【摘 要】
:
铜(Cu)、镉(Cd)是比较常见的两个环境污染物,同时出现而造成铜镉复合胁迫。玉米是世界上种植最广泛的作物之一。铜镉复合胁迫会对玉米生长发育造成极大危害。NATCA可增强玉米抵抗非生物逆境的能力。基于前期的预备品种筛选及浓度筛选,本试验选用玉米品种九园15(耐Cu Cd胁迫)和龙辅玉6(不耐Cu Cd胁迫)为试验材料,80mg·L-1Cu SO4+100 mg·L-1Cd Cl2作为铜镉复合胁迫,
论文部分内容阅读
铜(Cu)、镉(Cd)是比较常见的两个环境污染物,同时出现而造成铜镉复合胁迫。玉米是世界上种植最广泛的作物之一。铜镉复合胁迫会对玉米生长发育造成极大危害。NATCA可增强玉米抵抗非生物逆境的能力。基于前期的预备品种筛选及浓度筛选,本试验选用玉米品种九园15(耐Cu Cd胁迫)和龙辅玉6(不耐Cu Cd胁迫)为试验材料,80mg·L-1Cu SO4+100 mg·L-1Cd Cl2作为铜镉复合胁迫,结合20 mg·L-1外源NATCA的施用,设置萌发实验和水培实验,探究NATCA对铜镉复合胁迫下玉米种子萌发、植株生长、根系特征、光合特性、活性氧代谢、As A-GSH循环和内源激素含量的影响。主要结果如下:(1)铜镉复合胁迫抑制玉米种子萌发,玉米种子的发芽势、发芽率和发芽指数显著下降。施加外源NATCA后种子的发芽势、发芽率、发芽指数和耐铜镉指数显著升高,相对受害率显著降低,提高了铜镉复合胁迫下玉米种子的活性及耐性。且对不耐铜镉胁迫的龙辅玉6作用更为明显。(2)铜镉复合胁迫使玉米幼苗生长受到抑制,植株矮小,叶片发黄萎蔫,根部发黄。干鲜重显著降低,玉米幼苗积累干物质能力下降,植物含水量下降,自然饱和亏升高,植物体内严重缺水。施加外源NATCA后株高增加,叶片失绿面积减小,根系生长情况得到好转,须根数量和根长增加,干鲜重增加,促进干物质积累,玉米幼苗的水分代谢能力增强。(3)铜镉复合胁迫显著抑制了根系形态的发育,根长、根表面积、平均直径、根体积和总根尖数都显著降低,根部吸收能力下降。施加外源NATCA,根部的形态特征参数得到改善,增加根系对铜镉复合胁迫的耐性,提升铜镉复合胁迫下根系的活力。(4)玉米幼苗在铜镉复合胁迫下,光合作用关键酶RUBPCase和PEPCase的活性下降,抑制CO2固定。施用外源NATCA后,RUBPCase和PEPCase的活性增加,提高了CO2固定的效率,加快光能向化学能的转变,提高光合效率。(5)铜镉复合胁迫后玉米幼苗受到活性氧危害,O2·-和H2O2含量升高,电解质泄漏率升高。施加外源NATCA后,O2·-和H2O2含量降低,细胞受到活性氧自由基的伤害减小,NATCA能够促进活性氧的清除,保护脂膜结构,使细胞内处于较稳定状态。(6)铜镉复合胁迫降低玉米幼苗对活性氧的清除能力。As A-GSH循环抗氧化酶MDHAR和DHAR活性下降,APX和GR活性上升,非酶抗氧化剂As A和GSH含量下降。施加外源NATCA,玉米幼苗抗氧化酶活性上升,非酶抗氧化剂含量增加,提高As A-GSH循环对活性氧的清除能力,降低铜镉复合胁迫对玉米幼苗的伤害,维持细胞内活性氧平衡。(7)铜镉复合胁迫改变玉米幼苗叶片内源激素的含量,打破玉米幼苗叶片的内源激素平衡。铜镉复合胁迫使生长促进激素IAA、GA和ZR含量下降,应激反应激素ABA含量升高,随着内源激素含量的改变,内源激素平衡紊乱。施加外源NATCA后,IAA、GA和ZR含量增加,ABA含量下降,玉米幼苗叶片中内源激素趋于平衡。NATCA通过调节内源激素促进幼苗生长,协调玉米在铜镉胁迫下的生理活动,提高幼苗耐铜镉复合胁迫的能力。
其他文献
大豆是我国重要的粮油兼用作物,随着经济快速发展和人民生活水平的提高,大豆消费量日益增加,2020年我国大豆消费总量达到11991万t,其中进口量为10031万t,大豆自给率严重不足,提高大豆产量、保证有效供给是实施国家粮食安全战略的重要组成部分。增加种植密度是提升大豆产量的有效途径,但密植会增加大豆倒伏的风险。大豆茎秆形态和生理特征是决定倒伏的关键因素,在大豆植株生长过程中,节间细胞生长及激素含量
盐碱土养分贫瘠,尤其磷在土壤中易被固定,导致有效性降低。因此,提高盐碱土磷利用率已成为亟待解决的重要课题。本研究以苏打盐碱土为研究对象,进行水稻盆栽试验,选择生物炭木醋液为改良剂,试验包括未加生物炭木醋液(CK)、生物炭0.6 t/hm~2(BC)、木醋液0.6 t/hm~2(WV1)、木醋液1.2 t/hm~2(WV2)、木醋液1.8 t/hm~2(WV3)、生物炭0.6t/hm~2与木醋液0.
