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Optimized silicon fertilization regime weakens cadmium translocation and increases its biotransformation in rice tissues

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The Crop Journal 2024年第4期12卷 1041-1053页

作者： Bogui Pan yixia cai Kunzheng cai Jihui Tian Wei Wang College of Natural Resources and Environment South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642GuangdongChina Guangdong Provincial Key Laboratory of Eco-Circular Agriculture Guangzhou 510642GuangdongChina Key Laboratory of Tropical Agricultural Environment in South China Ministry of Agriculture and Rural AffairsGuangzhou 510642GuangdongChina College of Agriculture South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642GuangdongChina

In acidic paddy fields of South China,rice(Oryza sativa L.)faces the dual challenges of cadmium(Cd)toxicity and silicon(Si)*** previous studies have highlighted the functions of Si application timing and strategies in mitigating Cd-stressed rice,the precise mechanisms underlying the health restoration of Cd-toxic rice and the assurance of grain safety remain *** study explored Cd translocation and detoxification in the shoots of rice regulated by various Si fertilization regimes:Si(T)(all Si added before transplanting),Si(J)(all Si added at jointing),and Si(TJ)(half Si added both before transplanting and at jointing).The findings revealed that the regime of Si(TJ)was more beneficial to rice health and grain safety than Si(T)and Si(J).The osmotic regulators such as proline,soluble sugars,and soluble proteins were significantly boosted by Si(TJ)compared to other Si treatments,and which enhanced membrane integrity,balanced intracellular pH,and increased Cd tolerance of ***,Si(TJ)was more effective than Si(T)and Si(J)on the Cd sequestration in the cell wall,Cd bio-passivation,and the down-regulated expression of the Cd transport *** concentrations of Cd in the xylem and phloem treated with Si(TJ)were reduced ***,Si(TJ)facilitated much more Cd bound with the outer layer proteins of grains,and promoted Cd chelation and complexation by phytic acid,phenolics,and ***,Si(TJ)outperformed Si(T)and Si(J)in harmonizing the phycological processes,inhibiting Cd translocation,and enhancing Cd detoxification in rice *** the split Si application strategy offers potential for reducing Cd toxicity in rice grain.

关键词： Cadmium Silicon Growth stages Translocation and accumulation Rice Safe production

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烤烟褪色前后主要化学成分的变化特征及规律

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烟草科技 2024年第2期57卷 9-17,26页

作者：肖友萍钟帅金保锋梁耀星冯玉龙郭俊杰王文辉蔡一霞王维华南农业大学农学院广州市510642 广东中烟工业有限责任公司广州市510500 广东烟草梅州市有限公司广东省梅州市514011

选用云烟87、粤烟1号、HB030、湘烟7号和NX2125个品种进行烤后烟叶褪色试验,观察原烟褪色前后的色差值和主要化学成分的变化规律,并建立OPLS模型探讨烤烟褪色与主要化学成分之间的关系。结果表明:(1)褪色后,烟叶的a^(*)和b^(*)值降低,L^... 详细信息

选用云烟87、粤烟1号、HB030、湘烟7号和NX2125个品种进行烤后烟叶褪色试验,观察原烟褪色前后的色差值和主要化学成分的变化规律,并建立OPLS模型探讨烤烟褪色与主要化学成分之间的关系。结果表明:(1)褪色后,烟叶的a^(*)和b^(*)值降低,L^(*)值增加,总色差值减小;烟叶中的总糖、总氮、总酚、绿原酸、芸香苷以及类胡萝卜素的质量分数均显著下降,而还原糖、烟碱、草酸、苹果酸、柠檬酸以及总有机酸的质量分数均有所增加。(2)OPLS模型分析结果表明,L^(*)、a^(*)和b^(*)指标与总糖、总氮、类胡萝卜素、绿原酸和芸香苷正相关,而与还原糖、烟碱、草酸、苹果酸和柠檬酸负相关。(3)所有参试品种中,NX212褪色后的总色差值、多酚类物质以及类胡萝卜素下降幅度较小,褪色程度最小,属于耐褪色品种。

关键词：烤烟原烟褪色 CIE颜色模型化学成分 OPLS模型

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类黄酮和类胡萝卜素代谢物的变化特征及其与褪色的关系

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烟草科技 2024年第5期57卷 23-34页

作者：钟帅肖友萍梁耀星黄凯祥郭俊杰蔡一霞何经纬冯玉龙金保锋王维广东中烟工业有限责任公司广州市510500 华南农业大学农学院广州市510642 广东烟草梅州市有限公司广东省梅州市514011

为探究原烟褪色过程中代谢物的变化特征及其与褪色的关系,以易褪色烤烟品种云烟87为供试材料,采用200μmol/(m^(2)·s)光照强度分别处理0、15、30 d得到不同褪色程度的烟叶,观察原烟褪色前后的色差及类黄酮和类胡萝卜素代谢物的变化特征... 详细信息

