基于相关分析和主成分分析的紫花苜蓿抗镉胁迫研究

【目的】探究紫花苜蓿种子在镉(Cd)胁迫下幼苗生理生化指标的变化,筛选出典型指标因子,为植物修复土壤中的Cd污染提供理论依据。【方法】紫花苜蓿种子经不同Cd浓度(0、1、5、10、15、30和50 mg/L)胁迫处理后培养生长,对其幼苗生理指标进行测定;并采用相关分析和主成分分析法对各个指标进行分析,评价Cd胁迫对紫花苜蓿生理状况的影响。【结果】随Cd浓度的增加,紫花苜蓿根细胞活力及子叶的叶绿素和可溶性蛋白含量逐渐减少,子叶的丙二醛(MDA)、羟自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(O_(2)^(-)·)含量逐渐增加,幼苗中Cd含量及子叶的脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈先增后减的变化趋势;当Cd浓度为1 mg/L时,SOD活性达最大值320 U/(g·min);当Cd浓度为5 mg/L时,可溶性糖含量达最大值11.276µg/g;当Cd浓度为10 mg/L时,脯氨酸含量和CAT活性达最大值,分别为80.147µg/g和77 U/(g·min);H2O2含量、POD活性和Cd含量在Cd浓度为30 mg/L时达峰值,分别为15.75μmol/g、1412 U/(g·min)和2.135 mg/g。相关分析结果显示,Cd浓度与紫花苜蓿子叶中的·OH、O_(2)^(-)·和MDA含量及整株幼苗中Cd含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),与叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量及CAT活性和根细胞活力呈极显著负相关。主成分分析结果显示,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)累积贡献率为87.50%,根细胞活力在PC1中载荷最高,可溶性糖含量在PC2中载荷最高。【结论】紫花苜蓿对外环境中的Cd有一定富集作用,可考虑将其用作修复Cd污染地区土壤的植物之一,且根细胞活力和可溶性糖含量可作为评价Cd胁迫对紫花苜蓿影响的重要指标。

铬胁迫下紫花苜蓿种子萌发和幼苗生理响应的主成分分析

为探讨不同浓度(0、1、5、10、20、30、50 mg/L)Cr^(6+)胁迫下紫花苜蓿生长状况及抗胁迫响应变化规律,基于主成分分析法,探究水培试验下苜蓿Cr^(6+)胁迫生理生化响应特征。结果表明,Cr^(6+)浓度≤5 mg/L时,对苜蓿种子萌发、叶绿素含量、可溶性蛋白含量具有显著促进作用(P<0.05),AsA+GSH含量达对照(CK)的2.17~3.30倍;Cr^(6+)浓度≥10 mg/L时抑制苜蓿种子萌发、叶绿素合成及抗氧化循环;随Cr^(6+)浓度增加,苜蓿种子活力指数、幼苗根长、茎长和根系活力显著下降(P<0.05),幼苗体内铬累积量、MDA含量、H_(2)O_(2)含量、脯氨酸含量及POD活性显著增加(P<0.05),GSH含量达CK的3.69~6.54倍。这表明紫花苜蓿能通过调节自身的氧化应激水平及AsA-GSH循环来抵御低浓度Cr^(6+)胁迫。利用主成分分析法研究发现,铬胁迫下苜蓿幼苗的铬积累量、POD活性、H_(2)O_(2)含量、MDA含量、根系活力这5个指标能良好表征Cr^(6+)胁迫下苜蓿的生理响应。

植物根系分泌物在重金属胁迫下的响应研究进展

植物在遭受重金属胁迫时,会改变根系分泌物的分泌情况来响应重金属胁迫。根系分泌物的变化与植物种类、重金属类型等多种因素有关。本文综述了重金属胁迫下,植物根系分泌物中有机酸、氨基酸、可溶性糖的变化以及这些组分的作用,为研究植物对重金属的耐受性和适应性,以及明确各组分的响应机制,提供理论依据。

一株高效甲烷氧化细菌生长条件优化研究

通过对5种不同土壤样品进行甲烷降解实验筛选出甲烷降解率最高的稻田土壤样品,并从土壤样品中分离、筛选出一株具有高效降解甲烷能力的甲烷氧化细菌L08.通过对菌种接种量、pH、培养温度、培养方式等条件的研究,得到菌株的最优生长条件:培养温度35℃,pH7.0;菌液接种量4.0%(体积分数),甲烷含量为10%(体积分数),测定其生长曲线,为甲烷氧化细菌降解甲烷研究提供基础数据.