硫对超积累植物东南景天生长和镉累积的影响

通过营养液培养试验研究了不同硫镉水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明,不同处理下东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量均以叶片>茎>根,且以Cd100>Cd10,显示出东南景天对镉的超积累特性。供硫1.5~2.25 mmol/L显著提高超积累东南景天根、茎和叶片的生物量、镉含量、镉累积量及整株镉累积总量。超积累东南景天地上部分(叶片 茎)镉累积量/地下部分(根)镉累积量的比值(S/R)远大于1,表明东南景天植株体内可能存在"增硫诱导镉需求"现象,而从植物修复角度来说,利用增硫手段提高超积累东南景天生长和地上部镉的积累能力具有重要的应用价值。超积累东南景天Cd的吸收速率和转运速率随营养液中硫(S)浓度的增加而增加,二者可分别用对数方程和直线方程来描述。     

镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响

采用土培和水培试验,研究了镉胁迫下磷供应对芥菜生长和镉吸收的影响。土培试验表明:施磷可以提高镉胁迫下小叶芥菜和雪里蕻种子的发芽率,提高小叶芥菜的生物量,而对雪里蕻生物量影响不大;施磷可以减少土壤中有效态镉含量,明显降低植株体内镉含量;植株体内的全磷含量随外加磷浓度的提高而显著增加。水培结果表明:镉胁迫下,磷供应对雪里蕻植株生物量影响不大;随着磷供应水平的增加,植株体内的全磷含量明显增加,但植株地上部镉、锌、钙、镁、锰等元素的含量明显降低。     

不同浓度硫处理下硒镉交互胁迫对水稻幼苗的生理特性影响

以淮稻6号为试验材料,采用水培的方法,研究了不同硫（S）浓度下（9、720mg·L-1）硒（Se）（5mg·L-1）和镉（Cd）（1、10mg·L-1）交互胁迫对水稻幼苗一些生理特性的影响,主要研究指标包括生物量、巯基物质含量和硒、镉含量。结果表明：（1）Cd对水稻幼苗各部分生长状况抑制能力大小不同,其对根长的抑制作用明显大于对茎长的抑制;（2）在无Se条件下,随着Cd浓度的增加,Cd对水稻幼苗生长的毒性不断增大,在加入一定浓度的Se后,Cd的毒性作用得到缓解;（3）在不同浓度S处理和Se、Cd交互胁迫下,随着S浓度增大,Cd对水稻幼苗毒性作用减轻;但高浓度的S处理反而对Cd与Se交互实验中Cd的毒性产生协同作用;（4）高浓度的S处理可以抑制水稻幼苗对Se的吸收;（5）巯基物质含量随着胁迫时间的增加呈先上升后下降的趋势。在Se、Cd交互实验中,低浓度S处理可以提高水稻幼苗中GSH和PCs的含量,从而促进植株体内重金属和PC的络合作用,缓减Cd对水稻幼苗的毒害。     

镉胁迫对两个水稻品种幼苗光合参数、可溶性糖和植株生长的影响

以较耐镉(武育粳3号,WYJ)和镉敏感(汕优63,SY63)的2个不同耐性水稻品种为材料,采用溶液培养试验,研究了镉处理(Cd.1.0和5.0mol/L)对水稻幼苗光合作用、可溶性糖和生长的影响。结果表明,镉胁迫下,水稻幼苗的光合作用显著地受到抑制。与不加镉的对照相比,随镉水平的提高水稻幼苗净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)逐步下降,尤其是在Cd.5.0mol/L处理下的植株,下降幅度武育粳3号显著小于汕优63。蒸腾效率(Te)也随镉浓度的增加而降低,但变化与净光合速率等不同,武育粳3号的下降速率要大于汕优63的。加镉处理使2个水稻品种幼苗叶片可溶性糖含量均显著升高,而叶绿素含量仅汕优63在Cd.5.0mol/L处理下与对照差异显著。加镉处理使汕优63根系生长(根长)显著受到抑制,而株高仅在Cd.5.0mol/L时显著降低。武育粳3号生长与对照差异不显著。本研究结果表明,随着镉处理水平的提高,镉对水稻幼苗的毒害作用增加,但是水稻对镉毒害的响应存在明显的基因型差异。     

