锰胁迫对锰超富集植物西南木荷矿质元素吸收的影响

为评估西南木荷(Schima wallichii)的Mn富集能力,以沙培的一年生苗为材料,分别经0(CK),50和100mmol/L Mn处理30d,通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定了西南木荷根、茎、叶中Mn、Mg、Ca、Fe、Cu、K、Zn元素的含量,分析了其对Mn的富集和转运能力,以及Mn胁迫对西南木荷吸收其他矿质元素的影响。结果表明,随着Mn处理浓度的增加,西南木荷根、茎、叶中Mn含量均显著增加,100mmol/L处理的叶片中Mn含量可高达10 946.3mg/kg,并且对Mn的转移系数和根系耐性指数均大于1,达到了Mn超富集植物的标准。Mn处理对西南木荷叶片和茎中的Mg、Ca、Fe、Cu、K、Zn元素的含量没有显著影响;但是显著增加了西南木荷根部Fe、Cu和Zn的含量。     

水培条件下东南景天对镉的耐性与富集特性研究

[目的]探讨不同生态型东南景天对Cd的耐性和富集能力的差异。[方法]通过水培试验,研究东南景天矿山和非矿山2种生态型植物在不同cd供应水平下的生长情况以及体内Cd含量的变化。[结果]非矿山生态型东南景天忍耐环境Cd胁迫的临界浓度是100μmoL／L,而矿山生态型东南景天是400μmol／L。随着供Cd水平的提高,2种生态型植物各部分的Cd含量均呈升高的趋势。非矿山生态型东南景天叶和茎中的最大cd含量分别为493和934mg／kg（DW）,而矿山生态型东南景天叶和茎中的最大Cd含量分别为4933和3874mg／kg（DW）。在相同供Cd水平下,非矿山生态型东南景天各部分的Cd含量大小次序为根〉茎〉叶;而矿山生态型东南景天各部分的Cd含量大小次序为叶〉茎〉根。[结论]水培条件下,东南景天矿山生态型比非矿山生态型具有更强的忍耐、吸收和向地上部转运Cd的能力。     

Cd Pb单一与复合污染对辣椒生物量及重金属残留的影响

通过盆栽试验和化学分析，研究了重金属Cd、Pb单一与复合污染对辣椒生物量及重金属残留的影响。结果表明：（1）重金属处理显著降低辣椒果实产量，复合污染处理大于Cd／Pb单独处理对辣椒果实重的影响。（2）单一重金属处理在一定程度上可促进辣椒根、茎、叶的生长，增加根冠比；重金属复合作用时，毒害作用逐渐增强。（3）辣椒对Cd的富集能力大于对Ph的富集能力，各部位对Cd、Pb的平均富集能力以根最高，果实最低；Pb一般集中在根部，难于向果实转移且根是受重金属影响最严重的器官。（4）Cd处理增加果实中Cd、Ph、Zn、K、Ca、Mg含量，显著降低Cu、Mn、Mo含量；Pb处理增加果实中Ph、Zn、Mg含量，降低K、Cu、Fe、Mn、Mo含量；复合污染处理对各元素的吸收作用有增有减．作用较为复杂。     

东南景天对胁迫条件下重金属锌和镉吸收积累特性的研究

本试验以东南景天为材料,研究锌、镉不同浓度处理下东南景天植株地上部和地下部对重金属Zn~(2+)和Cd~(2+)的吸收积累特性。结果表明,不同浓度重金属浇灌处理后东南景天各部位Zn~(2+)和Cd~(2+)含量存在显著差异,与清水对照(CK)相比,0.8 mmol/L Zn~(2+)和Cd~(2+)处理其地上部Zn~(2+)和Cd~(2+)含量分别是CK的1.95倍和82.00倍,地下部含量分别是CK的1.58倍和20.26倍。表明东南景天地上部对Zn~(2+)和Cd~(2+)的吸收积累高于地下部,且对Cd~(2+)的吸收积累强于对Zn~(2+)的。东南景天是一种Cd超积累植物,可以富集重金属Cd和Zn,降低重金属胁迫。     

