酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探（精选5篇）

篇1：酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

为了探索酸雨对水稻种子萌发时能量代谢的动态影响,以pH 2.5、4.0的模拟酸雨处理水稻(宁粳1号)种子,研究酸雨胁迫对水稻种子呼吸速率,CAT(过氧化氢酶)活性,线粒体蛋白与ATP含量及能荷(EC)的动态影响.结果 显示酸雨持续胁迫7 d,随时间延长,酸雨胁迫下各指标均发生变化:种子呼吸作用先升后降,在第4天达到呼吸顶峰;CAT活性和线粒体蛋白含量均呈上升趋势最后趋于平稳;ATP含量及EC水平先急剧上升,第5天达到最高值后有所下降.

作 者：范金凤 周青 FAN Jin-feng ZHOU Qing 作者单位：范金凤,FAN Jin-feng(江南大学,工业生物技术教育部重点实验室,江苏,无锡,214122)

周青,ZHOU Qing(江南大学,工业生物技术教育部重点实验室,江苏,无锡,214122;江南大学环境与土木工程学院,江苏,无锡,214122)

刊 名：中国微生态学杂志 ISTIC英文刊名：CHINESE JOURNAL OF MICROECOLOGY年，卷(期)：21(3)分类号：X517 Q945.34关键词：酸雨胁迫 水稻种子 呼吸作用 能量代谢

篇2：酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

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pH 2.0、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7 d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(pH 5.0～3.0)呈先增后减的变化; 其中Ⅱ优838的`发芽(势)指数在pH 3.0时仍显著大于对照; pH 2.5时仅有异状发芽, pH 2.0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～ 7 d)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pH 2.5～3.0, 胁迫时间为2～5 d,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.

作 者：唐璐 周青 TANG Lu ZHOU Qing 作者单位：唐璐,TANG Lu(江南大学,工业生物技术教育部重点实验室,江苏,无锡,214122)

周青,ZHOU Qing(江南大学环境与土木工程学院,江苏,无锡,214122)

篇3：酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为潍县青萝卜(Raphanus sativus L.),产地为青岛胶州。选取饱满度和整齐度都较高的种子用于试验。

试验试剂由Al(NO)3·9H2O晶体溶于水制成。

1.2 方法

1.2.1 播种与培养

随机挑选大小一致,饱满度相同的萝卜种子。共有7个浓度梯度,分别为0(CK)、10、20、30、40、50、60mg·L-1,每浓度3次重复。每个培养皿播种50粒种子,每天分别用对照及6种不同浓度的铝溶液处理,保持相应组萝卜种子湿润状态,于实验室自然环境下进行培养。

1.2.2 生理生化的测定

播种3d后记录种子正常发芽粒数,算出发芽势;5d后记录种子全部正常发芽粒数并计算发芽率。从第5天起开始测量萝卜幼苗的生长量(株高),每隔24h测量1次,一共测量5次。约14d后开始测量细胞内含物,即可溶性糖、蛋白质、叶绿素、核酸含量的生理指标。

(1)萝卜种子发芽势、发芽率、萝卜幼苗生长势的计算。

种子发芽势(%)=(发芽势天数内的正常发芽粒数/供试种子粒数)×100

种子发芽率(%)=(全部正常发芽粒数/供试种子粒数)×100

(2)幼苗长度。从第5天起每天每组随机抽取15株萝卜幼苗测定株高,一共测量5d,最后求出各组5d的平均株高值。

(3)可溶性糖含量的测定。取经过不同浓度铝溶液处理的萝卜幼苗1g。置于50 mL锥形瓶中,加入25 mL蒸馏水,在水浴锅中沸水浴10min,待冷却后进行过滤。将滤液定容至100mL,取1mL定容后的溶液与5 mL蒽酮溶液于试管中,摇匀后沸水浴10min,冷却,于波长625nm测定溶液的透光度。

(4)可溶性蛋白质含量的测定。取不同浓度铝溶液处理后的萝卜幼苗1g置于研钵中研磨,加入4mL蛋白质抽提Buffer,4 000r·min-1离心20min,取上清液1 mL与4 mL双缩脲试剂混合,25℃水浴30min,冷却后于波长550nm测定溶液的透光度。

