常规水稻耐镉性及镉低积累种质的筛选

水稻是我国重要的粮食作物,水稻种质耐镉性及镉低积累筛选的研究对于保障粮食安全具有重要意义。本试验以30个常规水稻品种为试验材料,比较分析了对照处理和2 mg/L镉胁迫处理对水稻种子的发芽率、发芽指数、幼苗的根长、芽长等指标的影响,通过对供试水稻样品的各指标镉胁迫指数进行单因素方差分析,筛选出具有优良耐镉性的水稻品种。结果表明2 mg/L的镉溶液胁迫对水稻种子发芽率、发芽指数、幼苗芽长等的指标无显著影响,但对幼苗的根长生长抑制效果较明显,存在显著性差异,故水稻幼苗根长的胁迫指数可作为评价水稻种质耐镉性的生理指标。对根长镉胁迫指数采用最小显著差异数法分析得出30个常规水稻品种中,IR~24镉胁迫指数最高为0.6601,耐镉性最好且与其他品种存在显著性差异,而水稻品种粳1711镉胁迫指数最低为0.0636,表明耐镉性最差。     

Cd2+对小麦渗透性物质含量及籽粒产量的影响

试验以苗期耐Cd2+性较强的新麦21和苗期耐Cd2+性较弱的百农矮抗58为试材,通过大田栽培的方式,研究了Cd2+胁迫对小麦旗叶脯氨酸、旗叶和籽粒的可溶性糖及产量的影响。研究结果表明:低Cd2+浓度促进了脯氨酸在旗叶中积累,高Cd2+浓度在花后10 d以后抑制了脯氨酸的积累,脯氨酸调节作用在低镉胁迫下保证了小麦正常灌浆;Cd2+破坏了小麦碳水化合物代谢途径,抑制了旗叶中可溶性糖的合成,阻碍了旗叶光合同化物往穗部的转运,进而影响了小麦籽粒可溶性糖的积累,苗期耐镉性好的品种在镉胁迫下可溶性糖合成和转运受抑制程度较轻;镉胁迫使小麦减产,其中,耐Cd2+性好的新麦21在产量上受影响比耐Cd2+性差的百农矮抗58轻。     

中性污染稻田淹水配施硫化物对降低糙米Cd积累的效果

为探讨降低中性重金属污染土壤上生长的水稻糙米Cd的途径,设置6个处理(常规管理、长期淹水、长期淹水+添加0.1%Na_2S、长期淹水+添加0.1%NaHS、长期淹水+添加0.1%K_2S和长期淹水+添加0.1%CaSO_4)开展水稻-蔬菜-水稻3季盆栽试验,观察土壤中活性Cd水平和水稻与蔬菜中Cd的积累情况,分析长期淹水种植与配施不同硫化物降低糙米Cd含量的效果.结果表明,与常规管理比较,长期淹水种植水稻可显著降低土壤中有效态Cd水平和糙米中Cd的含量.长期淹水+添加0.1%Na_2S、长期淹水+添加0.1%NaHS、长期淹水+添加0.1%K_2S比长期淹水处理降低糙米中Cd含量达38.24%~50.00%.但添加0.1%CaSO_4对降低糙米中Cd的效果不明显.水稻生长期间的淹水处理对后茬蔬菜中镉积累影响不明显,但施用的Na2S、NaHS和K_2S对降低后茬蔬菜中镉积累仍有显著的后效.土壤分析结果表明,控制土壤中水溶性Cd和有效Cd水平是降低糙米Cd积累的主要原因.     

白茅生长及抗氧化酶系统对镉胁迫的生理响应

通过盆栽实验研究了重金属Cd胁迫对白茅幼苗生理生态及抗氧化酶系统的影响.结果表明,镉胁迫对白茅幼苗叶片可溶性蛋白含量、叶片色素含量、根茎生长产生抑制,但一定浓度的重金属镉(≤10 mg/kg)对白茅生长有促进作用.丙二醛(MDA)含量随着Cd处理浓度的升高呈现逐渐升高的趋势.白茅幼苗叶片抗氧化酶系统受到Cd胁迫而失衡,...     

氮素与植物镉胁迫响应的研究进展

植物氮素营养与耐镉性关系受土壤类型、镉的浓度和植物种类等因素影响.氮素是植物所需大量营养元素之一.镉胁迫下,氮素养分管理影响镉离子的吸收、分配和脱毒,从而改善镉离子的毒害和植物营养的平衡.氮素形态尤其是无机氮源不仅会影响镉胁迫下氮代谢而且会影响其他营养物质代谢.文章综述了植物对氮代谢以及氮素对镉胁迫下植物生理生化的影响,以期通过合理的养分管理正确处理植物氮素和镉胁迫之间的关系,利用植物修复镉污染土壤.     

