砷污染后接种丛枝菌根真菌对番茄全生育期磷砷吸收的影响

为进一步了解丛枝菌根真菌接种植物吸收磷和砷的相互关系,进而为利用生物手段有效降低砷对植物的污染提供理论依据,采用双因素随机区组设计研究砷污染条件下盆栽番茄接种丛枝菌根真菌后,其全生育期对磷和砷的吸收规律。结果表明:番茄植株地上部的磷砷比显著高于其根部的磷砷比;接种菌根真菌Glomus mosseae的番茄单株总磷砷比高于非菌根番茄单株,即,番茄接种菌根真菌在遭受砷胁迫时可在一定程度上表现出积极的防御和屏障作用。非菌根番茄和接种番茄植株各自含砷量和含磷量随生育期变化而变化的趋势不完全一致。     

不同作物对砷吸收累积特性分析

【目的】探究玉米、白菜和番茄对砷吸收累积特性的差异,为蔬菜安全评价、育种和环境治理提供理论依据。【方法】以玉米、白菜、番茄为试验材料,开展水培试验,研究3种植物在不同砷浓度（0、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5mg／L）处理下株高、根长、生物量、转移系数、根冠比等各项指标的变化情况。【结果】不同浓度砷处理下玉米、白菜、番茄的株高均表现出先增高后降低的趋势;对生物量的影响为番茄〉白菜〉玉米;随砷处理浓度的增加,玉米的转移系数呈上升趋势,白菜和番茄呈先增加后降低的趋势。砷浓度〈1．5mg／L时,玉米、白菜、番茄的根冠比随砷处理浓度的升高而降低;砷浓度〉1．5mg／L时,乇米、白菜、番茄的根冠比随砷处理浓度的升高而升高。【结论】砷对植物株高、根长、地上部和地下生物量存在不同程度的抑制,可以通过株高、根长、生物量、转移系数、根冠比等效应指标来判断植物对砷胁迫的敏感程度,鲜重可作为砷敏感指标。     

接种丛枝菌根真菌和施用磷石膏对烤烟生长及砷累积的影响

为了探讨丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对烤烟生长及磷石膏农用安全的影响,通过盆栽模拟试验研究了磷石膏(Phosphogypsum,PG)不同添加量[0、40 mg·g-1(PG0、PG40)]和接种两种AMF[Glomus mosseae(GM)、G.aggregatum(GA)]对烤烟(KRK26)苗期生长及其磷(P)、硫(S)、砷(As)吸收的影响。试验结果表明:无论是否接种AMF,磷石膏的添加均显著增加了KRK26地上部生物量及其植株S含量、吸收量及吸收效率;除不接种处理(NM)的烤烟根系外,PG40处理显著增加了KRK26植株P含量、吸收量及吸收效率,并显著降低了NM处理的地上部As含量及吸收量,进而增加了磷砷吸收比。相同PG添加水平下,与不接种相比,接种GM和GA均显著增加了KRK26植株的生物量。除PG0处理的烤烟根系外,接种GM显著增加了KRK26植株P、S含量与吸收量及吸收效率,以及植株As含量及吸收量,并显著增加了PG40处理的植株磷砷吸收比;接种GA也显著增加了KRK26植株P、S含量及吸收量,并显著降低了PG0处理地上部As含量及吸收量。所有复合处理,以添加磷石膏40 mg·g-1和接种GA处理对KRK26的生长促进效果较好,对磷石膏施用造成的As污染有一定抵御作用。     

