镉胁迫对一年生黑麦草生理生化特性的影响

通过盆栽试验,研究不同浓度镉(0、50、100、200、300 mg/kg)胁迫对一年生黑麦草(Tagetes patula L.)成年植株叶绿素和丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性的影响。结果表明:低浓度镉(50mg/kg)胁迫叶绿素含量略有减少,但随着胁迫浓度的升高,叶绿素含量与对照显著减少;MDA含量随着镉胁迫浓度增加呈现先降后升的变化趋势,300mg/kg时达到最高值;SOD、CAT、POD活性随镉浓度升高,均表现出先升后降的变化趋势。可见,一年生黑麦草对重金属镉具有一定的耐受性,为植物重金属修复方面提供参考。     

商陆修复镉-锌复合污染土壤的潜力初探

为了解商陆修复镉-锌复合污染土壤的潜力。通过盆栽试验,研究了镉-锌复合污染发生时锌营养条件下镉污染对商陆生长及富集镉、锌能力的影响。商陆在镉-锌复合污染条件下,土壤中镉和锌的最大允许浓度分别建议为150和300 mg/kg。无论镉的单因子污染或是复合污染,商陆中镉的含量均随土壤中镉浓度的增加而增加。在商陆地上部镉-锌之间表现为协同作用,土壤中低浓度镉能促进植株吸收锌,而低浓度锌对植株吸收镉有激发作用。当土壤锌含量小于200 mg/kg时,镉-锌相互作用导致商陆根中镉的积累量随锌浓度增加而增加;大于200 mg/kg时表现为负相关。土壤中锌浓度为0~200 mg/kg时对商陆生长及富集镉总量有一定的促进作用。     

氯磺隆和镉复合污染对菠菜幼苗生理指标的影响

有机物和重金属的复合污染是常见的农田土壤污染。研究了在土壤中的氯磺隆单一污染及氯磺隆和镉的复合污染下,菠菜幼苗抗氧化酶活性和叶绿素含量的变化。结果表明,在氯磺隆单一污染的过程中,均诱导菠菜幼苗中SOD,CAT,POD活性显著升高;Cd的单一污染对菠菜幼苗SOD,CAT,POD,GST这4种酶的活性均不产生显著影响;但当氯磺隆和镉复合污染菠菜幼苗后会产生协同效应。单一污染与复合污染都会降低菠菜幼苗的叶绿素含量,且2种处理间无显著差异。     

黑麦草对Cd-Zn复合胁迫的响应

本研究以黑麦草为材料,采用盆栽土培试验,探讨Cd-Zn复合胁迫下黑麦草的生长响应及重金属富集和迁移特征,为黑麦草修复重金属复合污染土壤提供理论依据。结果表明,黑麦草的生物量及植株的生长状况均受到Cd、Zn胁迫的抑制,且浓度越高抑制作用越明显,均在A3B3组达到最小值;在重金属Cd-Zn复合胁迫下,黑麦草的叶绿素荧光参数受到抑制;而细胞膜透性及脯氨酸含量较CK组显著增大。各生理指标均在高浓度Cd、Zn(A3、B3)组合条件下达到最大值,表明高浓度重金属复合胁迫对黑麦草的生理特性产生较强的毒害作用;当环境中重金属浓度较高时,黑麦草地上部及根系对Cd、Zn的吸收呈协同效应,在A3B3时达到峰值,且对Cd、Zn的富集能力表现为根系>地上部。综合分析,在高浓度Cd-Zn胁迫下,黑麦草仍能生长,说明黑麦草对Cd、Zn具有一定的耐受性;且此时黑麦草对土壤中Cd、Zn的富集系数均>1,说明黑麦草具有较好的富集能力,对Cd-Zn复合胁迫的土壤具有一定的改善作用,可作为Cd、Zn复合污染土壤的修复植物。     