重金属镉处理的水稻幼根cDNA抑制差减杂交文库的构建

重金属污染是影响水稻生长和稻米品质的重要因素,其中又以镉(Cadmium,Cd)污染最为严重,然而目前对其分子机制以及解决措施却了解甚少。本研究以水稻品种日本晴为材料,采用0.5 mmol/L镉处理水稻幼根48 h,通过运用结合分子镜像选择(mirror orientation selection,MOS)技术的抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)方法,构建cDNA抑制差减杂交文库,并进行microarray筛选,用于分离应答镉胁迫的差异表达基因。揭示水稻应对镉胁迫处理的分子机理,为水稻耐受镉胁迫基因的分离奠定了基础。     

硒对镉协迫下白菜幼苗生理特性的影响

以白菜幼苗为研究对象,通过溶液培养方式,探讨硒对镉胁迫其部分生理指标的影响.结果表明,镉毒害导致白菜幼苗叶绿素、可溶性蛋白、可溶性糖质量分数下降,脯氨酸质量分数增加,加硒后,生理生化指标变化有一定缓解作用.     

镉胁迫对垂柳镉、铁、锰的吸收及生理特性的影响

为了探究镉胁迫下垂柳生长和生理特性的变化,以垂柳枝条为对象,采用水培方式,设置Cd Cl2浓度分别为0(对照组)、10、50和100μmol/L 4个处理组,研究不同程度的镉胁迫对垂柳生长、不同器官对镉、铁、锰的吸收及部分生理特性的影响.结果表明:低浓度的镉胁迫(10μmol/L)不会影响垂柳的生长,高浓度的镉胁迫(50和100μmol/L)则会抑制垂柳的生长,而且随着镉处理浓度的增大抑制作用增强.镉主要富集于垂柳的根系中,其次是叶和新茎.随着镉处理浓度的增大,锰在垂柳不同器官中的含量降低.铁含量在低浓度Cd处理下呈增加趋势,当镉处理浓度达到50μmol/L时铁含量达到最大值,镉处理浓度进一步增加时铁含量下降.随着镉处理浓度的增加,垂柳叶和根中的H_2O_2、MDA一直呈增加趋势,叶中的可溶性蛋白含量随Cd处理浓度的升高而增加,根中可溶性蛋白含量则是先增加后降低.     

铜、镉及其复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化特性的影响

为了研究铜(Cu)、镉(Cd)及其复合胁迫对麻疯树(Jatropha curcas Linn.)幼苗生理生化指标的影响,测定经Cu、Cd及其复合处理后麻疯树幼苗的丙二醛(MDA)含量、根系活力、叶绿素含量、细胞膜透性、可溶性蛋白质含量、可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)和脯氨酸含量等的变化情况。研究表明,Cu和Cd的浓度分别为50-400和10-200 mg/L时,对麻疯树幼苗有一定的负效应,且两者的复合处理存在一定的拮抗作用。负效应表现为丙二醛、可溶性蛋白质和脯氨酸含量增加,相对电导率增大,根系活力下降,叶绿素和可溶性糖含量以及过氧化物酶活性下降,表明一定浓度的Cu、Cd会影响或改变麻疯树幼苗部分生理生化特征,对麻疯树幼苗的生长造成一定的危害;当Cu+Cd复合胁迫处理液浓度为(100+50) mg/L时,其对植物细胞中丙二醛产生最大的抑制作用,从而减轻植物细胞受损程度;当Cu+Cd复合胁迫处理液浓度为(50+10) mg/L时,其对植物根系活力的积极影响相对于参照组变化最为明显。适量Cu、Cd重金属含量对植物的生长和保护具有积极影响。     

镉对杂交水稻幼苗毒害效应的研究

用不同浓度的镉处理水稻幼苗,研究镉对杂交水稻幼苗的毒害效应.结果表明,随着镉浓度的增加,植株的生长明显受到抑制,株高、根长、鲜重和干重均下降;植株叶片叶绿素含量和SOD活性下降,POD活性先上升后下降,细胞膜透性大幅度增大.镉的毒害可导致体内保护酶活性受到抑制,膜系统受到伤害,从而影响水稻幼苗的生长.     