处理下彩叶草体内元素含量分布及相关性分析

以彩叶草为试材,采用盆栽试验研究了不同浓度Se(0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg·L^-1)处理下彩叶草各器官中矿质元素(K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn)和重金属元素(Cr、Cd、As、Pb和Se)含量分布及其相关性。结果表明:Se处理明显改变了根茎叶中矿质元素和重金属的含量及其在植物体内的分布,K和Ca总量在各器官中的顺序是茎>叶>根,Fe和Mn为根>叶>茎,Zn为叶>茎>根;低浓度Se(≤0.5 mg·kg^-1)处理,Na和Mg总量在各器官中的顺序分别是根>茎>叶和叶>根>茎;高浓度Se(≥1.0 mg·kg^-1)处理,Na和Mg元素的顺序则分别为茎>根>叶和叶>茎>根。重金属元素Cr和Cd总量在各器官中的顺序是根>茎>叶;Pb总量在各器官中的顺序是根>叶>茎。相关性分析表明:(1)彩叶草根中Se含量与As、Pb含量呈显著正相关(P <0.05或0.01),与K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd含量的相关性未达到显著水平,13种元素中呈正相关与负相关元素个数相当且基本呈一个复杂的网状结构;(2)茎中Se含量与K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd、As、Pb含量的相关性未达到显著水平,13种元素中正相关元素个数多于负相关元素个数且呈2个简单网状结构;(3)叶中Se含量与Ca含量呈显著负相关(P <0.05),与K、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd含量的相关性未达显著水平,13种元素中正相关元素个数多于负相关元素个数且呈2个简单直线结构。     

Se处理下彩叶草体内元素含量分布及相关性分析

以彩叶草为试材,采用盆栽试验研究了不同浓度Se(0、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mg·L~(-1))处理下彩叶草各器官中矿质元素(K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn)和重金属元素(Cr、Cd、As、Pb和Se)含量分布及其相关性。结果表明:Se处理明显改变了根茎叶中矿质元素和重金属的含量及其在植物体内的分布,K和Ca总量在各器官中的顺序是茎叶根,Fe和Mn为根叶茎,Zn为叶茎根;低浓度Se(≤0.5 mg·kg-1)处理,Na和Mg总量在各器官中的顺序分别是根茎叶和叶根茎;高浓度Se(≥1.0 mg·kg-1)处理,Na和Mg元素的顺序则分别为茎根叶和叶茎根。重金属元素Cr和Cd总量在各器官中的顺序是根茎叶;Pb总量在各器官中的顺序是根叶茎。相关性分析表明:(1)彩叶草根中Se含量与As、Pb含量呈显著正相关(P0.05或0.01),与K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd含量的相关性未达到显著水平,13种元素中呈正相关与负相关元素个数相当且基本呈一个复杂的网状结构;(2)茎中Se含量与K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd、As、Pb含量的相关性未达到显著水平,13种元素中正相关元素个数多于负相关元素个数且呈2个简单网状结构;(3)叶中Se含量与Ca含量呈显著负相关(P0.05),与K、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Cd含量的相关性未达显著水平,13种元素中正相关元素个数多于负相关元素个数且呈2个简单直线结构。     

东南景天种植及对土壤重金属锌和镉的去除研究

土培试验研究了东南景天在土壤中的种植,研究发现,东南景天对土壤中高含量重金属Zn、Cd有很强的忍耐、吸收和累积能力。东南景天是一种新的Zn、Cd超累积植物,为去除土壤中重金属Zn、Cd提供了一种切实可行的办法。结果表明:单一Zn胁迫下,东南景天根中Zn含量随着土壤中Zn浓度的增加而增加,东南景天茎和叶中Zn含量随着土壤中Zn浓度的增加呈先增加后减小趋势,Zn体内的分配为根茎叶,Zn在东南景天根茎叶中的富集系数和迁移系数较高,显示东南景天对Zn具有较强的富集能力和转运能力。单一Cd胁迫下,东南景天根中Cd含量随着土壤中Cd浓度的增加先增大后急剧减小,Cd在东南景天根中的富集系数和迁移系数较高,但Cd在东南景天茎和叶中的富集系数和迁移系数较低,吸收的Cd多累积在根部,向地上部分运输的量较少。体内的分配为根茎叶。同时,在Zn、Cd双重胁迫下的东南景天的生长是劣于同浓度下单一Zn或Cd胁迫下的生长。     