砷胁迫对三七生长及生物量的影响

通过田间试验,研究了不同砷浓度对三七生长株型、叶型特征指标和生物量的影响。结果表明:低浓度砷处理(≤80mg/kg)对三七株型特征指标无明显影响,随着砷浓度的增加,高浓度砷处理(≥140mg/kg)明显减少了三七的株高、茎基直径的增长,根冠比逐渐减小。在营养生长期和开花期,砷与三七的株高、根冠比、茎基直径具有显著负相关;砷≤80mg/kg三七叶片数、叶中长、叶中宽、叶面积指数均无明显变化;砷≥140mg/kg处理各叶型指标减小。在营养生长期和开花期,砷与三七叶片数、叶中长、叶中宽和叶面积指数均呈极显著负相关;三七相对生长速率在砷≥140mg/kg时逐渐降低,并与之呈极显著负相关;三七花、茎叶、根系的生物量及总生物量在砷≤80mg/kg无显著影响,砷≥140mg/kg生物量减小,与三七总生物量均呈极显著负相关;三七对砷的最大忍耐浓度为140mg/kg,土壤砷含量过高对三七生长具有毒害作用,砷对根系的毒害作用大于地上部分。     

喀斯特土壤接种AM菌剂对光皮树幼苗形态特征和生物量分配的影响

探讨丛枝菌根真菌(AMF)对石灰土基质中光皮树Cornus wilsoniana生长发育和生物量积累的影响,并为光皮树菌根化育苗技术提供参考.对大田栽培和盆栽幼苗接种AMF菌剂,幼苗生长1年后测定其生物量及形态特征指标.结果表明:无论大田栽培(CF)还是盆栽(CP),接种AM菌剂都显著提高了光皮树幼苗的株高和基径;大田栽培接种AM菌剂的植株根、茎、叶生物量和总生物量都显著高于未接种的植株;盆栽接种与未接种植株之间根生物量和总生物量有显著差异,茎、叶生物量无显著性差异;无论是大田还是盆栽,接种植株根冠比都小于未接种植株,但差异不显著.大田栽培植株的根、茎、叶和总生物量都大于盆栽接种植株,但是根冠比显著小于盆栽植株的根冠比.     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊生长及Cd吸收影响

采用盆栽试验研究了不同土壤施Cd水平(0.20,50mg·kg-1)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊生长、根系侵染率及Cd吸收的影响.结果表明:接种丛枝菌根真菌可以显著提高万寿菊的根系侵染率与植株生物量,尤其在50mg·kg-1施Cd水平下,对照处理根系侵染率与植株生物量受到明显抑制时,接种丛枝菌根真菌较对照分别提高了35.4%和228.2%;除对照处理在50mg·kg-1施Cd水平下因植株生长受到抑制而显著降低了Cd吸收量外,土壤施Cd几乎增加了所有处理植株Cd浓度和吸Cd量.同一施Cd水平下(Cd20mg·kg-1、Cd50mg·kg-1),接种处理植株Cd浓度显著低于对照处理,而Cd吸收量则显著高于相应对照.土壤Cd情况下,万寿菊增加了Cd向地上部分的运转.     

丛枝菌根真菌对Cu、Pb处理下旱稻氧化胁迫的影响(英文)

[目的]研究丛枝菌根真菌对Cu、Pb处理下旱稻氧化胁迫的影响。[方法]采用盆栽实验的方法,以旱稻为研究材料,研究了丛枝菌根真菌对不同土壤Cu浓度(0、100、200 mg/kg)、Pb浓度(0、300、600 mg/kg)处理下旱稻地上部分生理抗性影响。[结果]与未接种处理相比,接种处理抑制100 mg/kg Cu、300 mg/kg Pb处理下POD、CAT以及SOD活性,但是显著提高可溶性蛋白含量。200 mg/kg Cu处理下,接种处理抑制SOD活性却提高POD、CAT活性和可溶性蛋白含量。600 mg/kg Pb处理接种处理下SOD、POD活性与未接种处理无显著区别,但是显著抑制CAT活性以及降低可溶性蛋白含量。以上结果说明,在不同的Cu、Pb浓度处理下,丛枝菌根真菌对旱稻体内的酶活性以及可溶性蛋白影响不同,因而对于重金属引起的旱稻地上部分氧化胁迫的影响程度不同。[结论]该研究可为土壤重金属污染的生物修复提供理论参考。     

