转基因技术在污染土壤植物修复中的研究进展

利用植物及其相关的微生物修复污染土壤、沉积物、地下水,已经成为一种经济环保的技术,越来越受到关注。植物修复主要是利用积聚、络合、挥发、降解、去除、转化或者固定等机制来处理污染物。识别超富集植物中的特定基因,通过基因操纵技术以及植物转化技术,获得高效去除环境中污染物的转基因植物,对于污染场地的植物修复应用具有非常大的潜力。根据相关文献分别从植物提取、植物挥发以及植物降解三个方面,对国外转基因技术在土壤污染植物修复中的研究进展进行了综述。     

砷污染土壤的生物修复研究进展

土壤As污染已是全球性问题,我国也不例外,对As污染土壤的生物修复已是研究热点,但相关机理仍不完全清楚.本文综述了国内外微生物、蚯蚓、植物在As污染土壤中吸收转化As及其解As毒机理,以及微生物-植物复合系统修复As污染土壤方面实验室内研究情况.目前广泛认为植物修复土壤重金属/非金属污染较有应用前景,可限于甚至是使用超富集植物单一作用下仍有较多缺陷,如通过微生物技术及蚯蚓调节根际微生态,以利于植物在污染土壤中存活或/和吸收更多的As,将极具应用前景.     

过量硼对植物的毒害及高硼土壤植物修复研究进展

硼作为一种植物必需元素,在土壤中过量存在会对植物产生毒害,硼对植物的毒害作用以及利用植物修复高硼土壤已经日益受到关注。目前,硼对不同类型植物的毒害特点,植物的耐受机制还不十分清楚。特别是对于硼污染的植物修复,其研究还处于起步阶段。本文分别从植物的表观症状、生理生化和基因水平等层次,综述了过量硼对植物的毒害,并从高耐受性、超富集能力植物筛选,以及转基因技术应用等角度回顾了硼污染的植物修复研究进展。在此基础上,提出了当前相关研究存在的主要问题,并对未来的研究进行了展望。     

土壤—植物系统中重金属污染的治理途径及其研究展望

由于工业“三废”的排放,使农田遭受不同程度重金属的污染,重金属通过在作物体内富集进入食物链,对人畜健康构成了威胁。文章对土壤重金属的污染现状、治理途径及其原理、优缺点、可行性作了简要的回顾,对土壤重金属污染植物修复技术类型、原理、特点以及基因工程等现代生物技术在重金属污染植物修复技术中的应用前景作了进一步的展望,为实现对重金属污染土壤进行有效的生态整治与安全高效益的利用提供了新的技术途径。     

印度芥菜(Brassica juncea L.)重金属耐性机理研究进展

印度芥菜可富集/忍耐Cd、Zn 等多种重金属, 是研究植物修复技术的一种模式植物。高浓度的重金属离子会改变植物的基因表达、细胞形态、细胞结构, 最终使植物生长受抑, 甚至死亡。印度芥菜高效的抗氧化系统、损伤修复系统以及对重金属的螯合、区域化可部分解除重金属的毒性, 缓解重金属离子的毒害作用。利用基因工程技术在印度芥菜中导入重金属耐性及运输相关基因可大幅度提高其重金属富集能力, 在重金属污染修复方面具有广阔的应用前景。     

环境中砷元素的分布、化学形态、生物毒性及其污染治理

近年来,由于人类的工农业活动影响,砷污染已经成为一个全球性的环境与健康问题。在物理、化学和生物等作用下,环境中的砷表现出不同的化学形态,砷对生物的毒性与之有着密切联系。环境中的砷通过饮食、饮水、呼吸和接触皮肤等方式进入人体,产生急性或慢性中毒。对于治理和修复已遭受砷污染的环境,目前有一些成熟的治理和修复技术,其中超砷富集植物的发现,植物修复技术被认为是一种修复土壤砷污染的有效技术。     

土壤氟污染与修复方法研究进展

土壤作为氟的环境化学体系枢纽,有着极其重要的作用。土壤中的氟污染不仅会对人类造成直接的危害,还会因水源、动植物的富集而对人类的健康造成不利的影响。氟污染是目前环境热点问题之一。我国是高氟地区分布广泛的国家,地方性氟中毒的研究表明饮用水是地方性氟中毒的主要传播途径,氟中毒的发病率与饮用水含量之间是否存在相关性,已有的研究结论不尽相同。现有的土壤氟污染修复技术主要有植物修复技术、固化/稳定化修复技术、电动力学修复技术和化学淋洗修复技术等。目前土壤氟的研究还存在部分地区土壤氟污染的来源、土壤微生物与土壤中氟化物的相互作用机制不明确。因此,对土壤氟污染与修复方法的研究十分必要。论文参考大量的国内外有关氟污染的相关文献,系统总结了土壤氟污染的现状、土壤氟污染修复方法的最新研究进展,重点比较了各种土壤氟污染修复方法的优势和缺陷,并探究在实际修复应用中的可行性,指出了今后土壤氟污染修复的发展方向。     

