微塑料与镉及其复合对小麦种子发芽的影响

为了解微塑料与镉单一及其复合污染对水培小麦发芽和幼苗生长的影响,选取农业土壤中普遍存在的两种微塑料[聚苯乙烯（mPS）和聚氯乙烯（mPVC）,0、100、500 mg·L^-1和1 000 mg·L^-1]、重金属镉（Cd,0、2、10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）和小麦种子为试验对象进行种子发芽试验。结果表明：单一微塑料污染下,mPS和mPVC对小麦种子发芽率的影响总体表现为低浓度促进、中高浓度抑制,其中mPVC对小麦种子的发芽指数、发芽势、平均发芽速度均有促进作用,mPS对小麦的生物量有促进作用;单一镉胁迫对小麦种子发芽率的影响基本表现为低浓度（2 mg·L^-1）促进发芽,中高浓度（10 mg·L^-1和50 mg·L^-1）抑制发芽,对小麦芽与根的影响基本表现为低促高抑的规律。微塑料和镉复合污染试验中,与对照组相比,低浓度镉（2 mg·L^-1）-微塑料复合污染抑制小麦种子发芽,其余复合污染几乎对小麦种子的发芽无影响;而低浓度的mPVC与镉复合对小麦种子发芽指数、活力指数、平均发芽速度、根芽的生长和含水率等起协同作用。研究表明,与单一污染处理相比,微塑料-镉复合污染对小麦种子发芽势、活力指数、芽长和生物量的影响基本表现为拮抗作用,即两者复合在一定程度上降低了单一污染物的毒性。     

重金属镉、铅及其复合污染对玉米种子萌发及幼苗生长的影响

通过种子发芽试验研究重金属镉(Cd)与铅(Pb)在不同浓度梯度单一和复合胁迫下对玉米种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:低浓度的Cd2+(0.5 mg/L)和Pb2+(10 mg/L)单一处理及其复合处理对玉米种子发芽率、发芽指数及对幼苗的芽长、根长、根数和根突起等具有一定的促进作用;高浓度的Cd2+、Pb2+单一及复合处理对种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,且随着处理浓度的增加其抑制作用逐渐增强。高浓度Pb2+(200 mg/L)、Cd2+(100 mg/L)对玉米根长和芽长抑制率的影响最大,芽伸长抑制率与根伸长抑制率最高分别可达到58.86%和79.81%,表明重金属胁迫对根的抑制作用比芽大。在不同胁迫处理中,对玉米种子萌发指标影响最大的是镉铅复合处理,其次是镉处理,最小的是铅处理,表明镉铅复合污染对玉米种子萌发的影响表现形式为协同作用。     

微塑料对小麦种子发芽及幼苗生长的影响

为探究微塑料对农作物种子发芽及幼苗生长的影响,选取农业生态系统中普遍存在的3种微塑料[乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)]和小麦种子为实验对象进行种子发芽实验。结果表明:在试验微塑料浓度内,三种微塑料均在低中浓度(500 mg·L~(-1))对小麦种子发芽率有抑制作用,抑制率范围为2.86%～20%,而相较于对照组,在高浓度(1000 mg·L~(-1))时对种子发芽率具有一定的促进。微塑料对小麦种子活力指数抑制作用由强到弱依次为LLDPEEVAPMMA,EVA和LLDPE在低浓度时对种子平均发芽时间促进高于高浓度,且PMMA对小麦种子生长特征无显著影响。微塑料对小麦苗长、根长和干质量均没有显著影响,仅有LLDPE在10 mg·L~(-1)时明显抑制小麦芽长。     

As Zn复合污染对小麦幼苗生长及生理生化反应的影响

采用室内培养方法研究了As、Zn复合污染对小麦籽粒发芽及幼苗生理生化反应的影响。结果表明,低浓度Zn(≤100mg·L-1)对小麦生长起促进作用,但随处理浓度增大(300～500mg·L-1)对小麦的生长有明显的抑制作用,表现为发芽势、发芽率、芽长、芽重、根长、根重均减小,叶绿素含量降低,α-淀粉酶活力降低,MDA含量增大;低浓度A(s10mg·L-1)对小麦生长起抑制作用,As浓度越大抑制作用越明显。两者复合处理,As浓度≤20mg·L-1时,As、Zn表现一定的拮抗作用,Zn的加入能够缓解As对小麦幼苗的毒害,促进小麦幼苗的生长及叶绿素含量和α-淀粉酶活力的提高,使小麦幼苗根和芽中As含量下降;当As浓度>20mg·L-1时,二者表现一定的协同作用,加剧了单一污染对小麦幼苗造成的毒害。     