硅对镉锌复合污染下玉米植株体内镉、锌含量及重金属形态的影响

【目的】探讨硅对外源镉、锌复合污染条件下玉米植株体内镉、锌含量及土壤中不同形态锌、镉含量的影响。【方法】以玉米为供试作物,采用盆栽试验在土壤中施用不同水平硅、锌、镉,其中硅的施用水平分别为0,4mg/kg,锌施用水平分别为0,300,700mg/kg,镉施用水平分别为0,3,10mg/kg,进行完全组合试验设计,共计18个处理,每处理重复3次,于玉米种植后60d时取样,测定镉锌复合污染条件下玉米根、茎叶中镉、锌含量以及土壤中可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残渣态锌、镉含量。【结果】在单一镉处理条件下,随着镉含量的增加,玉米根和茎叶中镉含量显著增加,加入硅能显著降低玉米幼苗体内镉含量。在镉锌复合污染条件下,镉含量及硅含量均相同的处理,玉米根和茎叶中镉含量随锌含量的增加而降低,且施入锌的量越大,玉米体内镉含量越低。在镉锌复合污染条件下,镉含量及锌含量均相同的处理,玉米根和茎叶中镉含量随硅的加入而降低,差异达显著或极显著水平。在单一锌污染条件下,随着锌施入量的增加,玉米根、茎叶中锌含量增大,但加入硅会显著降低玉米根、茎叶中的锌含量。在镉锌复合污染条件下,当锌含量相同时,玉米根、茎叶中锌的含量随着镉或硅含量的增加而降低。在镉、锌复合污染条件下,加硅或锌,都能降低土壤中交换态和有机态镉含量,而增加铁锰氧化态、碳酸盐结合态以及残渣态镉含量;加硅或镉,均能降低土壤中交换态和有机态锌含量,而增大铁锰氧化态、碳酸盐结合态以及残渣态锌含量。【结论】硅能显著降低玉米体内重金属含量,减少重金属向玉米植株地上部的迁移。     

土壤镉的活性与黑麦草的镉锌累积

本文研究了盆栽四种镉负荷水平(0,0.5,2,8mg/kg)下土壤镉的活性与黑麦草镉、锌吸收的关系。结果表明:黑麦草吸镉量随镉负荷水平提高而升高,生长于红壤、黄棕壤上黑麦草其锌含量随镉含量的增加而减少,而黄潮土上的黑麦草则吸镉愈多,吸锌亦愈多,黑麦草的镉/锌比与土壤镉的负荷水平及黑麦草镉含量呈显著正相关;可用1N NH_4 N0_3、0.005M DTPA和0.1N HCl提取的镉反映土壤镐的有效性。     

重金属结合蛋白基因hmbp在转基因拟南芥中的功能分析

[目的]分析重金属结合蛋白基因hmbp在转基因拟南芥中的功能。[方法]利用PCR方法从抗辐射奇异球菌(Deinococcus radiodurans)中克隆hmbp基因,并用沾花法转入拟南芥,用氯化镉处理得到的阳性植株后,检测转基因植株中的丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、叶绿素含量、相对电导率及SOD、POD活性。[结果]与野生型相比,镉处理后的转基因拟南芥中脯氨酸、可溶性糖含量及SOD、POD活性增加较多,丙二醛含量增加较少,叶绿素含量减少较少。[结论]研究表明hmbp转基因拟南芥对镉具有很高的抗逆性。     

铅胁迫对黑麦草Pb富集特性及生理代谢的影响

【目的】探讨铅胁迫对黑麦草富集特性及生理特性的影响,为铅污染土壤的植物修复提供依据。【方法】以黑麦草为试验材料,采用盆栽试验,研究土壤中不同含量(0,500,1 000,2 000,3 000mg/kg)铅胁迫下黑麦草对铅的吸收、富集规律及铅对黑麦草叶绿素、丙二醛、可溶性蛋白含量和SOD、POD、CAT活性的影响。【结果】当土壤中铅含量为500~1 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显高于其他处理;而当土壤铅含量为2 000~3 000mg/kg时,黑麦草地上部干质量明显降低。随着土壤铅含量的增加,黑麦草根、茎、叶中的铅含量均明显增加,呈明显的剂量效应关系;黑麦草叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量均呈下降趋势,可溶性蛋白含量呈上升趋势,丙二醛及SOD、POD、CAT活性呈现明显的先升后降趋势。【结论】不同铅胁迫条件下,黑麦草对铅的富集特性和生理特征有明显变化,黑麦草适用于铅含量低于1 000mg/kg污染土壤的植物修复。     