为探究原烟褪色过程中代谢物的变化特征及其与褪色的关系,以易褪色烤烟品种云烟87为供试材料,采用200μmol/(m^(2)·s)光照强度分别处理0、15、30 d得到不同褪色程度的烟叶,观察原烟褪色前后的色差及类黄酮和类胡萝卜素代谢物的变化特征,分析其与原烟褪色的关系。结果表明:①原烟在褪色过程中表现为L^(*)值先降低后升高、a^(*)和b^(*)值不断降低的趋势。②不同褪色处理的原烟中共检出4987种、共25类代谢物,褪色越严重,差异代谢物及下调差异代谢物数量越多。③代谢通路分析结果表明,原烟褪色过程中,类黄酮和类胡萝卜素代谢物的转化代谢途径均显著富集,说明这两条通路与烟叶颜色的变化密切相关;通过定量分析,发现类黄酮和类胡萝卜素代谢物含量(质量分数)与烟叶颜色指标之间均存在较强的相关关系,类黄酮和类胡萝卜素代谢物的降解和转化与原烟红度值和黄度值的降低关系密切,可能是造成原烟褪色的主要内因。

关键词：烤烟褪色化学成分代谢物类黄酮类胡萝卜素色差值

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垄高与有机肥施用比例对烤烟根系生长及上部烟叶质量的影响

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作物杂志 2024年第2期 165-171页

作者：谢晋李谨成梁增发黄浩张玺高仁吉金保锋曾繁东卢志伟蔡一霞王维广东中烟工业有限责任公司广东广州510610 贵州中烟工业有限责任公司贵州贵阳550000 华南农业大学广东广州510640

采用大田试验研究不同起垄高度与有机肥施用比例对普洱烟区植烟土壤温湿度、烟株根系、烤后上部烟质量的影响。结果表明,烟株生长前期垄体温湿度主要受起垄高度影响,土壤温度随起垄高度的升高而升高,相对含水率呈下降趋势,生长后期则以... 详细信息

采用大田试验研究不同起垄高度与有机肥施用比例对普洱烟区植烟土壤温湿度、烟株根系、烤后上部烟质量的影响。结果表明,烟株生长前期垄体温湿度主要受起垄高度影响,土壤温度随起垄高度的升高而升高,相对含水率呈下降趋势,生长后期则以有机肥比例影响为主,其与土壤温湿度呈正相关;团棵期随起垄高度增高,有机肥比例减小,根系活力增强,根系干物质积累量增多,旺长期以30 cm起垄高度和50%有机肥比例处理更有利于增强根系活力和增加根系干物质积累量;30 cm起垄高度和50%有机肥比例处理的烤后烟叶糖碱比和氮碱比更接近优质烟叶要求比值。综合分析认为,30 cm垄高配合50%有机肥+50%无机肥可改善植烟土壤的温度与湿度,促进烟株根系生长发育并维持其活力,同时改善烤后上部烟叶的化学成分协调性,提升其综合品质。

关键词：起垄高度有机肥比例土壤温湿度烟株根系烟叶质量

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大宝山尾矿库区水体重金属污染特征及生态风险评价

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环境科学研究 2016年第11期29卷 1701-1708页

作者：黄飞王泽煌蔡昆争蔡一霞华南农业大学农业部华南热带农业环境重点实验室广东广州510642 广东省现代生态农业与循环农业工程技术研究中心广东广州510642 广东省普通高等学校农业生态与农村环境重点实验室广东广州510642

为阐明大宝山槽对坑尾矿坝水体中重金属的污染特征,分析了过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的含量,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染程度进行评价.结果表明,水体中ρ（Cu）、ρ（Zn）、ρ（Cd）和ρ（Pb）分... 详细信息

为阐明大宝山槽对坑尾矿坝水体中重金属的污染特征,分析了过滤水、悬浮物和沉积物中重金属的含量,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染程度进行评价.结果表明,水体中ρ（Cu）、ρ（Zn）、ρ（Cd）和ρ（Pb）分别高达7.228、41.190、0.178和0.377 mg/L,其中p H和Eh（氧化还原电位）是影响重金属含量的重要因素.悬浮物和沉积物中重金属沿河流断面呈相似的空间分布规律,Cu和Cd污染较为严重.从尾矿库N1采样点至河流下游N4采样点处,重金属沿水流方向呈现溶解态向悬浮态和沉积态迁移特征,而Cu的迁移行为有所不同.据地累积指数法的评价结果,各重金属Igeo（地累积指数）顺序为Cu〉Cd〉Zn〉Pb,Cu和Cd的Igeo平均值分别为4.552和1.605,属重度污染和偏中污染.潜在生态风险指数法评价表明,各重金属危害程度为Cu〉Cd〉Pb〉Zn,Cu和Cd的Eri（潜在生态危险系数）平均值分别为193.3和143.0,均属强生态危害级别.两种方法均表明Cu和Cd为主要风险元素.该研究区域的RI（生态危害指数）为163.1~576.6,平均值为356.6,属强生态危害级别,相关部门应采取相应措施,加强对该区域污染防治和风险管理.