银中杨各部位对Cd、Zn、Pb的富集特性

目的为探明银中杨各部位对不同重金属的富集特性。方法本研究通过用3种不同含量的镉(Cd,0.5、1.5、2.5 mg/kg)、锌(Zn,300、500、700 mg/kg)或铅(Pb,300、500、700 mg/kg)分别处理盆栽一年生银中杨的土壤,分析银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量和富集系数。结果银中杨根、茎、叶对Cd、Zn和Pb的富集量均与土壤中相应的重金属含量呈极显著的正相关(P < 0.01)。高含量Cd处理下的根、茎、叶对Cd的富集系数均不同程度的低于低含量处理;高含量Zn处理下叶对Zn的富集系数和高含量Pb处理下叶对Pb的富集系数也均不同程度的低于低含量处理,但根、茎对Zn的富集系数对Zn的处理含量不敏感,而根、茎对Pb的富集系数却对Pb的处理含量呈依赖性。银中杨各部位之间对Cd的富集量未表现出任何规律,但对Cd的富集系数,在低含量下一致,在高含量下根显著低于茎和叶(P < 0.05)。Zn低含量处理下的叶、根、茎和高含量处理下的根、叶、茎对Zn的富集量和富集系数均依次有不同程度的降低。Pb各含量处理均使根对Pb的富集量和富集系数显著高于茎和叶(P < 0.05)。结论说明土壤中的Cd、Zn和Pb含量影响银中杨对其的富集,且呈根茎叶特异性。银中杨各部位对Cd的富集情况表现为茎和叶的富集阈限高于根部;对Zn的富集情况在低含量时表现为叶>根>茎,在中、高含量时表现为根>叶>茎;对Pb的富集主要集中在根。      

艾中微量元素原子吸收光谱法测定及简要作用分析

用原子吸收光谱法测定了艾的根、茎、叶中Ca、Mg、Cu、Fe、Zn、Pb、Cr、Mn、Cd等元素的含量。结果表明,艾含有很多和人体密切相关的微量元素,具有很高的药用价值和保健免疫功能。     

NaCl胁迫对棉花苗期营养元素吸收与含量的影响

试验采用砂培方法研究了NaCl胁迫对棉花苗期几种营养元素含量和吸收的影响。结果表明，随着NaCl胁迫加强，根、茎、叶中的Na、K、Mn以及根系中Zn含随之增加，而Ca,Mg,Cu,Fe在根、茎、叶中的含量以及茎、叶中Zn的含量则减少。棉苗对Ca,Mg,Cu,Zn,Fe,K的吸收量随NaCl胁迫加强而明显降低，而Na,Mn的吸收量却增加。棉苗干物重随NaCl胁迫加强而呈线性下降。     

曼陀罗对镉的吸收及其亚细胞分布研究

为研究曼陀罗对重金属镉的耐性机制，以前期筛选的曼陀罗（Datura stramonium L.）为试验材料，通过水培方式探究镉（Cd）胁迫下曼陀罗对Cd的吸收累积特性及其在植株体内的亚细胞分布特征。结果表明：介质中Cd无论低浓度还是高浓度，曼陀罗各部位的Cd含量都表现为根 > 茎 > 叶，但迁移系数差异不显著。曼陀罗根系Cd²⁺流速在不同位置具有显著差异，其中分生区和伸长区的Cd²⁺流速显著大于根冠区和成熟区。当介质中Cd浓度由0.1 mg·L^-1增至2.5 mg·L^-1时，细胞壁和细胞液中Cd含量之和所占比例显著增大。研究表明，曼陀罗根系对Cd²⁺的吸收主要集中在分生区和伸长区，当介质中Cd浓度较低时，根系中细胞壁对Cd向上运输的限制及茎叶中细胞液对Cd的区室化起重要的作用；当Cd浓度较高时，根部细胞各组分中细胞液所占比重增加，Cd由根系向上迁移，此时茎叶中细胞壁对Cd的固定作用增强，其可能是曼陀罗耐受高Cd胁迫的机制之一。     