(5)叶绿素含量的测定。取不同浓度铝溶液处理后的萝卜幼苗1g加入石英沙和10mL丙酮,研磨,液体过滤,滤液在波长分别为663nm和645nm测定透光度。

(6)核酸含量的测定。取不同浓度铝溶液处理的萝卜幼苗0.5g,加入核酸提取缓冲液10mL,在冰上研磨,3 000r·min-1离心10min,取沉淀加入乙醇∶乙醚∶氯仿(2∶2∶1)5 mL,静止15 min。3 000r·min-1离心10 min,取上清液加入5 mL5%三氯乙酸,60℃下水浴30 min。在波长268.5nm测定溶液的透光度。

2 结果与分析

2.1 不同浓度铝溶液对萝卜种子发芽势和发芽率的影响

由图1可以看出,经不同浓度的Al3+溶液处理后,种子发芽势与发芽率在Al+3浓度为60mg·L-1时与对照组相比有所增加,其余组则无明显变化。经过方差分析各组差异不显著(P>0.05)。由此可见,Al+3对萝卜种子萌发阶段的影响不明显。

2.2 不同浓度铝溶液对萝卜幼苗生长量的影响

由图2可以看出,当铝溶液浓度为30mg·L-1,受铝胁迫的影响,萝卜幼苗最矮,平均株高要小于对照组,表现出铝对萝卜幼苗生长的抑制作用。而在铝溶液浓度为60 mg·L-1时,萝卜幼苗的平均株高值达到最大,表现出铝对萝卜幼苗生长的促进作用。

2.3 不同浓度铝溶液对萝卜幼苗内含物含量的影响

2.3.1 不同浓度铝溶液对萝卜幼苗可溶性糖含量的影响

由图3可看出,当铝溶液浓度不超过30mg·L-1时,试验组中萝卜幼苗的可溶性糖含量高于对照组,其中,当Al3+浓度为10mg·L-1时,可溶性糖含量最多;当浓度高于30 mg·L-1时可溶性糖的含量与对照组相比明显减少,在Al3+浓度为40mg·L-1时,可溶性糖含量最少,体现了铝作用的双面性[6]。同时可以判断经浓度为10mg·L-1的铝溶液处理的萝卜幼苗光合作用能力相对较强,而经浓度为40 mg·L-1的铝溶液处理的萝卜幼苗光合作用能力相对较弱。

2.3.2 不同浓度铝溶液处理萝卜幼苗后蛋白质的含量

由图4可看出,各试验组蛋白质的含量均高于对照组,可见铝胁迫会增加萝卜幼苗中蛋白质的含量,但不同浓度的铝溶液对蛋白质含量增加的促进作用不同,当浓度为30 mg·L-1时最为明显。可溶性蛋白是以小分子状态溶于水或其它溶剂的蛋白,其含量的增加是胁迫环境下植物渗透调节的重要手段(维持细胞正常的渗透势)[7],所以在铝胁迫下的各试验组萝卜幼苗的含量均高于对照组。铝溶液浓度在小于30mg·L-1时,随着硝酸铝溶液浓度的增大,对幼苗生长的抑制作用增大,从而使可溶性蛋白质含量相对增加以维持细胞的正常生长。当硝酸铝溶液的浓度超过30mg·L-1时,整体表现为下降的趋势,试验结果与张华宁等的结果基本一致[8]。随着铝胁迫的加强,蛋白质合成酶活性下降,分解酶活性上升,最终导致可溶性蛋白质含量降低[9]。

2.3.3 不同浓度的铝溶液对萝卜幼苗中叶绿素含量的影响

从图5中可以看出,所有试验组的叶绿素b的含量都低于叶绿素a,而且试验组的叶绿素含量(包括叶绿素总量,叶绿素a,叶绿素b)均比对照组的叶绿素含量高。可见铝胁迫会对叶绿素含量的增加起到一定的促进作用,当铝溶液浓度为10 mg·L-1时促进作用最明显,从而可以推断出浓度为10mg·L-1的铝溶液培养的萝卜幼苗光合作用可能最强。这与可溶性糖含量的变化相似,由此可见,铝会通过影响幼苗叶绿素合成的来间接影响可溶性糖的含量。有研究表明,铝胁迫会通过降低光合色素含量或降低其利用率来阻碍叶片捕获光能,从而对光合作用产生不利影响[10]。从图3中可以看出,试验组的可溶性糖含量虽然跟叶绿素含量起伏变化一致,但其含量并未因此升高,所以铝胁迫也会降低叶绿素的利用率。

