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。

新型钙镁硅复合无机材料对盐胁迫下小麦幼苗生长的影响

为确定新型钙镁硅复合无机材料(IM)对盐(NaCl)胁迫下小麦幼苗生长的影响,采用液培法,通过在营养液中添加IM,制备了ρ(IM)=3.15,6.30,9.45,12.60,15.75 g·L^(-1)的5种培养液,进行了不同添加量的IM对盐胁迫下小麦幼苗生长与生理特性影响的试验。结果表明:盐胁迫显著抑制了小麦幼苗的生长,添加IM能有效缓解小麦幼苗的盐胁迫效应,其中以ρ(IM)=12.60 g·L^(-1)的处理能显著促进盐胁迫下小麦幼苗的生长,降低盐胁迫下小麦幼苗根系与叶片的丙二醛质量摩尔浓度和超氧阴离子产生速率,增加叶片和根系的可溶性蛋白质量分数和抗氧化酶活性,并显著提高游离脯氨酸质量分数。

增强UV-B胁迫对小麦幼苗CaM含量的影响

[目的]对增强UV-B胁迫下小麦幼苗中钙调素(CaM)含量进行研究,进而研究增强UV-B胁迫下小麦幼苗体内Ca^(2+)-CaM通路的情况。[方法]采用二次盐析、Sephadex G-50凝胶过滤层析等方法,从小麦幼苗中分离纯化的CaM,并采用PDE法测定CaM含量。[结果]增强UV-B胁迫导致小麦幼苗CaM含量增加了23%,这可能为增强UV-B胁迫导致钙离子增多,进而调控CaM所致。[结论]结果为小麦抗辐射机制的研究奠定了一定的基础。

1株桑叶内生促生细菌的筛选及对小麦幼苗的促生机制研究

为获得植物内生促生菌资源,本文从桑树(Morus alba L.)叶片中分离筛选促生细菌,进行分类鉴定,检测其促生特性,探讨其对小麦(Triticum aestivum L.)的促生机制。结果显示,常规平板法从四个桑树品种叶片中分离出13株内生细菌,其中品种9703中分离的编号AG-2菌株表现出良好的促生效果。结合形态学和16S rRNA序列分析鉴定菌株AG-2为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。平板定性法和高效液相色谱–串联质谱法(HPLC-MS/MS)分析表明菌株AG-2具有产有机酸、蛋白酶、纤维素酶、铁载体以及吲哚乙酸(IAA)、异戊烯基腺嘌呤(IP)和异戊烯基腺嘌呤核苷(IPA)的促生特性。室内幼苗浇灌试验结果表明,与对照组相比,菌株AG-2处理小麦幼苗12 d后,苗鲜重、根鲜重和单株总鲜重显著增加(P P P P In order to obtain endophytic bacteria to promote plants growth, strains were isolated and screened from mulberry leaves. Based on identification of the strain and analysis of the growth-promoting characteristics, the growth-promoting mechanism on wheat was explored. Results showed that 13 endophytic bacteria were isolated from the leaves of four mulberry varieties using conventional plate method, in which strain AG-2 from variety 9703 showed excellent growth-promoting effects. Through morphology and 16S rRNA sequence analysis, strain AG-2 was identified as Paenibacillus polymyxa. Plate qualitative analysis and high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (HPLC-MS/MS) analysis showed that strain AG-2 had the promoting properties of producing organic acid, protease, cellulase, siderophore, as well as indole-3-acetic acid (IAA), isopentenyladenine (IP), and isopentenyladenine nucleoside (IPA). Compared with the control group, after 12 days of irrigating wheat seedlings in greenhouse, shoot fresh weight, root fresh weight and total fresh weight per plant significantly increased (P P P P < 0.05), with the increase of 113.14%, 17.68%, and 68.24% compared to the control group, respectively. Above results indicated that strain AG-2 could effectively promote the growth of wheat seedlings and had the potential to be developed into agricultural microbial strain.

