Zn超富集植物长柔毛委陵菜对Cd的耐性与富集特征

通过野外调查和营养液培养,证明Zn超富集植物长柔毛委陵菜(Potentilla griffithii var.velutina)无论在自然条件下还是营养液培养条件下,都对Cd具有很强的耐性和富集能力,是一种潜在的重金属Cd超富集植物。自然条件下生长于铅锌矿区的长柔毛委陵菜,其根系土壤Cd总量为101～1331mg·kg-1,平均320mg·kg-1;植物Cd含量叶片为39～765mg·kg-1,平均178mg·kg-1,叶柄为64～1422mg·kg-1,平均280mg·kg-1;Cd转运系数为0.64～1.18,平均值0.84;生物富集系数为0.22～1.68,平均0.80。营养液培养条件下,长柔毛委陵菜在Cd浓度≤20mg·L-1的介质中能够正常生长;植物叶片、叶柄及根部Cd含量随介质中Cd浓度的增大而增大,叶和柄中Cd含量在60mg·L-1的Cd处理时都达到最大,分别为1604和6145mg·kg-1;不同组织的Cd含量顺序为根>柄>叶;体内累积的Cd有60%以上储存在地上部。营养液培养的Cd转运系数小于自然状况。     

青葙对镉的超富集特征及累积动态研究

通过盆栽试验,研究了青葙(Celosia argentea Linn.)在0(对照)、1、5、10、15、20、25 mg·kg~(-1)七个浓度下对土壤Cd的耐受和富集特征,评价了青葙对CdCl_2、CdSO_4、CdCO_3、Cd(OH)_2、Cd S、Cd O和Cd(NO_3)_2等形态Cd的富集能力,并在Cd污染的水稻田土壤中测试了青葙体内Cd的动态累积过程。结果表明,青葙对Cd具有极强的耐受和富集能力,在土壤Cd处理浓度≤15 mg·kg~(-1)时,其生物量未出现显著下降(P0.05)。除对照外,青葙叶片Cd含量均高于100 mg·kg~(-1),并且转运系数和富集系数均大于1,符合Cd超富集植物的基本特征。实验同时发现,青葙不仅能大量富集水溶性Cd,对难溶性Cd也表现出很强的超富集能力,在外源添加Cd(OH)_2、CdS和CdO等难溶性Cd的土壤中,青葙叶片Cd含量分别达到134、102、90.20 mg·kg~(-1),表明青葙具有修复不同形态Cd污染土壤的性能。总体而言,青葙对Cd的累积量随时间增加而增大,但在第8~12周时,其地上部植株Cd的富集量增加不显著(P0.05),由此判断第8周是青葙收获的适宜时期。青葙收获期短这一特性,对于缩短修复周期,提高修复效率有重要的意义。由于青葙生长快速,具有较大的生物量,对Cd耐受和富集能力强,可以认为青葙是一种具有潜在应用价值的Cd超富集植物资源。     

超富集植物的研究进展

找到合适的超富集植物是植物修复的关键。通过查阅文献,综述了当前超富集植物的研究进展。     

植物修复与超富集植物

本文回顾了我国尤其是珠三角地区重金属污染现状,总结了植物修复、超富集植物及当前研究热点问题。     

镉超富集苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）的筛选

 【目的】苋菜在中国的分布很广,品种资源丰富。通过筛选耐镉苋菜品种,发掘镉污染土壤植物修复资源。【方法】采用溶液培养方法,从来自不同生态区域的23个苋菜品种（Amaranthus mangostanus L.）中筛选出具有镉超富集能力的品种;采用赤红壤、黄棕壤、菜园土进行盆栽试验,研究苋菜在土壤Cd浓度分别为5、10、25 mg?kg-1时,对镉污染土壤的修复潜力。【结果】在溶液Cd浓度3 mg?L-1条件下培养,苋菜品种天星米地上部镉含量高达260 mg?kg-1。在土壤Cd浓度 25 mg?kg-1条件下,苋菜天星米地上部镉浓度高达212 mg?kg-1,富集系数达到8.5,地上部净化率达3.8%,各镉处理水平总生物量以及地上部生物量均未显著降低。【结论】苋菜天星米基本具备了镉超富集植物的特征,可用于镉污染土壤的生物修复。     