重金属污染土壤间作修复的研究进展

种植单一的超富集植物修复重金属污染土壤,不但中断农业生产导致经济收益降低,而且因生物量较低、修复周期长等诸多弊端导致修复效果不甚理想。间作作为一种传统的农艺管理方式,利用生态位和生物多样性原理等能提高农作物对资源的有效利用,对共植的农作物种类增量提质。在中、轻度污染土壤修复中利用间作体系,通过调控超富集植物与农作物的生长发育,促进超富集植物根系低分子量有机酸(LMWOAs)的分泌,降低其根际土壤p H,增加重金属活性,从而增加超富集植物对重金属的吸收,同时抑制农作物根系LMWOAs的分泌,以减少农作物对重金属的吸收,提高其产量和品质,实现"边生产边修复",提高土地利用率,并增加经济效益。本文根据近几年来国内外相关文献,综述了间作条件下超富集植物和农作物生物量、生理生化响应、重金属吸收、转运、富集等方面的变化,以及间作对土壤环境质量的影响,并对间作修复重金属污染土壤领域的发展趋势,如超富集植物和农作物间作的信号转导和分子生物学机制、间作体系下两类植物根际微生物类群的差异及其功能机制,以及构建高效间作体系提高重金属污染土壤的修复效率等方面进行了展望。     

根际促生菌及其在污染土壤植物修复中的应用

植物对重金属吸收、转运和积累以及植物生物学特征使其成为修复重金属污染土壤的重要手段之一。然而,由于植物对重金属的耐受性有限而限制其广泛实际应用,因而探讨植物修复技术强化措施就显得尤为重要。随着自然资源的开发和技术的发展,微生物调控使植物修复技术变得更为可行和更有价值。回顾近年来新兴的微生物调控技术,植物根际促生菌资源因其对环境无污染,可利用自身的抗性系统减缓重金属对植物的毒性,促进植物的生长和影响重金属的迁移等优势,在修复过程中发挥着重要作用。目前,国内外就植物根际促生菌的筛选、鉴定和应用价值等方面已经做了大量的相关研究。本文综述了根际促生菌-植物相互作用的机制及其促进植物修复重金属污染土壤的作用原理。     

铅污染土壤的植物修复研究进展

利用植物修复技术对土壤重金属污染进行治理是目前国内外有关学者研究的热点和难点问题。本文系统地阐述了重金属Pb污染土壤的植物修复,从Pb超富集植物、植物吸收累积Pb的机制和影响因素以及螯合剂在Pb污染土壤植物修复中的作用等几方面介绍了国内外的有关研究现状及其发展趋势。     

营养元素与螯合剂强化植物修复重金属污染土壤研究进展

植物修复技术具有安全、环保、经济、操作简单等独特优势,符合未来重金属污染土壤修复技术的发展趋势,因而应用前景广阔、发展潜力巨大。然而,修复周期长、超富集植物生物量不足、修复效率低、修复范围有限等缺点限制了植物修复的大规模应用。因此,如何增强植物修复效果逐渐成为一个土壤修复热点问题。螯合强化能显著增加土壤中有效态重金属的含量并提高其迁移转化能力。营养元素的施加则有利于维持植物在重金属胁迫下的生长。对螯合剂和营养元素(N、P、K)强化植物修复的作用方式和强化效果进行了总结,深入分析了内在的作用机制以及影响因素,探讨了强化技术目前存在的问题,并对螯合剂与营养元素联合强化的可行性进行了展望。     

植物–微生物联合修复镍污染土壤研究进展

土壤健康是粮食安全的保障,人类活动给土壤造成的污染亟待治理。镍是人体必需微量元素,但过量的镍具有较大的毒性。目前我国土壤中镍污染比较严峻,应尽快响应《土壤污染防治行动计划》来改善土壤中镍污染状况。本文综述了植物–微生物联合修复技术的基本原理,微生物在镍污染土壤中对植物生长状况、有效态镍含量以及植物吸收镍的影响,对寻找合适的植物和微生物修复镍污染土壤具有重要意义;最后,提出将有机酸运用到植物–微生物联合修复镍污染土壤中、建立PGPB库和寻找我国超富集植物等下一步研究的重点。     

重金属污染土壤的螯合诱导植物修复技术研究进展

土壤重金属污染来源广泛、危害严重、治理困难,已经成为环境污染中的难点、热点问题。重金属污染土壤的螯合诱导植物修复技术有着绿色环保、经济高效等优点,在污染土壤修复领域具有很大的发展空间。本文综述了螯合诱导修复技术的原理,从螯合剂的选用、超富集植物的筛选、土壤pH值的调节以及田间措施的实施4个方面介绍了螯合诱导修复技术的限制因素,最后对存在问题进行了探讨,并以螯合诱导修复技术理论研究和实践应用2个方面为着力点,详细叙述了此项技术的发展方向和应用前景。     