硫、硅对水稻体内NPT含量及镉亚细胞分布的影响

在4 mg kg~(-1)的镉污染条件下,设置不同的外源硫和硅供应水平,对辽星1号和沈农315两个品种的水稻进行了土培实验,在分蘖期对辽星1号水稻进行了亚细胞分析,观察在不同条件下重金属镉的亚细胞分布;并在分蘖期测定植株茎叶部分的非蛋白巯基(NPT)含量,研究不同硫硅配比对水稻吸收分配重金属的机理。结果表明,沈农315号水稻叶当中的NPT含量高于辽星1号,外源硫可以提升两个品种水稻叶中的NPT含量,增强对重金属的耐性,同时增加镉在包括液泡在内的细胞可溶部分的分布;施硅可以强化细胞壁,随着施硅量的提升,根茎叶细胞壁中的镉分布均显著提升,并且根细胞壁中的提升幅度大于茎,说明施硅不仅可钝化土壤中的镉,并且在植物体内,加强根细胞壁对镉的固化是硅增强植物体重金属抗性的主要途径。     

镉胁迫对白车轴草生长、镉含量及养分分配的影响

为了解镉(Cd)胁迫对白车轴草(Tritolium repens L.)生长发育以及养分的吸收、累积与分配的影响,采用盆栽试验,研究了不同浓度镉处理下白车轴草幼苗的生长、生物量及碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)的积累与分配特征。结果表明:随镉胁迫浓度增加,植株幼苗叶面积、主根长、侧根数、侧根长及地上部高先升高后降低,叶柄长明显降低;而根、茎、叶中镉含量逐渐升高,且根系大于茎叶。同时,植物各器官生物量生产及C、N、P和K积累量均表现出随镉添加量的增加而先升高后降低,高浓度镉胁迫处理(50.00、100.00和200.00 mg·kg-1)明显抑制植株生物量生产以及C、N、P和K的积累,显著改变了生物量及其C、N、P和K积累量的分配格局,但低浓度镉处理(12.50mg·kg-1)却无明显影响。一定浓度的镉胁迫处理(12.50和25.00 mg·kg-1)降低植株N、P、K的利用效率,但高浓度镉处理(200.00 mg·kg-1)则提高植株N、P、K的利用效率。本研究为城市园林绿化及镉污染土壤的修复提供了应用潜力,同时也为牧草的安全评估提供了科学借鉴。     

不同浓度镉胁迫对玉米幼苗光合作用、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

以玉米为材料,通过营养液培养试验,研究浓度为5~100 μmol/L的镉胁迫后不同时间内,植株体内活性氧代谢及其抗氧化酶活性的变化特征,探讨镉胁迫导致植物体内活性氧自由基累积的原因及不同程度镉胁迫对植物体内活性氧代谢的影响。随着加镉量的增加,玉米地上部生物量明显降低,而根部生物量未表现出差异。镉处理降低了叶片光合作用速率,高镉处理的影响较早。镉处理4d后,5、20、和100 mol/L Cd2+浓度处理玉米叶片Fv/Fm减小,PSII系统的原初光能转换效率下降,但比光合作用速率下降的时间要晚;镉处理7d的叶片中丙二醛（MDA）含量还没有受到明显影响,但20和100 μmol/L Cd2+处理4d后,根系膜质过氧化增强,MDA含量升高。随着镉浓度升高,处理时间延长,活性氧酶清除系统包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽还原酶（GR）等酶活性明显增加,受到镉胁迫诱导,高浓度镉处理该现象出现更早。本文试验结果表明,镉胁迫下植物体内活性氧形成增多,诱导活性氧酶清除系统活性升高,其中一个重要原因是与CO2同化受到限制有关。     

硅处理对镉锌胁迫下水稻产量及植株生理特性的影响

以郑稻18为材料,通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)污染胁迫和硅(Si)处理对水稻产量、不同生育时期植株生理特性的影响,从而揭示硅缓解Cd、Zn胁迫的生理机制。结果表明,水稻植株受到Cd、Zn毒害时,不同生育期植株生物量、产量、叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量均显著下降,而叶片质膜透性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量和过氧化物(POD)活性显著增加。施硅处理显著提高水稻植株对重金属的抗性,主要反映在植株生物量显著增加,叶片叶绿素含量及可溶性蛋白质含量显著上升,而叶片质膜透性、MDA含量、POD活性和可溶性糖含量显著降低,产量显著增加,说明硅缓解植株体内重金属毒害的代谢机制与其对抗氧化酶系统的调控作用及作物抗性的提高有关。     