商陆对镉的富集特征

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。对位于湖南省株洲冶炼厂厂区的植物进行了一系列的野外调查,以着力寻找镉的超积累植物。结果表明,商陆科Phytolaccaceae植物商陆Phytolacca acinosa对镉具有明显的富积特性,商陆在镉质量分数最高达106.0 mg.kg-1厂区土壤中依然生长良好,茎叶中镉质量分数高达63.8 mg.kg-1。盆栽条件下,商陆对生长介质中的镉具有很强的耐性和累积能力。当生长介质中镉质量分数为5.0 mg.kg-1时,其生物量与对照相比有所增加。随着生长介质中镉质量分数的升高,虽然其生物量与对照相比有所降低,但植株仍生长良好。其地上和地下部分镉的质量分数逐渐增加,生物富集系数则逐渐降低。当土壤中镉的质量分数达到200.0 mg.kg-1时,商陆仍能完成整个生命周期。此外,还利用吸收量系数对商陆对镉的去除能力和富集特征进行了评价,进一步验证了商陆的镉超积累特性。图3表5参12     

超积累植物的富集特征及耐性机理

利用超积累植物来修复重金属污染土壤是目前最有发展前途的一种植物修复技术．综述了超积累植物的富集特征、耐性机理和应用前景．     

两种生态型富集植物及超富集植物的镉积累特性差异研究

通过盆栽试验,研究了镉污染条件下两种生态型(矿山和农田)的镉富集植物水田芥和猪殃殃、镉超富集植物牛膝菊和鬼针草的镉积累差异。结果表明,农田生态型水田芥、猪殃殃、牛膝菊和鬼针草的生物量、光合色素含量均大于矿山生态型。就镉含量而言,农田生态型水田芥的植株镉含量高于矿山生态型,但农田生态型猪殃殃、牛膝菊和鬼针草的植株镉含量低于矿山生态型。从镉积累量来看,农田生态型水田芥、矿山生态型猪殃殃和矿山生态型鬼针草的地上部分镉积累量均显著高于其各自的另一种生态型,而农田生态型水田芥、农田生态型猪殃殃和矿山生态型鬼针草均显著高于其各自的另一种生态型。矿山生态型牛膝菊与农田生态型的地上部分及整株镉积累量差异均不显著。因此,在选用富集植物或超富集植物进行土壤重金属污染修复时,应注意不同生态型的重金属积累差异。     

重金属超富集植物环境修复技术研究进展

重金属超富集植物的环境修复作用已成为近年来植物逆境生理生化研究的热点内容。在简要回顾超富集植物概念、修复类型及筛选培育的基础上,重点综述了其生理分子耐性机制,并指出该研究目前存在的问题及今后努力的方向。     

不同活化剂强化超富集植物鬼针草吸收Cd的比较分析

为探究不同活化剂强化超富集植物吸收土壤中镉（Cd）的效果,选用4种高效活化剂N-双谷氨酸二乙酸四钠（GLDA）、聚天冬氨酸（PASP）、羟基乙叉二膦酸（HEDP）和十二烷基苯磺酸钠（LAS-30）,施用量为土壤质量的0.3%,以Cd的超富集植物鬼针草为模式种,在气候箱中控制单一环境变量,通过盆栽试验在相同Cd污染土壤浓度下进行对比探究。结果表明,4种活化剂均能影响土壤的理化性质,使土壤的电导率（EC）升高,硝态氮含量降低; HEDP、PASP和GLDA这3种活化剂处理能显著提高鬼针草生物量、株高与叶片叶绿素含量（P < 0.05）,促进鬼针草对Cd的吸收及对土壤的净化率。其中,HEDP、PASP和GLDA处理与对照组相比地上部分生物量分别提升了77.7%、97.3%和25.6%;PASP处理对鬼针草茎的Cd积累促进效果最好,GLDA处理对根、叶和花果的Cd积累促进效果最好。相比于对照组的净化率2.46%, PASP、GLDA和HEDP处理单株鬼针草对土壤净化率分别为4.85%、 4.37%和3.08%。综上,Cd污染土壤中施加活化剂（GLDA、PASP与HEDP）能通过影响土壤的理化性质,使鬼针草叶绿素含量、株高、生物量增加,增强鬼针草对Cd的富集,使鬼针草对土壤中Cd的净化效率提升,效果最好的为PASP处理。结果可为活化剂在矿区、抛荒地等严重Cd污染土壤的植物修复领域的应用提供了重要的理论参考。     

红叶甜菜的直接生芽和茎伸长组培苗内源激素的检测

红叶甜菜的茎尖外植体在含有BA15.0 mg.L-1的MS培养基上生长约45 d时,在膨大叶片的边缘可见不定芽的直接产生。石蜡切片观察结果显示,该过程为典型的器官发生途径。将不定芽切割后在相同配方的培养基上继续培养,绝大部分组培苗表现出和野生型一致的表型,呈莲座叶;个别组培苗的茎伸长,呈螺旋叶序。HPLC检测结果显示,正常组培苗和茎伸长组培苗的内源生长素和赤霉素含量基本无差异。     

