以水稻(寧粳1號)為試材,以萌發(fā)種子過氧化氫酶(cat)活性、丙二醛(mda)和h2o2含量為測定指標,研究鑭對水稻種子受酸雨脅迫的緩解作用.研究結果表明,1mg.l-1的lacl3溶液浸種處理后,水稻種子受酸雨傷害作用有所緩解,種子mda含量和h2o2含量la(ⅲ)組低于ck,cat活性la(ⅲ)>ck,表明la(ⅲ)提高了cat活性,加強了清除活性氧自由基的能力,使mda含量和h2o2含量降低;同時,mda含量和h2o2含量ph2.5>la(ⅲ)+ph2.5>ph4.0>la(ⅲ)+ph4.0>ck,表明酸雨脅迫使種子內(nèi)部活性氧積累增加,過氧化程度加重.la(ⅲ)處理有效緩解了其過氧化程度和活性氧的積累,且cat活性la(ⅲ)+ph4.0>ph4.0>la(ⅲ)+ph2.5>ph2.5,表明酸雨脅迫使cat活性應激升高,但高強度酸雨因其強度過大,使得酶活性下降或部分失活,la(ⅲ)處理后緩解酶活的下降,提高酸雨脅迫下cat活性,從而提高對h2o2的代謝能力,最終減輕種子膜脂過氧化程度,緩解酸雨對種子傷害.

為揭示酸雨影響種子萌發(fā)機理及減輕酸雨抑制種子萌發(fā)的途徑,以ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0模擬酸雨溶液和稀土la(ⅲ)復合處理水稻種子,探討la(ⅲ)對酸雨脅迫下水稻種子萌發(fā)、過氧化物酶(pod)活性和可溶性蛋白含量的影響。結果表明,高強度酸雨(ph≤2.5)脅迫下,經(jīng)la(ⅲ)處理和單一酸雨處理的水稻種子萌發(fā)均受到不可逆轉性傷害:發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)皆為零,部分種子異狀發(fā)芽,pod活性及可溶性蛋白含量顯著下降,la(ⅲ)對種子的防護作用不明顯。酸雨強度在ph≥3.0時,經(jīng)la(ⅲ)處理種子各項指標均高于單一酸雨處理種子,且指標變化曲線的拐點向酸度加大的地方推進,加強了種子對ph的耐受限度,說明la(ⅲ)在緩解酸雨對水稻種子的傷害過程中具有重要意義。

采用模擬酸雨和鑭復合處理水稻(o.sativao)種子,測定不同酸雨脅迫強度下鑭對種子質膜透性(e%)和過氧化物酶(pod)活性的影響.結果表明,用ph4.0和ph2.5的酸雨連續(xù)脅迫7d,隨著脅迫時間的增加,水稻種子的質膜透性呈現(xiàn)先減小后逐漸增大再減小的趨勢,過氧化物酶(pod)活性一直保持升高的趨勢.經(jīng)鑭處理后,水稻種子的質膜透性變小,pod活性有所增高.而在第5天和第3天,ph=2.5和ph=4.0酸雨脅迫下的水稻種子換用隔夜自來水培養(yǎng),使得其質膜透性有所減少,過氧化物酶活性得以回升.鑭對種子的萌發(fā)具有一定的防護效應,減輕了酸雨對萌發(fā)期間的傷害程度,增強了種子抗酸雨的能力.

酸雨對作物種子萌發(fā)的生態(tài)效應是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要問題,為揭示酸雨影響種子的萌發(fā)機理,本文以水稻(oryzasatival)"寧梗1號"和高粱(sorghumvulare)"黃土高粱"為試驗種子,采用不同酸性強度的模擬酸雨處理兩類種子,定時測定酸雨脅迫強度對種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、異狀發(fā)芽率、呼吸速率和呼吸商的影響。結果表明,當酸雨脅迫強度ph=2.0~2.5時,因脅迫強度過高,水稻和高粱種子皆不萌發(fā);當酸雨脅迫強度ph≥3.0時,兩類抗性種子5項萌發(fā)指標的變化幅度均為高粱大于水稻;高粱的酸雨傷害閾值為ph=3.5~4.0,水稻為ph=3.0~3.5;當脅迫強度ph≥2.5時,兩類抗性種子呼吸速率和呼吸商2項生理指標的變化幅度為高粱大于水稻,水稻和高粱種子的生理反應閾值為ph≥2.0,萌發(fā)反應閾值為ph≥3.0,說明水稻對酸雨的抗性強于高粱;2類抗性種子對酸雨脅迫強度的耐受性差異是其抗性分異的根本原因。

