重金属胁迫下草类植物响应的研究进展

如何利用草类植物自身的优势有效解决重金属污染现状,是当前研究的一个热点问题。论文总结了近年来对重金属具有富集作用的草类植物,以及重金属胁迫下,草类植物的形态特征及生理变化的研究进展,并对重金属胁迫下,根际促生菌及其相关分子响应方面对草类植物的影响进行了综述,以期为后期利用植物修复重金属污染方面的研究提供文献参考依据。并经分析总结,提出了草类植物对重金属胁迫的反应途径和可能的作用机制。尽管目前利用草类植物进行重金属修复的研究仍有很多方面的问题有待解决,但随着基因表达调控机理及分子育种等内容的深入研究,草类植物的重金属耐受机制将会得到进一步的发展。     

多年生黑麦草种质材料苗期耐钴性综合评价及钴离子富集特性研究

通过测定27份多年生黑麦草(Lolium perenne L.)种质材料的株高、地上生物量、质膜透性、叶绿素含量和游离脯氨酸含量等形态和生理指标,利用主成分分析法和隶属函数法对其进行耐钴性综合评价,探讨钴胁迫下多年生黑麦草对重金属钴的富集特性。结果表明:来自于荷兰的奥瓦逊和来自于苏联的莫桑斯克多年生黑麦草耐钴性较强;来自于澳大利亚的堪加鲁何谷和来自于英国的帕科尔多年生黑麦草耐钴性最差;其他材料居中。在钴胁迫下这4份多年生黑麦草地上部和地下部钴含量均显著增加(P<0.05),耐钴性较弱的材料对钴的富集系数均明显大于耐钴性较强的材料;重金属钴转移系数随着土壤中钴浓度的增加呈现先上升后下降的趋势。     

草类植物耐铝性的研究进展

酸土在全世界热带、亚热带及温带地区广泛存在,酸雨的频繁沉降,加速了土壤酸化。酸性土壤中铝毒害是植物生长发育的主要限制因子。笔者综述了国内外关于铝毒害对草类植物生长发育的影响、草类植物耐铝机理以及草类植物耐铝性遗传育种的研究进展。最后分析了目前草类植物耐铝性研究存在的问题,并对草类植物耐铝性研究前景进行展望。     

龙葵修复镉污染土壤的研究进展

近年来土壤镉污染问题日趋严重,对镉污染土壤的治理迫在眉睫。植物修复是净化重金属污染土壤最有潜力的原位修复技术之一,因地制宜地选择植物修复材料是大田植物修复成功实施的关键。本文综述了镉富集植物龙葵(Solanum nigrum)对镉的富集特性及生理响应;揭示了在镉胁迫下,龙葵产生根际螯合作用、区隔化及抗氧化系统的耐镉机制;概括了龙葵与添加剂、农艺措施、微生物联合修复技术等的应用研究;阐明了未来对龙葵的研究侧重点应放在提高龙葵对土壤中镉的固定和吸收方面;研究结果为重金属污染土壤植物修复工作的深入开展提供了参考。     

鼠尾藓和砂藓对重金属富集能力的研究

为了研究鼠尾藓和砂藓对重金属的富集能力,试验采用电感耦合等离子体质谱法对铬、镉、铅和镍的含量进行了分析和比较,将4种重金属分别设置0.5,1.0,2.0 mmol/L 3个浓度梯度,根据正交试验设计方法设置9种不同浓度的复合试验,并设置一组对照,用不同浓度的单一金属和复合金属对苔藓进行10 d的胁迫处理,测定鼠尾藓和砂藓中重金属的含量。结果表明:在单一金属胁迫下,苔藓体内相应的重金属含量迅速增加;复合金属胁迫后的苔藓,各重金属含量均明显高于对照组。两种苔藓对4种重金属都具有很强的富集能力,其中对镉的富集能力最强。说明鼠尾藓和砂藓适合于作为重金属污染的指示生物和净化植物。     

重金属胁迫与植物生理机制响应的研究进展

重金属在环境中易迁移、难降解,它通过食物链作用对人体产生巨大危害,是重金属污染领域研究热点.本文综述了重金属胁迫下植物的生理响应机制的研究,主要包括细胞壁交联作用、原生质缓解作用(包括有机酸、金属硫蛋白等分子结合作用)、液泡区隔作用和氧化应激反应等.结合目前研究进展,提出以下展望:(1)加大富集重金属植物和在复杂环境下...     