硒对钒和镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗活力的影响

种子萌发是植物生长周期中最关键的阶段之一。高浓度的重金属影响植物种子的萌发和生长,而硒可以缓解重金属的毒性作用。基于此,本文采用水培试验,将硒(10μmol/L)处理和不处理的水稻种子暴露于不同浓度的钒溶液(0、300、600、1 200μmol/L)和镉溶液(0、100、250、500μmol/L)中,测定不同时间水稻种子萌发、幼苗生长等不同参数。结果表明,钒和镉胁迫降低了发芽率、芽和根长、芽长活力指数、电解质渗漏量、芽重活力指数、发芽指数、出芽率和日平均萌芽率,延长了50%种子发芽所需的时间,且钒、镉浓度越高,抑制效果越明显。试验还表明,稻种进行硒处理,能明显降低钒和镉对种子萌发和生长的影响。     

镉-苯并（a）芘单一及复合污染对小麦种子萌发的影响

通过高等植物生态毒理试验,以根长、芽长和发芽率为主要测定指标,研究了镉-苯并(a)芘单一/复合污染对小麦种子萌发的影响,以考察两者复合污染的生态效应并筛选敏感毒性诊断指标。结果表明,镉与苯并(a)芘单一/复合污染条件下,小麦根伸长、芽长和发芽率均受到不同程度的影响。其中,镉单一污染条件下小麦的根长和芽长显著高于对照,表现为刺激生长效应;苯并(a)芘单一污染胁迫显著抑制了小麦根长和芽长的伸长;两者复合污染促进了小麦的生长。单一污染条件下,苯并(a)芘对小麦种子早期生长的毒害效应大于镉。两种污染物在供试浓度范围内相互作用的联合毒性效应为拮抗特征。3个指标中,小麦发芽率的指示效应最不明显。     

铝与镉的交互作用对水稻种子萌发及幼苗生长的影响

以水稻(先农3号)为供试材料,研究铝与镉的交互作用对水稻种子萌发及幼苗生长的影响.结果表明,铝和镉对水稻发芽及生长均有显著影响,低浓度的铝能促进芽的生长,高浓度的镉完全抑制根的生长.此外,铝和镉还表现出显著的交互作用(P<0.01),铝能在一定程度上缓解镉对水稻萌发、根和芽生长的毒性,特别是低浓度条件下这种缓解作用更明显,而镉只能在一定程度上降低铝对水稻萌发和芽生长的影响.在高浓度下,两者还表现出对水稻发芽率、根生长的联合毒性.     

铜镉复合胁迫对5种观赏草种子萌发特性的影响

本试验以5种狼尾草属观赏草为材料,探究了铜镉复合胁迫对供试材料种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,随着胁迫浓度的增加,5种狼尾草属观赏草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗长、根长和幼苗鲜重均呈逐渐下降的趋势。低浓度Cu(≤100 mg·L~(-1))、Cd(≤10 mg·L~(-1))胁迫对5种供试材料的发芽势、发芽率、发芽指数、幼苗苗长和鲜重抑制作用相对较小,但幼苗根长开始受到明显抑制;高浓度Cu(400 mg·L~(-1))、Cd(100 mg·L~(-1))对各项指标抑制作用达到最大,幼苗甚至出现"无根苗"现象。采用隶属函数法对供试观赏草材料耐铜镉性进行评价,耐性强弱依次为金红羽狼尾草>小兔子狼尾草>紫叶狼尾草>东方狼尾草>紫穗狼尾草。综合分析认为金红羽狼尾草在不同浓度铜镉复合胁迫下耐受性表现较好,可进一步进行盆栽和大田试验,为耐铜镉超富集植物的种质资源筛选提供参考。     