不同施磷水平下AM真菌对水稻/绿豆间作中植株生长及氮磷利用的影响

采用旱作水稻/绿豆间作的种植方式,研究不同施磷水平下,接种丛枝菌根(AM)真菌苏格兰球囊霉(Glomus coledonium),对水稻和绿豆的幼苗生长及氮磷素的转移和利用的影响.结果表明,10 mg/kg(以P计,下同)施磷处理[Ca(H2PO4)2·H2O]的水稻和绿豆的菌根形成率最高.不同磷水平处理下,接种丛枝菌根真菌(AMF)显著提高了水稻和绿豆叶片的叶绿素含量,随着施磷量的增加,水稻和绿豆叶片叶绿素、植株磷含量和吸收量增加;在不同施磷水平下,接种AMF显著增加植株吸磷量,绿豆增加量高于水稻,绿豆的增加量在10 mg/kg时达98.34％.旱作水稻/绿豆间作系统中,水稻和绿豆的根系活力和可溶性糖含量随施磷水平的提高而增大,接种AMF条件下,显著提高了水稻和绿豆的根系活力和可溶性糖含量.在水稻/绿豆间作系统中,土壤有效磷量含量显著影响丛枝菌根的形成和发育.在10 mg/kg施磷水平下,丛枝菌根对水稻/绿豆生长的促进效果最佳,显著促进了水稻和绿豆的生长,并显著提高了水稻和绿豆叶片的叶绿素含量、根系活力和可溶性糖含量.     

玉米叶片蛋白对AM菌根接种和（或）砷胁迫的应答

【目的】研究接种菌根与砷胁迫条件下玉米叶片组织相关蛋白质的变化。【方法】以玉米植株叶片为材料,采用双向凝胶电泳技术（2-DE）研究玉米叶片蛋白表达谱对丛枝菌根（AM菌根）接种和（或）砷胁迫的应答。【结果】经软件分析并搜索NCBInr数据库,结果显示,砷胁迫植株叶片中有7个蛋白点被成功鉴定,其中有3个未知蛋白,其余4个分别为2-phosphoglycerate kinase、oxidoreductase、MAP3K delta-1 protein kinase和Os06g0262800。接种且加砷处理植株叶片中有11个蛋白点被成功鉴定,有4个未知蛋白,其余蛋白分别为oxygen-evolving enhancer protein 3-1、putative M protein、SNF1-related protein kinase 2.2、ATP synthase CF1 beta subunit、ATP synthase CF1 alpha subunit、pathogenesis-related protein 10、 MAP kinase kinase和MEI1 protein。【结论】菌根接种促进加砷处理玉米植株生长,并显著降低玉米植株地下部砷浓度。玉米植株叶片蛋白表达量及种类的变化,表明砷胁迫条件下菌根接种有可能激发与植物生长、养分吸收以及抗性有关的蛋白产生应答,有助于提高玉米对砷毒的抗性。     

外源砷形态和添加量对作物生长及吸收的影响研究

采用盆栽模拟试验,研究了不同形态外源砷对小油菜生长及吸收砷的影响.结果表明,添加低量砷有利于提高小油菜的出苗率,而高量砷则导致出苗率显著下降.其中,当砷添加量为90 mg·kg-1时,二甲基砷(DMA)和As(Ⅴ)处理下小油菜的出苗率比对照分别降低了20.7%和19.5%.随着砷添加量的增加,添加DMA处理小油菜的生物量不断下降,而添加As(Ⅴ)处理在添加量小于15mg·kg-1时对小油菜具有一定的增产效果,超过15 mg·kg-1时则随着添加量的增加而下降.无论是添加DMA还是As(Ⅴ),小油菜植株中的砷含量均有随添加量增加而升高的趋势.与此同时.随着外源砷添加量的增加,土壤中有效态砷的含量亦呈显著增加的趋势(P<0.01),其中,添加DMA时的增加趋势更为明显,且其生物有效性和植物毒性均大于As(Ⅴ).     

