农作物镉积累的品种差异及其机理研究进展

我国土壤重金属污染严重,低积累品种的选育可以降低土壤重金属向人类食物链的转入风险,用于解决污染土壤上的食品安全生产问题。目前关于镉低积累品种筛选的研究包括水稻、大白菜、辣椒、花生、甘薯、向日葵和烟草等数10种农作物,不同品种的作物对镉表现出提取和在不同部位间的分配差异,并且可能影响营养元素的吸收。不同品种作物根系中的Cd离子吸收相关蛋白的表达、根系形态和根系分泌物都会影响作物对Cd的提取情况;植物输导组织的作用影响Cd在各部位的分配;在植物的不同亚细胞组分中镉含量不同,这可能与不同品种作物对Cd胁迫采取的适应策略不同有关。为了进一步促进镉低积累作物的选育工作,今后应加强应用研究。     

不同辣椒品种镉吸收与转运的差异

采用水培方法研究2个辣椒品种在不同镉(Cd)水平(0、20、40 mg·L~(-1))下的生物量及根、茎、叶各部位Cd含量和转运差异。结果表明,当Cd浓度≤40 mg·L~(-1)时,辣椒生物量及Cd含量随着Cd浓度的增加而呈上升趋势。相同Cd水平下,辣椒各部位Cd含量表现为根茎叶。2个辣椒品种对Cd的积累和转运存在差异,PE30茎和叶中Cd含量较高,Cd转移系数和地上部Cd富集系数也高,可能存在果实Cd含量超标的风险。而PE3的Cd主要集中在根部,向地上部转移Cd的能力较差,属于高积累、低转运类型,可以在轻度Cd污染的地区种植。     

模拟镉污染对两个白菜品种生长、镉吸收累积及亚细胞分布的影响

以"北京铁球小包"和"津青75"2个白菜品种为试材,通过室内土培试验,研究了模拟重金属镉(Cd)污染对邯郸市2个不同白菜品种的生长情况、Cd吸收累积特征及亚细胞分布规律的影响。结果表明:Cd浓度增加抑制了2个白菜品种的生长,在5mg/kg Cd浓度污染下,与对照相比"北京铁球小包"和"津青75"的总干重分别降低了11.3%和40.12%,相对而言,"北京铁球小包"受抑程度低;2个白菜品种所吸收的Cd主要集中于根部,随Cd浓度增加,2个白菜品种对Cd的积累量均提高,在2个Cd污染浓度下,"北京铁球小包"对Cd的总积累量分别比"津青75"高52%和47%,且其根部对Cd的束缚量也较多;综合而言,2个白菜品种中,"北京铁球小包"对土壤Cd的富集能力较强,而其吸收的镉在细胞器中积累较少,且其生长受Cd污染影响较小,在土壤Cd的植物修复具有较强的应用潜力。     

不同种质的青菜和白菜耐镉性差异研究

通过土培试验,对重金属镉(Cd)处理下不同品种的青菜和白菜地上部的生物量和地上部对镉的吸收积累差异进行了比较研究.结果表明,在100 mg/kg土Cd处理下,青菜和白菜的生长均受到不同程度的抑制作用,其地上部的生物量均显著低于对照,12个参试品种减少率均超过50%,青菜地上部生物量的减少率高达78.45%,表现为较高的敏感性,白菜表现为较强的耐性;镉处理下,不同品种的青菜和白菜对镉的吸收具有显著性差异.     

不同基因型的青菜、白菜耐镉性差异研究

通过溶液培养,对重金属镉(Cd)处理下不同品种的青菜和白菜地上部可食部分的生物量以及对镉的吸收和积累特点进行了比较研究.结果表明:在50μmol/L的Cd处理下,青菜和白菜的生长均受到不同程度的抑制作用,其地上部的生物量均显著低于对照,青菜对Cd具有较强的敏感性,其相对生物量均下降到对照的50%以下,白菜对Cd的耐性高于青菜;镉处理下,不同品种的青菜和白菜对镉的吸收积累具有显著性差异,青菜单位重量的Cd含量明显高于白菜;对青菜和白菜进行了镉耐性和敏感性品种筛选,为无公害蔬菜的种植及镉污染土壤的植物修复提供理论参考.     

苹果幼树铜、镉分布特征与累积规律研究

 以3年生盆栽苹果(红富士/平邑甜茶) 为试材, 土壤施入重金属铜(Cu) 和镉(Cd) 后,于生长季不同时期检测根、枝、叶内铜、镉的含量变化。结果表明, 苹果根系、新梢和叶片中Cu和Cd累积量都随着土壤Cu和Cd施入量的增加而增大。从春梢展叶开始, 根系和新梢Cu、Cd含量逐渐增加, 到春梢停长时达到最高, 之后下降; 叶片Cu、Cd含量变化比根系和新梢滞后, 到秋梢生长期才达到最高。Cu、Cd在不同器官的累积量由高到低为: 根系>枝干>新梢>叶片; 苹果根系吸收和积累Cu的能力大于Cd, 但Cd向地上部的迁移能力大于Cu。     

