不同基因型甘蓝对镉胁迫的响应

采用盆栽土培法,研究了31个甘蓝品种对镉(Cd)的耐性及对镉吸收和积累的差异。结果表明,在100 mg.kg-1Cd处理下,不同基因型甘蓝的耐性及吸收、积累镉能力具有显著差异。Cd对甘蓝地上部干重抑制率为-15.4%~91.3%,镉对地上部的抑制作用大于根系。甘蓝根系Cd含量为617~1 789 mg.kg-1,地上部Cd含量为47~183 mg.kg-1,根系Cd含量显著高于地上部。每盆根系Cd积累量为16~134μg,地上部为17~242μg。根系Cd含量与地上部干重的抑制率呈显著的正相关。     

小麦苗期吸收和积累镉能力的品种间差异

采用水培方法,研究了25个小麦品种苗期对镉的吸收和积累的差异,以期筛选具有Cd低积累潜力的小麦品种。结果表明,Cd对地上部干物重有显著抑制作用,对地下部干物重影响因品种而异,对春性品种有抑制作用,对半冬性小麦品种有促进作用。小麦对镉的吸收、积累、耐性指数以及镉运转效率有极显著的品种间差异。在1μmol·L-1的Cd处理下,根系镉含量为33.1～139.7mg·kg-1,积累量为2.12～9.78μg·plant-1,地上部镉含量为3.6～15.3mg·kg-1,积累量为0.45～1.44μg·plant-1,表明小麦体内的Cd主要积累在地下部而非地上部。因此,以地上部Cd积累量为筛选指标,将25个小麦品种划分为Cd高积累型、Cd中积累型、Cd低积累型。     

硫对水稻幼苗镉积累特性及亚细胞分布特征的影响

为探明硫对水稻幼苗镉积累特性及亚细胞分布特征的影响, 进行水培试验。以高镉积累水稻品种T优705和低镉积累品种湘早籼24为材料, 研究硫对水稻幼苗吸收累积镉的影响及其植株体内亚细胞分布的变化。结果表明, 当施硫水平为2.8 mg·L^-1时, 2个品种根系和地上部分的镉含量均显著降低;当施硫浓度为0.3 mg·L^-1时, 只有湘早籼24根系中的Cd含量显著降低(P<0.05)。施硫可显著降低水稻根系中的镉向地上部分转移, 增加水稻地上部细胞壁中的Cd分配比例, 降低胞液中的Cd分配比例。与根系相比, 地上部的Cd积累量更容易受到施硫水平的影响。因此, 针对不同品种, 在水稻苗期合理施硫可有效地缓解Cd毒害。     

低浓度镉对小白菜生长及营养元素吸收积累的影响

用水培模拟轻度重金属污染土壤,研究低浓度Cd(5μmol/L)对10个品种小白菜生长及营养元素吸收积累的影响。结果表明,低浓度Cd对耐性强的品种的生长有促进作用,对耐性差的品种的生长有抑制作用。5μmol/L Cd促进小白菜根系对Ca、Mg的吸收,但抑制Ca、Mg向地上部转运;小白菜地上部Ca、Mg、Mn、Zn、Cu含量受到Cd的抑制,且抑制程度存在品种差异。小白菜根部Fe、Zn含量受到不同程度的抑制。不同品种小白菜地上部和根部的镉含量存在差异,其中日本华冠火青菜地上部镉含量较低,耐性指数较高;大头.沪王青、抗热605两个品种地上部镉含量也较低,但地上部生长量受到抑制较大,不利于生产。     

不同品种大豆幼苗对镉胁迫的响应

通过水培实验,研究了6个大豆品种幼苗对50μmol/L镉(Cd)胁迫的响应。结果表明:不同大豆品种对Cd的耐受性、吸收及积累能力存在显著差异。镉对大豆地上部干重的抑制率为4.07%~20.65%,对根系的抑制率为-7.24%~33.72%。经镉处理6 d后,大豆地上部镉含量为88.03~136.88 mg/kg,根系镉含量为486.07~602.41 mg/kg。镉胁迫明显增加了6个大豆品种叶片中丙二醛(MDA)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。     