以抗性作物水稻6個品種為對象,研究酸雨對其萌發(fā)過程的響應。以吉粳41(吉林)、ⅱ優(yōu)7954(浙江)、岡優(yōu)2009(四川)、揚粳9538(江蘇)、ⅱ優(yōu)1273(福建)和特優(yōu)559(安徽)6個水稻品種為試材,定時測定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和異狀發(fā)芽率。結果表明,6個品種種子隨著酸雨強度的增加(ph從5.0至3.0),發(fā)芽率(勢)、發(fā)芽指數(shù)(活力)都呈先增后減的變化。當脅迫時間一定時(7d),ph2.0強度下各個品種水稻種子皆不發(fā)芽;ph為2.5時出現(xiàn)異狀發(fā)芽;實驗結果表明各個品種種子傷害閾限為ph2.5-3.0。當脅迫強度一定時,ph3.0-4.0脅迫下無明顯的抑制現(xiàn)象,ph2.5時各指標為零的起始脅迫時間為ⅱ優(yōu)1273和揚粳9538(長于7d,3d,7d,長于7d)、ⅱ優(yōu)7954(7d,3d,7d,7d)、吉粳41(7d,3d,7d,6d)、岡優(yōu)2009(長于7d,3d,7d,6d)、特優(yōu)559(6d,3d,6d,7d)。6個品種水稻種子萌發(fā)抗酸雨能力為:揚粳9538、ⅱ優(yōu)7954、吉粳41、ⅱ優(yōu)1273>特優(yōu)559、岡優(yōu)2009。

采用室內(nèi)試驗方法,研究了ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0模擬酸雨對徐稻3號、鎮(zhèn)稻9424、新品5356等3個品種水稻種子萌發(fā)的影響。結果表明,3個品種的發(fā)芽(率)勢、發(fā)芽(活力)指數(shù)隨脅迫強度增加(ph5.0￣3.0),呈先增后減的變化;ph2.5時僅有異狀發(fā)芽,ph2.0時不發(fā)芽。3者的發(fā)芽(率)勢、發(fā)芽(活力)指數(shù)等均與脅迫時間(1￣7d)呈顯著負相關(異狀發(fā)芽率呈正相關)。綜合分析認為,酸雨對3個水稻品種的傷害閾限為ph2.5￣ph3.0,脅時為2￣4d,3個水稻品種對酸雨抗性存在一定差異,即徐稻3號與鎮(zhèn)稻9424的抗酸雨能力略強于新品5356。

水稻種子萌發(fā)對酸雨脅迫的響應

采用ph值為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模擬酸雨處理水稻、油菜種子的試驗結果表明,在ph2.0時兩者均不發(fā)芽,在ph2.5時只有水稻異狀發(fā)芽,ph≥3.0時,水稻和油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)都與ph值顯著正相關,水稻異狀發(fā)芽率則隨ph值上升而降低.部分生理指標的試驗結果表明,水稻和油菜的吸水值、呼吸速率、貯藏物質運轉效率也與ph值顯著正相關,水稻貯藏物質消耗率與ph值顯著正相關而油菜與ph值顯著負相關;水稻和油菜的芽、根長抑制指數(shù)都與ph值顯著負相關。酸雨脅迫下,水稻種子各項指標變幅低于油菜的事實表明,水稻抗酸雨脅迫能力強于油菜。

