氯化血红素缓解水稻幼苗期NaCl胁迫的生理特性研究

盐胁迫已成为全球范围内最普遍的非生物胁迫,严重影响作物的生长。水稻作为重要的粮食作物,通过化控技术提高其耐盐能力具有重要意义。为研究NaCl胁迫对水稻幼苗生长和生理特性的影响及氯化血红素(hemin)缓解NaCl胁迫调控机制,以黄华占和湘两优900为材料进行盆栽试验,在水稻三叶一心期叶面喷施5μmol/L hemin,48 h进行50 mmol/L NaCl胁迫处理。每品种设置3个处理,分别为(1)CK:0 mmol/L NaCl+喷施蒸馏水;(2)S处理:50 mmol/L NaCl+喷施蒸馏水;(3)SH处理:50 mmol/L NaCl+5μmol/L hemin;NaCl处理后3、6、9、12 d进行取样,测定水稻幼苗生长参数、气体交换参数及生理指标。结果表明:NaCl胁迫下,2个水稻品种的幼苗生长受阻,光合速率下降、活性氧激增。抗氧化酶活性在胁迫前期与CK相比显著增加,但随胁迫时间的延长,酶活性较CK显著下降。其中,NaCl胁迫对黄华占的抑制作用强于湘两优900。叶面喷施hemin增加2个水稻品种的株高、茎基宽、生物量、总根长、根表面积、根体积和根尖数;增强水稻叶片SPAD和光合能力;减少活性氧(O_(2)^(-·)和H_(2)O_(2))积累,降低丙二醛(MDA)含量和电解质渗漏率(EL);激活水稻叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性及提高抗坏血酸(AsA)和可溶性蛋白含量。结果表明,NaCl胁迫对水稻幼苗产生抑制作用,叶面喷施hemin可通过提高净光合速率、抗氧化物活性或含量,降低膜脂过氧化程度来缓解NaCl胁迫对水稻幼苗所造成的损伤。

不同秸秆育苗基质对水稻幼苗生长和根际微环境的影响

以玉米秸秆和水稻秸秆为原料制备水稻育苗基质,通过对玉米秸秆和水稻秸秆进行堆肥试验,将堆肥产物以不同比例配制成基质,研究基质对水稻苗期植株生理指标、形态指标的影响,选择适合水稻幼苗生长的最佳基质配方。结果表明,腐熟玉米秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T1)所培育的水稻幼苗的地上部干质量、株高、叶绿素SPAD值与CK比较,差异达到显著水平,水稻幼苗根干质量、根长、根数,与CK比较,差异达到显著性水平。T1基质物理性状良好,容重为0.78 g/cm^(3),田间持水量55.85%。生物性状显示,腐熟玉米秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T1)与腐熟玉米秸秆30%+腐殖酸35%+泥炭土35%基质(T2)处理聚为一类,这一类群主要的菌群是假单胞菌属、土地杆菌属等;腐熟水稻秸秆50%+腐殖酸25%+泥炭土25%基质(T3)和腐熟水稻秸秆30%+腐殖酸35%+泥炭土35%基质(T4)处理聚为一类,主要菌群是假黄色单胞菌属和寡养食单胞菌属等,2个类群菌群丰度均高于CK。综合比较,T1体积配比的复合育苗基质更适合水稻幼苗生长发育,可以在实践中应用推广。

应用蛋白组学技术研究壳寡糖对水稻幼苗抗寒性能的诱导机理

水稻幼苗对低温有极高的敏感性,将壳寡糖作为一种新型生物农药应用于水稻生长并帮助其抵御低温胁迫势在必行。本实验选取明恢63水稻,通过模拟水稻幼苗从正常生长到遭遇低温再到复性的全过程,测定水稻幼苗对应时期的生理生化指标,采用灵敏度高、选择性强且效率高的非标记定量技术对水稻幼苗的差异蛋白进行鉴定分析并研究其代谢通路,探究壳寡糖对水稻幼苗抗击低温胁迫的诱导机理,并针对光合作用途径和淀粉蔗糖代谢进行讨论。结果表明,壳寡糖可以调控水稻中的蛋白丰度,抵抗低温胁迫对光合作用的影响,使表达的蛋白丰度提高,同时促进蔗糖分解、淀粉积累转化为葡萄糖供体,用于水稻生长代谢。本研究可为抗寒水稻的选育提供实践指导,为水稻抗寒、新型生物农药的研发利用提供科学依据。