The ecology of arsenic

Arsenic is a metalloid whose name conjures up images of murder. Nonetheless, certain prokaryotes use arsenic oxyanions for energy generation, either by oxidizing arsenite or by respiring arsenate. These microbes are phylogenetically diverse and occur in a wide range of habitats. Arsenic cycling may take place in the absence of oxygen and can contribute to organic matter oxidation. In aquifers, these microbial reactions may mobilize arsenic from the solid to the aqueous phase, resulting in contaminated drinking water. Here we review what is known about arsenic-metabolizing bacteria and their potential impact on speciation and mobilization of arsenic in nature.     

Reduction of arsenic bioavailability by amending seven inorganic materials in arsenic contaminated soil

Seven inorganic amendment materials were added into arsenic(As) contaminated soil at a rate of 0.5%(w/w); the materials used were sepiolite, red mud, iron grit, phosphogypsum, ferrihydrite, iron phosphate, and layered double oxides(LDO). Plant growth trials using rape(edible rape, Brassia campestris L.) as a bio-indicator are commonly used to assess As bioavailability in soils. In this study, B. campestris was grown in a contaminated soil for 50 days. All of the inorganic amendments significantly inhibited the uptake of As by B. campestris. Following soil treatment with the seven aforementioned inorganic ammendments, the As concentrations in the edible parts of B. campestris were reduced by 28.6, 10.5, 8.7, 31.0, 47.4, 25.3, and 28.8%, respectively, as compared with the plants grown in control soil. The most effective amendment was ferrihydrite, which reduced As concentration in B. campestris from 1.84 to 0.97 mg kg–1, compared to control. Furthermore, ferrihydrite-treated soils had a remarkable decrease in both non-specifically sorbed As and available-As by 67 and 20%, respectively, comparing to control. Phosphogypsum was the most cost-effective amendment and it showed excellent performance in reducing the water soluble As in soils by 31% and inhibiting As uptake in B. campestris by 21% comparing to control. Additionally, obvious differences in As transfer rates were observed in the various amendments. The seven amendment materials used in this study all showed potential reduction of As bioavailability and influence on plant growth and other biological processes still need to be further explored in the long term.     

不同砷污染程度下香蒲生长与砷富集特征

为探究典型湿地挺水植物香蒲(Typha angustifolia L.)在砷(As)污染下的生长状况,以及香蒲中As的累积与迁移特征,设置As₀、As₅₀、As₁₅₀、As₆₀₀ 4个梯度As污染生境,对应底泥中As含量分别为0、50、150、600 mg·kg^-1,探析As胁迫下生命周期内(生长期、成熟期、萎黄期)香蒲的生长发育、As累积特征及其对土壤中As的提取效果。结果表明:在4种程度As胁迫下香蒲均能完成生命周期,结出种子柱头。生长期,As₅₀处理香蒲根系耐性指数最高,达到132.38%;As₁₅₀处理香蒲生物量为19.12 g,较As₀处理高出34.08%;As₆₀₀处理生物量积累为12.35 g,较As₀处理减少13.39%,此时香蒲根系耐性指数最小,为65.23%。成熟期,As₅₀处理香蒲生物量累积最大,达到72.23 g,较As₀处理高出28.70%,此时香蒲根系耐性指数最高,为149.25%;As₆₀₀处理生物量积累最低,香蒲根系耐性指数最小。萎黄期,As₅₀处理香蒲生物量累积最高,达到79.23 g,较As₀处理高出23.94%,此时香蒲根系耐性指数最高,达到119.28%;As₆₀₀处理下生物量积累最低,较As₀处理下降13.47%。在香蒲生长的3个阶段,底泥As含量为0 ~50 mg·kg^-1时香蒲叶片谷胱甘肽活性最高;As₅₀和As₁₅₀处理的PSⅡ光合反应系统最大光合潜力(F_v/F_m)均高于As₀处理,而As₆₀₀处理下香蒲F_v/F_m最低,此时叶片超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量最高;香蒲地下部对As的生物富集系数大于地上部,植株间转运系数为0.09~1.10,香蒲对底泥中As的固定率大于去除率,提取量和单位面积迁移量与底泥中As含量呈极显著正相关。说明香蒲可以耐高浓度As胁迫并正常生长,对As污染湿地底泥有良好的修复效果,可以将香蒲作为As污染湿地植物建群种,香蒲生长达到萎黄期之前增加对香蒲的收获和更换次数可以获得更好的修复效果。     