采用脅迫強度為ph2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0的模擬酸雨和具顯效劑量的稀土鑭[la(ⅲ)]復合處理水稻種子,置于常溫下萌發(fā),測定鑭對不同酸雨脅迫強度下種子萌發(fā)和呼吸指標的影響。結果表明,1.0mg/l的la(ⅲ)溶液浸種對水稻種子萌發(fā)有穩(wěn)定促進作用,被確定為顯效劑量。在高強度酸雨(ph2.0~2.5)脅迫下,水稻種子的各項萌發(fā)指標均為0,低強度酸雨(ph3.0~5.0)對種子萌發(fā)影響較小,當脅強為ph2.0時,la(ⅲ)浸種無明顯效果,脅強為ph2.5時,la(ⅲ)浸種能促進部分水稻種子萌發(fā),脅強為ph4.0時,la(ⅲ)浸種處理的各項萌發(fā)指標接近或超過對照,促進作用較明顯。進一步測定la(ⅲ)對特定劑量酸雨脅迫下呼吸作用的影響表明,經(jīng)la(ⅲ)浸種后種子呼吸速率顯著增強,呼吸商更接近1。由此可見,la(ⅲ)對種子萌發(fā)的促進作用可能與la(ⅲ)浸種能提高種子呼吸速率,增加糖類呼吸基質等有關。

為了探索不同水稻種植區(qū)水稻品種對酸雨脅迫的響應規(guī)律,采用室內(nèi)實驗方法研究ph值為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模擬酸雨對隆安優(yōu)8、天協(xié)1、協(xié)優(yōu)57水稻品種種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和異狀發(fā)芽率5個指標的影響。結果表明:酸雨持續(xù)脅迫7d后,上述3個品種的發(fā)芽勢(率)、發(fā)芽(活力)指數(shù)隨脅迫強度增加(ph值為5.0～3.0)呈先增后減的變化,ph值為2.5時種子僅有異狀發(fā)芽,ph值為2.o時均不發(fā)芽;3者的發(fā)芽勢(率)、發(fā)芽(活力)指數(shù)等均與脅迫時間(1～7d)呈顯著負相關(異狀發(fā)芽率呈正相關)。綜合分析認為,酸雨對3個水稻品種的傷害閾限為ph值2.5～3.5;一定脅強(ph值為2.5)下,3類種子上述5項萌發(fā)指標與ck呈顯著差異的脅時不同:隆安優(yōu)8、協(xié)優(yōu)57(4d,2d,2d,2d,4d)大于或等天協(xié)1(3d,2d,2d,2d,3d),表明3者對酸雨的抗性存在一定差異,即隆安優(yōu)8、協(xié)優(yōu)57大于天協(xié)1。

目的探索不同水稻種植區(qū)水稻品種對酸雨脅迫的響應規(guī)律。方法采用室內(nèi)試驗方法,研究ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0和5.0模擬酸雨對岡優(yōu)906、ⅱ優(yōu)838和汕優(yōu)77三個品種水稻種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和異狀發(fā)芽率5個指標的影響。結果酸雨持續(xù)脅迫7d后,上述3個品種的發(fā)芽(率)勢、發(fā)芽(活力)指數(shù)隨脅迫強度增加(ph5.0~3.0)呈先增后減的變化;其中ⅱ優(yōu)838的發(fā)芽(勢)指數(shù)在ph3.0時仍顯著大于對照;ph2.5時僅有異狀發(fā)芽,ph2.0時不發(fā)芽。三者的發(fā)芽(率)勢、發(fā)芽(活力)指數(shù)等均與脅迫時間(1~7d)呈顯著負相關(異狀發(fā)芽率呈正相關)。結論酸雨對3個稻種的傷害閾限為ph2.5~3.0,脅迫時間為2~5d,三者對酸雨抗性差異存在顯著性,即ⅱ優(yōu)838>岡優(yōu)906與汕優(yōu)77。

研究了ph2.5~5.0模擬酸雨對水稻(o.sativa)、小麥(t.aestivum)和油菜(b.chinensisvar.oleifera)種子萌發(fā)過程中pod、cat活性影響.靜態(tài)與動態(tài)實驗結果表明,酸雨脅迫下,3類種子萌發(fā)時cat與pod活性的變化幅度是水稻(28.8%,31.7%)小麥(ph4.0)>油菜(ph5.0),說明保護酶抗酸雨能力是水稻>小麥>油菜.相同脅迫強度下,水稻、小麥和油菜種子cat變幅<pod,說明前者對酸雨脅迫敏感性大于后者.保護酶應激清除自由基反應能力的差異是決定3類種子萌發(fā)指標趨異的又一深層原因.

