锰胁迫对黄花草种子萌发及幼苗生理生化特征的影响

为探明锰胁迫下黄花草的抗性生理适应机制,以该植物种子为试验材料,研究了不同浓度锰(0,1000,5000,10000,15000和20000μmol·L^-1)胁迫对黄花草种子萌发、幼苗生长的影响及胁迫7、15、30 d生理生化特征的变化。结果表明:1)随着锰浓度的增加,黄花草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均呈下降趋势;幼苗芽长、根长、生物量和根冠比则先增加后下降,呈现出“低促高抑”现象;2)1000~5000μmol·L^-1锰处理增加了黄花草幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量和叶绿素a/b值;当浓度继续增加且胁迫时间延长时,叶绿素含量和叶绿素a/b值降低;3)在胁迫第7天,黄花草叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性随锰浓度增加逐渐下降,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随锰浓度增加呈上升趋势;在胁迫第30天,SOD和POD活性均显著下降,CAT活性无明显下降;4)黄花草幼苗叶片中脯氨酸、可溶性蛋白和可溶性糖含量在胁迫第7、15天随锰浓度增加而增加,在胁迫30 d后则均下降;5)丙二醛(MDA)含量随着锰浓度的增加和胁迫时间的延长而显著增加。研究结果表明,1000~5000μmol·L^-1锰处理会促进黄花草幼苗的生长;该植物可以通过不同抗氧化酶差异化响应及渗透调节物质含量的提高,减轻高浓度锰胁迫所造成的损伤,提高对锰的耐性。

锰胁迫下鸡眼草的富集特征及生理响应

为探明植物对锰胁迫的耐受性机制,以采自重金属污染区与非污染区的鸡眼草为试验材料,在不同锰浓度胁迫下[0(对照)、1000、5000、10000、15000、20000μmol·L^(-1)]开展盆栽试验,比较研究锰胁迫对两种来源鸡眼草表型、生理生化特性及锰积累特征的影响。结果表明:随着锰浓度的升高,1)两种来源鸡眼草的根干重、芽干重、根冠比均呈降低的趋势;当锰浓度达5000~20000μmol·L^(-1)时,与对照相比,污染区、非污染区鸡眼草的芽干重分别下降4.34%~27.71%与16.33%~49.77%,根干重分别下降19.00%~66.06%与27.90%~77.54%,污染区下降幅度均较非污染区的小;2)两种来源鸡眼草的叶绿素、可溶性糖、脯氨酸含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈先升后降的趋势,可溶性蛋白含量逐渐下降,丙二醛(MDA)含量则逐渐升高;3)两种来源鸡眼草根、茎、叶的锰含量均增加;锰浓度为20000μmol·L^(-1)时,污染区和非污染区鸡眼草的叶锰含量分别为对照的16.53和13.41倍。因此,污染区鸡眼草锰耐受能力及富集能力均较非污染区鸡眼草高,较高的抗氧化酶活性是其耐受高锰胁迫的重要生理机制。

镉胁迫下青葙种子萌发及幼苗生理特性

青葙(Celosia argentea)为苋科一年生草本植物,是重金属镉的超富集植物,具有观赏价值高、抗逆性强等特点,是一种镉污染土壤修复的重要候选植物。为揭示青葙对镉胁迫的适应性特征及生理机理,研究不同镉浓度(0、50、100、200、500μmol·L^(-1))对其种子萌发、幼苗生长及生理特征的影响。结果表明:镉对青葙种子发芽率和萌发势影响较小,但降低了发芽指数、活力指数和生物量;青葙在镉胁迫下整体长势良好;随着镉浓度的升高,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均下降;随着镉浓度升高,超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性以及游离脯氨酸含量呈先上升后下降的趋势,可溶性糖、可溶性蛋白和丙二醛含量则逐渐升高。研究结果表明,青葙具有较强的耐镉能力,能通过提高抗氧化酶活性和调控体内的渗透调节物质含量来缓解镉带来的毒害作用。