外源硅和钙添加对盐胁迫下小麦幼苗叶绿素含量的影响研究

以小麦种子为试验处理受试材料,采用水培法研究了盐胁迫下不同浓度外源硅和钙添加对小麦幼苗叶绿素含量和叶绿素比(a∶b)的影响.结果表明,低浓度硅、低浓度钙和高浓度钙添加均降低了盐胁迫下小麦幼苗的叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量,然而,低浓度硅和低浓度钙协同(1∶5)、高浓度硅和高浓度钙协同(2∶10)处理均增加了小麦幼苗叶绿素a含量、叶绿素b含量和总叶绿素含量,其他混合处理的影响规律不一致.因此,一定浓度的硅和钙协同处理可对一定盐害程度下的小麦幼苗光合效应起到缓解作用.

外源硒对镉胁迫下小麦幼苗生理特性的影响

实验采用实验室培养皿滤纸法研究不同浓度Se^(4+)(0.8、1.6、2.4、3.2、4.0 mg/L)在重金属Cd^(2+)(10、15、20 mg/L)胁迫下对小麦幼苗叶绿素、可溶性蛋白质、脯氨酸含量的影响。结果表明:不同浓度Se^(4+)对3种浓度Cd^(2+)胁迫下小麦幼苗叶绿素、可溶性蛋白质、脯氨酸的含量均呈现出先增加后减少的趋势。在Se^(4+)浓度为2.4 mg/L时对叶绿素和可溶性蛋白质的缓解作用最佳。在10 mg/L,15 mg/L Cd^(2+)的胁迫下,且Se^(4+)浓度为1.6 mg/L时脯氨酸含量最高;在20 mg/L Cd^(2+)的胁迫下,且Se^(4+)浓度为0.8 mg/L时脯氨酸含量最高。低浓度的Se^(4+)(≤2.4 mg/L)与Cd^(2+)(10、15、20 mg/L)存在拮抗作用,可在一定程度内缓解Cd^(2+)对小麦幼苗的胁迫。高浓度的Se^(4+)(≥2.4 mg/L)与Cd^(2+)存在协同作用,加重Cd^(2+)对小麦幼苗的迫害。

根系氧环境对干旱胁迫下小麦幼苗生长及叶绿素荧光特性的影响

为明确根系氧环境对干旱胁迫下小麦幼苗生长发育的影响,本研究采用不同浓度(0、10%、20%)PEG-6000模拟干旱,分析不加气(NA)、气泵加气(IA)、微纳米气泡加气(MNB)3种根系氧环境对水培小麦根系、地上部形态及叶绿素荧光参数等指标的影响。结果表明,10%PEG胁迫下MNB处理小麦根系总长、株高、叶面积、根干重、叶干重和PSⅡ最大光化学效率均高于NA和IA处理。20%PEG胁迫下IA处理小麦根系总长、根表面积、根系体积、叶面积和PSⅡ最大光化学效率高于MNB和NA处理;MNB和IA处理小麦株高较NA分别显著增加123.3%、116.2%。不同浓度PEG干旱胁迫下,MNB处理小麦PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ、光合电子传递效率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)均(除20%PEG处理下的ΦPSⅡ)显著高于NA和IA处理。综上,IA和MNB营造的根系氧环境均具有缓解水培小麦幼苗干旱胁迫的效果,且以MNB效果更优。

镉胁迫下福美双对小麦幼苗镉积累及生理特征的影响

为探明Cd胁迫下喷施杀菌剂福美双对小麦幼苗Cd积累及生理特征的影响,本研究以常规冬小麦品种为供试作物,采用水培法,在不同浓度Cd胁迫下,于小麦苗期分别喷施高(400倍稀释液)、低(800倍稀释液)两个剂量的福美双制剂,研究福美双对小麦幼苗Cd积累、分布以及抗氧化系统和光合作用等生理特征的影响。结果显示:在Cd积累方面,施用福美双提高了小麦地上部Cd和S的含量,最高增幅分别为73.8%和151.2%。同一Cd浓度胁迫下,随着福美双施用剂量的提高,Cd在小麦亚细胞各器官中的含量增加,在细胞壁中的占比升高,在细胞可溶性组份中的占比减少;Cd由氯化钠提取态向乙醇提取态和水提取态转变。喷施福美双对麦苗地上部鲜质量和根系长度无显著影响。在光合作用方面,Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片光合速率、叶绿素a和叶绿素b含量,最高增幅分别为62.7%、36.0%和89.5%。在抗氧化作用方面,Cd胁迫下喷施福美双提高了小麦叶片MDA、H2O2和CAT含量,最高增幅分别为27.1%、123.6%和464.3%;SOD含量下降,最大降幅为20.1%。研究表明,施用福美双促进了小麦幼苗地上部Cd积累,提高了植株的光合作用,但降低了植株的抗氧化能力并加剧了Cd胁迫,高剂量条件下的施药效应更加显著,建议在镉污染麦田防治病害尽量不施用或少施用福美双。