镉对菠菜中大量元素吸收的影响

以菠菜为试验对象,研究各基因型菠菜对镉的吸收累积差异及镉对菠菜生理代谢的影响.结果表明:经镉处理后,菠菜地上部(干重)镉含量为129.69～290.15μg/g,根为87.26～1487.67μg/g.地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在显著差异,镉主要累积在菠菜的根部.镉影响菠菜对大量元素的吸收及分配,地上部K含量降低,根部K、Mg和P含量增加;无论地上部还是根部,Ca和S含量都增加.     

不同品种大豆幼苗对镉胁迫的响应

通过水培实验,研究了6个大豆品种幼苗对50μmol/L镉(Cd)胁迫的响应。结果表明:不同大豆品种对Cd的耐受性、吸收及积累能力存在显著差异。镉对大豆地上部干重的抑制率为4.07%²0.65%,对根系的抑制率为-7.24%20.65%,对根系的抑制率为-7.24%³3.72%。经镉处理6 d后,大豆地上部镉含量为88.0333.72%。经镉处理6 d后,大豆地上部镉含量为88.03¹36.88 mg/kg,根系镉含量为486.07136.88 mg/kg,根系镉含量为486.07⁶02.41 mg/kg。镉胁迫明显增加了6个大豆品种叶片中丙二醛(MDA)的含量和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。     

硫对镉胁迫下小白菜镉富集、光合速率等生理特性的影响

以小白菜品种"七宝青"为材料,采用盆栽试验,研究外施硫(50 mg·kg^-1)对不同镉(Cd)处理水平(0、5、25、50、100 mg·kg^-1>)下小白菜生长、Cd吸收转运、光合特性及渗透调节物质含量的影响。结果显示,与单一Cd处理相比,5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫显著促进了小白菜的生长,其株高分别增加了11.14%和21.16%,地上部干重分别增加了22.55%和19.90%,根部干重分别增加了27.83%和20.29%,叶绿素含量分别增加了11.81%和15.13%。外施硫降低了小白菜Cd的转运系数(TF)和地上部生物富集系数(BCF),提高了根部BCF。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜地上部Cd含量显著降低了24.82%,根部Cd含量显著增加了23.94%,TF值最小。5.25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫能够明显缓解Cd胁迫对小白菜叶片光合作用的抑制,其净光合速率(Pn)分别增加了13.15%和15.22%,气孔导度(Gs)分别增加了13.81%和15.42%。25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施硫小白菜叶片可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸及抗坏血酸含量分别增加了20.82%、23.34%、26.79%和25.72%。研究结果表明,在25 mg·kg^-1 Cd处理水平下,外施50 mg·kg^-1硫显著减少了Cd从根部向地上部转移,降低小白菜地上部Cd含量,提高Cd胁迫下小白菜叶片的光合强度以及渗透调节物质的含量,对小白菜Cd毒害的缓解效应最为显著。     

土培条件下东南景天对镉的耐性和富集特性的研究

[目的]探讨土培条件下东南景天矿山与非矿山生态型植物对Cd耐性和富集能力的差异。[方法]采用土培盆栽的方法,以向水稻土中加入不同量的镉作为处理,研究东南景天两种生态型植物在不同镉含量土壤中的生长反应以及体内镉含量与积累量变化。[结果]两种生态型植物对土壤中不同含量Cd的生长反应不同,矿山生态型对土壤Cd的耐受阈值为300 mg/kg,非矿山生态型为50 mg/kg。矿山生态型地上部最大Cd含量为893 mg/kg,根部最大Cd含量为344 mg/kg;而非矿山生态型地上部和根部最大Cd含量分别为124和212 mg/kg。矿山生态型地上部Cd含量大于根部Cd含量,而非矿山生态型根部Cd含量大于地上部。矿山生态型地上部Cd积累量最大值为151.67μg/株;而非矿山生态型为11.99μg/株。两种生态型植物相比较,在相同Cd处理水平下,矿山生态型地上部Cd含量和Cd积累量均显著高于非矿山生态型。[结论]矿山生态型东南景天对土壤Cd的耐受和富集能力显著大于非矿山生态型。从植物对土壤镉的耐性、地上部与根部Cd含量及其比值来看,矿山生态型东南景天是一种Cd超积累植物。     