Induction of gene amplification by arsenic

Arsenic is a well-established carcinogen in humans, but there is little evidence for its carcinogenicity in animals and it is inactive as an initiator or tumor promoter in two-stage models of carcinogenicity in mice. Two arsenic salts (sodium arsenite and sodium arsenate) induced a high frequency of methotrexate-resistant 3T6 cells, which were shown to have amplified copies of the dihydrofolate reductase gene. The ability of arsenic to induce gene amplification may relate to its carcinogenic effects in humans since amplification of oncogenes is observed in many human tumors. The inability of arsenic to induce gene mutations may relate to the negative results of arsenic in long-term animal studies and suggests that these experiments may not detect some environmental agents that act late in the carcinogenic process in humans.     

砷污染土壤不同比例客土对大豆生长和吸收砷的影响

为探究砷污染土壤的客土修复效果,利用在农业部岳阳实验站的微区试验,研究不同客土比例与方式对砷污染土壤的修复效果及其对大豆生长、吸收砷等的影响。结果表明:污染土壤与客土不同比例混合后能使土壤的砷含量不同程度降低,且其含量降幅与客土比例正相关,相应地,大豆对砷的吸收和累积量随客土比例的增加而减少。与对照(即污染土壤)相比较,污染土壤和清洁土壤比例为60∶40时,大豆地上部总生物量(含茎、叶、荚和籽粒)达到最大值,且根、茎、叶、荚和籽粒的砷含量分别比对照降低30.1%、45.3%、39.8%、66.9%和82.8%;其他不同客土比例处理下,大豆各部位的砷含量均与客土比例存在显著的正相关关系。研究表明,合适比例的客土可以降低土壤和大豆砷含量,并促进大豆生长。     

条斑紫菜中无机砷含量及海区环境痕量砷的分析

通过分析我国条斑紫菜主产区紫菜产品中无机砷、栽培海区海水、沉积物中总砷含量在整个生产周期中的变化情况,初步探讨栽培海区环境中砷含量与条斑紫菜中砷含量的关系。于2012-2013年紫菜栽培季节,按实际生产的采收批次,分别采收条斑紫菜原藻、加工品,对样品中的无机砷含量进行测定与分析,并对栽培海区的海水及表层沉积物中总砷进行定量检测与分析。结果显示,江苏省条斑紫菜原藻样品中无机砷含量为0.22~0.70mg/kg,加工品中无机砷含量为0.12~0.32 mg/kg,原藻及加工品中的无机砷含量随生产阶段的推后呈下降趋势,完全符合国家食品安全限量标准;栽培海区海水总砷含量为0.000 83~0.004 91mg/L,在整个生产周期都低于国家养殖用水水质标准对砷的限量要求,栽培海区海水中的总砷与当地紫菜产品中的无机砷之间总体呈正相关关系;表层沉积物中总砷含量范围为15.435~58.900μg/g,与条斑紫菜中无机砷含量没有明显的相关性。     

不同改良剂和水分管理对水稻吸收积累砷的影响

为筛选出有效治理As污染农田土壤的修复模式,采用盆栽试验的方法,比较了不同混合改良剂和水分管理对As污染土壤中水稻吸收积累As的影响。结果表明,土壤以及水稻籽粒、茎叶和根系中的As含量在不淹水条件下较低,在淹水条件下较高,在孕穗期至灌浆期淹水条件下处于前两者之间。不同水分管理方式下,添加Si+Mo使籽粒As含量降低4.8%～19.9%,茎叶As含量降低16.9%～56.3%;添加Fe+Ca使籽粒As含量降低26.6%～50.6%,茎叶As含量降低40.3%～81.2%。添加改良剂还能降低水稻根系向茎叶和籽粒转运As的能力。综合而言,不淹水+Fe+Ca处理降低水稻As含量的效果最明显。     