金華市酸雨污染嚴重,春冬兩季酸雨頻率高,ph較低.用模擬酸雨處理早稻種子及幼苗,其萌發(fā)率和種子活力都明顯下降,幼苗葉片受到明顯傷害,并與模擬酸雨的ph值成正相關.

分別采用ph值為2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模擬酸雨和la(濃度為1mg·l-1)處理水稻種子,測定不同酸雨脅迫下la對水稻種子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響.結果表明,當酸雨脅迫7d時,隨脅迫強度的增加(ph5.0—2.0),可溶性蛋白含量逐漸降低,而脯氨酸含量逐漸升高.la可緩解ph5.0—3.0脅迫的傷害;但對ph2.5—2.0無明顯防御作用.ph4.0時,解除酸雨脅迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即時提升(第6天和第4天),la處理亦可提高可溶性蛋白含量,對脯氨酸含量均無明顯影響.ph2.5處理過長時(t≥5d),對水稻種子造成不可逆?zhèn)?可溶性蛋白含量小于對照,而脯氨酸含量大于對照,la處理無明顯效應;當酸雨處理3d時,可溶性蛋白與脯氨酸含量均顯著大于對照,經(jīng)la處理后均有所提高,表明la對酸雨脅迫下水稻種子萌發(fā)有一定防御作用.

采用ph20、25、30、35、40與50模擬酸雨處理水稻、小麥和油菜種子的實驗結果表明,3者在ph20時不發(fā)芽,在ph25時只有水稻和小麥異狀發(fā)芽,ph≥30時,水稻、小麥和油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)都與ph值顯著正相關,水稻和小麥的異狀發(fā)芽率則隨ph值上升而降低.部分生理指標的實驗結果表明,水稻、小麥和油菜的吸水值、呼吸速率和貯藏物質運轉效率也與ph值顯著正相關,水稻與小麥貯藏物質消耗率與ph值顯著正相關,而油菜與ph值顯著負相關;水稻、小麥和油菜的芽、根長抑制指數(shù)都與ph值顯著負相關.酸雨脅迫下,種子各項指標變幅為水稻小麥>油菜.

為研究水稻種子在萌發(fā)時酸雨對可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響,觀察不同強度的模擬酸雨(ph值為2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)和脅迫時間在不同酸度時(ph值為2.5和4.0)對種子的可溶性蛋白和脯氨酸含量的影響。強度試驗顯示,隨酸雨脅迫強度增加,可溶性蛋白含量經(jīng)歷了升降轉變過程,其中ph值為4.5、3.0和2.5時,蛋白質含量是ck(對照,ph=7.0)的147.98%、111.50%和73.69%;但脯氨酸含量持續(xù)上升,ph值為4.5、3.0和2.5時,脯氨酸含量是ck的118.85%、128.28%和183.61%。時間試驗表明,ar脅迫解除后,種子細胞中可溶性蛋白與脯氨酸含量逐漸恢復ck水平,在非致死酸雨強度(ph≥2.5)和脅迫時間(t≤5d)條件下,水稻種子的可溶性蛋白與脯氨酸含量分別是ck的101.6%和117.6%?？扇苄缘鞍着c脯氨酸的恢復,表明水稻種子具有自我修復損傷細胞結構的能力,減輕了酸雨對種子萌發(fā)的傷害。這一結果可為正確判斷水稻生產(chǎn)中酸雨的危害程度提供一定參考,從而采取合理的防治措施。