抗镉细菌分离鉴定及其对镉胁迫水稻幼苗生长的影响

目的:旨在分离筛选有利于水稻种植的抗镉菌种资源。方法:从水稻根际土壤分离纯化抗镉细菌,采用火焰原子吸收分光光度法测定菌株对镉的吸附去除率,利用水培法检测抗镉细菌对镉胁迫水稻幼苗生长的影响,运用16S rRNA基因序列分析来鉴定菌株的种属。结果:分离得到4株抗镉细菌Cdr-1~Cdr-4,其中菌株Cdr-2在含镉400 mg/L的培养液生长后,对镉离子吸附去除率为61.27%。菌株Cdr-2对无镉水稻营养液中培养的水稻幼苗具有促生长作用,但它对受10 mg/L镉离胁迫的水稻幼苗生长有加强毒害作用。经16S rRNA基因测序鉴定菌株Cdr-2为产气克雷伯氏菌。结论:从水稻根际土壤分离出一株兼有抗镉性和促生长性的产气克雷伯氏菌Cdr-2。意义:研究结果可为产气克雷伯氏菌Cdr-2在水稻种植上应用提供参考。

镉胁迫对不同水稻幼苗生长和叶片生理活性的影响

以贵州当地黑糯米品种“撒哈麻谷(3)”“红岩粘”“小红米(2)”“合爱黑糯”为试验材料,采用溶液培养法研究镉(Cd 2+)胁迫对不同品种水稻幼苗生长的影响。结果表明:镉(Cd)对水稻的胁迫存在浓度效应和时间效应,随着镉离子(Cd 2+)浓度的增加和处理时间延长,上述4个品种水稻幼苗根、茎、叶均呈现不同的变化趋势,表现在低镉浓度下根数、根长、株高有所增加,在高镉浓度下逐渐下降,且根系受影响程度明显大于株高和叶数;根的变化影响叶绿素、过氧化物酶和丙二醛含量,叶绿素含量随镉胁迫浓度增加而下降,过氧化物酶、丙二醛则随镉胁迫浓度增加而增加。4个品种比较而言,“红岩粘”具有较强耐镉性,在40μmol·L^(-1)镉胁迫浓度下,其根茎叶、叶绿素、过氧化物酶、丙二醛变化较小,“撒哈麻谷(3)”其次,10μmol·L^(-1)镉胁迫浓度下根茎叶等变化不大,而“合爱黑糯”“小红米(2)”耐镉性相对较差,故建议以“红岩粘”作为进一步研究推广的试验材料,以为大田生产提供实践参考。

1,2,4-三氯苯和萘对水稻幼苗生长的影响

以水稻汕优63和武运粳7号为材料,在室外遮雨塑料棚下进行培养与处理,研究了1,2,4-三氯苯(TCB)和萘(NAP)对水稻种子萌发、幼苗生长及生理生化的影响。结果表明:①TCB和NAP对水稻种子发芽率几乎无影响,对幼苗株高、根长、根数有显著抑制作用,在水培条件下,较低浓度的TCB(10mg.L-1)、NAP(20mg.L-1)可显著抑制根系的伸长生长,但低浓度的有机污染物促进武运粳7号根数增加;②低浓度的TCB和NAP对水稻幼苗根系活力影响较小,但高浓度的污染物则显著抑制根系活力,影响根的吸收功能;③两有机污染物均导致水稻幼苗叶绿素含量的下降,Rubisco酶活性也明显受到抑制;④叶片中ATP含量随处理浓度增加而呈先降低后升高的变化趋势,而根系中ATP含量则呈先升高后降低的趋势;⑤地上部和根系中丙二醛(MDA)含量均随有机污染物浓度的增加而呈上升的变化趋势。研究结果显示,水中微量的1,2,4-三氯苯和萘均会明显影响水稻幼苗的生长,这对水稻育秧期水质管理具有重要的参考意义,同时,根长可作为确定有机污染物发生事件的植物形态学参考指标。