锰胁迫对盐肤木种子萌发、幼苗生长及理化特性的影响

为揭示植物适应锰胁迫的生理机制,通过在不同Mn^(2+)浓度(0、1、5、10、15、20 mmol/L)下开展盐肤木(Rhus chinensis)种子萌发以及幼苗生长实验,检测锰胁迫处理7、15、30 d后幼苗生理生化特性的变化。结果表明:(1)随着Mn^(2+)浓度的升高,盐肤木种子发芽率变化不显著,在80.0%—81.6%之间,发芽势、发芽指数和活力指数则呈先升后降的趋势;其幼苗生物量也呈现先升后降的趋势;(2)随着Mn^(2+)浓度的升高与胁迫时间的延长,盐肤木幼苗叶绿素a、叶绿素b含量均呈现先增加后降低的趋势,类胡萝卜素含量呈现下降的趋势;(3)胁迫7 d时,随着Mn^(2+)浓度的升高,盐肤木幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性均显著上升;胁迫15、30 d时,高Mn^(2+)浓度(15—20 mmol/L)下POD、CAT活性则均降低;(4)胁迫7 d时,随着Mn^(2+)浓度的升高,可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量升高;胁迫15、30 d时,在Mn^(2+)浓度为20 mmol/L时可溶性蛋白与游离脯氨酸含量显著降低;(5)随着Mn^(2+)浓度的升高与胁迫时间的延长,丙二醛(MDA)含量均升高。研究说明盐肤木具有较强的耐受锰胁迫能力,它可通过增强抗氧化酶活性、积累渗透调节物质含量来应对锰胁迫。

锰胁迫对大叶胡枝子种子萌发和幼苗生理生化特征的影响

大叶胡枝子(Lespedeza davidii)为一种豆科灌木,生物量大,抗逆性强,能生物固氮.为揭示该植物对锰胁迫的适应性及其机制,以大叶胡枝子为对象,研究不同锰浓度(5,5000,15000μmol·L^(-1))对种子萌发及3个幼苗生长时期(7,15,30 d)生理生化特征的影响.结果表明,随着锰浓度的升高,大叶胡枝子种子发芽率无显著变化,均为98%左右;种子发芽势、发芽指数和活力指数则均降低,幼苗干重和根冠比均先升后降;随着锰浓度的升高,大叶胡枝子幼苗叶绿素a、叶绿素b含量均下降;在处理7 d时SOD,POD,CAT活性均上升,在处理30 d时SOD活性上升,POD活性下降,CAT活性先升后降;可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量则增加,且游离脯氨酸含量随锰胁迫时间的延长先升后降;MDA含量增加,随着时间延长逐渐升高.以上结果显示大叶胡枝子具有较强的锰耐受性,可通过调节抗氧化酶活性来缓解锰胁迫的毒害作用.

锰胁迫对野胡萝卜(Daucus carota)幼苗生长及理化特性的影响

野胡萝卜(Daucus carota)具有生物量大、适应性强、株型美观等特点,是锰矿废弃地污染治理的重要备选植物。以野胡萝卜为试材,采用盆栽试验的方法,研究了不同锰浓度(0～2 000 mg·kg^(-1))条件下野胡萝卜幼苗的生长及理化指标的变化特征。结果表明:随着锰浓度的升高,野胡萝卜幼苗生长呈现出‘低促高抑’现象,100～500 mg·kg^(-1)锰胁迫可有效促进植物幼苗生长;当锰浓度高于1 500 mg·kg^(-1)时,幼苗的生长受到抑制,其株高、根长、地下部干质量均较对照降低。随着锰浓度的升高,野胡萝卜幼苗叶片叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质、游离脯氨酸含量以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均呈现先增加后下降的变化趋势,并在500 mg·kg^(-1)锰胁迫下达到最大值;而过氧化氢酶(CAT)活性则表现为逐渐下降趋势,丙二醛(MDA)含量则表现为先下降后上升的趋势。研究表明,野胡萝卜可通过增加渗透调节物质浓度和增强抗氧化酶活性等方式应对锰胁迫,从而在较高浓度锰胁迫下维持植株正常生长,表现出较强的耐锰胁迫能力。