铅、锌、镉单一及复合胁迫对多年生黑麦草生长及生理特性的影响

【目的】探究铅（Pb）、锌（Zn）、镉（Cd）单一及复合污染对多年生黑麦草生长和生理特性的影响,为检验多年生黑麦草对土壤重金属污染的抗性能力提供科学依据。【方法】采用沙培法,研究CK（不加任何重金属盐）、Pb、Zn、Cd单一及复合胁迫对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、生物量及光合色素含量、脯氨酸（Pro）、过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、可溶性糖（SS）和丙二醛（MDA）等生理指标的影响,利用隶属函数对生长和生理指标进行综合评价。【结果】Pb-Zn-Cd处理对多年生黑麦草株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量、根冠比、POD活性和SOD活性影响最大,其中株高、叶宽、根长、分蘖数、地上生物量、地下生物量和根冠比较CK分别下降61.9%、35.9%、66.5%、72.1%、92.8%、94.2%和20.1%,POD和SOD活性较CK分别增加64.6%和3.8倍。Zn处理对多年生黑麦草的叶绿素a含量、类胡萝卜素含量、叶绿素总量和光合色素总量的影响最大,较CK分别显著下降28.6%、31.9%、20.6%和22.9%（P<0.05,下同）,而对叶绿素b含量抑制最大的是Cd处理,其次是Pb-Zn-Cd处理,较CK分别下降20.3%和20.0%;所有重金属处理均使多年生黑麦草Pro含量显著增加;SS和MDA含量受Zn-Cd处理抑制最明显,较CK分别显著增加56.4%和7.0倍;复合胁迫对多年生黑麦草各指标的影响存在交互作用。通过隶属函数综合评价可知多年生黑麦草对各处理的耐受性为:Zn > CK > Cd > Zn-Cd > Pb-Zn > Pb > Pb-Cd > Pb-Zn-Cd。【结论】多年生黑麦草对Zn胁迫存在一定的耐受性,而对Pb-Zn-Cd复合胁迫的耐受性最差。     

4品种黑麦草对重金属Zn的耐性及Zn积累研究

采用根袋土培试验研究了重金属Zn胁迫对4个品种黑麦草生长、抗氧化酶活性、游离脯氨酸含量、根系耐性及锌积累的影响。结果表明,4品种黑麦草对重金属Zn耐性很强,只有在高Zn下（16mmol／kg）其生长才受到抑制。Zn胁迫下,黑麦草叶内脯氨酸含量先下降,然后急剧增加。随Zn浓度的增加POD,SOD逐渐增加或为典型的抛物线变化趋势。4品种的RTI（根系耐性指数）≥1．0。地上部锌、根系锌含量随锌胁迫的增加而增加。高锌处理下（≥4或8mmol／kg）SIR（地上部锌含量／根系锌含量）≥1．0．4个品种以泰德生物量（地上部、根系干重分别较对照增加57．5％,150．9％）、RTI、地上部锌、根系锌含量及转运率明显高于其他3个品种。     

镉、铅胁迫对麻疯树幼苗生长的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度的镉(Cd2+)和铅(Pb2+)对麻疯树幼苗生长及幼苗叶片的叶绿素含量、叶片细胞超微结构、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量以及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,两种重金属处理后,麻疯树幼苗的株高、根长、根重和地上鲜重抑制作用较为明显;随着Cd2+、Pb2+浓度的增大,叶片叶绿素总量总体呈下降趋势,MDA和可溶性蛋白含量升高,SOD活性则先上升后下降。Pb2+胁迫下,POD活性随浓度呈先升后降的趋势,CAT活性则逐渐上升,叶绿体双层膜分辨不清,基质大量溢出;Cd2+胁迫下,POD活性随浓度缓慢上升,CAT活性则是先上升后下降,叶绿体结构轻微变形,呈圆形且有肿胀现象,基质少量溢出。     

Genotypic Difference in the Responses of Seedling Growth and Cd Toxicity in Rice (Oryza sativa L.)