冻融循环是寒区农田作物生境调控的重要途径和必经过程,冻融循环中伴随着土壤能量传递转化、水分相变迁移以及溶质分解扩散等复杂性过程。随着黑土资源开发强度的加大及保护耕作措施的缺失,致使土壤侵蚀流失现象加剧、土壤养分供给失衡,对黑土区粮食产能安全及绿色可持续发展产生威胁。此种背景下,如何通过干预调控,有效发挥冻融过程在漫长的冬季中对作物生境的修整作用,缓解春季涝渍灾害及黑土养分流失对黑龙江省农业生产的影
田间杂草严重影响大豆产量,我国目前主要采取化学除草,使用不同剂量化学除草剂会使大豆植株遭受不同程度药害,该现象在常规大豆中不可恢复,但抗除草剂转基因大豆不受药害影响。因此发展推广抗除草剂转基因大豆,并选用配套栽培技术,提高大豆产量,改善大豆品质势在必行。目前窄行密植是提高大豆单产主要的栽培技术,通过降低行距,增加株距,合理密度,配套耐密植品种,实现增产增收。本试验选用了抗草甘膦转基因大豆品系(中联
种薯在马铃薯生产中非常重要,种薯质量直接影响马铃薯的产量和品质。原原种是马铃薯种薯生产的基础,目前主要以基质栽培为主。以椰糠为基质生产马铃薯原原种,具有薯型好、产量高、环保又可以重复利用等优点而被广泛关注,优化不同马铃薯品种椰糠基质栽培技术,为原原种生产提供技术支持,对于促进种薯绿色高效栽培发展具有重要意义。本试验以东农312、东农314、东农317为试验材料,采用单因素试验筛选基质配比,采用四因
大豆是我国五大粮食作物之一,提供了优质的植物蛋白质和植物油,我国是目前世界上最大的大豆消耗国,但我国大豆产量却没有显著增加甚至出现环比下降的情况。因此,通过合理的措施及途径提高大豆的产量势在必行。在生产中使用肥料是作物高产优质的有效途径之一,其中合理的施肥对作物的产量和品质有着至关重要的作用。但从以往研究来看,大部分种植区对农作物偏施或多施单质肥料,不仅浪费了肥料,增加了成本,导致某些元素的缺乏,
甜菜(Beta vulgaris L.)是我国主要的制糖原料,经济价值高,但遗传基础狭窄,难以保持优良种性,限制了自身育种工程的发展。组织培养技术作为基因工程的一种有效手段,可使甜菜快速繁殖,保存原有基因型,有利于获得大量优良甜菜纯合系,也是建立遗传转化体系的关键步骤。XDH是嘌呤代谢途径的限速酶,Bv XDH基因由测序及转录组分析得到,可参与调控甜菜对盐碱胁迫的响应,与尿囊素形成相关。因此优化组
中国是水稻生产和消费大国。2019年种植面积达到2969万公顷,产量为2.09亿吨。黑龙江省是我国重要的商品粮种植基地,2019年黑龙江省栽培面积为381万公顷,产量2773.5万吨,占全国产量13%,为我国粮食安全提供了重要保障。合理密植是保障水稻高产重要措施。氮代谢是作物体内关键的基础代谢途径之一,对维持代谢途径和生理功能具有至关重要作用。本试验以龙稻18号(LD18)和松粳22号(SJ22)
近年来秸秆处理问题日益受到重视,秸秆还田可以增加土壤有机质含量,避免秸秆焚烧所带来的环境问题与资源浪费,但前人有关秸秆还田对玉米生长和氮肥施用的结果并不一致。为了分析秸秆还田和氮肥施用量对玉米前期生长的影响机制,我们进行了两个试验,试验1:温度水分对玉米秸秆腐解及养分释放的影响,以玉米秸秆为材料配合腐解菌,采用二次饱和-D-最优设计设置不同温度和含水量处理,进行室内50d模拟试验。试验2:不同水平
黑龙江省是我国重要的商品粮基地,2020年水稻种植面积占全国水稻种植面积的12.87%,产量占13.67%,黑龙江省水稻生产在我国粮食安全战略中占有举足轻重的地位。随着水分短缺情况愈加严重,学者们对于节水灌溉的研究愈加重视。黑龙江省以井水灌溉为主,在黑龙江省进行节水灌溉研究对提高寒地粳稻水分利用效率以及促进水稻可持续发展具有重要意义。在水稻分蘖期进行节水灌溉可以减少冗余生长,提高成穗率,在一定程度