土壤重金属污染植物修复及基因技术的应用

叙述了植物修复基本内容，重点介绍了基因技术在植物修复中的应用，章认为，与传统的修复技术相比，污染土壤植物修复技术由于具有成本低，不破坏环境，保护人类健康和易为大众接受等优点而引起人们极大的关注，但是，应用于修复的植物往往植物矮小，生长速度慢，近年来，国外出现了将基因技术应用到植物修复中的研究，能有效地克服了上述缺点，将基因技术应用于植物修复将是今后该领域研究的一个重要方向。     

紫湖溪流域重金属污染风险与植物富集特征

土壤重金属污染已成为当今农业与环境领域关注的热点。为揭示紫湖溪流域重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)污染状况,该研究测定与分析了紫湖溪水体、河底淤泥和河岸土壤以及9种河岸植物的重金属含量,利用污染指数法系统评估其污染状况,进而筛选出具有富集与修复重金属污染潜力的植物。结果表明,紫湖溪水体中Cd与Mn严重超标;河底淤泥中Cd、Zn和Cu污染严重,重金属潜在生态风险:ZnCdCuPbAsNiCrMn;河岸土壤受污水与底泥泛滥影响,土壤重金属间呈显著正相关性,其中,Cd、Zn和Cu重度污染;9种优势植物对重金属的选择性吸收导致其对Cd、Cr和Pb的富集系数(BCF,bioconcentration factor)偏低,转移系数(TF,translocation factor)均小于1,表现出根部囤积型特征。早熟禾、灰绿藜和枸杞对重金属的吸收具有抵抗性,湿地生态型植物水花生与猫爪草对富集重金属具有独特优势,构树对多种重金属较强的富集与转移能力暗示了该木本植物在重金属修复技术领域的巨大应用前景。     

铀对植物的胁迫效应研究进展

铀是一种具有较高化学毒性的放射性核素。铀矿开采、核事故泄露、核废物的不恰当处理等会对周围土壤造成放射性污染。植物体内富集的铀可通过食物链进入人体,从而对人体健康造成伤害。国内外学者针对铀污染土壤的植物修复技术开展了一系列研究工作。本研究系统地总结了铀对植物胁迫效应的研究进展,主要包括铀对植物生长发育、生理生化、基因毒害、水分代谢和营养代谢等方面的影响。并结合当前研究现状,对未来的研究方向进行了展望。本研究结果为进一步阐释富集植物对铀的吸收和转运机制,以及铀污染土壤的植物修复提供了理论依据,对于监测治理铀污染土壤和保护生态环境具有重要意义。     

土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究

本文综述了土壤重金属污染的植物修复、金属超富集植物及其遗传工程的最新研究进展及存在问题,并提出加紧筛选和发现野生高生物量的金属超富集植物,在现有高生物量作物种质资源中筛选金属超富集作物,应用遗传工程技术把野生植物的超富集基因转移到现有高生物量植物(作物)中,寻找综合、可持续的植物修复手段等对策。     

内生细菌强化重金属污染土壤植物修复研究进展

近年来,植物修复因其独特的优势备受推崇,尤其是当前植物内生细菌的应用为植物修复重金属污染土壤提供了有效的新方案.在植物修复过程中,耐重金属的内生细菌利用与植物的共生互惠关系,通过自身的抗性系统缓解重金属的毒性,促进植物对其迁移,并通过溶磷、固氮等途径改善植物营养以及分泌植物激素、铁载体、特异性酶、抗生素等作用,促进植物在逆境条件下的生长和对重金属的富集.本文综述了近年来国内外关于重金属抗性植物内生细菌促进植物生长、增强植物对重金属的抗性以及影响重金属在植物体内吸收、转运和积累的作用机制,系统分析了内生细菌促进植物修复重金属污染土壤的机理,并进一步讨论了植物内生细菌在重金属污染土壤植物修复工程中的应用前景与研究方向.     

壳聚糖修复重金属污染土壤的研究进展

壳聚糖是一种来源广泛、具有良好的生物相容性、生物降解性的高分子材料,其含有大量氨基、羟基等活性基团,能与重金属离子进行螯合,发生吸附作用。壳聚糖还具有改良土壤、促进植物生长,诱导植物抗逆的作用,在重金属污染农田土壤修复中具有独特的应用优势。综述了近年来国内外有关壳聚糖修复重金属污染土壤的研究进展,探讨了壳聚糖对土壤重金属污染修复的潜力,阐述了壳聚糖在重金属原位钝化修复、土壤淋洗修复、强化植物提取修复三个方面的应用,并指出壳聚糖在重金属污染土壤修复中存在的问题以及对其在未来修复重金属污染土壤的发展进行了展望,以期为壳聚糖重金属修复技术的推广和应用提供参考。     

农艺措施强化重金属污染土壤的植物修复

作为植物修复强化技术,农艺措施可有效提高土壤重金属污染的修复效率。本文从土壤管理和植物管理两大方面综述了农艺措施强化重金属污染土壤植物修复的研究进展,重点讨论了施肥、蚯蚓强化以及植物栽培管理措施用于强化植物修复的基本原理与相关应用,并提出今后研究的方向。