关键词：大宝山尾矿库区重金属污染分布特征生态风险沉积物

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施硅对高浓度Cd污染土壤中水稻植株Cd积累与分配的调控

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环境科学研究 2016年第7期29卷 1032-1040页

作者：张世浩蔡昆争王维黄飞蔡一霞华南农业大学资源环境学院农业部华南热带农业环境重点实验室广东广州510642 华南农业大学农学院广东广州510642 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业部农业环境重点实验室北京100081

为了评估施硅处理对Cd在水稻(Oryza sativa.L)体内迁移的影响,通过外源添加Cd(Cd Cl_2)制成w(Cd)为50、100 mg/kg的污染土壤,采用盆栽试验研究不同施硅量〔w(Si)分别为0、28、56 mg/kg〕对Cd污染土壤中水稻(以华航丝苗和黄华占为例)植株... 详细信息

为了评估施硅处理对Cd在水稻(Oryza sativa.L)体内迁移的影响,通过外源添加Cd(Cd Cl_2)制成w(Cd)为50、100 mg/kg的污染土壤,采用盆栽试验研究不同施硅量〔w(Si)分别为0、28、56 mg/kg〕对Cd污染土壤中水稻(以华航丝苗和黄华占为例)植株中Cd积累与分配的影响.结果表明:施硅处理可明显影响水稻根部w(Cd),表现为增加华航丝苗根部w(Cd)、降低黄花占根部w(Cd),但两个品种根部Cd累积量均呈增加趋势.施硅处理后华航丝苗和黄华占的叶、谷壳、糊粉层及精米中w(Cd)、Cd累积量均呈降低趋势,并且在施硅量为56 mg/kg时显著降低;施硅处理显著降低了华航丝苗和黄华占茎中w(Cd)以及华航丝苗茎中Cd累积量,同时增加了黄花占茎中Cd累积量.施硅可显著降低精米中w(Cd),在w(Cd)为50和100 mg/kg的Cd污染水平下,华航丝苗和黄华占精米中w(Cd)较未施硅处理下的最大降幅分别达到32.49%、53.77%和24.73%、20.67%.施硅对水稻植株各器官的Cd富集系数、转移系数和分配系数都有一定影响,施硅处理下水稻植株地上部各器官的Cd富集系数和转移系数均呈降低趋势,根部Cd分配比例显著增加.研究显示,施硅对高浓度Cd污染土壤中水稻植株Cd积累与分配有一定调节作用,并因土壤中w(Cd)、施硅量、水稻品种及稻株器官的不同而存在差异.

关键词：水稻硅 Cd 积累与分配

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水稻籽粒淀粉结构及其生物合成与米质关系研究进展

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中国农学通报 2011年第1期27卷 17-23页

作者：刘春香蔡一霞华南农业大学农业部生态农业重点开放实验室广州510642

淀粉是水稻籽粒的主要成分,也是人们食物的主要能量来源。许多研究者开始关注淀粉的生物合成途径,以期通过控制这一途径,来改善植物淀粉合成的数量和质量。然而,这一目标实现需要广泛了解淀粉的生物合成以及淀粉的理化性质与淀粉颗粒结... 详细信息

淀粉是水稻籽粒的主要成分,也是人们食物的主要能量来源。许多研究者开始关注淀粉的生物合成途径,以期通过控制这一途径,来改善植物淀粉合成的数量和质量。然而,这一目标实现需要广泛了解淀粉的生物合成以及淀粉的理化性质与淀粉颗粒结构之间的关系。对于淀粉颗粒的结构、组成及支链淀粉的链长分布,前人已做较深入的研究,并且对淀粉合成过程中的关键酶与米质主要指标的关系也进行了剖析。此文就淀粉合成和淀粉颗粒结构与稻米品质的关系展开综述,为水稻栽培和稻米品质改良提供理论依据。

关键词：水稻淀粉合成颗粒结构米质

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山月桂‘奥运圣火’的组织培养与高效生根

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云南农业大学学报（自然科学版） 2017年第1期32卷 89-94页

作者：邢文蔡梦颖曾雯柴弋霞金晓玲中南林业科技大学风景园林学院湖南长沙410004

生根困难一直是影响山月桂应用的主要问题,本研究以山月桂‘奥运圣火’带芽茎段为外植体,研究基本培养基、植物生长调节剂,以及珍珠岩对其腋芽萌发、组培苗的增殖、伸长和生根的影响。结果表明:最适合茎段腋芽萌发的培养基为WPM+1.0 mg/... 详细信息