褪黑素调控草类植物生长发育及抗逆性功能研究进展

褪黑素是一种广泛存在于植物体内的小分子吲哚胺类激素，现有研究已明确其合成途径、分解代谢和生理功能。褪黑素作为信号分子可调节植物昼夜节律、种子萌发、根和花发育，还有利于增强植物对各种逆境胁迫的抵御能力。本文总结了褪黑素调控草类植物生长发育的生理功能，重点阐述了褪黑素在草类植物非生物胁迫和生物胁迫响应中的调控作用，并对其在草类植物生长发育与抗逆性功能研究以及在抗逆育种中的应用前景进行了展望，以期为利用褪黑素提高草类植物抗逆性、提升牧草产量和品质提供参考依据。     

不同浓度镉胁迫对孔雀草DNA甲基化的影响

随着人类活动、工业化发展进程的加快,重金属污染对环境造成了严重危害。本研究通过盆栽试验,利用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,对不同浓度镉(Cd)胁迫下孔雀草(Tagetes patula)基因组DNA甲基化变化情况进行了分析研究。结果表明,经0、50、250和500mg·kg-1浓度Cd~(2+)处理后,基因组MSAP比率分别为24%、30%、35%和41%,全甲基化率分别为20%、23%、25%和27%,这表明重金属胁迫处理后,DNA总甲基化水平随Cd~(2+)浓度升高而呈上升趋势;在DNA甲基化模式变化方面,50、250和500 mg·kg-1浓度胁迫下重新甲基化率分别为10%、10%和11%,重新甲基化为主要的甲基化变化模式。本研究可以为揭示重金属胁迫对植物DNA甲基化变化规律及植物对重金属胁迫耐受性机制提供理论参考。     

华南植物园"玉米OXS2基因家族、其编码蛋白及应用"获发明专利

正随着工业发展,越来越多土壤和水源受到重金属镉(Cadmium, Cd)的污染。这种重金属,不但威胁着人类食品的安全,也影响着人类粮食的产量。研究表明,当植物遭遇镉胁迫时,其光合效率、水分和营养吸收都会受到严重抑制,进而出现萎黄、难以生长等症状,甚至死亡。可见,研究植物中耐镉胁迫的基因及其功能,对增加作物产     

不同浓度镉胁迫下6种草本植物的耐性及富集特征的比较

为了筛选并评价耐镉（Cadmium,Cd）性较高的优势植物物种,本研究以紫花苜蓿（Medicago sativa）、百脉根（Lotus corniculatus）、多变小冠花（Coronilla varia）、披碱草（Elymus dahuricum）、细茎冰草（Agropyron trachycaulum）和野牛草（Buchloe dactyloides）为试验材料,采用盆栽模拟试验进行不同浓度Cd胁迫处理,以0 mg·kg^-1Cd处理浓度为对照（CK）,探究多梯度Cd胁迫对植物的富集特征及根系形态变化的影响,并评估其Cd耐性阈值。结果表明：不同浓度Cd胁迫下6种草本植物的生物量及根系形态均表现出“低促高抑”现象;不同物种对Cd的耐受能力不同,紫花苜蓿和多变小冠花对Cd的耐性阈值在50 mg·kg^-1到100 mg·kg^-1之间,百脉根、披碱草、细茎冰草和野牛草对Cd的耐性阈值在100 mg·kg^-1以上;在100 mg·kg^-1Cd胁迫下百脉根、披碱草和野牛草,可通过植物萃取的方式应用于重金属污染土壤的治理修复;细茎冰草在100 mg·kg^-1Cd胁迫下,根系富集系数仍然大于1,且根系生物量、耐性系数具有随着Cd胁迫加重不断上升的趋势,是较理想的修复重金属污染土壤的高耐高抗型草本植物材料。     

AM真菌提高宿主植物耐受重金属胁迫的生理机制

本文围绕重金属胁迫条件下丛枝菌根（AM）真菌的生理生态响应特征,从生理和分子水平上综述AM真菌对重金属离子吸收和控制的机理：1）AM真菌菌丝的吸附作用减缓重金属向植物地上部分的迁移,从而达到保护植物免受重金属毒害的目的;2）AM真菌的菌丝体分泌物与重金属之间的螯合作用;3）AM真菌促进宿主植物对矿质营养元素的吸收;4）调节重金属在宿主植物地上部分和地下部分的分布;5）AM真菌调节宿主植物体内抗氧化酶的活性和内源激素的水平;6）AM真菌调节参与吸收和转运重金属离子的基因的表达。综上所述,本文提出在广泛调查、筛选超累积菌根植物的基础上,不断探索植物－微生物－菌根复合体的修复机制,并结合基因工程技术,以促进重金属污染土壤的生物修复。     