不同钙镁比处理对三种超富集植物生长及吸收重金属的影响

通过水培实验研究了不同钙镁比(Ca/Mg=0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0)对Zn/Cd超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、Zn/Cd/Ni超富集植物遏蓝菜(Noccaca caerulescens)和Ni超富集植物庭荠属(Alyssum murale)在20 mg Zn·L~(-1)、18 mg Ni·L~(-1)、10 mg Pb·L~(-1)和0.5 mg Cd·L~(-1)胁迫下生长和吸收重金属的影响。研究结果显示:A.murale具有很强的将Ni从地下部转移至地上部的能力(转移系数TF达5.98~11.19)和较高的地上部Ca/Mg比(2.45~16.74);N.caerulescens对Mg转移能力(TFMg为1.43~3.70)大于Ca(TFCa为0.77~1.38);S.alfredii对Mg的转移能力与Ca相似。N.caerulescens在正常营养液(Ca/Mg=2)条件下获得最好的生长和地上部最大Zn/Cd/Ni含量,增加Ca或Mg的供给都会产生抑制作用;A.murale在高Ca(Ca/Mg=6)供给时获得最大的生物量和Ni含量,增Ca有助于地上部Ni的累积,但增Mg降低了地上部Ni含量;增加Ca的供给会增加S.alfredii地上部和地下部的Zn含量,增加Ca或Mg的供给都会增加S.alfredii地下部Cd的含量,但S.alfredii在Ca/Mg=0.2时获得最大的生物量和最大的Zn和Cd含量。S.alfredii、A.murale和N.caerulescens地上部分别在Ca/Mg比为6、0.2、1.0时获得最大的Pb含量,其他Ca/Mg比对三种超富集植物地上部吸收Pb均没有产生显著影响。Ca/Mg比对超富集植物富集重金属能力的影响因植物种类和元素而异。     

铜绿假单胞菌对龙葵中Cd的亚细胞分布和化学形态的影响

通过盆栽实验,研究Cd胁迫下铜绿假单胞菌对龙葵中Cd的亚细胞分布和化学形态的影响。盆栽实验中Cd浓度设为0、25、50、100 mg·kg~(-1),采用差速离心法、化学试剂逐步提取法对龙葵中的Cd进行亚细胞分布和化学形态研究。研究结果表明,接种铜绿假单胞菌处理中龙葵叶的Cd含量为未接种的1.14~1.60倍,促进植株中的Cd由根部向茎叶的转移。接种处理可提高根中细胞壁组分的Cd比例,及叶中可溶组分的Cd含量,降低植株根和叶中细胞器组分的Cd比例高达45.74%。此外,接种铜绿假单胞菌可提高龙葵叶中低活性形态Cd的比例。因此,接种铜绿假单胞菌可通过促进龙葵中Cd向地上部分的转移,改变植株中Cd的分布和形态比例,加强龙葵对Cd的耐受性。这些结果有助于重金属污染土壤中植物-微生物共生关系的进一步研究。     

硒与丛枝菌根真菌对镉胁迫下人参菜生长及品质的影响

采用盆栽试验,通过土壤中添加硒(Se)和接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF),研究镉(Cd)胁迫下人参菜生长、品质、矿质元素及Cd、Se积累的变化规律。结果表明:Cd胁迫抑制了人参菜生长,降低了其品质,Cd在人参菜内大量积累。单独施Se、单独接菌和Se菌交互处理提高了人参菜的株高、茎粗、根长、植株分支数及生物量。维生素C、总黄酮、总酚含量显著增加,人参菜品质得到改善。人参菜中钙(Ca)、铜(Cu)和锌(Zn)含量增加,但镁(Mg)、铁(Fe)未受影响。单独施Se、单独接菌和Se菌交互处理降低了人参菜根系对Cd的吸收,抑制了Cd向地上部的转运,叶片中Cd含量较Cd处理分别降低了41.94%、70.50%和72.28%。综合来看,土壤施Se和接菌均能促进Cd胁迫下人参菜的生长,提高其品质,降低其可食用部位中Cd含量,尤以Se菌交互处理效果最佳。     

缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系

选用Cd低累积品种白梗尖叶苋菜(B)和高累积品种花红苋菜(H)2个苋菜品种,采用水培法分别研究了在缺Fe、缺Zn和盐胁迫3种处理条件下2个苋菜品种对矿质元素以及cd的累积特征,并通过测定2个品种不同处理根部IRT1(铁离子转运蛋白)的表达量,建立了缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系。结果表明,3个处理组中2个苋菜品种生物量均显著低于对照组,缺Fe以及缺Zn处理显著促进了2个苋菜品种对Cd以及矿质元素的累积,而盐胁迫显著抑制了苋菜对Cd的累积,同时促进了其对矿质元素的累积(P0.05)。不同处理下,Zn、Fe相关转运基因IRT1的表达差异显著,IRT1表达量的增加可以促进植物对Cd、Fe、Zn、Mn、Mg等元素的吸收(P0.05)。     