生根困难一直是影响山月桂应用的主要问题,本研究以山月桂‘奥运圣火’带芽茎段为外植体,研究基本培养基、植物生长调节剂,以及珍珠岩对其腋芽萌发、组培苗的增殖、伸长和生根的影响。结果表明:最适合茎段腋芽萌发的培养基为WPM+1.0 mg/L 2-ip,萌发率可达72.5%;组培苗增殖的最佳培养基为WPM+1.0 mg/L 2-ip+0.05 mg/L NAA,增殖系数可达5.42,平均苗高达3.42 cm;最适合的生根培养基为:1/2 WPM+1.0 mg/L IBA+0.1 mg/L NAA+珍珠岩,生根率80.03%。将已经生根的组培苗炼苗后移栽到泥炭土和珍珠岩(1∶1,体积比)的混合基质中,成活率在60%左右。

关键词：山月桂茎段组织培养快速繁殖珍珠岩

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硅素分期施用对镉污染水稻光合特性及物质积累的影响

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生态学报 2022年第14期42卷 5934-5944页

作者：潘伯桂刘丙权蔡昆争王维田纪辉吕稳稳蔡一霞华南农业大学资源环境学院广州510642 农业农村部华南热带农业环境重点实验室广州510642 广东省生态循环农业重点实验室广州510642 华南农业大学农学院广州510642

硅(Si)可有效提高水稻对镉(Cd)的抗性,但关于优化硅肥管理对水稻耐Cd性、光合及物质积累等响应机制尚不明晰。采用受污染的农田土壤,通过盆栽试验研究移栽期施Si(T)、拔节期施Si(J)、移栽和拔节期等量分期施Si(TJ)对Cd污染水稻光合作用... 详细信息

硅(Si)可有效提高水稻对镉(Cd)的抗性,但关于优化硅肥管理对水稻耐Cd性、光合及物质积累等响应机制尚不明晰。采用受污染的农田土壤,通过盆栽试验研究移栽期施Si(T)、拔节期施Si(J)、移栽和拔节期等量分期施Si(TJ)对Cd污染水稻光合作用及物质积累的影响,以不施Si(CK)为对照。结果表明:施Si可明显提高Cd污染下水稻净光合速率,延长叶片光合功能,促进叶片Si沉积,增加Cd在叶中的固定,减少其向籽粒转移。与CK相比,TJ处理在全生育期具有较高的光合速率,产量显著高于其他处理。T、TJ、J处理叶片细胞壁Cd的固持量分别增加11.45%、24.16%和30.15%,且叶片Cd更多以惰性形态(包括果胶和蛋白质结合态Cd、不溶解性磷酸Cd和残渣态Cd)存在,导致叶片Cd转移系数降低,T、TJ、J较CK分别降低33.91%、56.67%和52.16%。此外,主成分分析结果表明,3种Si处理对水稻耐Cd性和光合特性的综合影响大小为TJ>J>T。综合考虑Si调控光合作用、产量、叶片和籽粒Cd浓度的效应,推荐Si素于移栽期与拔节期分期施用。

关键词：水稻硅镉光合作用物质积累

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高温干旱对水稻产量、品质及剑叶生理特性影响研究综述

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中国农学通报 2013年第27期29卷 1-6页

作者：梁嘉荧蔡一霞华南农业大学热带亚热带生态研究所广州510642 华南农业大学/农业部华南热带农业环境重点实验室广州510642

高温往往伴随着干旱,在众多影响粮食产量的因素中,高温和干旱被认为是主要的环境胁迫因子。受全球气候变暖影响,大范围持续性干旱成为农业生产的最严重威胁。复合胁迫通常会出现协同效应或拮抗效应,而水稻对高温干旱复合胁迫响应的独特... 详细信息

高温往往伴随着干旱,在众多影响粮食产量的因素中,高温和干旱被认为是主要的环境胁迫因子。受全球气候变暖影响,大范围持续性干旱成为农业生产的最严重威胁。复合胁迫通常会出现协同效应或拮抗效应,而水稻对高温干旱复合胁迫响应的独特机理尚未明确。为此,分析了高温以及干旱单因子对水稻产量、品质及剑叶生理特性的影响,并归纳了高温干旱双因子对水稻的双重胁迫效应,以往研究表明水稻响应高温干旱双重胁迫的方式可能存在两种表现:一是当2种胁迫同时出现,水稻生理会受到严重影响,伤害甚至会比2个单一因子伤害相加严重;二是当2种胁迫先后出现时,水稻会经过一个适应逆境过程,从而减低后续胁迫的伤害。

关键词：水稻高温干旱产量稻米品质

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