盐胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响

小麦作为我国农业种植中的常见又重要的品种,不仅种植范围广,种植户也多,是我国不少农民喜爱种植的品种,在整个世界上小麦的产量也是最多的。但是在传统的种植过程中受盐渍方面的限制,导致小麦的产量和质量有所下降,影响到世界粮食的安全。为了明确盐胁迫对小麦幼苗生理生化指标的影响,本次实验选用宜麦1号小麦品种,用0.5M NaCl对小麦幼苗进行盐胁迫处理,使用盐胁迫方式处理的小麦会出现生理生化指标方面的变化,针对生理生化指标变化进行研究分析,其中包括小麦脯氨酸(Pro)的含量、丙二醛(MDA)的含量、过氧化氢(H2O2)的含量、谷胱甘肽(GSH)的含量、可溶性糖的含量以及过氧化物酶(POD)的活性均发生变化。试验结束之后,结果发现小麦在进行盐胁迫方式处理之后,其中脯氨酸(Pro)的含量、丙二醛(MDA)的含量、过氧化氢(H2O2)的含量、谷胱甘肽(GSH)的含量、可溶性糖的含量以及过氧化物酶(POD)的活性都有着一定程度的增加,证实了盐胁迫方式处理可以影响小麦幼苗的生理生化指标,小麦植株的生理状况随生长环境的改变而改变,小麦植株对不断变化的环境具有一定的适应能力,同时盐胁迫也对小麦幼苗生长造成了很大影响。

镉毒害对小麦幼苗光合及叶绿素荧光特性的影响

选用山农483和川35050两个抗镉毒能力不同的小麦品种,在砂培的方式下,设置0、30、50μm ol/L三个镉浓度,研究了小麦幼苗对镉毒的光合及叶绿素荧光响应特性。结果发现,在镉毒下,小麦叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)明显受损,气体交换参数和叶绿素荧光参数随着镉浓度的升高而显著下降,生物量也随之显著降低。气体交换参数和叶绿素荧光参数与生物量之间呈显著相关,可作为小麦幼苗镉毒鉴定的有效指标。

PEG胁迫下小麦幼苗ABA与Ca^(2+)/CaM的关系

本文以不同浓度钙离子螯合剂 EGTA、钙通道阻断剂异博啶 (Vp)和 Ca M拮抗剂三氟啦嗪 (TFP)处理小麦幼苗 ,对 PEG胁迫下根和叶片 ABA和 Ca M含量的变化进行了测定。结果表明 :EGTA、Vp和 TFP处理皆能促进根和叶片 ABA含量的提高。PEG胁迫下不同浓度 EGTA和 Vp处理后 Ca M含量也不同程度地提高 ,TFP处理可减弱PEG对 Ca M含量升高的促进作用。从 ABA和 Ca M最大峰值出现的时间上看 ,Ca M都滞后于 ABA。上述结果暗示 :Ca2 + / Ca M可能参与干旱信号 ABA的信息传递过程 ,而 ABA合成过程与胞质 Ca2 + 浓度有关。

小麦幼苗根系性状的QTL分析

以小麦DH群体(旱选10号×鲁麦14)为材料,在水分胁迫及非胁迫两种条件下考察水培幼苗的单株根数、最大根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比等根系性状。应用基于混合线性模型的复合区间作图法分析幼苗根系性状的QTL,以及基因与环境的互作。共检测到11个加性效应QTL和15对上位性互作QTL,分布在除5A、4B、2D、6D和7D以外的所有染色体上。其中3个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根数;3个加性效应QTL和3对上位性效应QTL控制最大根长;2个加性效应QTL和2对上位性效应QTL控制根鲜重;2个加性效应QTL和3对上位性效应QTL影响根干重;2对上位性效应QTL控制根茎鲜重比;1个加性效应QTL和3对上位性效应QTL与根茎干重比有关。同时还分别检测到1个加性效应QTL、3对上位性效应QTL与水分环境的互作效应。对应用分子标记辅助选择幼苗抗旱优良根系性状的可能性进行了讨论。