镉在植物体内的积累及其对绿豆幼苗生长的影响

用水培和土培的方法研究了镉 (Cd)在绿豆幼苗 (Phaseolus.auresRoxb .cvCV 376 2 )内的积累和分布及Cd对植株生长、营养元素吸收的影响。结果表明 :2 0 μmol·L-1Cd处理显著抑制绿豆幼苗的生长 ,降低幼苗上胚轴、根系长度和植株干物质重。随着Cd处理时间的延长和处理浓度的增加 ,绿豆叶片叶绿素含量和叶绿素a/b的比值降低。Cd处理降低绿豆幼苗地上部和地下部Ca、P、Zn的含量 ,提高地上部Fe含量 ,降低地上部分Mn的含量。与不结球白菜(Brassicacampestrisssp .chinensisL .Mak)和小麦 (TriticumaestivumL .)相比 ,绿豆幼苗对Cd的吸收和积累能力较弱 ,吸收的Cd主要积累在植株根系。施用猪粪和石灰可显著降低绿豆幼苗地上部Cd含量。     

镉胁迫对伴矿景天细胞壁多糖果胶组分及其果胶甲酯酶的影响

为探究细胞壁果胶对Cd胁迫的响应机理,通过盆栽实验研究了不同镉（Cd）浓度（0、25、50、75、100、200 mg·kg^-1）对伴矿景天细胞壁果胶含量、果胶甲酯酶（PME）活性、细胞壁果胶半乳糖醛酸含量和Cd含量的影响。结果表明,随着Cd处理浓度的增加,伴矿景天地上部和根部细胞壁螯合态果胶、碱性果胶含量均在Cd处理浓度为100 mg·kg^-1时最大,且螯合态果胶含量表现为地上部>根部,碱性果胶含量表现为地上部<根部。地上部细胞壁PME活性和半乳糖醛酸含量在Cd处理浓度为25 mg·kg^-1时最大,与对照相比显著增加了 40.4%和 39.2%。Cd胁迫抑制了根部细胞壁 PME活性,Cd处理浓度为 75 mg·kg^-1时,伴矿景天地上部和根部 Cd含量最高,与对照相比分别显著增加了58.4倍和70.1倍;螯合态果胶含量和碱性果胶含量与植物Cd含量呈显著正相关;根部的细胞壁果胶半乳糖醛酸含量和螯合态果胶含量呈显著负相关（r=-0.880,P<0.05）。研究发现,伴矿景天通过调整细胞壁果胶半乳糖醛酸含量来改变果胶含量,以增强伴矿景天对Cd的吸收累积。     

3种植物对红壤中镉的富集特性研究

重金属超富集植物是重金属污染土壤植物修复的基础,研究了3种重金属富集植物羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对重金属Cd的吸收积累规律,为植物修复Cd污染的农田和生态环境建设提供科学依据.采用盆栽方法,在不同浓度(0、20、35、50、65、80 mg·kg-1)cd处理下,分别测定3种植物地上部与根部Cd的含量,计算了地上部Cd迁移量、根系耐性指数、富集系数,研究了土壤中Cd添加量与植物富集Cd量的相关性.结果表明,随着土壤中Cd离子浓度的升高,3种植物地上部和根系中的cd含量也在增加,相关系数都大于0.99;综合地上部与根部cd含量,地上部cd迁移量,根系耐性指数和富集系数,3种植物对Cd的富集能力的相对顺序为:羽叶鬼针草>美洲商陆>紫叶芥菜.羽叶鬼针草、美洲商陆种植在Cd处理浓度为65 mg·kg-1的土壤中和紫叶芥菜种植在Cd处理浓度为80 mg·k-1的土壤中栽培时,3种植物地上部与根部的Cd含量均超过了100 mg·kg-1,达到了cd超富集量的标准.羽叶鬼针草、美洲商陆和紫叶芥菜对Cd有很强的耐受性和富集性,可以作为先锋植物去修复被Cd污染的土壤.     