硅对低镉污染水平下水稻幼苗生长及吸收镉的影响

虽然土壤镉污染控制标准的限量较低,但镉在土壤中活性较强,容易被作物吸收,而我国低浓度镉污染的土壤面积也较大。因此我们通过水稻幼苗水培试验,研究了低镉污染水平以及不同的硅处理浓度对水稻幼苗生长和吸收镉的影响。结果表明,低浓度的镉污染虽然对水稻幼苗的生长有一定的促进作用,但幼苗体内的镉含量较高,且镉的富集系数在低浓度下也较大。因此,低浓度镉污染所引起的食品安全风险不容忽视。在镉污染条件下施加硅处理,能增加水稻幼苗蛋白质和叶绿素的含量,提高根系活力以及抗氧化酶SOD、POD的活性,但要选择适宜的浓度,硅处理浓度过高或过低时效果较差。一定浓度范围内的硅处理对于抑制水稻幼苗对镉的吸收效果非常明显,但随着硅浓度的增加,幼苗体内镉含量降低的幅度趋缓。因而从经济因素考虑,只要施加适量的硅就可以达到较好的降镉效果。

水杨酸对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响

以"西农优1号"水稻品种为材料,研究了水杨酸(SA)预处理对高温胁迫下水稻幼苗抗热性的影响,结果表明:0.5mmol·L-1SA预处理可减缓水稻幼苗的电解质渗出,降低MDA含量和超氧阴离子产生速率,提高高温胁迫下水稻幼苗体内过氧化氢、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质、抗坏血酸和GSH的含量。表明SA预处理可提高高温胁迫下水稻幼苗的抗热性。

干旱、盐和低温胁迫对水稻幼苗脯氨酸含量的影响

以三叶期的水稻幼苗为材料，研究了干旱（－０．６ ＭＰａ ＰＥＧ模拟）、盐（ ０． １５ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣ１）和低 温（６℃）胁迫下，不同水稻品种脯氨酸积累的变化。结果表明，干旱、盐和低温胁迫下稻苗均可积 累脯氨酸，且随着胁迫时间的延长而加剧。在同一胁迫条件下，耐性强的品种脯氨酸积累较少，而敏 感品种脯氨酸积累则较多。脯氨酸的积累不宜作为稻苗抗逆性的筛选指标。

低温胁迫下氯丙嗪和氯化镧对水稻幼苗脯氨酸积累的影响

低温胁迫下水稻幼苗质膜透性增大、相对含水量(RWC)下降、丙二醛(MDA)含量增加,同时脯氨酸(Pro)积累。以氯丙嗪(CPZ)和氯化镧(LaCl3)对水稻幼苗预处理以阻碍Ca2+·CaM(钙调素)信使传导后,加剧了低温胁迫下水稻幼苗质膜透性的增加、RWC的下降、MDA含量的增加和Pro的积累,说明水稻幼苗受伤害程度将加重。

多效唑提高水稻幼苗抗低温能力的机理初探

对植物生长延缓剂多效唑 ( PP333)影响水稻幼苗抗低温能力进行研究。结果表明 ,用PP333浸种后在水稻培养液中培养 1 0 d的幼苗 ,经 ( 4℃± 0 .5℃ )低温胁迫后 ,能有效地降低相对电导率 ,维持较高的 SOD活性 ,提高 CAT、POD活性 ,减缓 MDA的积累。PP333处理使低温下的水稻幼苗维持较高的游离脯氨酸含量 ,延缓幼苗生长 。