5-氟尿嘧啶与镉单一及复合污染对三种作物种子萌发的影响

采用急性毒性试验方法,研究了典型抗癌药5-氟尿嘧啶和重金属Cd单一及复合污染对小麦、白菜和水稻种子发芽、根伸长及芽伸长的影响。结果表明:单一5-氟尿嘧啶或Cd的浓度与3种作物根伸长和芽伸长抑制率显著相关(P0.05);相对于芽伸长抑制率,根伸长抑制率是更敏感指标;5-氟尿嘧啶对小麦、白菜和水稻种子的根伸长半数抑制浓度(IC50)分别为212.80、102.53、13.30 mg·L-1,Cd对3种作物种子根伸长IC50分别为118.27、23.32、22.21 mg·L-1,3种作物对于两种污染物胁迫的敏感性依次为水稻白菜小麦。通过联合毒性试验发现,5-氟尿嘧啶和Cd不同比例浓度复合处理下根伸长的复合抑制率小于各组分单独作用的相加抑制率,对3种作物种子的复合毒性表现为拮抗作用。     

铜与阿特拉津对种子发芽的剂量效应关系初探

农业环境中,重金属和农药是比较普遍的复合污染类型。本文以水培实验研究了常见的重金属污染元素铜和具有代表性的三嗪类除草剂阿特拉津单一存在和共存时对小白菜种子的剂量——效应关系。结果表明:低浓度的Cu~(2+)(0.2mg·L~(-1))能促进小白菜种子发芽;阿特拉津和高浓度的Cu~(2+)(≥0.5mg·L~(-1))皆对小白菜种子发芽时的根伸长起抑制作用;Cu~(2+)对阿特拉津的毒害有一定的拮抗作用。     

伯克氏菌对水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响

在无菌条件下研究了伯克氏菌对镉胁迫下水稻种子萌发及初生幼苗耐镉性的影响。结果表明:伯克氏菌D54能在含500mg·L^-1Cd的培养基中正常生长,显示出极强的耐镉能力。在50 mg·L^-1的镉胁迫下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的萌发率,但在其他镉处理下,接种伯克氏菌对种子萌发无显著影响。接种伯克氏菌对水稻种子的发芽指数没有影响,但在10 mg·L^-1Cd处理下,接种伯克氏菌能显著提高水稻种子的活力指数和初生幼苗的根长、根表面积、根尖总数和耐性系数。接种伯克氏菌对初生幼苗的芽鲜重无影响,但能显著提高根鲜重。在50 mg·L^-1和100 mg·Lz^-1的高浓度镉处理下,接种伯克氏菌对根系生长没有影响。     

屎肠球菌胞外多糖对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

为研究屎肠球菌胞外多糖对Cd胁迫条件下水稻种子萌发及幼苗生长的影响,采用水培试验法,在含有Cd(20、40 mg·L~(-1))的培养液中添加不同浓度胞外多糖(500、1 000 mg·L~(-1)),考察水稻种子萌发及幼苗生长相关代谢指标的变化。试验结果表明,Cd胁迫明显抑制了水稻种子的萌发效率与幼苗各器官的发育情况,而添加不同浓度的屎肠球菌胞外多糖可以显著促进Cd胁迫下水稻种子的发芽势、发芽率和根部发育,但水稻萌发后的芽长受到显著抑制,而这种抑制作用在水稻幼苗生长阶段并未观察到。在Cd胁迫条件下,胞外多糖处理后的水稻幼苗内类黄酮与花色素苷的含量提高了18.6%～208.7%,超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活力显著上升,丙二醛含量显著下降。傅里叶变换红外光谱显示胞外多糖提高了Cd胁迫下水稻叶片中碳水化合物、蛋白质、脂类和羧酸盐的含量,并可能通过加强渗透作用来降低Cd对水稻的毒害作用。研究结果表明,屎肠球菌胞外多糖可以显著缓解Cd胁迫对水稻种子萌发与幼苗生长的毒害作用。     