镉在不结球白菜中的积累及外源脱落酸对镉积累的影响

采用溶液培养的方法,研究了镉(Cd)和脱落酸(ABA)对不结球白菜幼苗生长以及Cd积累的影响。结果表明,10μmol·L-1Cd处理显著抑制不结球白菜幼苗的干物质积累,降低不结球白菜叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、PSⅡ最大光化学效率、PSⅡ光合电子传递量子效率、电子传递速率和光化学猝灭系数,增加不结球白菜叶片的非光化学猝灭系数。5μmol·L-1ABA处理对不结球白菜地上部干物质的积累及净光合速率没有显著影响,但降低了不结球白菜的根系干重、叶片的蒸腾速率和气孔导度。而在100μmol·L-1Cd胁迫下,外源ABA处理明显增加不结球白菜根系Cd含量,降低Cd向地上部的转运能力,降低不结球白菜地上部Cd含量。试验结果还显示:不结球白菜地上部Cd含量占总Cd含量的百分比与叶片蒸腾速率呈显著正相关。     

不同品种燕麦对镉胁迫响应的差异性研究

利用实验室水培模拟试验,研究了轻度镉胁迫条件下10个燕麦品种生长及吸收积累镉的差异性。结果表明,经5μmol·L-1的镉处理后,供试燕麦品种的株高、根长、地上部与地下部生物量、叶绿素含量、类胡萝卜素含量均出现不同程度的下降,不同品种间存在明显的差异,有的甚至达到极显著水平;不同品种燕麦对镉的吸收与积累也存在明显差异;燕麦镉的吸收转运与耐性没有直接的联系。按照镉胁迫下燕麦耐镉性和镉含量的冠根比进行聚类分析,可将10个品种分为4类:①镉转运少且耐性强;②转运多但耐性强;③转运多且耐性弱;④转运较少但耐性弱。其中品5号地上部生长抑制率最小,并且镉含量、镉转运量较少,表现出较强的耐镉性,在轻度镉污染土壤上种植品5号有利于降低镉污染对人类健康的风险。     

2个烟草品种对镉的耐性差异及外源脱落酸对镉积累的影响

通过溶液培养法,比较了不同浓度Cd处理下,‘MS云烟87’和‘MSK326’2个烟草品种对镉的耐性及响应脱落酸处理的差异。结果表明:Cd处理显著抑制了2个烟草品种的生物量,降低了2个烟草品种叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率。在50μmol·L-1Cd处理下,‘MSK326’生物量显著高于‘MS云烟87’;在相同浓度Cd处理下,‘MSK326’的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度均高于‘MS云烟87’。2个烟草品种的地上部和根系Cd含量均随着Cd处理浓度的提高而显著增加,并且根系的Cd含量显著高于地上部。在相同浓度Cd处理下,‘MSK326’地上部Cd含量显著高于‘MS云烟87’。Cd胁迫下(50μmol·L-1),外源ABA处理显著提高了2个烟草品种根系的Cd含量,降低Cd向地上部的运输能力。另外,2个烟草品种地上部Cd占烟草全株总Cd含量的比例与地上部蒸腾速率呈显著正相关。     