过量表达pAPX基因提高水稻对镉胁迫的耐性

研究了编码大麦pAPX的基因HvAPXI导入水稻并过量表达后，转pAPX水稻在镉胁迫下的生长状况、生理指标及镉含量。结果发现，由于pAPX基因的过量表达，转基因植株的根系伸长量、生物量、叶绿素含量以及APX活性都明显高于野生型植株。与野生型植株相比，转基因水稻对镉胁迫具有明显的耐性。伴随对镉胁迫耐性的提高，转pAPX水稻对镉的累积量也同时提高。     

镉对油菜幼苗生长及微量元素含量的影响

通过营养液培养,重点研究了不同浓度镉（Cd）胁迫下,中双9号冬油菜（Brassica napus L.）幼苗体内生理生化及微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu）含量的变化特征,目的是进一步阐明Cd胁迫对油菜生长产生毒害的作用机理。结果发现,Cd胁迫显著抑制了油菜幼苗的生长,植株根系和地上部干重随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗叶片中光合色素含量也随着Cd浓度的升高而显著降低;油菜幼苗根系和地上部4种微量元素浓度也随着Cd浓度的升高发生了显著变化;同时,油菜幼苗体内抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性随着Cd浓度的升高表现出先显著升高后显著降低的趋势。这些结果表明,外源Cd胁迫通过降低油菜幼苗光合色素含量、抑制植株光合作用,引起幼苗体内养分代谢紊乱,诱导产生氧化胁迫等抑制了油菜幼苗的生长。研究还发现,中双9号油菜幼苗地上部Cd浓度和Cd富集量显著低于根系,中双9号应该属于低吸收Cd的冬油菜品种。     

镉胁迫下钙对镉在玉米细胞中分布及对叶绿体结构与酶活性的影响

采用溶液培养试验、亚细胞组分分级分离技术、透射电子显微镜观察及生化分析等方法研究钙对镉胁迫下玉米根、叶组织镉的亚细胞分布、叶绿体超微结构及叶片RuBP 羧化酶和PEP 羧化酶活性的影响。结果表明,与缺钙加镉处理比较,镉毒害下添加钙,玉米根、叶细胞器和细胞质Cd 组分均显著下降,相应Ca 组分则显著增加,而细胞壁Cd 、Ca 含量各处理间均十分接近;镉毒害下添加钙,维管束鞘细胞基质片层及叶肉细胞基粒和基粒片层排列较好,维管束鞘细胞嗜锇粒大为减少,叶片RuBP和PEP羧化酶活性显著增加。说明Ca 对于Cd 胁迫下玉米叶片正常结构与功能的保持具有十分重要的意义。     

根表铁氧化物和缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响

在人工光照植物培养室中采用营养液培养方法,研究了不同镉浓度条件下,水稻根表沉积的铁氧化物及缺铁根分泌物对水稻吸收镉的影响。结果表明：（１）水稻根只的铁氧化物对其生长介质的镉有富集作用,并在一定程度上能促进水稻对镉的吸收。水稻生长的铁营养状况不同,则地上部镉含量不同,地上部镉含量达到最大峰值时根表铁氧化物的数量也不同。（２）当根表铁氧化物数量一定时,随着营养液中镉浓度的增大（镉的处理浓度为０、０．０     

根际环境中镉的形态转化

用根际箱或根际根际袋试验研究了红壤,黄棕壤植稻或植麦后根际中镉的形态转化状况,并讨论了与铅复合处理对镉形态的影响。结果表明,红壤根际,非根际镉的主要形态为可交换态,黄棕壤则主要为碳酸盐结合态。水稻根际富集铁锰氧化物结合态镉,根际有机结合太镉远远大于非根际。对铅,镉复合污染的研究表明。     

Non‐protein thiols and glutathione S‐transferase alleviate Cd stress and reduce root‐to‐shoot translocation of Cd in rice