洛克沙生对肉鸭生产性能和砷残留及组织病变的影响

在饲粮中添加不同水平 (0 ,2 5 ,5 0 ,75mg·kg-1)的有机砷制剂洛克沙生 ,研究其对肉鸭生产性能、组织内残留及组织病变的影响。结果表明 :肉鸭生产性能随洛克沙生的添加量增加而下降 ,各试验组的肉鸭增重均显著低于对照组(P <0 0 5 ) ,尤以 75mg·kg-1组为最低 ;饲料转化率亦最差 ,而 5 0mg·kg-1组饲料转化率最高。试鸭患腿病数及组织中砷残留量均随洛克沙生添加量增加而明显提高 ,添加 5 0和 75mg·kg-1时 ,患腿病鸭分别达 8 1%和 2 5 6 % ;肝脏中砷含量分别达 2 72和 2 2 3mg·kg-1;75mg·kg-1组肌肉中砷残留量达 0 5 2mg·kg-1,均超过了FDA规定的允许残留量。血液及爪中的砷残留量受添加量影响较小。公鸭组织砷残留量高于母鸭。停药 5d后 ,各试验组鸭组织和血液中砷残留量均显著下降。组织病理学检查表明 ,随洛克沙生添加量增加 ,肝、脾脏病变程度加重。     

外源磷输入对香蒲生长及砷积累的影响

[目的]探究不同水平外源磷(P)输入对挺水植物香蒲在不同梯度砷(As)污染底泥中的生长指标及其对砷累积与迁移的影响,为砷污染湿地生态恢复区的建设和日常管理提供科学参考.[方法]通过试验模拟0 mg/L(PCK)、0.2 mg/L(P0.2)、2 mg/L(P2)和20 mg/L(P20)4种不同水平的外源磷输入0 mg/kg(As0)、150 mg/kg(As150)和600 mg/kg(As600)3种不同程度砷胁迫生境,分析香蒲的生长指标和其对砷的积累特征.[结果]底泥砷处理为As0时,P0.2处理下香蒲有最大生物量积累(95.57 g/株),根部耐性指数(TI)和香蒲单位面积砷迁移总量(W)最高,分别为110.18%和2.68 g/ha;P20处理下香蒲PSⅡ光合系统最大光合潜力(Fv/Fm)、PSⅡ光合系统电子转运效率(ETo/RC)和植株间转运系数(TF)最大,分别为0.81、1.16和0.50,此时香蒲对底泥中砷去除率(Rc)、固定率(Rs)及提取量(EX)最高,分别为32.96%、33.12%和717.06μg.底泥砷处理为As150时,P0.2处理下生长于污染底泥中的香蒲生物量积累、TI和TF均最高,分别为100.20 g/株、120.16%和0.08,此时Rc、Rs和EX也最高,分别为32.45%、35.35%和1921.98μg;P2处理下Fv/Fm、ETo/RC和W最大,分别为0.84、1.25和8.29 g/ha.底泥砷处理为As600时,P0.2处理下香蒲Fv/Fm、Rc和Rs最大,分别为0.80、56.99%和52.73%;P2处理下香蒲生物量积累、ETo/RC和W最高,分别为96.23 g/株、1.07和20.43 g/ha;P20处理下香蒲地上部对砷BCF和TF最大,分别为0.58和0.24.[结论]当底泥处于中重度砷污染(<150 mg/kg)时,较高磷水平(0.2 mg/L)处理可获得更好的香蒲生态修复砷污染效果;当底泥处于严重砷污染(150~600 mg/kg)时,高浓度磷水平(2 mg/L)处理使香蒲对砷生态修复效果最优.实际应用中适当提高供磷水平可改善香蒲生态修复砷污染湿地的效果.