重金属镉对两种景天的生长和积累研究

以八宝景天和三七景天为试材,采用盆栽方法研究了重金属镉(Cd)对这2种植物生长的影响(植株生物量、植物株高、叶片数、开花数量)和在这2种景天植物不同器官的吸收与积累。结果表明:虽然重金属Cd对八宝景天和三七景天有毒害作用,主要表现在株高下降、根系变短、变细、叶片数减少及变色、生物量降低等,但随土壤中Cd浓度增加,这2种景天各器官内Cd含量均分别显著提高,不同器官Cd浓度从高到低的顺序为:叶片茎花序根系,并且地上部Cd积累量大于地下部,说明这2种景天都有较强的转运能力,具有植物修复的潜力。研究结果对景天科植物在北方地区重金属Cd植物修复中的应用有重要意义。     

Cd胁迫对高、低积累白菜生理生化特性的影响

以白菜品种"北辰"(高积累)和"金峰"(低积累)为试材,通过盆栽试验法,探讨不同程度Cd胁迫下2个白菜品种的生物量、光合呼吸系统、抗氧化防御系统的变化,研究了Cd胁迫对Cd高、低积累白菜品种生理生化特性的影响,以期为白菜全生产提供参考依据.结果表明:当Cd胁迫浓度为1.0 mg·kg-1时,2个白菜叶绿素含量、生物量的积累受到抑制,叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及气孔抑制率(Ls)明显下降,胞间CO2浓度(Ci)增加.随着Cd胁迫浓度升高至5.0 mg·kg-1,"北辰"和"金峰"中丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性也呈上升趋势(分别增加169.7％、100.6％),且低积累品种"金峰"的叶片中过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽酶(GR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性在各个Cd浓度胁迫下较"北辰"高.综上所述,Cd胁迫对高、低积累白菜生理生化特性的响应程度不同,低积累品种由于CAT、POD、APX、GR、DHAR的活性较"北辰"高,尤其在5.0 mg·kg-1 Cd胁迫下"金峰"GR活性高出"北辰"63.7％,不易受到Cd的毒害,导致地上部分积累较少的Cd,同时叶片中较高的抗氧化水平可抵抗Cd胁迫.     

白菜镉积累基因型差异研究

 采用87 个白菜品种, 于春夏和秋冬两生长季节在镉(Cd) 污染土壤中进行植株地上部Cd 积累差异研究。结果表明, 不同品种间镉含量存在极显著差异, 且春夏季高于秋冬季。     

镉低积累西瓜品种筛选研究

2014~2015年在镉污染土壤上进行镉低积累西瓜品种筛选试验,对参试西瓜品种的茎蔓、叶片、根和果实中镉含量进行检测分析。试验结果表明:茎蔓中镉平均含量为0.0570mg·kg~(-1),叶片中镉平均含量为0.0621mg·kg~(-1),根中镉平均含量为0.0548mg·kg~(-1),果实中镉平均含量为0.0092mg·kg-1。参试西瓜品种果实中镉的含量均低于GB18406.1—2001农产品安全质量无公害蔬菜安全标准〔镉(Cd)≤0.05mg·kg~(-1)〕;西瓜各部位镉积累量:叶茎蔓根果实;在土壤镉含量0.310~9.480mg·kg~(-1)范围内,随着土壤中镉含量增大,西瓜果实中镉含量有逐渐增多的趋势。湘西瓜11号(洞庭1号)、湘西瓜19号(洞庭3号)、金丽黄、绿虎、蜜童、东方娇子、泉鑫2号、黑迷人等8个西瓜品种,在土壤镉含量9.480mg·kg-1以下均可作为镉污染地区耕地修复及种植结构调整的优选品种。     

镉胁迫对白菜种子萌发的影响

用不同浓度的镉溶液对白菜种子进行培养，观察白菜受镉胁迫后的变化和受伤害的程度，并分析了镉在白菜幼苗中的含量变化。实验结果表明：白菜幼苗可以富集一定量的镐，Cd^2＋对白菜幼苗的损伤首先表现在根毛和根毛区，较低浓度的Cd^2＋对白菜种子的萌发有一定的促进作用，而高浓度的Cd^2＋则对种子萌发有明显的抑制作用。     

三种蔬菜对水中四环素的吸收累积效应

为了进一步了解抗生素在土壤—蔬菜系统中的迁移过程与规律,以四环素(tetracycline,TC)为目标抗生素,采用水培蔬菜的方式,通过测定根际暴露24 h内上海青、木耳菜和大白菜叶中TC含量的变化,计算叶的TC累积速率;对比根际暴露24 h后TC在植物体不同部位中的含量分布,研究了TC的迁移规律。结果表明,水溶液中的TC能够被蔬菜根部快速吸收并传输到叶片,根际暴露1 h内即可在叶中检出较高含量的TC,且3种蔬菜叶中TC的累积速率随暴露时间增加而降低。蔬菜对TC的吸收累积能力与种类有关,试验条件下木耳菜对TC的吸收和传输能力均远大于大白菜和上海青。根部在蒸馏水和根际液配制的含TC营养液中分别暴露24 h后,上海青根中TC含量大于叶中含量,而木耳菜和大白菜叶中TC含量均大于根,植物根际分泌物可能影响TC向植物中迁移。     

