LaⅢ对酸雨胁迫下水稻萌发种子能量代谢的影响

以水稻(宁粳1号)为试材,以萌发种子过氧化氢酶(cat)活性、丙二醛(mda)和h2o2含量为测定指标,研究镧对水稻种子受酸雨胁迫的缓解作用.研究结果表明,1mg.l-1的lacl3溶液浸种处理后,水稻种子受酸雨伤害作用有所缓解,种子mda含量和h2o2含量la(ⅲ)组低于ck,cat活性la(ⅲ)>ck,表明la(ⅲ)提高了cat活性,加强了清除活性氧自由基的能力,使mda含量和h2o2含量降低;同时,mda含量和h2o2含量ph2.5>la(ⅲ)+ph2.5>ph4.0>la(ⅲ)+ph4.0>ck,表明酸雨胁迫使种子内部活性氧积累增加,过氧化程度加重.la(ⅲ)处理有效缓解了其过氧化程度和活性氧的积累,且cat活性la(ⅲ)+ph4.0>ph4.0>la(ⅲ)+ph2.5>ph2.5,表明酸雨胁迫使cat活性应激升高,但高强度酸雨因其强度过大,使得酶活性下降或部分失活,la(ⅲ)处理后缓解酶活的下降,提高酸雨胁迫下cat活性,从而提高对h2o2的代谢能力,最终减轻种子膜脂过氧化程度,缓解酸雨对种子伤害.

为揭示酸雨影响种子萌发机理及减轻酸雨抑制种子萌发的途径,以ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0模拟酸雨溶液和稀土la(ⅲ)复合处理水稻种子,探讨la(ⅲ)对酸雨胁迫下水稻种子萌发、过氧化物酶(pod)活性和可溶性蛋白含量的影响。结果表明,高强度酸雨(ph≤2.5)胁迫下,经la(ⅲ)处理和单一酸雨处理的水稻种子萌发均受到不可逆转性伤害:发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数皆为零,部分种子异状发芽,pod活性及可溶性蛋白含量显著下降,la(ⅲ)对种子的防护作用不明显。酸雨强度在ph≥3.0时,经la(ⅲ)处理种子各项指标均高于单一酸雨处理种子,且指标变化曲线的拐点向酸度加大的地方推进,加强了种子对ph的耐受限度,说明la(ⅲ)在缓解酸雨对水稻种子的伤害过程中具有重要意义。

采用模拟酸雨和镧复合处理水稻(o.sativao)种子,测定不同酸雨胁迫强度下镧对种子质膜透性(e%)和过氧化物酶(pod)活性的影响.结果表明,用ph4.0和ph2.5的酸雨连续胁迫7d,随着胁迫时间的增加,水稻种子的质膜透性呈现先减小后逐渐增大再减小的趋势,过氧化物酶(pod)活性一直保持升高的趋势.经镧处理后,水稻种子的质膜透性变小,pod活性有所增高.而在第5天和第3天,ph=2.5和ph=4.0酸雨胁迫下的水稻种子换用隔夜自来水培养,使得其质膜透性有所减少,过氧化物酶活性得以回升.镧对种子的萌发具有一定的防护效应,减轻了酸雨对萌发期间的伤害程度,增强了种子抗酸雨的能力.

酸雨对作物种子萌发的生态效应是影响农业生产的重要问题,为揭示酸雨影响种子的萌发机理,本文以水稻(oryzasatival)"宁梗1号"和高粱(sorghumvulare)"黄土高粱"为试验种子,采用不同酸性强度的模拟酸雨处理两类种子,定时测定酸雨胁迫强度对种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、异状发芽率、呼吸速率和呼吸商的影响。结果表明,当酸雨胁迫强度ph=2.0~2.5时,因胁迫强度过高,水稻和高粱种子皆不萌发;当酸雨胁迫强度ph≥3.0时,两类抗性种子5项萌发指标的变化幅度均为高粱大于水稻;高粱的酸雨伤害阈值为ph=3.5~4.0,水稻为ph=3.0~3.5;当胁迫强度ph≥2.5时,两类抗性种子呼吸速率和呼吸商2项生理指标的变化幅度为高粱大于水稻,水稻和高粱种子的生理反应阈值为ph≥2.0,萌发反应阈值为ph≥3.0,说明水稻对酸雨的抗性强于高粱;2类抗性种子对酸雨胁迫强度的耐受性差异是其抗性分异的根本原因。