The experiment was carried out to study the genotypic difference in the responses of seed germination, growth and physiological characters of rice seedlings to Cd toxicity. The result showed that the germination was slightly stimulated under low Cd concentration (0.01-1.5 mM Cd), while severely depressed under higher Cd concentration (2.0 mM). Rice seedlings exposed to 0.01 mM Cd showed slight increases in plant height, root volume, biomass and chlorophyll concentration. These parameters were significantly reduced when Cd level in the medium was increased to 0.5 mM, and meanwhile corresponding increase in superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities, and MDA (malondialdehyde) content was observed. However, SOD and POD activities declined when plants were exposed to 1 mM Cd when compared with those under 0.5 mM Cd. Cadmium addition lowered Fe, Cu and Mn concentrations in roots and shoots. There was significant genotypic difference in the response of these parameters to Cd stress. Under Cd stress, Xiushui 110 had the least inhibition of growth and increase in MDA content, higher shoot Cd concentration, and greatest increase in POD and SOD activities, indicating its higher tolerance to Cd toxicity, while Bing 9914 had the greatest reduction of growth, and Zn, Cu, Fe, and Mn contents, but greatest increase in MDA content, and least increase in activities of antioxidative enzymes, indicating its sensitivity to Cd toxicity.     

Genotypic Difference in the Responses of Seedling Growth and Cd Toxicity in Rice （Oryza sativa L.）

The experiment was carried out to study the genotypic difference in the responses of seed germination, growth and physiological characters of rice seedlings to Cd toxicity. The result showed that the germination was slightly stimulated under low Cd concentration （0.01-1.5 mM Cd）, while severely depressed under higher Cd concentration （2.0 mM）. Rice seedlings exposed to 0.01 mM Cd showed slight increases in plant height, root volume, biomass and chlorophyll concentration. These parameters were significantly reduced when Cd level in the medium was increased to 0.5 mM, and meanwhile corresponding increase in superoxide dismutase （SOD） and peroxidase （POD） activities, and MDA （malondialdehyde） content was observed. However, SOD and POD activities declined when plants were exposed to 1 mM Cd when compared with those under 0.5 mM Cd. Cadmium addition lowered Fe, Cu and Mn concentrations in roots and shoots. There was significant genotypic difference in the response of these parameters to Cd stress. Under Cd stress, Xiushui 110 had the least inhibition of growth and increase in MDA content, higher shoot Cd concentration, and greatest increase in POD and SOD activities, indicating its higher tolerance to Cd toxicity, while Bing 9914 had the greatest reduction of growth, and Zn, Cu, Fe, and Mn contents, but greatest increase in MDA content, and least increase in activities of antioxidative enzymes, indicating its sensitivity to Cd toxicity.     

重金属Zn~(2+)·Cd~(2+)对田菁生理生化指标的影响

[目的]研究重金属Zn2+、Cd2+对田菁生理生化指标的影响。[方法]以田菁幼苗为试验材料,在水培条件下,研究了Zn2+、Cd2+对田菁幼苗生理上的毒害。[结果]Zn2+、Cd2+对田菁幼苗毒害作用显著。随着Zn2+、Cd2+胁迫浓度的增高,田菁叶片叶绿素含量表现为先增高而后降低的趋势;可溶性蛋白含量表现为下降趋势;脯氨酸含量表现为上升趋势;SOD与POD活性表现为先升高而后降低的趋势。Zn2+、Cd2+对田菁幼苗的毒害作用强度不同,Cd2+表现出更强的毒害作用。[结论]该研究为了解海滨地区的重金属污染状况,治理生态环境提供了参考依据。     

Pb~(2+),Cd~(2+)胁迫对棉花保护酶及丙二醛含量的影响

分别用离子浓度为0 mol/L(ck),6 mol/L,10 mol/L,20 mol/L,30 mol/L,50 mol/L,100mol/L的Pb2+,Cd2+溶液处理经过珍珠岩栽培后又在1/2 Hoagland培养液进行培养的棉花幼苗,14 d后对其叶片的保护酶SOD,POD和CAT的活性以及MDA的含量进行测定。结果显示:低浓度Pb2+,Cd2+胁迫下,SOD,POD,CAT活性及MDA含量均高于对照。当Cd2+浓度达到30 mol/L时,SOD,POD及CAT活性最高,随着Cd2+浓度继续升高,SOD,POD及CAT活性随之降低。当Pb2+浓度达到50 mol/L时,SOD,POD及CAT活性最高,随着Pb2+浓度继续升高,SOD,POD及CAT活性随之降低。MDA含量随着Pb2+,Cd2+浓度逐渐升高呈升高的趋势。棉花幼苗对Pb2+胁迫的耐受力大于对Cd2+胁迫的耐受力。     

