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西红柿铜毒害的土壤主控因子和预测模型研究

土壤学报 2010年第4期47卷 665-673页

作者：李波马义兵刘继芳韦东普陈世宝张洪涛郭雪雁中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业部植物营养与养分循环重点实验室北京100081

通过有代表性的16种中国土壤的外源铜的西红柿毒害试验,发现淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)可以显著提高有机碳和盐分含量较高的土壤的毒性阈值。土壤pH是影响西红柿铜毒性阈值最重要的因子。基于土壤pH和有机碳含量的两... 详细信息

通过有代表性的16种中国土壤的外源铜的西红柿毒害试验,发现淋洗(使用模拟的人工雨水滤洗定量的土壤样品)可以显著提高有机碳和盐分含量较高的土壤的毒性阈值。土壤pH是影响西红柿铜毒性阈值最重要的因子。基于土壤pH和有机碳含量的两因子回归方程能够很好地预测淋洗和非淋洗土壤上铜对西红柿生物量50%抑制的毒性阈值(EC50),且相关性均达到了80%以上。当考虑到黏粒含量或阳离子交换量对EC50的影响时,对于非淋洗和淋洗土壤来说,回归方程的决定系数R2分别提高到了0.862和0.891。本试验结果证明了利用土壤性状(土壤pH,有机碳含量以及黏粒含量或阳离子交换量)可以较好地预测土壤中外源铜对西红柿生长的毒性阈值。

关键词：铜毒害土壤性质淋洗西红柿

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利用铁-铜拮抗作用减少玉米铜毒害的研究

农业环境科学学报 2007年第B03期26卷 1-7页

作者：翟福勤汪晓丽司江英赵海涛封克扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

采用水培试验方法,研究了缺铁和供铁条件下玉米幼苗对不同形态铜的吸收特征以及不同浓度铜和不同形态铜对玉米幼苗吸收铁的影响。结果表明,缺铁条件下,玉米幼苗吸收铜的量随着铜浓度的升高显著增加,根系铜含量和积累的铜量显著高于地上... 详细信息

采用水培试验方法,研究了缺铁和供铁条件下玉米幼苗对不同形态铜的吸收特征以及不同浓度铜和不同形态铜对玉米幼苗吸收铁的影响。结果表明,缺铁条件下,玉米幼苗吸收铜的量随着铜浓度的升高显著增加,根系铜含量和积累的铜量显著高于地上部的铜含量和积累量。无机铜是最容易被玉米幼苗吸收的形态,而且向地上部的转运也最多。在有机络合铜中,EDTA络合铜被吸收的量最少,但在体内向地上部的相对转运比例最大。有机络合铜被吸收的总量虽然较大,但多积累于根部,向地上部运输的比例很小。增加铁的使用可以大大减少进入植物体内的铜量,并使已进入植物根系的铁更多地分布在根部,从而减少了地上部铜的含量和铜的毒害。铁存在对无机铜吸收的抑制作用最大,其次是酒石酸铜、苹果酸铜、柠檬酸铜、草酸铜,而对EDTA-铜的吸收抑制最小。

关键词：玉米铜毒害铁-铜拮抗有机络合铜

谷胱甘肽对小麦幼苗铜毒害的缓解作用及其与氮、硫、磷积累的相关性

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农业环境科学学报 2012年第5期31卷 867-873页

作者：彭向永常宝徐术人吴巍莉石磊山东曲阜师范大学生命科学学院山东曲阜273165 山东省枣庄市国土资源局山东枣庄277800

采用水培法,对外源谷胱甘肽(GSH)缓解小麦幼苗铜毒害及其与氮、硫、磷等元素积累的相关性进行了研究。结果表明,Cu处理(T0组)显著抑制小麦幼苗的生长发育,导致根长、茎叶长、生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及氮元素积累量下降,诱导... 详细信息

采用水培法,对外源谷胱甘肽(GSH)缓解小麦幼苗铜毒害及其与氮、硫、磷等元素积累的相关性进行了研究。结果表明,Cu处理(T0组)显著抑制小麦幼苗的生长发育,导致根长、茎叶长、生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量以及氮元素积累量下降,诱导了植株蛋白质、内源GSH含量以及硫、磷元素积累量上升。随施用外源GSH浓度的升高,GSH处理(T1、T2、T3组)的小麦幼苗茎叶长、根长、生物量,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、蛋白质含量先上升后下降,内源GSH含量以及氮、硫、磷等营养元素积累量持续上升;其中,T2组小麦幼苗的各项指标与T0组差异均达到显著水平(P铜离子的吸收、转运和积累,而外源和内源GSH均与铜胁迫下小麦幼苗氮、硫、磷等营养元素的积累呈极显著正相关(P铜毒害的作用最显著。