2.3.4 不同浓度的铝溶液对萝卜幼苗中核酸含量的影响

由图6可看出,当铝溶液浓度为10mg·L-1时,铝对萝卜幼苗中核酸含量几乎无影响,DNA是主要的遗传物质,代谢稳定,故在浓度较低(10mg·L-1)的铝的胁迫下其含量不会有明显变化[11];当铝溶液浓度为30 mg·L-1时核酸含量最少,浓度为60mg·L-1时核酸含量最多;此变化趋势与萝卜幼苗株高的变化趋势基本一致。有研究表明,在用铝溶液处理的植物中,铝会抑制DNA复制,破坏有丝分裂纺锤丝,严重抑制有丝分裂过程,抑制细胞的分裂[12]。由此推断,铝会通过改变萝卜幼苗细胞内核酸的含量来影响植株高度的变化。

3 结论与讨论

3.1 铝胁迫对萝卜种子发芽状况影响的差异分析

从萝卜种子发芽势与发芽率来看,在不同浓度铝溶液处理下的种子的发芽势与发芽率无明显变化,很有可能是因为种子发芽时主要靠种子胚芽提供营养,外界金属对其影响相对较弱,所以萝卜种子在萌发阶段,受铝胁迫影响较小。

3.2 铝胁迫对萝卜幼苗内含物含量的影响

篇4：酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

关键词：Ce（NH4）2（NO3）6；小麦；盐胁迫；可溶性糖；丙二醛

中图分类号：S512.1 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）06-0008-03

土壤盐渍化已成为制约我国农业发展的一个重要非生物逆境因素，问题亟待解决。以小麦为研究对象，在实验室模拟土壤的盐碱环境，以可溶性糖和丙二醛为指标，研究稀土铈元素对于NaCl盐分胁迫下的小麦种子萌发过程中的保护作用，对我国土壤盐渍化地区的作物种植有生产实践意义，以期为充分利用中国占有较大面积的盐碱地提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦品种为3214，由天津市河西区白堤路种子商店提供。

试剂：Ce（NH4）2（NO3）6溶液、NaCl溶液、10%三氯乙酸（TCA）、硫代巴比妥酸（TBA）溶液（用10%TCA配制0.6%的TBA溶液）等。

1.2 试验设计

配制10 mg/L Ce（NH4）2（NO3）6溶液，0.8% NaCl溶液，10 mg/L Ce（NH4）2（NO3）6的0.8% NaCl溶液。

选取饱满、均匀的小麦种子200粒，均匀分为4组，分别标记为：蒸馏水（Ck）、稀土（Ce）、蒸馏水+NaCl（Ck+Na）、稀土+NaCl（Ce+Na），每组处理设3次重复。在每个处理条件下，种子直接在分别加入10 mL各种处理液的滤纸皿床中进行发芽，每天定时观察、补水，定期取样分析测定。发芽期间，以称重法补充蒸馏水，保持各处理浓度的相对稳定。

2 主要测定内容和方法

2.1 可溶性糖含量和丙二醛（MDA）含量的测定

1） MDA的提取。称取发芽7 d龄小麦种子部分2 g，放入研钵中，加入10%三氯乙酸（TCA）2 mL，研磨，进一步加入3 mL TCA充分研磨成匀浆。将匀浆转移到试管中，以4 000 r/min离心10 min，取上清液，供测定丙二醛含量用。

2） 显色反应及测定。吸取2 mL提取液，加入2 mL 0.6%硫代巴比妥酸溶液，混匀，加盖，置于沸水浴中煮沸 10 min （从试管内出现小气泡开始计时），迅速冷却，离心，取上清液测定532 nm和 450 nm下的OD值。对照管以2 mL水代替提取液。

2.2 可溶性糖含量与MDA浓度的计算

根据Lambert-Beer定律，已知蔗糖与TBA反应产物在450 nm和532 nm的摩尔吸收系数，MDA与TBA显色反应产物在450 nm波长下无吸收，得：

C1/（mmol/L）=11.71 OD450 （1）

C2/（μmol/L）=6.45 OD532-0.56 OD450 （2）

式中：C1为可溶性糖的浓度；C2为MDA的浓度。

3 结果与分析

3.1 可溶性糖含量的测定

多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时，植物体内会积累各种有机和无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。而植物处于逆境所产生的水分胁迫可以使植物体内可溶性糖含量在一定程度上有所提高。