增强UV-B辐射与干旱复合处理对小麦幼苗生理特性的影响

为研究由于平流层臭氧层减薄紫外线 B辐射增强在干旱地区对春小麦生理特性的影响的特殊性 ,模拟平流层臭氧减少 2 0 %时辐射到地表的紫外线 B(UV-B,2 80～ 3 1 5 nm)的增强和水分胁迫 (-0 .5 Mpa,聚乙二醇 PEG-60 0 0处理获得 ) ,通过测定两种胁迫下春小麦 (Triticum aestivum L.)叶绿素含量、类黄酮含量、水势、细胞膜相对透性、超氧歧化酶(SOD)活性及丙二醛 (MDA)含量 ,研究了增强 UV-B辐射和水分胁迫复合作用对温室种植的小麦幼苗生理生化的影响。实验结果表明 ,虽然水分胁迫和 UV-B辐射单独或复合处理都使春小麦的叶绿素含量降低 ,但仅 UV-B辐射增强单独处理显著地降低小麦叶绿素 a、b和总叶绿素的含量 ,而水分胁迫以及复合处理对叶绿素的含量的降低作用不显著。两种胁迫无论是单独作用还是复合作用均能使类黄酮含量升高 ,并且处理第 3天比第 1天高出近 5 0 % ,复合处理下类黄酮的含量大于两个因子单独处理。UV-B辐射和水分胁迫处理 1 d对春小麦叶片的相对电导率的影响不明显 ,处理 3 d后两种胁迫下相对电导率均上升 ,表明膜透性增加 ,其中水分胁迫作用下增加尤其明显。膜质过氧化产物丙二醛的含量 ,在两种因子单独和复合作用下都升高 ,说明膜的生理功能受到了一定的不利影响。

外源甜菜碱提高小麦幼苗抗盐性的研究

以小麦品系山农215953(SN215953)为材料,采用水培的方法,于幼苗期(两叶一心)根灌15mmol·L-1甜菜碱,研究了外源甜菜碱对盐胁迫下小麦幼苗水分状况、脯氨酸和可溶性糖含量及抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)外源甜菜碱可缓解盐渍造成的小麦幼苗叶片的水分损失,改善小麦幼苗的水分状况,并发现甜菜碱的这种作用主要是通过促进脯氨酸和可溶性糖的积累进而提高小麦叶片的渗透调节能力来实现。(2)外源甜菜碱可以维持盐胁迫下小麦幼苗叶片的抗氧化酶(SOD、APX、POD)活性,缓解盐渍造成的盐胁迫伤害,对盐胁迫下小麦幼苗生物膜的稳定性和完整性起到保护作用。

Cd、Pb、Cr三元胁迫对小麦幼苗生理生化特性的影响

用小麦幼苗做材料,采用溶液培养方法,研究了Cd、Pb、Cr共同胁迫对小麦性状的影响。结果表明,由于Cd、Pb、Cr 3种不同重金属之间互作的存在,三元污染胁迫对叶绿素总量抑制的联合作用和降低渗透势的幅度一直大于单独作用之和;三元污染胁迫下的气孔阻力、可溶性蛋白质含量、MDA含量联合作用一直小于单独作用之和。联合作用随胁迫时间的增加,从小于单独作用之和转变为大于单独作用之和的有叶与根的质膜透性;联合作用从大于单独作用之和转变为小于单独作用之和的有Cd、Pb、Cr三元污染胁迫下的根系活力。对小麦幼苗POD同功酶的影响是:Cd、Pb、Cr三元污染胁迫出现了与单一污染胁迫不同的新酶带,也消失了不同的酶带。该结果可为进一步了解Cd、Pb、Cr污染对小麦的影响机制,为农业生产上早期检查Cd、Pb、Cr对小麦幼苗生长的有害效应和丰富小麦重金属复合污染胁迫研究提供一些理论依据。

