Morpho-physiological and Antioxidants Enzymes Response in Scented Rice Mediated by Mineral Element a

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农田土壤镉毒对植物动物的影响引起全球学者注意。通过四个相关且独立的实验,探讨不同程度镉毒的土壤动态变化,以及不同条件下香稻品种对镉毒的响应。
  采用五个香稻品种(V1:美香占2号,V2:象牙香占,V3:桂香占,V4:巴斯马蒂,V5:农香18),设置四个镉浓度梯度,分别为0、50 mg/kg-1、100 mg/kg-1、150 mg/kg-1,通过盆栽实验检测镉对香稻幼苗生长期的影响。实验测定了在不同浓度 Cd胁迫下水稻苗期抗氧化酶活性、脂质过氧化作用中丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量、生长参数如株高、总干物质含量、水稻秧苗期镉吸收量。结果表明,抗氧化酶活性随着土壤 Cd浓度增加而下降。Cd胁迫下水稻脂质过氧化作用与 Cd浓度相关。所有水稻品种的根系、茎Cd吸收量随着土壤Cd浓度增加而增加,根系吸收比茎高,V1和V5的根茎叶吸收量最高。V3各部位积累 Cd较少。结果显示,土壤镉毒对水稻生长有负效应。水稻根吸收 Cd比茎多且每个品种吸收效果不同。总体而言,镉毒阻碍水稻苗期生理生化生长,但V3耐镉毒害效果比其余四个好。
  采用五个香稻品种(V1:美香占2号,V2:象牙香占,V3:桂香占,V4:巴斯马蒂,V5:农香18,设置四个镉浓度梯度,分别为0、50 mg/kg-1、100 mg/kg-1、150 mg/kg-1,研究镉毒对香稻基因型及产量、产量构成因素和籽粒质量的影响。结果表明,随着土壤 Cd浓度提高,水稻根系 Cd吸收与其它器官分配均提高。根系吸收和积累 Cd高于茎,美香占根茎吸收镉最多,其次是农香18,再者是巴斯马蒂,其后是象牙香占,最后是桂香占。水稻产量及其构成因素、籽粒质量均受Cd迫害影响。受Cd诱导的脂质氧化导致抗氧化酶系统紊乱。结果显示,土壤 Cd毒害对不同品种香稻的水稻素质和吸收不同,且均为负效应。总体而言,Cd毒害通过影响产量构成因素,单位面积穗数、每穗粒数、成粒率,降低水稻产量以及籽粒质量。Cd胁迫条件下,依据最小 Cd吸收量,籽粒分配量,产量和籽粒质量均有下降,其中桂香占表现较好,美香占2号表现较差。
  以桂香占、美香占2号为材料,通过盆栽实验检测钙(Ca2+)对保护香稻免受氧化损伤引起的Cd2+毒性在香稻的可能作用。结果显示,随着土壤Cd毒性增加,抗氧化酶如超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在更高毒性诱导下会紊乱。添加 Ca则提高抗氧化酶活性,增加渗透调节物质如脯氨酸、蛋白质和可溶性糖含量,反则,在 Cd胁迫下降低。Cd胁迫下,脂质氧化如MDA、H2O2和电解质渗透率(EL)随着土壤 Cd浓度提高而增加,光合作用参数如叶绿素 a、b和类胡萝卜素含量下降,添加 Ca,则能降低其积累,产量及其构成因素均提高。两个品种根系、茎、叶、穗和籽粒重金属含量随土壤 Cd浓度提高而增加,加 Ca处理过则均下降。根系吸收 Cd高于茎,美香占2号根、茎、叶、籽粒均显示最高吸收量。因此,Cd毒害通过影响生理生化和分子水平影响水稻生长,Ca调节则能降低Cd对水稻氧化的损害。
  以桂香占、美香占2号为材料,通过盆栽实验检测外源添加植物生长调节剂茉莉酮酸甲酯对 Cd胁迫下香稻产量、籽粒质量和微量元素影响。结果显示,Cd毒害影响水稻产量、籽粒质量和微量元素积累,外施茉莉酮酸甲酯则能提高其产量、质量和微量元素积累。而且,土壤Cd胁迫提高Cd在水稻根、茎、叶、籽粒含量,茉莉酮酸甲酯调节下则下降。根吸收 Cd能力高于茎,在常规培育下,相对于桂香占,美香占2号根、茎、叶、籽粒Cd含量最高。结果表明,土壤Cd毒害对水稻产量、籽粒质量和微量元素积累有负效应,茉莉酮酸甲酯则可以调节其影响。
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