酸、Cd胁迫对宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构的影响

为研究宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)对酸和Cd胁迫可能存在的特殊响应策略,以宽叶雀稗种子为试验材料,采用培养皿滤纸法,设置不同酸(pH为5.5、4.5、3.5)和Cd(5、10、20 mg·L-1)胁迫浓度,测定不同胁迫条件下宽叶雀稗种子萌发、幼苗生长及亚细胞结构等指标。结果表明:酸胁迫对宽叶雀稗种子发芽率具有促进作用,其中pH 4.5具有显著促进作用;pH 3.5处理对宽叶雀稗种子的发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长和生物量等指标具有抑制作用,其他酸胁迫处理则与对照(纯水处理)无显著差异(P0.05);Cd胁迫条件下宽叶雀稗的发芽率、发芽势和发芽指数均与对照无显著差异(P0.05),活力指数、芽长、根长和生物量均随Cd胁迫浓度的增加呈显著降低趋势(P0.05);pH 3.5和10 mg·L-1Cd胁迫均会对根尖质膜和芽的亚细胞结构造成严重损伤,出现淀粉粒肿胀、断裂,细胞器解体和细胞空泡化等现象。研究表明,宽叶雀稗种子对酸和Cd胁迫有一定的耐性,轻度胁迫会促进种子萌发和幼苗生长。     

Delftia sp.B9对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗镉积累的影响

为探讨耐镉细菌Delftia sp. B9对镉(Cd)胁迫下水稻种子萌发及幼苗吸收积累Cd的影响,以两种水稻(华润2号、深两优5814)为材料,研究水稻在3种Cd胁迫浓度(0、0.01、0.1 mg·L~(-1))下添加Delftia sp. B9菌液对水稻幼苗生长和积累Cd的影响。结果表明:Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,Delftia sp. B9产吲哚乙酸(IAA)能力与对照相比显著减少2.87 mg·L~(-1),产铁载体相对含量下降17.34%。Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,添加Delftia sp. B9菌液对水稻种子萌发和耐性系数有显著的促进作用。Cd胁迫下添加Delftia sp. B9菌液的处理(T3)与对照(T1)相比能显著增加两种水稻幼苗的根长、株高、叶绿素a和叶绿素b含量。添加Delftia sp.B9显著降低两种水稻幼苗根、茎、叶中Cd含量,使华润2号根、茎、叶中Cd含量分别降低63.81%、67.59%、70.84%,使深两优5814根、茎、叶中Cd含量分别降低75.95%、74.84%、80.81%。研究表明,耐镉细菌Delftia sp. B9可促进Cd胁迫下水稻种子萌发,增加水稻幼苗叶绿素含量和株高,并降低根、茎、叶中Cd含量。     

生菜对镉胁迫的生理响应及体内镉的累积分布

为了揭示生菜对镉毒害的响应,采用种子发芽和营养液基质栽培试验,从种子萌发、生理特性及镉的累积、分布等方面研究镉胁迫对生菜的影响。结果表明,镉胁迫显著降低种子发芽势,1 mg·L~(-1)镉胁迫显著提高发芽率,而其他浓度显著降低发芽率。基质栽培试验中,50、100 mg·L~(-1)镉对生菜生物量有显著促进作用,不同浓度镉对根冠比无显著影响;低浓度(5 mg·L~(-1))镉显著促进叶绿素总量和叶绿色a含量;高浓度镉(10~200 mg·L~(-1))胁迫显著降低叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b含量。镉浓度为5 mg·L~(-1)时,丙二醛(MDA)含量显著增加,随着镉浓度进一步提高,除20 mg·L~(-1)时MDA出现显著下降外,其他处理与对照无显著差异;随着镉浓度增加,超氧化物歧化酶(SOD)活性显著降低,过氧化氢酶(CAT)活性先升高后下降,过氧化物酶(POD)活性逐渐升高。生菜地下部分和地上部分镉含量均随镉浓度的升高而显著增加;且在同一镉浓度下,地下部分镉含量显著高于地上部分;随镉浓度的升高,地上部分的生物富集系数逐渐下降,而地下部分呈现先升高后下降的趋势,转运系数则显著下降。随着添加镉浓度的增加,地下部分亚细胞中各部分镉含量呈现指数累积趋势,而地上部分亚细胞中镉含量呈直线累积趋势;同一镉浓度下,地上部分亚细胞中的镉含量远低于地下部分;地下部分镉在亚细胞中的分布特征为细胞壁可溶组分细胞器,地上部分为细胞壁、可溶组分细胞器。因此,地下部分(根系)的滞留作用和细胞壁的固持是生菜应对镉胁迫的重要机制。     