关键词：外源谷胱甘肽铜毒害小麦幼苗氮硫磷

外源谷胱甘肽对大豆种子萌发过程中铜毒害的缓解效应

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大豆科学 2012年第2期31卷 247-251页

作者：陈玉胜南京晓庄学院生物化工与环境工程学院江苏南京211171

设置0、0.5、1.0、2.0和4.0 mmol.L-1铜离子浓度梯度,同时在各浓度梯度中分别添加0.16和0.32 mmol.L-1的谷胱甘肽(GSH),进行大豆种子萌发试验,通过测定萌发率、相对电导率、脯氨酸含量及α-淀粉酶活性等指标研究了GSH对大豆种子铜胁迫... 详细信息

设置0、0.5、1.0、2.0和4.0 mmol.L-1铜离子浓度梯度,同时在各浓度梯度中分别添加0.16和0.32 mmol.L-1的谷胱甘肽(GSH),进行大豆种子萌发试验,通过测定萌发率、相对电导率、脯氨酸含量及α-淀粉酶活性等指标研究了GSH对大豆种子铜胁迫的缓解效应。结果表明:1.0 mmol.L-1以上浓度铜显著降低大豆种子的活力指数及幼根长,显著提高电解质渗透率及脯氨酸含量;2.0 mmol.L-1以上浓度铜离子显著降低大豆种子的发芽指数及α-淀粉酶活性;4.0 mmol.L-1铜离子显著抑制萌发率。添加0.16和0.32 mmol.L-1的GSH能显著提高1.0 mmol.L-1以上浓度铜毒害条件下α-淀粉酶活性,降低脯氨酸含量,增加幼根长,并能显著降低2.0 mmol.L-1以上浓度铜毒害下的电解质渗透率;4.0 mmol.L-1浓度铜毒害条件下,添加0.32 mmol.L-1的GSH能显著提高大豆种子的萌发率、发芽指数和活力指数。综合考虑,0.16和0.32 mmol.L-1的GSH能够通过提高α-淀粉酶活性来增强大豆种子的萌发能力,并通过维持细胞膜完整性来缓解一定浓度的铜胁迫。

关键词：铜毒害 GSH 大豆 α-淀粉酶相对电导率脯氨酸

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硫对水稻种子萌发过程中铜毒害的缓解效应

南京农业大学学报 2007年第2期30卷 44-48页

作者：陈玉胜陈亚华王桂萍沈振国南京农业大学生命科学学院江苏南京210095

采用种子萌发试验,研究了CuCl2胁迫下外源无机硫对水稻(Oryza sativaL.)种子萌发过程中铜毒害的缓解效应。结果表明,水稻种子萌发过程中幼根和幼芽的伸长生长、叶绿体色素含量及发芽率均随介质中铜离子浓度增加而降低。10μmol.L-1Cu2+... 详细信息

采用种子萌发试验,研究了CuCl2胁迫下外源无机硫对水稻(Oryza sativaL.)种子萌发过程中铜毒害的缓解效应。结果表明,水稻种子萌发过程中幼根和幼芽的伸长生长、叶绿体色素含量及发芽率均随介质中铜离子浓度增加而降低。10μmol.L-1Cu2+处理显著抑制萌发种子的α-淀粉酶及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性,显著提高MDA含量。在铜胁迫下,加入10 mmol.L-1SO42-可以显著提高水稻种子的发芽率,促进幼根和幼芽的伸长生长,增加幼芽中叶绿素和类胡萝卜素含量,提高α-淀粉酶及CAT、POD的活性,显著降低MDA含量。

关键词：铜毒害硫种子萌发水稻缓解效应

柑橘根细胞壁响应铜毒害的果胶去甲酯化修饰机制研究

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柑橘根细胞壁响应铜毒害的果胶去甲酯化修饰机制研究

作者：林妹兰福建农林大学

学位级别：硕士

铜是高等植物生长发育必需的微量营养元素之一。生产中因不合理施用含铜制剂造成我国南方柑橘园土壤和叶片铜超标现象普遍。铜过量抑制柑橘植株生长,降低果实产量及品质。根细胞壁是柑橘应答土壤铜毒害的“第一道物理屏障”。果胶是铜... 详细信息