矮生菜豆的生长解析

用生长解析的方法研究了矮生菜豆生长发育的规律。结果表明矮生菜豆的比生长率在整个生育期呈下降趋势。比生长率的极大值是在播种后的第２～３周，在果实发育盛期出现第二个峰值，在花芽分化期和现蕾开花期出现低谷。表示单位叶重同化能力的ＵＬＷＲ及全氮、全碳比吸收率的变化趋势与比生长率的变化相似。各器官的碳、氮比在花芽分化前的第３周均出现一个高峰。对生长解析的发展做了简要总结。     

寒地油豆角花粉电镜观察与聚类分析

油豆角(Phaseolus vulgaris L.var.chinensis Hort.)是我国北方的"名优特"蔬菜。通过扫描电镜法来观察油豆角孢粉的不同形态,并应用数量分类方法分析油豆角遗传背景差异,油豆角育种提供参考依据。对东北地区主栽油豆角的20个品种的花粉进行扫描电镜观察,并用SPSS软件对观测到的6个亚显微性状进行聚类分析。结果表明,20份花粉分为三角形和近球形两类。花粉赤道轴长在27.43～58.78μm之间,属于小型花粉。萌发孔膜有突起和凹陷两种,覆盖纹饰主要是网孔纹饰,有的孔内有颗粒状附属物。聚类分析把供试材料分为四组,其中玻璃脆豆(7号)与其他油豆角的亲缘关系最远。     

硫磺菌原变种与淡红变种培养特性的研究

对采用中国长白山不同海拔高度、不同森林垂直分布带内、不同寄主上的硫磺菌原变种及淡红变种进行了培养特性的比较研究，二者在培养特性的宏观方面存在着差异。     

野杏家系经济性状及果实营养成分分析

【目的】研究分析野杏家系经济性状及果实营养成分,为优良野杏家系筛选及综合开发利用提供理论依据。【方法】选取宁夏、甘肃种源的38个野杏家系为材料,采用变异分析、多重比较、相关性分析以及主成分分析等方法,研究其经济性状及果实营养成分。【结果】产果量的变异系数最大,为0.78;VC含量的Shannon指数最大,为2.02,果实营养成分的Shannon指数高于经济性状,野杏家系的经济性状及营养成分变异程度高、多样性丰富。营养成分与果实性状间存在较强的相关性,其中单果质量与果实三径呈极显著正相关。主成分分析累计贡献率达78.786%,能代表性状的主要信息。【结论】102、119、201号等6个优良家系,其中102和119号家系果肉鲜食口感好、营养价值高,201号家系产果量最大,可作为丰产类型。     

薏苡的生育特点与高产栽培技术

通过对薏苡（ＣｏｉｘＬａｃｒｙｍａ－ｊｏｂｉＬ．ｖａｒ．ｆｒｉｕｍｅｎｔｅａｃｅＭａｋｉｎｏ）的植物学特征、生物学特性和高产栽培技术进行研究，提出亩产４００～５００ｋｇ，需选用矮秆小粒品种和肥水条件良好的地块，每亩留苗５５００～１１０００株，亩施纯Ｎ１８．７～２３．５ｋｇ，Ｐ２Ｏ５１２．４～１４．６ｋｇ，Ｋ２Ｏ２２．２～２４．７ｋｇ。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200mg.kg-1)对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响(P>0.05),当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制(P<0.05);同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根>茎>叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

大葱的CPD染色与核型分析

[目的]研究大葱的CPD带型,为大葱的染色体识别提供标记,了解大葱染色体DNA序列的分子特征。[方法]采用去壁火焰干燥法制备大葱的根尖细胞有丝分裂染色体,用CPD（PI和DAPI组合）对大葱染色体进行染色,结合常规的染色体测量,对大葱进行核型分析。[结果]CPD染色后,大葱的所有染色体的端点区都显示了红色的CPD带;大葱的核型公式为2n=2x=16=14m＋2st（SAT）。[结论]根据CPD带,可对大葱的染色体进行更加准确的识别;大葱的所有染色体的端点区都含有GC丰富的DNA序列;CPD染色可为葱属植物的物种鉴定、系统分类与进化等方面的研究提供DNA分子方面的证据。     

大花卷丹和卷丹的核型研究

利用染色体常规压片法,对辽宁省产大花卷丹和卷丹百合种进行了核型研究.结果如下:①大花卷丹BH31(L.leichtlinii var.maximowiczii Baker.)核型公式为2n=4m(2SAT) 10st 10t;②卷丹BH15(L.lancifolium Thunb.)核型公式为2n=6m(3SAT) 12st 15t 3T.它们不仅在染色体数目、相对长度、臂比和次缢痕数目及其分布有区别,而且核型类型也不同.大花卷丹的核型为3A型,卷丹的核型为3B型.