如图1所示，用浓度为10 mg/L的Ce（NH4）2（NO3）6溶液浸种的小麦种子可溶性糖含量与对照组相比没有太大差距，说明稀土溶液对可溶性糖在植物体内的积累没有明显的影响。盐胁迫下水培养的小麦种子，其可溶性糖含量相比于对照组明显上升，提高2.03倍，说明浓度为0.8% NaCl溶液对种子的毒害作用较大，种子处于极其恶劣的逆境状态。盐胁迫下溶液中含有浓度为10 mg/L的Ce（NH4）2（NO3）6溶液时，其可溶性糖含量远远低于没有加入Ce（NH4）2（NO3）6的盐胁迫下的小麦种子的可溶性糖含量，相对于对照组与加入Ce（NH4）2（NO3）6的小麦种子其含量变化不明显。由此可见，在可溶性糖含量方面，用含有10 mg/L浓度的Ce（NH4）2（NO3）6溶液培养小麦种子在一定程度上能够缓解浓度为0.8% NaCl溶液对小麦种子的毒害作用。

3.2 丙二醛（MDA）含量的测定

植物在衰老过程中会发生一系列生理生化的变化，如核酸和蛋白质含量下降、叶绿素降解、光合作用减弱等。植物器官在逆境条件下或衰老时，往往发生膜脂过氧化作用，丙二醛是其产物之一，通常将其作为脂质过氧化指标，用于表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。

丙二醛（MDA）从膜上产生的位置释放出来，可以与蛋白质、核酸反应，从而丧失功能，还可使纤维素分子间的桥键松弛，或抑制蛋白质的合成，因此MDA的积累可能对膜和细胞造成一定的伤害。

如图2所示，用浓度为10 mg/L的Ce（NH4）2（NO3）6溶液浸种的小麦种子丙二醛含量与对照组相比没有太大差距，说明稀土溶液对丙二醛在植物体内的积累没有明显的影响。当用浓度为0.8% NaCl溶液培养小麦种子时，其丙二醛含量明显上升，提高1.34倍，说明浓度为0.8% NaCl溶液对种子的毒害作用较大，幼苗处于极其恶劣的逆境状态，衰老速度加快。当用含有10 mg/L的Ce（NH4）2（NO3）6的0.8% NaCl溶液培养小麦种子时，其丙二醛含量相对于对照组提高27%，比没有加入Ce（NH4）2（NO3）6溶液盐胁迫下的油菜幼苗的丙二醛含量有较明显的降低。由此可见，在小麦种子丙二醛含量方面，用含10 mg/L浓度的Ce（NH4）2（NO3）6溶液培养一定程度上能够缓解浓度为0.8% NaCl溶液对小麦种子的毒害作用。

4 结论与讨论

以小麦为材料，用0.8% NaCl溶液对小麦种子进行盐胁迫。研究将含有10 mg/L浓度的Ce（NH4）2（NO3）6溶液培养后，盐胁迫下小麦种子及幼苗的生理机理。结果表明：与对照组比较，用浓度为10 mg/L的

Ce（NH4）2（NO3）6溶液培养的小麦幼苗，当用浓度为0.8% NaCl溶液进行胁迫时，比没有加入Ce（NH4）2（NO3）6溶液浸种的盐胁迫下的小麦种子可溶性糖及丙二醛含量有所下降。由此可见，用含10 mg/L浓度的Ce（NH4）2（NO3）6溶液培养，在一定程度上能够缓解浓度为0.8% NaCl溶液对小麦的毒害作用。

参考文献

[1] 赵福庚，何龙飞，罗庆云.植物逆境生理生态学[M].北京：化学工业出版社，2004.

[2] 徐恒刚.中国盐生植被及盐渍化生态治理[M].北京：中国农业科学技术出版社，2004.

[3] 周延，刘斌.盐胁迫对小麦幼苗生长的影响[J].科技促进发展，1999（6）：35-36.

[4] 张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2003.