茉莉酸甲酯浸种对水稻幼苗白叶枯病抗性及抗氧化酶活性的影响

以温229(感白叶枯病)和嘉早312(抗白叶枯病)为材料,研究外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)浸种对水稻幼苗接种白叶枯病菌后抗氧化酶活性及膜脂过氧化的影响。结果表明,MeJA浸种显著降低了水稻幼苗白叶枯病病情指数,对抗病品种的诱导效果优于感病品种;幼苗叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroridase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)等酶活性随MeJA浓度的升高先增强后减弱,丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量先降低后升高,MeJA浓度为0.5mmol/L时表现为毒害作用。不同抗性品种幼苗抗氧化酶活性和MDA含量对MeJA浸种响应不同,表明MeJA浸种可有效减轻水稻幼苗白叶枯病的发生,其中,抗氧化物酶活性的提高和MDA的下降与水稻对白叶枯病的抗性反应有关。

低温下外源水杨酸对水稻幼苗抗氧化酶系的影响

用水杨酸(SA)预处理水稻幼苗,能够提高水稻幼苗的抗寒性。0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗降低了低温胁迫期间水稻幼苗体内过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)的含量及超氧阴离子(O2-.)的产生速率;同时酶活性分析表明,SA预处理后水稻幼苗在低温胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性较低温对照上升,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性较低温对照下降。研究结果表明,常温下用0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗,提高了抗氧化酶的活性,从而提高了水稻幼苗的抗寒性。

外源水杨酸对水稻幼苗耐寒性的影响

为明确用水杨酸(SA)预处理提高水稻幼苗耐寒性的作用。在低温(6℃)胁迫前24 h用0.5 mmol/L SA预处理水稻幼苗。结果表明:叶面喷施SA预处理能降低膜透性,提高脯氨酸含量、可溶性糖和可溶性蛋白质及总蛋白质含量,提高SOD,POD,GR等抗氧化酶的活性和增加抗氧化剂和GSH含量,及时清除低温所引起的植物体内积累的活性氧,保持活性氧产生与清除的动态平衡,降低电解质外渗率和MDA含量,减轻低温胁迫对水稻幼苗的伤害,提高水稻幼苗的耐寒性。

硫硅配施对铜胁迫下水稻幼苗生长及其吸收累积铜的影响

铜是江西省农田中主要重金属污染物之一,为减轻和控制铜对水稻生长的危害,提高水稻产量和品质,通过盆栽试验,研究不同硫肥(0,0.013,0.026 g/kg)、硅肥(0,0.5,1.0 g/kg)配施对铜胁迫下水稻幼苗生长及其吸收累积铜的影响。结果表明:(1)在铜污染农田中施用硫、硅肥可明显提高水稻幼苗素质,加快出叶速度、茎基部更加宽扁、根冠比及生物量明显提高。(2)硫、硅肥的施用可以降低水稻幼苗对铜的生物富集(量)系数和转运(量)系数,且与对照差异极显著,抑制土壤中铜向水稻各器官的迁移、转运,从而降低铜的毒害,其中以单硅用量1.0 g/kg和硫肥用量0.013 g/kg与硅用量1.0 g/kg配施效果较好。

