氢(H2O2)比耐铝品种B增加明显;但品种B的脯氨酸比A品种的脯氨酸增加明显。处理9d后品种A比品种B的蛋白质含量降低明显。铝胁迫后,根系吸收总表面积和活跃表面积均下降。与对照相比,品种A第8d根系活跃吸收比表面积降低了40.88%,第10d降低了56.12%,而且品种A铝处理第6d呼吸速率达到高峰,增加了1.6倍,第10d较对照仅增加67.97%,但呼吸商增加,表明根系的有氧呼吸受明显抑制,同时,短期处理根系活力达到峰值,之后逐渐下降,最终导致根系失活。

铝胁迫对花生根尖线粒体膜生理特性的影响

线粒体在植物生命活动中发挥重要作用,以花生为材料,研究了在铝胁迫条件下,花生根尖细胞线粒体膜生理变化。结果表明,通过根长试验、苏木精染色和根尖铝离子含量测定,筛选到耐铝品种鲁花11(LH11),铝敏感品种R1549。铝胁迫后,两个品种根尖线粒体MDA含量增加,R1549的MDA含量均高于LH11,在处理浓度是20μmolL-1和100μmolL?1时,两品种的MDA含量差异显著,但在400μmolL-1时,差异不显著;两品种根尖线粒体Ca2+-ATP酶活性和Ca2+含量呈下降趋势,且随铝溶液浓度增加而加快,R1549的线粒体Ca2+含量下降较LH11快;随处理铝溶液浓度增加,线粒体光密度持续下降,MPT不断增大,ΔΨm明显降低,线粒体中Cytc/a减少,R1549较LH11下降更明显。试验结果说明在较高铝浓度胁迫下,两品种线粒体透性转换孔开放,膜透性增加,跨线粒体膜Ca2+转运系统活性降低,使胞质Ca2+超载,细胞色素C释放到细胞质中,诱导根尖细胞发生程序性死亡,从而抑制根生长;在低铝浓度下,与铝敏感品种相比,耐铝品种吸收铝少,脂质过氧化水平低,线粒体膜Ca2+-ATPase活性、MPTP和ΔΨm调控能力强,不易发生细胞程序性死亡,从而表现出较强的耐铝能力。

铝胁迫对杉木幼苗生长、叶片光合特性和叶绿体超微结构的影响

以1月生杉木幼苗为材料,设置对照(CK)和铝胁迫(0.5 mmol·L-1)处理,研究铝胁迫对杉木幼苗生长、叶绿素和类胡萝卜素质量分数、叶绿素荧光特性、光合气体交换参数及叶绿体超微结构的影响。结果表明:①铝胁迫下杉木幼苗根系伸长、生物量显著受抑,铝胁迫处理还显著降低杉木叶片叶绿素和类胡萝卜素质量分数;②铝胁迫下杉木叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均显著下降,而胞间二氧化碳摩尔分数(Ci)则显著升高;③铝胁迫下杉木叶片PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ潜在活性(Fo/Fv)、光化学淬灭系数(Qp)均显著下降,而非光化学淬灭系数(Np,q)则显著增加;④透射电镜结果显示,铝胁迫使杉木叶片叶绿体膨大隆起,叶绿体内基质片层解体,基粒片层数量显著减少,且分布不均,排列松散。可见,铝介导对杉木叶片叶绿体内部结构的破坏,是导致铝胁迫下杉木叶片叶绿素和类胡萝卜素质量分数降低及光合能力下降的主要原因,从而最终抑制杉木幼苗的生长。

外源水杨酸对铝胁迫下菊芋光合特性及耐铝性的影响

以耐铝性较强的南京菊芋和耐铝性较弱的资阳菊芋为对比试验材料,在水培条件下,研究叶面喷施500μmol/L水杨酸(SA)对50μmol/L铝胁迫下菊芋幼苗叶片生长特性、光合特性、抗氧化酶活性及耐铝性的影响。结果表明,经过50μmol/L铝处理21d后,南京菊芋和资阳菊芋均受到一定的抑制,株高、根长及地上部分鲜重、叶绿素含量、最大光能转换效率(Fv/Fm)、最大荧光产量(Fm)及电子转移速率(ETR)显著降低,SOD、POD与CAT呈现相反的变化趋势,显示出2个菊芋品种的耐铝性差异,初始荧光(F)、可溶性蛋白含量、超氧阴离子产生速率(O2-)、游离脯氨酸含量(Pro)以及MDA含量均上升。喷施500μmol/L SA后显著提高菊芋的株高、根长及地上部分鲜重、叶绿素含量及叶绿素荧光相关指标、抗氧化酶活性;降低叶片的超氧阴离子产生速率(O2-),可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量(Pro)和丙二醛(MDA)含量呈现上升的变化趋势。通过灰色关联度分析可知,喷施SA对菊芋的叶绿素b、Fm和ETR影响最大;由隶属函数分析得出,每天喷施500μmol/L SA通过提高抗氧化酶活性和光合作用等途径缓解铝胁迫对菊芋造成的伤害,增强菊芋抵抗铝胁迫的能力。