铜是高等植物生长发育必需的微量营养元素之一。生产中因不合理施用含铜制剂造成我国南方柑橘园土壤和叶片铜超标现象普遍。铜过量抑制柑橘植株生长,降低果实产量及品质。根细胞壁是柑橘应答土壤铜毒害的“第一道物理屏障”。果胶是铜在柑橘根细胞壁上的主要结合部位。已被证实,由果胶甲酯酶(PME)介导的果胶去甲酯化修饰影响根细胞壁铜固定。目前有关柑橘根细胞壁响应铜毒害的果胶去甲酯化修饰机制尚不清楚。本研究以耐铜差异的沙田柚(Citrus grandis)和雪柑(Citrus sinensis)实生苗为试验材料,设置对照(0.5μM),低浓度(100μM),中浓度(300μM)和高浓度(500μM)铜处理(p H=4.3-4.5),主要研究内容包括:(1)过量铜处理对柑橘根细胞壁果胶类型和含量的影响;(2)过量铜处理对柑橘根细胞壁果胶甲酯化的影响;(3)过量铜处理对柑橘根PME基因家族表达的影响。主要研究结果如下:(1)相比对照,300和500μM铜处理显著降低两种柑橘幼苗生物量,但显著提高侧根细胞壁含量。铜处理下,柑橘侧根细胞壁总果胶(TP)含量提高,水溶性果胶(WSP)含量变化不明显,但螯合态(CSP)和碱溶性(NSP)果胶含量在500μM铜处理下显著提高,且沙田柚CSP和NSP含量显著大于雪柑。同时,随铜浓度的升高,CSP和NSP中的铜含量显著增加,且NSP中累积更多的铜离子。(2)过量铜处理的两柑橘品种侧根细胞壁中的低甲酯化果胶(LMP)含量远大于高甲酯化果胶(HMP)。相比对照,300和500μM的铜处理显著提高LMP含量。随铜浓度升高,柑橘侧根PME活性显著上升而果胶酯化度(DPM)呈显著下降趋势,且相同铜浓度下,沙田柚PME活性显著高于雪柑,但酯化度显著低于雪柑。(3)根据已发表的拟南芥PME基因比对柑橘基因组数据,鉴定出49个沙田柚PME基因和53个雪柑PME基因。生物信息学分析显示两柑橘品种PME家族蛋白多分泌至细胞壁。PCR阵列分析表明,长期铜处理下沙田柚7个PME基因和雪柑4个PME基因可能是响应铜毒害的潜在基因。RT-q PCR分析显示,短期铜处理下Cgpro PME1、Cgpro PME8、Cgpro PME22、Cspro PME4和Cs Pro PME22受铜处理浓度或铜胁迫时间诱导表达。与Cspro PME22相比,Cgpro PME22的高表达有助于提高沙田柚对铜的耐受性。总之,本研究从柑橘根细胞壁果胶类型和含量,果胶甲酯酶活性和果胶酯化度,以及PME基因相对表达量变化等方面揭示了柑橘根细胞壁果胶响应铜毒害的去甲酯化修饰机制。品种比较表明,沙田柚耐铜性强于雪柑与其维持较低的根细胞壁果胶酯化度有关。本研究结果可以丰富柑橘耐铜毒机制,为揭示柑橘逆境响应策略提供理论依据。

关键词：柑橘细胞壁铜毒害果胶果胶甲酯化

硫对水稻（Oryza sativa L.）种子萌发期及幼苗生长期铜毒害的缓解效应

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硫对水稻（Oryza sativa L.）种子萌发期及幼苗生长期铜毒害的缓...

作者：陈玉胜南京农业大学

学位级别：硕士

采用种子萌发试验和溶液培养试验研究了铜对水稻(Oryza sativa L．)(品种协优936)种子萌发期及幼苗生长期的毒害及外源硫对水稻铜毒害的缓解效应。水稻种子萌发试验结果表明，萌发水稻种子幼根、幼芽的伸长生长、叶绿体色素含量、发芽... 详细信息