通過模擬不同ph值(分別為3.0,4.0,5.0)的酸雨脅迫處理水稻(oryzasativa)種子和幼苗,以了解酸雨對水稻種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。結果顯示:ph值5.0的模擬酸雨對水稻種子發(fā)芽率影響不明顯,但ph值4.0和ph值3.0處理下種子萌發(fā)率顯著下降;幼苗對不同程度的模擬酸雨脅迫均敏感,各生長指標包括葉長、苗高、植株鮮重、不定根數(shù)等被顯著抑制,且隨著ph降低,被抑制程度越甚。試驗結果表明,模擬酸雨對水稻種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育均有影響,且幼苗階段較種子萌發(fā)階段對酸雨的影響更為敏感。

以茶花鳳仙種子為試材,研究了不同濃度的nacl脅迫對種子發(fā)芽特性的影響。結果表明:隨著鹽濃度的升高,茶花鳳仙種子的初始萌發(fā)時間、萌發(fā)高峰期均隨之延遲;低濃度(≤100mmol·l-1)鹽溶液,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢與對照相比差異不顯著(p>0.05),而高濃度(≥150mmol·l-1)鹽溶液,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著低于對照(p<0.05),顯著抑制了種子的萌發(fā);隨著鹽濃度的升高,發(fā)芽率、發(fā)芽勢和活力指數(shù)呈現(xiàn)3次函數(shù)遞減趨勢,發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)線性函數(shù)遞減趨勢;茶花鳳仙種子在萌發(fā)期的耐鹽適宜濃度、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度分別為89.10、162.84、280.84mmol·l-1;解除鹽脅迫后茶花鳳仙種子仍具有一定的萌發(fā)力。

本文以八棱海棠種子為試材,利用不同濃度peg溶液模擬干旱條件,研究了干旱脅迫對八棱海棠種子萌發(fā)及幼苗生理的影響。結果表明:經(jīng)peg處理的種子,其相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)以及活力指數(shù)均隨著脅迫強度的增大而逐漸降低。幼苗sod酶活性隨著peg濃度的增加而逐漸增大,pod酶活性則相反。mda和脯氨酸含量隨著脅迫強度的增大而增大,說明peg濃度越大對幼苗有更深的傷害。

以紫薇種子為試材,研究不同濃度nacl溶液對紫薇種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結果表明:高濃度nacl對紫薇種子的萌發(fā)和幼苗生長有明顯的抑制作用;種子的發(fā)芽率與鹽濃度之間呈顯著的負相關,低濃度nacl(≤0.8%)促進種子萌發(fā),高濃度nacl(≥0.8%)抑制種子萌發(fā);無論鹽濃度高低,都對紫薇幼苗生長產(chǎn)生抑制作用。種子萌發(fā)對鹽脅迫的適宜值、臨界值、極限值分別為1.50%、2.26%、3.02%。

[目的]探討紫薇種子的抗旱性。[方法]以紫薇為試驗材料,采用不同質量分數(shù)(0、5%、6%、7%和9%)的聚乙二醇(peg6000)模擬干旱脅迫,探討其對紫薇種子萌發(fā)的影響。[結果]紫薇種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標隨著peg濃度升高(5%~7%)呈下降趨勢,但差異不顯著;幼苗的上胚軸呈下降趨勢,而側根數(shù)和下胚軸呈上升趨勢;當peg濃度達到9%時,各項指標均顯著下降。[結論]在實驗室條件下,紫薇種子能忍受peg(5%~7%)的滲透脅迫,紫薇幼苗通過減少地上部分生長、增加地下部分生長的方式來適應適度干旱脅迫。

采用4個ph值梯度的模擬酸雨溶液噴灑法處理黃槐幼苗,探討不同ph值[ph2．0、3．0、4．0、5．6(對照)]的模擬酸雨對黃槐在葉傷害、高生長、地徑、根長、葉面積、葉綠素含量和土壤ph值等方面的影響,并以葉片的損傷程度來分析該植物對酸雨污染的敏感性反應,同時在光學顯微鏡下觀察了不同ph值模擬酸雨處理對黃槐幼苗葉片解剖結構的影響,初步研究了黃槐對酸雨的抗性能力。研究結果表明,黃槐可以忍耐ph3．0或以上的酸雨,具有較強的抗酸雨能力,可作為酸雨污染地區(qū)應用的園林綠化樹種。