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。     

三角帆蚌所育不同颜色珍珠及其相关组织金属元素种类和含量差异分析

为研究Mn、Mg、Fe、Cu、Zn、Co这6种金属元素对珍珠颜色的影响,选用产自同一养殖池塘的三角帆蚌,比较分析这6种金属元素在内壳色为深紫色、浅紫色和白色的三角帆蚌中分别培育的紫色和白色珍珠中的含量差异,并分析金属元素含量与珍珠L,a,b颜色参数的相关性。结果显示:Mn、Mg、Fe、Co 4种金属元素在深紫色珍珠中均呈现最高含量,在白色珍珠中未检出Fe; Cu除了在三角帆蚌内壳色为浅紫色的珍珠中稍有体现之外,其余组均未检出;Zn在所有颜色珍珠中均未检测出。通过金属元素含量与珍珠颜色参数相关性分析发现,在各颜色育珠蚌组中,所育珍珠的Fe含量均与dE值呈正相关(R~20.83),Mg含量均与L值呈负相关(R~20.80),Mn含量则均与a值呈正相关(R~20.64),仅在深色蚌组中发现,所育珍珠的Co含量与L值的负相关性最高(R~20.94)。进一步比较分析了深紫色、浅紫色和白色三角帆蚌不同部位外套膜以及间液的金属元素含量,深紫色蚌组不同位点外套膜Fe含量存在显著性差异(P0.05),1号位点含量最高;不同壳色蚌的2号位点外套膜Mn、Co含量存在显著性差异(P0.05),其中白色蚌Mn含量显著高于其他两组,深紫色蚌Co含量显著高于其他两组。在白色蚌组的间液中,Mg含量存在显著性差异(P0.05)。综上所述,淡水紫色珍珠的颜色深浅与Fe、Mg、Co、Mn含量存在相关性。     

巨大芽孢杆菌与柠檬酸联合强化青葙修复镉污染土壤研究

为研究柠檬酸和巨大芽孢杆菌对青葙修复Cd污染土壤的影响,筛选最佳添加量以提高修复效率,采用盆栽试验,以正交方式研究了添加不同浓度的柠檬酸(Citric acid)(0、2.5、5、7.5 mmol·kg~(-1)和10 mmol·kg~(-1))和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)(0、108、109cfu·kg~(-1)和1010cfu·kg~(-1))对青葙(Celosia argentea Linn)修复Cd污染土壤的强化作用。结果表明:与对照处理(无柠檬酸和巨大芽孢杆菌添加)相比,柠檬酸和巨大芽孢处理使青葙各部分生物量、Cd含量及Cd积累量均增加。其中,109cfu·kg~(-1)的巨大芽孢杆菌+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理增加效果最显著,使青葙叶、茎、根及地上部的生物量分别比对照处理增加48.7%、43.3%、78.8%和45.6%;叶、茎及根中的Cd含量较对照处理分别增加75.8%、76.3%和74.6%;地上部Cd积累量增加159%。该处理的青葙地上部Cd积累量为1.03 mg·pot-1,Cd去除率高达21.0%。因此,添加柠檬酸和巨大芽孢杆菌浓度为5 mmol·kg~(-1)和109cfu·kg~(-1)的处理最有利于提高青葙对Cd污染土壤的修复效率。     

锰对超富集植物青葙镉积累的影响

为探讨锰对青葙吸收和积累镉的影响,通过水培试验和土培试验两种方式,分别在镉处理为0(对照)、0.6、1、2 mg·L~(-1)和0(对照)、3、5、10 mg·kg~(-1)的条件下,施加100 mg·L~(-1)和500 mg·kg~(-1)的锰研究了锰对青葙吸收和积累镉的影响,并且在土培试验进行的同时监测土壤溶液中的镉含量。结果表明,在水培和土培条件下施加锰对青葙吸收和积累镉的作用不同。在水培条件下,向镉处理组中施加锰可显著抑制青葙对镉的吸收和积累。当镉处理浓度为0.6 mg·L~(-1)时,施加锰使青葙叶片镉含量降低了35.9%。然而,在土培条件下,施加锰显著促进了青葙对镉的吸收和积累。在镉处理浓度为3 mg·kg~(-1)时,锰对青葙镉积累促进作用最强,与未施加锰处理组相比青葙叶片中镉含量增加了352%。土壤溶液中镉含量较低,但锰的施加可显著提高土壤溶液中的镉含量(P0.05)。上述结果表明,尽管镉和锰在青葙中可能存在部分相同的转运和吸收途径,但由于两者在土壤固相与液相之间存在的离子交换作用使得土培和水培实验表现出相反的趋势。