篇5：酸雨胁迫对水稻萌发过程中生理代谢影响的初探

摘 要 实验以毛豆双福7号为材料，NaHCO3和Na2CO3以摩尔质量1∶1配置成碱性盐，研究在不同浓度下种子生长生理情况。结果显示，碱性盐对种子的发芽和生长都有抑制作用，各指标呈现不同形式的下降趋势。丙二醛和电导率在碱性盐下呈上升趋势。

关键词 毛豆；碱性盐；生长生理

中图分类号：Q945 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.24.067

经济快速发展和人口数量急剧增加使土地资源受到严重破坏，我国的土地盐渍化也越来越严峻，严重影响农作物栽培[1]。研究毛豆在碱性盐下的相关指标，为碱性盐对种子生长生理方面的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

双福7号。碱性盐：浓度梯度为0、30、60、90、120、150 mmol/L。

1.2 实验方法

将种子放入培养皿，每天加入相应的碱性盐和蒸馏水5 mL，培养至毛豆幼苗。记录种子发芽情况以测定发芽指标。用硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA），电导仪法测定电导率。用STAT1.0对数据进行单因素方差分析，Excel2003制作图表分析。实验重复3次。

2 结果与分析

2.1 碱性盐对发芽的影响

如表1中，发芽率随盐浓度增加呈线性下降趋势

y=-0.1757x+92.435（R2=0.9478），可得该品种种子耐盐浓度118 mmol/L，耐盐半致死浓度254 mmol/L，耐盐致死浓度471 mmol/L。发芽势和发芽指数可反映种子活力，分析种子伤害程度，发芽势随盐浓度增加呈线性下降趋势y=-0.3704x+92.593（R2=0.9412），发芽指数随盐浓度增加呈线性下降趋势y=-0.0676x+17.338（R2=0.9793）。

2.2 碱性盐对生长指标的影响

自由水和结合水是细胞结构重要组成部分，两者比值反映植物细胞代谢能力[2-3]。实验中幼苗鲜质量以自由水为主，干质量以结合水为主，含水量可分析碱性盐下的代谢能力。详见表2。

盐胁迫下，根茎长可直观反映幼苗生长的伤害程度。根、茎长随盐浓度的增加分别呈指数下降趋势y=7.6368e-0.0166x（R2 = 0.9906），y = 6.4644e-0.0156x（R2 = 0.9616）。侧根数随浓度增加呈线性下降趋势y=-0.1088x + 17.286（R2 = 0.9337）。

表1 不同浓度下种子发芽参数

盐浓度/（mmol/L）发芽势（100%）发芽率（100%）发芽指数

0（CK）91.11±1.57 a95.56±1.58 a17.22±0.49 a

3076.67±2.69 b85.56±4.59 b15.00±0.28 b

6074.44±2.76 b78.89±3.61 c14.21±0.55 b

9064.44±4.16 c75.56±1.57 cd10.62±0.92 c

12052.22±1.57 d73.33±2.72 d9.56±0.34 c

15030.00±2.72 e66.67±3.15 e6.99±0.19 d

注：表中同列不同字母表示0.05水平差異显著。下同。

2.3 碱性盐对生理指标的影响

MDA是膜脂质过氧化的产物。盐胁迫下，细胞产生自由基使质膜中不饱和脂肪酸发生脂质过氧化，膜结构遭到破坏，使质膜积累丙二醛（见图1），MDA含量可作为耐盐性强弱的一个重要指标。

相对电导率是衡量细胞膜稳定性的重要指标，可反映质膜受伤害程度。幼苗根系的相对电导率在盐胁迫下增加，与Na+浓度呈正相关。（见图2）

注：不同字母表示 0.05 水平差异显著。下同。

不同浓度下幼苗根系丙二醛含量不同浓度下幼苗根系电导率

3 结论与讨论

研究表明，高pH值最直接的受害部位是根茎部，实验中幼苗根茎长呈指数下降。杨春武研究表明植物的根部如果处在高pH值下，会直接影响根部对矿物质吸收，破坏氧气对根部的供应能力和根细胞的结构与功能，根系的细胞内外的离子出现不平衡状态[4]。电导率变化也说明根系是受盐胁迫最直接、最敏感的部位，与根长变化表现一致。本实验测得该品种耐盐浓度118 mmol/L，盐/碱害指数（%）为23.26%，在盐/碱危害程度分级表中为耐盐性，表明双福7号有良好的耐盐性，为进一步研究毛豆耐盐性提供了理论依据。

参考文献

[1]樊自立，马英杰，马映军.中国西部地区的盐渍土及其改良利用[J].干旱区研究，2001，18（3）：1-6.

[2]季合生.现代植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]赵可夫.植物抗盐生理[M].北京：中国科学技术教育出版社，1993.

[4]Munns R.Comparative physiology of salt and water stress[J].Plant Cell Environ，2002（25）：239-250.