大白菜结球中前期^14C运转与分配特性的研究

以鲁白３号为试材，对大白菜结球中前期１４Ｃ示踪的试验结果表明，在标记２４小时内，１４Ｃ可被运转到植株的各个部位，尤以外叶和球叶的交界处较多。２４小时后，莲座叶内的１４Ｃ逐步向外运输，在球叶、根和茎三者间进行再分配。内部球叶由于不断生长，对１４Ｃ的竞争能力最强，其总放射性强度也最高。根系因为此时基本停止生长［３］，根内的１４Ｃ放射性强度也较高，而茎中的放射性强度相对较低。由此认为结球中前期，即产品器官旺盛生长期之前加强肥水管理是提高商品菜产量的关键时期。     

杀菌剂吡唑醚菌酯在大白菜上的残留动态

采用高效液相色谱紫外法测定大白菜中杀菌剂吡唑醚菌酯的残留量,对吡唑醚菌酯在河北、湖南两地大白菜中的残留规律进行了研究。结果表明,该方法最低检出浓度为0.04 mg?kg-1,残留量在0.04～2.00 mg?kg-1范围内的添加回收率为70%～106%,变异系数为6.6%～10.0%。两地残留动态试验结果显示：吡唑醚菌酯在大白菜上的半衰期分别为2.97 d和3.34 d|按推荐剂量12.50 g?（667 m2）-1和1.5倍剂量18.75 g?（667 m2）-1施药3～4次,距最后1次施药7 d,吡唑醚菌酯在大白菜中的残留量为0.96～2.70 mg?kg-1。     

不同品种小白菜耐抽薹性及生物学特性比较

为解决江门地区春小白菜供应不足及耐抽薹性差的问题,对新引进的6个小白菜品种进行品种比较试验。试验结果表明,普通白菜中白王白菜产量最高,耐抽薹性较好;奶白菜中南湖161奶白菜产量虽居第二,但极耐抽薹,这2个品种可作为冬春栽培品种在江门地区种植。     

镉胁迫下硫元素与肥料交互作用对镉在茭白各器官中积累的影响

以茭白（Zizania latifolia Turcz.）的单季茭品种蒋墅茭和双季茭品种葑红早为材料,以土壤为栽培介质,研究了100 mg/L Cd2＋胁迫下,不同浓度硫处理和不同种类肥料交互作用对茭白各器官中Cd2＋积累的影响。研究结果表明,Cd2＋在茭白不同器官的积累表现为根〉短缩茎〉叶〉肉质茎;不同肥料间,有机肥处理下茭白各器官中Cd2＋的积累量同比均显著低于无机肥处理;品种间存在明显差异,葑红早各器官中Cd2＋的积累量高于蒋墅茭;硫元素能促进茭白根系中的Cd2＋向地上部转移。     

白菜叶和茎中微量元素Cu、Mn含量的测定

为研究白菜的食品应用及工业应用价值,采用HNO3-HCl O4(4∶1)湿法消解样品,火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定白菜叶和茎中微量元素Cu、Mn的含量。试验结果表明,白菜叶和茎中Mn、Cu含量存在明显差异,Mn的含量均大于Cu的含量,且这两种元素在叶中的含量均高于茎。     

麦田间作春甘蓝的生长发育特性

麦田间作春甘蓝，小麦对间作甘蓝产生遮荫，使其田间光照显著减弱，地温降低、湿度增大。与单作甘蓝相比，间作甘蓝生长发育特性主要表现为：球叶合抱力下降，球叶数减少，外叶数增多，同时叶片光合速率降低，总干物质积累减少，尤其是向叶球的干物质分配减少，最终经济产量较单作降低２５．７％。提高间作甘蓝产量的关键是采用早熟品种和早熟栽培措施     

大白菜根肿病菌生理小种鉴定研究

为明确我国各地根肿病菌致病性的不同，分别使用Williams 鉴别系统和具有不同根肿病抗性的4 个大白菜品种对采 自全国多地的20 份大白菜根肿病菌菌源进行生理小种和致病型的划分。利用Williams 鉴别系统进行鉴定，其中18 份为4 号 生理小种，2 份为2 号生理小种。利用4 个大白菜品种进行鉴定，根据致病力不同划分为6 种类型，其中4 号生理小种存在 6 种类型，2 号生理小种存在2 种类型。认为Williams 鉴别系统已不能精确划分大白菜根肿病菌的生理小种，而研究筛选具 有不同抗病类型的大白菜品种（品系）鉴定划分根肿病菌致病型具有重要意义。