Cd·Zn复合污染对蚕豆叶绿体含量的影响

[目的]研究Cd、Zn复合污染环境中蚕豆叶绿素含量的变化情况。[方法]在培养液中设计Cd的浓度为0、0.1、1.0、10.0、50.0mg/L,Zn的浓度为0、5、50、100、200 mg/L处理蚕豆苗,处理后第10天取豆苗相同叶位的叶片,研究Cd、Zn单一及复合污染对蚕豆叶绿素含量的影响。[结果]单一Cd、Zn处理的蚕豆叶绿素含量都低于对照,且随着浓度的增加,叶绿素含量降低。除0.1 mg/L Cd+5 mg/LZn处理外,其余Cd、Zn复合污染处理的蚕豆叶绿素含量都低于相应的单一处理。在单一Cd各处理中加入Zn,随着Zn浓度的增加,蚕豆叶绿素含量下降的趋势更加明显,说明Zn增强了Cd对蚕豆的毒害作用,显示出协同作用。[结论]Cd、Zn的共存状态对蚕豆的毒害有协同、促进和加和作用,不容忽视。     

铅锌尾矿重金属胁迫下秸秆对蓖麻生理特性和重金属积累的影响

采用盆栽试验,研究在铅锌尾矿重金属胁迫下,秸秆对蓖麻幼苗生物量、叶片内丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及重金属积累的影响。结果表明:在铅锌尾矿砂中添加秸秆能显著增加蓖麻的株高、根长和生物量;使蓖麻叶片中MDA含量和SOD、CAT、POD活性分别比对照降低了48.08%、7.28%、28.60%和4.74%;铅锌尾矿砂中有效态Pb、Zn、Cd含量显著降低,且蓖麻对Pb、Zn、Cd的积累量也显著下降;蓖麻叶片POD、SOD活性与叶片中Pb、Zn、Cd含量呈极显著正相关,蓖麻积累的重金属含量与尾矿砂中有效态重金属含量呈显著或极显著正相关。     

锌镉互作对水稻幼苗镉和矿物质积累的影响

研究分析了在浓度梯度的Zn×Cd胁迫下两个水稻品种黄华占和IR68144幼苗根部和地上部Cd和矿物质的积累特征.结果表明:(1)随着营养液Cd2+浓度的上升,黄华占和IR68144根部和地上部的Cd含量都大幅增加.中等浓度的Zn2+能有效地减少高浓度Cd胁迫时水稻根系对Cd的吸收,但低浓度Cd胁迫时表现为协同吸收,而高浓度Zn2+则主要促进Cd的吸收.中等浓度的Z2++在一定条件下也能有效减少水稻地上部的Cd积累量,但其作用与Cd2+浓度和水稻基因型都有关,而高浓度Zn2+则完全表现为促进Cd的积累.(2)黄华占和IR68144根部和地上部的Zn含量都随着营养液Zn2+浓度的提高而增加.Cd对水稻Zn积累的影响与Zn2+浓度和基因型都有关,但大多数情况下Cd胁迫明显降低了水稻对Zn的积累.(3)在正常Zn2+浓度(0μmol/L)营养液中,Cd2+浓度上升时,黄华占和IR68144根部Fe积累量都保持相对平稳,但两者地上部Fe积累量明显持续降低;两品种根部Mn含量都不断增加,但黄华占地上部Mn积累量持续下降,而IR68144中保持平稳.Zn×Cd互作对水稻Fe积累的影响在根部主要表现为促进作用,在地上部则主要显示出抑制作用,但两品种的Mn积累量表现出复杂的Cd2+、Zn2+浓度和基因型相关性.说明锌镉互作能有效调控水稻幼苗对镉的吸收与转运,但其互作效应与Zn2+和Cd2+浓度有关,且表现出明显的基因型差异;同时还改变了水稻幼苗中锌、铁、锰等的积累.     

镉胁迫对红三叶种子萌发及幼苗生理特性的影响

研究了不同Cd^2＋污染胁迫对红三叶种子发芽率、胚根/胚芽、抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性及膜脂过氧化产物MDA含量的影响.结果显示：轻度Cd^2＋污染胁迫对红三叶种子的萌发及胚根的生长、幼苗的SOD和CAT活性表现出了激活效应,但重度Cd^2＋污染胁迫和严重Cd^2＋污染胁迫却抑制了红三叶种子的萌发、胚根的生长及幼苗的SOD和CAT活性;而随着Cd^2＋污染胁迫的加剧,红三叶幼苗的POD活性、MDA含量是持续增高的.