稀土镧对水稻幼苗生长及叶绿素荧光动力学参数的影响

在水稻幼苗2叶1心期，采用不同浓度的硝酸镧溶液处理水稻幼苗，考察其对水稻幼苗生长、体内抗氧化酶活性和叶片叶绿素荧光动力学参数的影响。研究结果表明：0．3mg／L硝酸镧处理在促进水稻幼苗地上部的生长效果最佳，表现在幼苗高度、干重及鲜重分别比对照增加17．27％、24．83％和19．30％；而硝酸镧处理浓度为0．6mg／L时促进水稻根系生长效果最佳，根系长度、干重及鲜重分别比对照增加18．87％、46．36％和10．07％。0．9-1．5mg／L硝酸镧处理后能较大幅度地提高水稻叶片中超氧化物歧化酶（SOD）活性，而0．3-0．6mg／L硝酸镧处理能较大程度地提高水稻根中SOD活性。过氧化物酶（POD）活性提高与SOD活性提高趋势一致。0．6mg／L硝酸镧处理能降低叶绿素荧光参数Fo、提高F,和Fv。不同的硝酸镧浓度处理能提高ETR、ФPSⅡ和qP，减小NPQ，提高光合作用中PSⅡ的运行效率。因此低浓度（0．3-0．9mg／L）硝酸镧处理对水稻幼苗的生长发育有利。

Ca^(2+)对低温下水稻幼苗膜的保护作用

缺Ｃａ２＋的水稻幼苗在低温胁迫下（４℃ ３６ｈ），细胞膜功能及超微结构破坏严重。在培养液中 加入适当浓度的 Ｃａ场＋（０． ５～ １． ０ ｍｍｏｌ／Ｌ）可降低冷胁迫下稻苗的电解质渗漏率和 ＭＤＡ含量，提高 ＳＯＤ、ＣＡＴ、ＰＯＤ活性，保护叶绿体和线粒体超微结构免遭破坏。ＣａＭ特异性抑制剂ＣＰＺ能部分抑制 Ｃａ２＋降低冷害稻苗的电解质渗漏率及ＭＤＡ含量和提高ＳＯＤ、ＰＯＤ活性的作用，暗示Ｃａ２＋对水稻幼苗 膜的保护作用与ＣａＭ有一定关系。

外源H2O2对水稻幼苗抗寒性的调节作用(英文)

在常温下用不同浓度的外源H2O2(0～20mmol·L-1)预处理水稻幼苗,再进行12h6℃低温胁迫,根据幼苗相对含水量和质膜相对透性筛选最佳外源H2O2处理浓度,并分析最佳外源H2O2浓度下幼苗的渗透调节物质和活性氧相关指标的变化.结果表明:(1)0～8mmol·L-1H2O2预处理可以增加水稻幼苗的相对含水量,降低其质膜相对透性,并以4mmol·L-1H2O2的效果最佳.(2)低温胁迫后,与对照组相比,4mmol·L-1外源H2O2预处理降低了水稻幼苗萎蔫程度,并使其总呼吸速率、交替途径容量都有增加,同时还抑制了丙二醛的含量,增加了可溶性糖、可溶性蛋白质和脯氨酸的含量.(3)外源H2O2预处理对水稻幼苗的内源H2O2含量以及O2-·产生速率没有显著影响.研究发现,外源H2O2可以通过提高呼吸速率、降低脂质过氧化程度、增加碳氮代谢来有效增强水稻幼苗的抗寒性,它可能以一种独立于内源活性氧系统之外的方式发挥作用.

外源一氧化碳对干旱胁迫下水稻幼苗抗氧化系统的影响

以水稻(Oryza sativaL.)品种‘D奇宝优1号’幼苗为材料,采用20%聚乙二醇(PEG-6000)模拟水分胁迫,研究外源一氧化碳(CO)对干旱胁迫下水稻幼苗抗氧化能力的影响,以探索CO提高水稻幼苗抗旱性的机制。结果显示,CO供体高铁血红素(Hematin,H)显著降低干旱胁迫下水稻幼苗叶片质膜相对透性和丙二醛(MDA)含量,提高脯氨酸和可溶性蛋白的含量,不同程度地促进叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的活性,而CO清除剂血红蛋白(Hemoglobin,Hb)则逆转CO供体对干旱胁迫下水稻幼苗氧化损伤的缓解效应。由此表明,外源CO能通过调整保护酶活性和渗透调节物质含量来提高水稻幼苗的抗氧化能力,有效增强其抗旱性。