采用种子萌发试验和溶液培养试验研究了铜对水稻(Oryza sativa L．)(品种协优936)种子萌发期及幼苗生长期的毒害及外源硫对水稻铜毒害的缓解效应。水稻种子萌发试验结果表明，萌发水稻种子幼根、幼芽的伸长生长、叶绿体色素含量、发芽率及ASA和GSH含量均随介质中铜浓度增加而降低。过量的Cu处理显著抑制萌发种子的α-淀粉酶及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性，显著提高MDA含量及Evans blue的相对吸收值。在铜胁迫下，加入10 mmol／L SO可以显著提高水稻种子的发芽率，促进幼根、幼芽的伸长生长，增加幼芽中叶绿素和类胡萝卜素含量，提高ASA和GSH含量及α-淀粉酶、CAT、POD的活性，提高游离氨基酸的含量，降低(丙二醛)MDA含量及Evans blue’s的相对吸收值。水培试验结果表明，水稻幼苗能够正常生长所需的最低硫浓度为0.2 mM;在5.0μM铜胁迫下，水稻幼苗矮化，根长缩短，干重降低，铜毒害还使叶片失绿，叶绿素及叶片蛋白含量下降，根系MDA及HO含量增加，根系和叶片中过氧化物酶(POD)，超氧化物歧化酶(SOD)、及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性增强，而CAT及谷胱甘肽还原酶(GR)活性降低，总巯基及非蛋白巯基含量显著下降。5.0μM铜胁迫下，根系全铜及可溶性铜含量显著增加，地上部可溶性铜含量亦显著增加，而全铜含量的增减与硫浓度有关。一定浓度的SO(≥1.0 mM)可减轻铜对水稻的毒害，表现为：减轻铜胁迫对根长增加的抑制，提高叶绿素含量，增加叶片干物质积累，根系蛋白含量增加，降低根系MDA及HO含量，提高根系与叶片的CAT活性，增加叶片总巯基及根系非蛋白巯基含量，降低根系及地上部全铜含量，可溶性铜含量根系显著下降，而地上部无显著性影响。

关键词：水稻铜毒害硫 α-淀粉酶叶绿素丙二醛抗氧化酶

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植物抗铜毒害机制的研究进展

安徽农业科学 2024年第24期52卷 23-28,32页

作者：王鎏帆冉玉玲张国超邵勇华俞快寿建盺徐梅严旭王超绍兴文理学院生命与环境科学学院浙江绍兴312000 山东航空学院生物与环境工程学院山东滨州256600

铜(Cu)是植物所必需的营养元素,广泛参与多种生理生化过程,但过量的铜会产生毒害作用,严重影响植物生长发育。为了抵御铜毒害,植物进化出多种机制来严格调控环境中铜的吸收及其在体内的转运。近年来,随着人类工业化的发展,土壤中的铜污... 详细信息

铜(Cu)是植物所必需的营养元素,广泛参与多种生理生化过程,但过量的铜会产生毒害作用,严重影响植物生长发育。为了抵御铜毒害,植物进化出多种机制来严格调控环境中铜的吸收及其在体内的转运。近年来,随着人类工业化的发展,土壤中的铜污染日益加剧。阐述了铜毒害对植物造成的危害,总结分析植物利用根系分泌物、细胞壁、转运蛋白、抗氧化剂等响应铜胁迫的各类防御机制,此外,还探讨了囊泡运输在植物抗铜毒害中的潜在功能,以期为耐铜作物的培育提供新的思路和理论依据。

关键词：植物铜毒害吸收转运囊泡运输

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利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害的研究

中国烟草科学 2006年第2期27卷 37-40页

作者：徐照丽张晓海中国烟草育种研究(南方)中心云南省烟草科学研究所云南玉溪653100

采用温室溶液培养方法,研究利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害。试验结果显示,K326品种Cu2+毒害临界值在1.0-1.2mg/L之间。在低浓度Cu2+(0.1-1.2mg/L)时,烟株吸铁总量增加;高浓度Cu2+(≥1.4mg/L)时,吸铁总量降低。溶液中添加过量的Fe3... 详细信息

采用温室溶液培养方法,研究利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害。试验结果显示,K326品种Cu2+毒害临界值在1.0-1.2mg/L之间。在低浓度Cu2+(0.1-1.2mg/L)时,烟株吸铁总量增加;高浓度Cu2+(≥1.4mg/L)时,吸铁总量降低。溶液中添加过量的Fe3+(5.61mg/L和11.23mg/L)后,烟株的吸铁量显著增加,而吸铜量明显减少,铁和铜元素由根系向地上部的转运增加,生物量增加4-7倍,可以明显减轻Cu2+的毒害。因此,利用铁、铜间相互作用减轻烤烟铜毒害是可行的。

关键词：烤烟铁铜相互作用铜毒害