Na2CO3对粳稻发芽和幼苗生长的影响

以冕粳147、合系22-2两个粳稻品种为材料,研究Na2CO3胁迫对粳稻发芽和幼苗生长的影响.结果表明,当Na2CO3胁迫浓度≤20mmol/L时,对粳稻种子发芽和幼苗叶片和根系生长有一定促进作用,幼苗叶片中的叶绿素含量略增加;但随着Na2CO3胁迫浓度的增加,粳稻种子萌发和幼苗叶片和根系生长受抑制的程度增强.当Na2CO3胁迫浓度＞60mmol/L时,幼苗叶片的叶绿素含量迅速下降,脯氨酸含量急剧上升.说明,粳稻种子萌发和幼苗生长对Na2CO3的耐受浓度为60mmol/L.     

Comparative mapping of QTLs for Al tolerance in rice and identification of positional Al-induced genes

Aluminum (A1) toxicity is the major factor limiting crop productivity in acid soils. In this study, a recombinant inbreed line (RIL) population derived from a cross between an A1 sensitive lowland indica rice variety IR1552 and an A1 tolerant upland japonica rice variety Azucena, was used for mapping quantitative trait loci (QTLs) for A1 tolerance. Three QTLs for relative root length (RRL) were detected on chromosome 1,9, 12, respectively, and 1 QTL for root length under A1 stress is identical on chromosome 1 after one week and two weeks stress. Comparison of QTLs on chromosome 1 from different studies indicated an identical interval between C86 and RZ801 with gene(s) for A1 tolerance. This interval provides an important start point for isolating genes responsible for A1 tolerance and understanding the genetic nature of Al tolerance in rice. Four A1 induced ESTs located in this interval were screened by reverse Northern analysis and confirmed by Northern analysis. They would be candidate genes for the QTL.     

黄葛树对土壤铅、镉污染耐受性的研究

以黄葛树为实验材料,通过盆栽实验研究梯度浓度土壤外源铅胁迫(0,250,500,900mg/kg)、外源镉胁迫(0,5,10,20,30mg/kg)对黄葛树形态生长、生理生化特征的影响,旨在综合评价黄葛树对土壤铅、镉污染的适应性,为黄葛树对土壤铅、镉污染的修复潜力研究提供基础.结果表明:250mg/kg铅污染胁迫与5mg/kg镉胁迫对黄葛树株高、地径净生长量、可溶性糖质量分数、SOD活性均无显著影响;250,500mg/kg铅污染与5,10mg/kg镉污染显著增加了黄葛树叶片叶绿素质量比;实验组MDA浓度均显著高于对照;实验设置污染浓度内,900mg/kg铅胁迫与30mg/kg镉胁迫对黄葛树生长的抑制作用最强.研究说明:土壤铅、镉污染对黄葛树生长的影响具有"低促高抑"的特点,500,10mg/kg是铅、镉胁迫对黄葛树生长产生抑制作用的临界质量比,此临界质量比与土壤污染标准相比较可得黄葛树对镉胁迫的耐受性更强.     

NaCl对水稻发芽和幼苗生长的影响

以Ⅱ优7号、冕粳147、合系22-2和合系22为材料,设4个不同浓度的NaCl模拟盐胁迫,研究水稻发芽和幼苗生长的一些形态指标。结果表明：不同水稻品种对盐胁迫敏感性存在差异;发芽期间根和芽对盐胁迫敏感性不同,150mmol/L高浓度时对芽的抑制作用均大于根;不同的盐浓度对幼苗的生长有一定的抑制作用,地上部比地下部对盐害更敏感。     