以抗性作物水稻6个品种为对象,研究酸雨对其萌发过程的响应。以吉粳41(吉林)、ⅱ优7954(浙江)、冈优2009(四川)、扬粳9538(江苏)、ⅱ优1273(福建)和特优559(安徽)6个水稻品种为试材,定时测定种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率。结果表明,6个品种种子随着酸雨强度的增加(ph从5.0至3.0),发芽率(势)、发芽指数(活力)都呈先增后减的变化。当胁迫时间一定时(7d),ph2.0强度下各个品种水稻种子皆不发芽;ph为2.5时出现异状发芽;实验结果表明各个品种种子伤害阈限为ph2.5-3.0。当胁迫强度一定时,ph3.0-4.0胁迫下无明显的抑制现象,ph2.5时各指标为零的起始胁迫时间为ⅱ优1273和扬粳9538(长于7d,3d,7d,长于7d)、ⅱ优7954(7d,3d,7d,7d)、吉粳41(7d,3d,7d,6d)、冈优2009(长于7d,3d,7d,6d)、特优559(6d,3d,6d,7d)。6个品种水稻种子萌发抗酸雨能力为:扬粳9538、ⅱ优7954、吉粳41、ⅱ优1273>特优559、冈优2009。

采用室内试验方法,研究了ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0模拟酸雨对徐稻3号、镇稻9424、新品5356等3个品种水稻种子萌发的影响。结果表明,3个品种的发芽(率)势、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(ph5.0￣3.0),呈先增后减的变化;ph2.5时仅有异状发芽,ph2.0时不发芽。3者的发芽(率)势、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1￣7d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关)。综合分析认为,酸雨对3个水稻品种的伤害阈限为ph2.5￣ph3.0,胁时为2￣4d,3个水稻品种对酸雨抗性存在一定差异,即徐稻3号与镇稻9424的抗酸雨能力略强于新品5356。

水稻种子萌发对酸雨胁迫的响应

采用ph值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模拟酸雨处理水稻、油菜种子的试验结果表明,在ph2.0时两者均不发芽,在ph2.5时只有水稻异状发芽,ph≥3.0时,水稻和油菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数都与ph值显著正相关,水稻异状发芽率则随ph值上升而降低.部分生理指标的试验结果表明,水稻和油菜的吸水值、呼吸速率、贮藏物质运转效率也与ph值显著正相关,水稻贮藏物质消耗率与ph值显著正相关而油菜与ph值显著负相关;水稻和油菜的芽、根长抑制指数都与ph值显著负相关。酸雨胁迫下,水稻种子各项指标变幅低于油菜的事实表明,水稻抗酸雨胁迫能力强于油菜。

采用胁迫强度为ph2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0的模拟酸雨和具显效剂量的稀土镧[la(ⅲ)]复合处理水稻种子,置于常温下萌发,测定镧对不同酸雨胁迫强度下种子萌发和呼吸指标的影响。结果表明,1.0mg/l的la(ⅲ)溶液浸种对水稻种子萌发有稳定促进作用,被确定为显效剂量。在高强度酸雨(ph2.0~2.5)胁迫下,水稻种子的各项萌发指标均为0,低强度酸雨(ph3.0~5.0)对种子萌发影响较小,当胁强为ph2.0时,la(ⅲ)浸种无明显效果,胁强为ph2.5时,la(ⅲ)浸种能促进部分水稻种子萌发,胁强为ph4.0时,la(ⅲ)浸种处理的各项萌发指标接近或超过对照,促进作用较明显。进一步测定la(ⅲ)对特定剂量酸雨胁迫下呼吸作用的影响表明,经la(ⅲ)浸种后种子呼吸速率显著增强,呼吸商更接近1。由此可见,la(ⅲ)对种子萌发的促进作用可能与la(ⅲ)浸种能提高种子呼吸速率,增加糖类呼吸基质等有关。

为了探索不同水稻种植区水稻品种对酸雨胁迫的响应规律,采用室内实验方法研究ph值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0的模拟酸雨对隆安优8、天协1、协优57水稻品种种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率5个指标的影响。结果表明:酸雨持续胁迫7d后,上述3个品种的发芽势(率)、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(ph值为5.0～3.0)呈先增后减的变化,ph值为2.5时种子仅有异状发芽,ph值为2.o时均不发芽;3者的发芽势(率)、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1～7d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关)。综合分析认为,酸雨对3个水稻品种的伤害阈限为ph值2.5～3.5;一定胁强(ph值为2.5)下,3类种子上述5项萌发指标与ck呈显著差异的胁时不同:隆安优8、协优57(4d,2d,2d,2d,4d)大于或等天协1(3d,2d,2d,2d,3d),表明3者对酸雨的抗性存在一定差异,即隆安优8、协优57大于天协1。