Heavy metals in horse blood, serum, and feed in Minas Gerais, Brazil

Pollution is a subject of worldwide concern and discussion and various areas of science are seeking to integrate their knowledge in an attempt to improve understanding of the harmful effects of modern human activities. Thus, the objective of the current study was to assess the potential for using the horse as a bio-indicator of environmental pollution. Blood and serum samples from 120 horses from locations with different degrees of urbanization and industrialization and the feeds used for these animals were analyzed to determine their heavy metal (Cd, Pb, Ni, Cu, and Zn) content. The data obtained were compared. The results did not show increases in heavy metal concentration in the blood and serum of the horses with the intensification of urbanization and industrialization around the farms. Only Cd, as determined in the blood of the animals, showed a certain potential for using horses as bio-indicators of environmental pollution. The data for sex, age, and chemical composition of the foodstuffs supplied to the animals were not determinants in explaining the variation in the concentrations of heavy metals observed.     

重金属及盐碱对二月兰幼苗生长和生理生化的影响

以二月兰为试验材料,研究了在不同浓度的盐碱和重金属胁迫下,二月兰幼苗生长和生理生化特性。结果表明,盐碱及重金属胁迫均会对二月兰幼苗的生长发育造成影响,MDA含量呈先降后升趋势,生物量随着胁迫的加重而减少,相对电导率、渗透物质可溶性糖含量和Pro含量均呈上升趋势,抗氧化酶POD活性、SOD活性明显高于对照,胁迫对叶片光合色素的合成具有一定的破坏作用,其中类胡萝卜素更敏感。轻度盐碱及Pb(500 mg/L)的复合胁迫下,MDA含量下降,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素高于对照,说明二月兰幼苗对轻度盐碱及Pb胁迫具有一定耐性,且叶片对于胁迫的耐性大于根部。     

四种草本植物对铅锌尾矿土壤重金属的抗性与吸收特性研究

盆栽试验的结果表明,高羊茅、早熟禾、黑麦草和紫花苜蓿在铅锌尾矿土壤或处理的尾矿土壤上都能生长,但在处理土壤上生长的植物长势明显优于对照,其中紫花苜蓿的生物量所受影响比其他几种草本植物更大,说明其重金属抗性低于其他几种植物.单位面积上4种植物体内重金属含量均为Zn>Pb>Cu>Cd,但每种植物对Cd、Pb、Zn和Cu的吸收浓度和分布均不相同,一般为根系浓度大于茎叶.加入改良剂和有机肥(菜枯)使生长在铅锌尾矿污染土壤上的4种草本植物生物量显著增加,植物体中的Cd、Pb和Zn元素浓度下降,但Cu元素浓度反而上升,结果单位面积上4种草本植物吸收各重金属元素的量均有所增加,可见利用改良措施与草本植物相结合的方法来修复重金属污染土壤具有可行性.     

空心莲子草对污泥重金属的响应与吸附效应

植物修复（Phytoremediation）是解决越来越突出的重金属污染问题的一种较好的方法,已成为生态学和环境学研究的重要课题,而植物对重金属的响应和吸附效应是该问题的科学基础。为此,本研究采用盆栽方法,设定污泥与沙壤土的不同体积配比（无污泥、5%污泥、10%污泥和20%污泥）作为生长基质,测定在含不同重金属的基质中生长不同时间（3-6月）的空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）叶片的生理指标[叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性]和在含重金属基质中生长6个月后的空心莲子草根、茎、叶中重金属元素（Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Cu、Zn）含量。结果表明,空心莲子草叶片中叶绿素含量总体上随生长基质中污泥体积比例升高而升高;空心莲子草叶片中SOD活性、POD活性总体随生长基质中污泥体积比例升高而升高,但在含重金属的生长基质中生长5个月后,叶绿素含量、SOD活性和POD活性均明显下降;在各处理下,空心莲子草对Mn、Ni、Cr、Pb、Cu和Zn的吸收主要分布在叶片,且空心莲子草的转运系数大于1。研究结果说明,空心莲子草对污泥重金属有较好的耐受性,且转运系数大于1。虽然该植物根、茎、叶的富集系数均小于1,不属于超富集植物,但在受重金属污染的土壤植物修复中仍有一定的参考作用。     

植物响应重金属胁迫的蛋白质组学研究进展

重金属对生态系统造成的污染已成为全球关注的问题。植物对重金属的摄取不仅影响其正常生长,并能通过食物链来威胁人类及整个生态系统的健康。在mRNA水平上的基因表达分析,增强了人们对植物响应重金属的理解。然而,关于相关功能基因组翻译方面的问题仍未得到有效解决。通过分析鉴定相关响应基因和功能蛋白,获取翻译及翻译后水平上的信息,能为植物响应重金属胁迫提供更深层次的理解。本研究分析比较了近年来重金属胁迫蛋白组学研究技术,综述了植物响应重金属胁迫的蛋白组学研究进展,探讨从亚细胞蛋白组学水平解析植物解毒重金属过程的可能性,并提出未来该研究方向所面临的挑战及应对策略,为揭示植物与重金属相互作用的分子机制提供有效方法。     