增施铁对镉胁迫下柳树生长及光合生理性能的改善

【目的】了解Cd胁迫及增施Fe对不同柳树生长及光合生理的影响,探讨增施Fe对降低柳树Cd毒害和提高Cd耐性以及对柳树Cd修复的Fe调控作用。【方法】以旱柳‘Levante’和蒿柳无性系79026及790260为材料,利用1/2 Hoagland营养液(含25 μmol/L EDTA-Na₂Fe)培养法,以不同Cd浓度(0、10、50、100 μmol/L)(不增施Fe)和上述Cd浓度下增施Fe(25 μmol/L)两组处理,培养42 d后测定不同柳树生长量(苗高和地径)、干物质量(根、茎、叶)、光合作用指标(叶绿素a、b含量、叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度)和Cd、Fe含量(根、茎、叶)。【结果】①随着Cd浓度增大,3个无性系/品种生长量、干物质量、叶绿素a、b含量、净光合速率、气孔导度和Fe含量(茎、叶)减少,叶绿素a/b、胞间CO₂浓度、Cd含量(根、茎、叶)增大,但根Fe含量在低中浓度Cd(10、50 μmol/L)时逐渐增大,在高浓度Cd(100 μmol/L)时减少。在相同Cd浓度胁迫下,3个无性系/品种Cd和Fe含量大小为根﹥叶﹥茎,旱柳根Cd含量大于蒿柳,但叶Cd含量小于蒿柳。②与低浓度Cd时增施Fe相比,在中高浓度Cd时增施Fe后,3个无性系/品种叶绿素a、b含量、旱柳‘Levante’和蒿柳79026生长量和干物质量(旱柳‘Levante’茎除外)、旱柳‘Levante’叶绿素a/b和叶片净光合速率均显著减小,而3个无性系/品种Cd含量增大,Fe含量减少。在高浓度Cd时增施Fe后旱柳‘Levante’和蒿柳790260叶Cd含量均小于中浓度Cd时增施Fe的,且旱柳Cd含量(根、茎、叶)和Fe含量(叶)均小于蒿柳。③增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长和干物质量、叶绿素a、b含量、气孔导度及胞间CO₂浓度,特别是在高浓度Cd时增施Fe后降低了3个无性系/品种根和叶Cd含量,增加了茎Cd含量,旱柳Cd含量(根、茎和叶)均小于蒿柳。【结论】Cd胁迫抑制了柳树生长和干物质积累以及叶绿素合成、光合作用,在中、高浓度Cd胁迫时,对旱柳生长和干物质量积累的抑制作用大于蒿柳; 柳树根的Cd和Fe积累能力大于茎和叶,蒿柳Cd积累能力大于旱柳。增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长量和干物质量以及叶绿素含量,不同程度地增加了Cd含量和Fe含量,一定程度上缓解了Cd胁迫对柳树光合作用的影响,且对旱柳的影响作用大于蒿柳,这证实了Cd胁迫下增施Fe改善Cd胁迫下柳树对生长和生理的适应性。     

铬的单一或复合污染及镧对水稻幼苗生长的影响

研究铬单一污染和铬+铅、铬+镉复合污染对水培水稻幼苗生长的影响及镧对重金属污染的作用。结果表明:低浓度的铬浸种可促进水稻的生长,当铬浓度达到8mg/L时严重抑制水稻生长。镉明显增强铬对水稻生长的毒害作用,而铬与铅复合污染对水稻的伤害则由于二者的相互反应轻于单一污染。250mg/L三氯化镧能够缓解较高浓度重金属污染造成的伤害,促进水稻幼苗的正常生长。     

Transformation of japonica rice with RHL gene and salt tolerance of the transgenic rice plant

Overexpression of the yeast HAL2 gene increases salt tolerance of yeast and plant. Rice HAL2-like (RHL) gene was introduced into a japonica rice cultivar HJ19 with Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation. Transgenic plants in R0 generation were selected on the principle of GUS-positive, RHL gene PCR-positive and normal growth. Hygromycin-resistant plants of some transgenic lines in R1 generation increased salt tolerance during the seedling and booting stage, being less damaged in the cytomembrane and stronger in leaf tissue viability under salt stress during booting period. Southern analysis of transgenic lines tolerant to salt in R1 generation showed that the RHL gene expression cassette had been successfully integrated into rice genome. Moreover, gene engineering breeding methodology and really salt-tolerant rice cultivar were discussed.     

Synergistic defensive mechanism of phytochelatins and antioxidative enzymes in <Emphasis Type="Italic">Brassica chinensis</Emphasis> L. against Cd stress

Brassica chinensis L. was chosen and exposed to different concentrations of Cd exposure to evaluate its Cd-accumulating capacity and its potential cellular defensive mechanisms. Cd accumulation in the shoots and roots of B. chinensis was up to 1348.3±461.8 and 3761.0±795.0 mg per killogram of dry weight, respectively, under 200 μmol/L of Cd exposure. Increasing Cd accumulation in the plant was accompanied by rapid accumulation of phytochelatins （PCs）, and the sequestration of Cd by PCs provided a primary cellular mechanism for Cd detoxification and tolerance of B. chinensis. Furthermore, malondialdehyde formation, hydrogen peroxide content and antioxidative enzyme activities such as superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase and ascorbate peroxidase were observed in the shoots of Cd-stressed B. chinensis. Increasing enzyme activities in response to concentrations of 5 to 50 μmol/L Cd showed an efficient defense against oxidative stress, suggesting that the antioxidative system was a secondary defensive mechanism. These resulted in reduced free Cd damage and enhanced Cd accumulation and tolerance. Glutathione plays a pivotal role in these two detoxification pathways. In general, these results suggested that PCs and the antioxidative system are synergistic in combatting Cd-induced oxidative stress and that they play important roles in Cd detoxification of B. chinensis, and also give a deep understanding of the natural defensive mechanisms in plants under heavy metal stress.