污泥中重金属的形态及在小麦幼苗中的富集

采用BCR连续提取法研究了污泥中Cd、Pb和Zn的化学形态分布,并通过室内土培实验研究了其在小麦幼苗中的富集效应。研究结果表明,Pb和Cd在污泥中主要以残渣态存在,相对比较稳定;Zn则主要以可交换态和可还原态存在,具有较强的潜在生物有效性。污泥中3种金属的潜在生物有效性由强到弱的顺序为:Zn>Cd>Pb。比较污泥中的Zn、Pb、Cd在小麦根和叶中的富集系数(EC),可发现3种金属在根中的富集系数均大于其在叶中的富集系数,说明小麦根部对这3种金属的富集能力大于其茎叶部分。3种金属在小麦中富集能力的强弱顺序在茎叶中为Zn>Cd>Pb,此结果与金属形态分析的结果相吻合。

Zn、Cd及其复合对小麦幼苗吸收Ca、Fe、Mn的影响

研究了溶液培养条件下Cd、Zn及其复合对小麦幼苗吸收Ca、Fe、Mn的影响 .结果表明 ,小麦幼苗对Zn、Cd的吸收随溶液中Cd2 +、Zn2 +浓度的升高而增加 ,Cd、Zn同时存在时与其单独作用时幼苗对它们的吸收不同 ,Zn影响幼苗对Cd的吸收 ,Cd对Zn的吸收起抑制作用 .Ca、Mn的吸收随溶液中Cd2 +、Zn2 +浓度升高而呈下降趋势 ,在Cd单独处理组和Zn单独处理组中Fe的吸收随Cd2 +、Zn2 +浓度升高而增加 ,但在Zn +Cd处理组中 ,Fe的吸收则呈下降趋势 ,其效应方式还与作物具体部位有关 .

氮素形态对小麦幼苗生长及根系生理特性的影响

在水培条件下分别施用铵态氮、硝态氮、酰胺态氮及20%铵态氮+80%酰胺态氮,研究了3种氮素形态4种处理对小麦苗期生长、根系生理特性及氮素积累的影响。研究结果表明:氮素形态对小麦幼苗生长有显著的影响,在硝态氮处理下,小麦叶重、总生物量最高,日增重高于铵态氮34.5%;硝态氮肥可以提高根干重和根冠比,并可提高根系中的可溶性糖、硝酸还原酶(NRA)活性,氮素吸收效率和偏生产率最高。较好地印证了在水培条件下,小麦喜好硝态氮营养,硝态氮的增效优于其他氮素形态,混合氮源次之,铵态氮略高于酰胺态氮,但两者差异不显著。

铀尾沙胁迫对水稻和小麦幼苗叶绿素含量及抗氧化酶的影响

以杂交晚籼稻(培两优288)和普通小麦(湘麦11)为材料,用100%砂基(T00)、75%砂基+25%铀尾沙(T25)、50%砂基+50%铀尾沙(T50)、25%砂基+75%铀尾沙(T75)、100%铀尾沙(T100)作培养基分别培育水稻和小麦幼苗,测定了种子发芽率、幼苗二叶一心时叶片的叶绿素含量、丙二醛(MDA)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。结果表明,铀尾沙对水稻和小麦种子的发芽率没有影响;水稻和小麦幼苗的叶绿素含量以T50最高,MDA含量以T50最低,T100最高;水稻和小麦幼苗的SOD活性、POD活性和CAT活性随铀尾沙含量的增多而升高。说明铀尾沙对水稻和小麦幼苗的生长产生了一定的影响。

外源H_2O_2对盐胁迫下小麦幼苗生理指标的影响

以‘郑麦-004’小麦幼苗为供试材料,采用Hoagland营养液培养方法,通过添加H2O2的清除剂过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸(ASA),研究0.05μmol/L外源H2O2处理对150mmol/L NaCl胁迫下小麦幼苗生长和抗氧化系统活性的影响,探讨低浓度外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗伤害的防护作用及其生理机制。结果显示:外源H2O2能缓解盐胁迫对小麦幼苗生长的抑制效应,降低丙二醛(MDA)含量和超氧自由基(O2.-)的产生速率,使小麦幼苗的株高、根长和干重均显著增加,并能提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、CAT、抗坏血酸氧化酶(APX)等保护酶活性和抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)的含量;而H2O2清除剂(CAT和AsA)能够逆转外源H2O2对盐胁迫下小麦幼苗生长的促进作用。研究表明,低浓度外源H2O2处理能促进小麦幼苗中的酶类和非酶类抗氧化剂的产生,减少脂质过氧化物的含量,提高小麦幼苗的耐盐性。