A hydroponic experiment was conducted to investigate the dynamic variations of cadmium (Cd) uptake and transport, non‐protein thiols (NPT) and glutathione (GSH) concentrations, glutathione S‐transferase (GST) activity and lipid peroxidation under Cd stress in order to clarify the role of NPT and GST in reducing Cd toxicity and translocation in rice (Oryza sativa L.). Cadmium accumulation was initially fast and then slowed down with increasing time of Cd exposure. However, the rice growth inhibition and lipid peroxidation were not intense until 5d after Cd treatment, even though Cd kept accumulating in root and shoot, suggesting that Cd may be effectively detoxified. The concentrations of NPT in root increased gradually until 5d after Cd stress, whereas those in shoot showed no significant changes. The concentration of shoot GSH was progressively enhanced upon Cd treatment, while it gradually declined in root after an initial increase. The GST activity varied similarly in root and shoot, reaching the maximum level on 3rd day, followed by a significant decrease 5 d after Cd application. Significant increases of lipid peroxidation and root‐to‐shoot translocation on 7th day indicate that the equilibrium in Cd‐thiol interaction in rice might be disturbed upon the prolonged Cd exposure. In summary, our results suggest that Cd may be retained and detoxified in rice root through chelation with thiol compounds and subsequent sequestration.     

有机酸对活化土壤中镉和小麦吸收镉的影响

向土壤中加入外源有机酸,研究有机酸对活化土壤中镉的作用和小麦吸收镉的影响。结果表明：有机酸对土壤中镉有一定的活化能力,对镉活化能力强弱顺序为ＥＤＴＡ〉缺铁小麦根分泌物〉柠檬酸〉苹果酸〉水。但ＥＤＴＡ却降低了小麦地上部镉的含量,缺铁小麦根分泌物明显增加了小麦地上部镉含量。与对照相比,柠檬酸和苹果酸对小麦地上部的镉含量有一定的促进作用,也增加了小麦地上部镉含量。     

混种少花龙葵嫁接后代对镉胁迫枇杷幼苗光合生理的影响

采用盆栽试验,将4种少花龙葵嫁接后代分别和枇杷(大五星枇杷和川早枇杷)幼苗混种于镉含量为10 mg/kg的污染土壤中,研究了混种对两种植物光合生理的影响。结果表明:混种后,枇杷幼苗相应的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度及可溶性糖含量均高于单种,叶表面蒸汽压亏缺降低;少花龙葵嫁接后代相应的SPAD值和净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度均高于单种,其可溶性糖含量较单种有所降低,混种大五星枇杷的少花龙葵嫁接后代的叶表面蒸汽压亏缺高于其单种,但混种少花龙葵嫁接后代的川早枇杷叶表面蒸汽压亏缺低于其单种。因此,少花龙葵嫁接后代混种枇杷可提高两种植物的光合作用,进而可促进两种植物的生长。     

Cd~(2+)胁迫对西瓜幼苗光合生理及活性氧代谢的影响

通过盆栽试验,研究了土壤中Cd2+对西瓜(Citrullus vulgaris)幼苗光合特性及活性氧代谢的影响。结果表明:Cd2+降低了小型西瓜叶绿素总含量,改变了叶绿素a/b的值,其叶绿素总含量与土壤中Cd2+浓度极显著(P0.01)负相关;减弱了西瓜幼苗的净光合速率(Pn),降低了胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。西瓜叶片中超氧阴离子自由基(·O2-)产生速率、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量随着土壤中Cd2+浓度的升高而增加,且H2O2和MDA含量与Cd2+浓度极显著(P0.01)正相关。在Cd2+胁迫下,过氧化氢酶(CAT)活性变化显著,其活性与H2O2含量、MDA含量极显著(P0.01)负相关。Cd2+胁迫引起叶绿素等光合相关生理因子降低,是导致西瓜幼苗净光合速率降低的直接原因;活性氧代谢失调,脂膜过氧化加重是导致其净光合速率降低的另一重要原因。     

Protective Role of Selenium on Garlic Growth under Cadmium Stress

The stimulative action and detoxifying effect of selenium on garlic growth under cadmium stress were investigated. Selenite treatment can promote mitosis of garlic root-tip cells and growth of roots and seedlings. Garlic has a strong ability to accumulate the selenium from soil, and selenium content was greatest in garlic seedlings. Addition of selenite at a concentration of 2.0 μg kg^?1 in soil could decrease cadmium content in garlic and protect the seedling growth. The selenium has been shown to have an effective protective role on garlic growth under cadmium stress.