重金属残留分析技术研究进展

重金属难以降解,可以在生物体内长期积累,通过食物链沉积到人体后,可引起各种疾病,危害甚至能遗传到下一代,严重危害了人类健康。目前,生态环境不同程度受到重金属的污染。因此重金属检测在环境、农产品残留监测中非常重要。传统的重金属检测方法主要有紫外—可见光分光光度法、原子吸收光谱法、质谱法等。近年来兴起的重金属免疫学检测方法为重金属污染物的检测提供了另一种途径。     

Multiple antimicrobial resistance region of a putative virulence plasmid from an Escherichia coli isolate incriminated in avian colibacillosis

Infections due to Escherichia coli have been costly to the poultry industry, but the exact virulence mechanisms used by these organisms to cause disease in birds remain undefined. Several factors have been shown to contribute to the virulence of avian E. coli, and many of the genes encoding these factors have been found on large conjugative plasmids. Because of the occurrence of antimicrobial resistance genes on these same plasmids, it is possible that the use of antimicrobial agents may select for persistence of E. coli containing such plasmids. In the present study, a subclone of one of these plasmids was identified as likely containing some virulence and antimicrobial resistance genes. In an effort to better understand the relationship between virulence and resistance in these plasmids, this subclone was sequenced and the sequence analyzed. Analysis of this 30-kilobase (kb) region of plasmid pTJ100 revealed a mosaic of virulence genes, insertion sequences, antimicrobial resistance cassettes, and their remnants. Many of the resistance genes found in this region were expressed under laboratory conditions, indicating that certain antimicrobial agents, including disinfectants, antibiotics, and heavy metals, could promote selection of E. coli containing such plasmids in the production environment. Also, analysis of the G + C content of this clone indicated that it is the likely consequence of a complex evolution with components derived from various sources. The occurrence of many mobile elements in conjunction with antimicrobial resistance and virulence genes in this 30-kb region may indicate that the genetic constitution of the clone is quite plastic. Although further study will be required to better define this plasmid's role in avian E. coli virulence, the sequence described here is, to our knowledge, the longest known contiguous sequence of a ColV plasmid yet presented. Analysis of this sequence indicates that this clone and its parent plasmid may be important to the pathogenesis of avian colibacillosis and the evolution of avian E. coli virulence.     

披碱草属植物抗逆性研究现状和存在的问题

披碱草属是禾本科小麦族重要的经济属,主要分布在海拔2000～5200 m的地区。属内绝大多数种是优良牧草,饲用价值极高,该属部分种具有耐盐、抗旱、耐寒等优良抗性,适应性广,遗传多样性丰富,因此不仅是生态恢复的重要物种,也能为其他牧草和麦类作物提供优异的基因资源。按照狭义上的分类标准,该属在全世界共有30余种,我国有13种,主要有老芒麦、披碱草、垂穗披碱草、短芒披碱草、圆柱披碱草等。近年来,由于全球变化和人类活动引起非生物胁迫的加剧,越来越多的研究开始关注披碱草属非生物胁迫抗性,包括耐盐性、抗旱性、低温胁迫抗性、重金属胁迫及复合胁迫抗性,其中大多数研究来自中国学者。目前绝大多数关于披碱草属抗逆性的研究主要集中在通过电解质外渗率、叶绿素、脯氨酸等渗透调节物质和抗氧化酶活性等生理指标评价属内不同种,和/或不同品种/种质的抗性方面,然而这些研究采用了不同的分析方法和评价体系,导致得出的结果不尽相同。此外,除了冷胁迫外,目前关于该属植物的抗逆机制却极少涉及。因此,综述了近年来在披碱草属植物抗逆性方面的研究进展,并提出存在的问题及今后研究的方向,旨在为进一步挖掘和利用其优良遗传资源奠定基础。     

Plasmids and resistance to antimicrobial agents and heavy metals in Staphylococcus hyicus from pigs and cattle

Staphylococcus hyicus-cultures, isolated from piglets and cattle with skin lesions were investigated for their plasmid content and their resistance to antimicrobial agents and heavy metals. Several plasmids of different sizes could be detected in most of the 32 "porcine" S. hyicus-isolates, whereas none of the 20 "bovine" S. hyicus-cultures possessed any plasmid. The "porcine" S. hyicus-isolates were much more resistant to antimicrobial substances than the "bovine" S. hyicus-cultures. However, the "porcine" and "bovine" S. hyicus-cultures did not differ in their resistance to heavy metals.