菌糠多糖对铜离子胁迫下水稻种子萌发的影响

为探究茶树菇菌糠多糖浸种对铜离子胁迫下水稻生长发育的影响,通过水培试验法研究不同浓度(1、10、100、1000、2000mg·L~(-1))茶树菇菌糠多糖对铜离子胁迫下水稻种子萌发及相关生理代谢指标的影响。结果表明:随着培养液中铜离子浓度的升高,水稻种子受到的毒害作用增强,发芽势和发芽率受到抑制,水稻幼芽根长变短,细胞质膜受损,相对电导率和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量上升,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)等抗氧化酶活性下降。添加不同浓度的茶树菇菌糠多糖可以在一定程度上缓解水稻种子受铜离子的毒害作用,提高水稻种子的发芽势和发芽率,这一效应在水稻幼芽根部体现得尤为明显。同时,多糖添加可以修复细胞质膜的损伤,降低可溶性糖、可溶性蛋白和MDA的含量,提高抗氧化酶活性。研究表明,茶树菇菌糠多糖可以有效缓解铜离子胁迫下水稻种子萌发的不利影响,综合考虑,当茶树菇菌糠多糖浓度为1000 mg·L~(-1)时,效果最佳。     

磺胺二甲基嘧啶与环丙沙星对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

为研究抗生素胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响,选取磺胺二甲基嘧啶（Sulfadimidine,SM2）和环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）两种典型抗生素为研究对象,采用水培方法,通过测定不同浓度的两种抗生素对小麦种子芽和根的生长抑制率、幼苗生物量、根系形态和根系活力指标,分析比较了两种抗生素对小麦种子和幼苗的生态毒性差异。结果表明： 0.1~2.0 mg·L^-1的SM2和0.1~1.0 mg·L^-1的CIP能够促进小麦种子根和芽的生长,当SM2浓度达到10.0 mg·L^-1、CIP浓度达到5.0 mg·L^-1时,两种抗生素开始对小麦种子根长产生抑制作用,并且随着浓度的增大抑制作用显著增强;两种抗生素对作物种子根长的抑制效应强于芽长; 0.1 mg·L^-1的SM2促进小麦幼苗生长以及干物质积累,但随着SM2浓度增大,小麦幼苗生长受到抑制,根系生物量以及根系性状（总根长、平均直径）显著降低; CIP对小麦幼苗生长、干物质积累和根系性状均具有抑制作用,并且随着CIP浓度的增大抑制作用增强; SM2和CIP均抑制小麦根系活力,随着抗生素浓度的升高小麦根系氧化还原力降低,根系活力逐渐减弱。研究表明,SM2和CIP会在小麦根系不断积累,影响小麦正常生长,CIP对小麦幼苗生态毒性相对更强,0.1 mg·L^-1CIP即会抑制小麦幼苗生长。     

卤代阻燃剂和镉对旱稻种子萌发和生长的影响

为探讨卤代阻燃剂四溴双酚A(TBBPA)和得克隆(DP)与重金属镉污染土壤对旱稻种子萌发及生长的影响,选用原旱稻3号种子为模式材料,采用土壤染毒法进行种子萌发试验。结果表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,且存在明显的剂量-效应关系,DP、TBBPA和镉对根伸长的EC_(50)分别为250.40、124.75 mg·kg~(-1)和133.41 mg·kg~(-1),对芽伸长的EC_(50)分别为645 265.53、244.52 mg·kg~(-1)和81.80 mg·kg~(-1)。卤代阻燃剂和镉增强了本品种种子根系的活力;TBBPA、DP、镉和三者复合污染处理脯氨酸分别比对照增加了51.03%、4.91%、42.52%和86.35%;TBBPA和DP具有促进植物可溶性蛋白质生成的作用,比对照分别增加了36.55%和5.86%,镉和复合污染均抑制了水稻幼苗可溶性蛋白质的生成,抑制率分别为28.86%和15.09%;镉具有抑制水稻体内可溶性糖生成的作用,抑制率为8.41%,而阻燃剂和复合污染具有促进水稻体内可溶性糖生成的作用。原旱稻3号幼苗对镉具有一定的积累作用,而两种阻燃剂在幼苗中残留量较低。研究表明DP、TBBPA和镉对原旱稻3号种子萌发和幼苗生长均具有一定的抑制作用,而幼苗通过调节细胞中脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质等物质的含量来提高对胁迫的耐受性。