目的探索不同水稻种植区水稻品种对酸雨胁迫的响应规律。方法采用室内试验方法,研究ph2.0、2.5、3.0、3.5、4.0和5.0模拟酸雨对冈优906、ⅱ优838和汕优77三个品种水稻种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和异状发芽率5个指标的影响。结果酸雨持续胁迫7d后,上述3个品种的发芽(率)势、发芽(活力)指数随胁迫强度增加(ph5.0~3.0)呈先增后减的变化;其中ⅱ优838的发芽(势)指数在ph3.0时仍显著大于对照;ph2.5时仅有异状发芽,ph2.0时不发芽。三者的发芽(率)势、发芽(活力)指数等均与胁迫时间(1~7d)呈显著负相关(异状发芽率呈正相关)。结论酸雨对3个稻种的伤害阈限为ph2.5~3.0,胁迫时间为2~5d,三者对酸雨抗性差异存在显著性,即ⅱ优838>冈优906与汕优77。

研究了ph2.5~5.0模拟酸雨对水稻(o.sativa)、小麦(t.aestivum)和油菜(b.chinensisvar.oleifera)种子萌发过程中pod、cat活性影响.静态与动态实验结果表明,酸雨胁迫下,3类种子萌发时cat与pod活性的变化幅度是水稻(28.8%,31.7%)小麦(ph4.0)>油菜(ph5.0),说明保护酶抗酸雨能力是水稻>小麦>油菜.相同胁迫强度下,水稻、小麦和油菜种子cat变幅<pod,说明前者对酸雨胁迫敏感性大于后者.保护酶应激清除自由基反应能力的差异是决定3类种子萌发指标趋异的又一深层原因.

金华市酸雨污染严重,春冬两季酸雨频率高,ph较低.用模拟酸雨处理早稻种子及幼苗,其萌发率和种子活力都明显下降,幼苗叶片受到明显伤害,并与模拟酸雨的ph值成正相关.

分别采用ph值为2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5和5.0的模拟酸雨和la(浓度为1mg·l-1)处理水稻种子,测定不同酸雨胁迫下la对水稻种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响.结果表明,当酸雨胁迫7d时,随胁迫强度的增加(ph5.0—2.0),可溶性蛋白含量逐渐降低,而脯氨酸含量逐渐升高.la可缓解ph5.0—3.0胁迫的伤害;但对ph2.5—2.0无明显防御作用.ph4.0时,解除酸雨胁迫(t=5d,3d)后可溶性蛋白含量即时提升(第6天和第4天),la处理亦可提高可溶性蛋白含量,对脯氨酸含量均无明显影响.ph2.5处理过长时(t≥5d),对水稻种子造成不可逆伤害,可溶性蛋白含量小于对照,而脯氨酸含量大于对照,la处理无明显效应;当酸雨处理3d时,可溶性蛋白与脯氨酸含量均显著大于对照,经la处理后均有所提高,表明la对酸雨胁迫下水稻种子萌发有一定防御作用.

采用ph20、25、30、35、40与50模拟酸雨处理水稻、小麦和油菜种子的实验结果表明,3者在ph20时不发芽,在ph25时只有水稻和小麦异状发芽,ph≥30时,水稻、小麦和油菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数都与ph值显著正相关,水稻和小麦的异状发芽率则随ph值上升而降低.部分生理指标的实验结果表明,水稻、小麦和油菜的吸水值、呼吸速率和贮藏物质运转效率也与ph值显著正相关,水稻与小麦贮藏物质消耗率与ph值显著正相关,而油菜与ph值显著负相关;水稻、小麦和油菜的芽、根长抑制指数都与ph值显著负相关.酸雨胁迫下,种子各项指标变幅为水稻小麦>油菜.

为研究水稻种子在萌发时酸雨对可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响,观察不同强度的模拟酸雨(ph值为2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0)和胁迫时间在不同酸度时(ph值为2.5和4.0)对种子的可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响。强度试验显示,随酸雨胁迫强度增加,可溶性蛋白含量经历了升降转变过程,其中ph值为4.5、3.0和2.5时,蛋白质含量是ck(对照,ph=7.0)的147.98%、111.50%和73.69%;但脯氨酸含量持续上升,ph值为4.5、3.0和2.5时,脯氨酸含量是ck的118.85%、128.28%和183.61%。时间试验表明,ar胁迫解除后,种子细胞中可溶性蛋白与脯氨酸含量逐渐恢复ck水平,在非致死酸雨强度(ph≥2.5)和胁迫时间(t≤5d)条件下,水稻种子的可溶性蛋白与脯氨酸含量分别是ck的101.6%和117.6%。可溶性蛋白与脯氨酸的恢复,表明水稻种子具有自我修复损伤细胞结构的能力,减轻了酸雨对种子萌发的伤害。这一结果可为正确判断水稻生产中酸雨的危害程度提供一定参考,从而采取合理的防治措施。

通过模拟不同ph值(分别为3.0,4.0,5.0)的酸雨胁迫处理水稻(oryzasativa)种子和幼苗,以了解酸雨对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示:ph值5.0的模拟酸雨对水稻种子发芽率影响不明显,但ph值4.0和ph值3.0处理下种子萌发率显著下降;幼苗对不同程度的模拟酸雨胁迫均敏感,各生长指标包括叶长、苗高、植株鲜重、不定根数等被显著抑制,且随着ph降低,被抑制程度越甚。试验结果表明,模拟酸雨对水稻种子萌发和幼苗生长发育均有影响,且幼苗阶段较种子萌发阶段对酸雨的影响更为敏感。

通过模拟不同ph值（分别为3.0,4.0,5.0）的酸雨胁迫处理水稻（oryzasativa）种子和幼苗,以了解酸雨对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示：ph值5.0的模拟酸雨对水稻种子发芽率影响不明显,但ph值4.0和ph值3.0处理下种子萌发率显著下降;幼苗对不同程度的模拟酸雨胁迫均敏感,各生长指标包括叶长、苗高、植株鲜重、不定根数等被显著抑制,且随着ph降低,被抑制程度越甚。试验结果表明,模拟酸雨对水稻种子萌发和幼苗生长发育均有影响,且幼苗阶段较种子萌发阶段对酸雨的影响更为敏感。

通过模拟不同ph值（分别为3.0,4.0,5.0）的酸雨胁迫处理水稻（oryzasativa）种子和幼苗,以了解酸雨对水稻种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示：ph值5.0的模拟酸雨对水稻种子发芽率影响不明显,但ph值4.0和ph值3.0处理下种子萌发率显著下降;幼苗对不同程度的模拟酸雨胁迫均敏感,各生长指标包括叶长、苗高、植株鲜重、不定根数等被显著抑制,且随着ph降低,被抑制程度越甚。试验结果表明,模拟酸雨对水稻种子萌发和幼苗生长发育均有影响,且幼苗阶段较种子萌发阶段对酸雨的影响更为敏感。

以茶花凤仙种子为试材,研究了不同浓度的nacl胁迫对种子发芽特性的影响。结果表明:随着盐浓度的升高,茶花凤仙种子的初始萌发时间、萌发高峰期均随之延迟;低浓度(≤100mmol·l-1)盐溶液,种子的发芽率和发芽势与对照相比差异不显著(p>0.05),而高浓度(≥150mmol·l-1)盐溶液,种子的发芽率和发芽势显著低于对照(p<0.05),显著抑制了种子的萌发;随着盐浓度的升高,发芽率、发芽势和活力指数呈现3次函数递减趋势,发芽指数呈现线性函数递减趋势;茶花凤仙种子在萌发期的耐盐适宜浓度、耐盐半致死浓度、耐盐极限浓度分别为89.10、162.84、280.84mmol·l-1;解除盐胁迫后茶花凤仙种子仍具有一定的萌发力。

以紫薇种子为试材,研究不同浓度nacl溶液对紫薇种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:高浓度nacl对紫薇种子的萌发和幼苗生长有明显的抑制作用;种子的发芽率与盐浓度之间呈显著的负相关,低浓度nacl(≤0.8%)促进种子萌发,高浓度nacl(≥0.8%)抑制种子萌发;无论盐浓度高低,都对紫薇幼苗生长产生抑制作用。种子萌发对盐胁迫的适宜值、临界值、极限值分别为1.50%、2.26%、3.02%。

本文以八棱海棠种子为试材,利用不同浓度peg溶液模拟干旱条件,研究了干旱胁迫对八棱海棠种子萌发及幼苗生理的影响。结果表明:经peg处理的种子,其相对发芽率、发芽势、发芽指数以及活力指数均随着胁迫强度的增大而逐渐降低。幼苗sod酶活性随着peg浓度的增加而逐渐增大,pod酶活性则相反。mda和脯氨酸含量随着胁迫强度的增大而增大,说明peg浓度越大对幼苗有更深的伤害。