镉-豆磺隆复合污染对小麦生物学性状与品质的胁迫

采用盆栽试验,研究了黑土土壤镉-豆磺隆复合污染对小麦生物学性状与品质的影响。结果表明,不同浓度的镉、豆磺隆复合对小麦辽春10号(TriticumaestivumL)生物量的影响表现出协同作用,而且随着镉浓度的增加,小麦株高、地上部鲜重与干重以及根的鲜重与干重表现出下降的趋势,其中当镉的浓度达到100mg·kg-1时,小麦生长迟缓,植株矮小等中毒症状比较明显,地上部鲜重变化最大,相对于对照下降了83.1%,根鲜重下降了72.0%,地上部干重下降了69.7%,根干重下降了63.0%,株高下降40.1%。加入豆磺隆后这种趋势更加明显,不同浓度豆磺隆表现出的抑制程度为:30μg·kg-1>10μg·kg-1>0。小麦积累镉的量,随着镉浓度的增加而增加,反映其品质不断下降。其中根部镉浓度增加的幅度很大,由41.2mg·kg-1增加到438.2mg·kg-1;但当投加镉的浓度达到100mg·kg-1时,小麦积累镉的量呈现下降的趋势;高浓度豆磺隆处理的小麦积累镉的量,低于低浓度处理的情况。     

EDTA辅助下油菜修复铅、镉单-污染土壤的潜力

采用盆栽试验,研究乙二胺四乙酸二钠（EDTA）辅助下,科源油2号油菜修复铅、镉单-污染土壤的效果。在本实验条件下,EDTA的最佳投加量为5．0mmol&#183;kg^-1时,油菜Pb、Cd吸收量分别达到1542mg&#183;kg^-1和64mg&#183;kg^-1.该结果表明,EDTA辅助下可显著增强油菜对Pb、Cd的吸收累积,EDTA在诱导油菜修复Pb、Cd污染特别是Pb污染土壤方面具有很大的潜力。     

镉胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响

[目的]探究镉(Cd)胁迫对马蔺根系活力和矿质营养元素吸收的影响。[方法]采用水培法,以马蔺为试验材料,设置6种CdCl_2质量浓度(0,10,25,50,100,150 mg·L~(-1)),通过对马蔺根系活力、地上部和根系镉含量,以及6种矿质营养元素(Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn)含量的测定,研究了不同镉浓度处理下马蔺根系活力及矿质营养元素的变化。[结果]随镉胁迫时间的延长,对照处理下(CK,未经镉处理),根系活力呈逐渐上升趋势;10-50 mg·L~(-1) Cd处理下,根系活力呈先升后降趋势;100和150 mg·L~(-1)Cd处理下,根系活力呈逐渐下降趋势。随镉处理浓度的增加,马蔺地上部Mg、Mn、Cu和Zn含量呈显著降低趋势,Ca和Fe含量呈增加趋势;根系中的Fe、Mn、Cu、Zn含量呈逐渐增加趋势,Ca和Mg含量呈逐渐下降趋势。镉处理下,Ca和Mg含量转移系数呈先升后降趋势;Mn、Cu、Zn转移系数低于对照;Fe转移系数与对照相比较无显著差异。镉胁迫下,地上部Fe含量和Cd含量呈显著正相关,Ca、Cu、Zn、Mg、Mn含量和Cd含量呈不显著负相关;马蔺根系Cu、Zn、Mg、Fe、Mn含量和Cd含量呈正相关,Ca含量和Cd含量呈极显著负相关。马蔺根系镉含量可达到829.39～8944.54 mg·kg~(-1),地上部镉含量可达到200.60～519.76 mg·kg~(-1),大多数镉离子保留在根中,因此,马蔺具有将重金属镉截留于根系以减少镉从根系转移到地上部的能力。[结论]中低镉浓度下,根系活力和根系中矿质营养元素吸收受镉的影响较小;高镉浓度下,马蔺根系活力下降,其通过调节营养元素的吸收和分配,来适应镉胁迫环境。     

3种园林植物对土壤重金属Cd的吸收及修复研究

以自来水处理作对照,采用土培法研究了3种Cd处理浓度下棕竹、宛田红花油茶、博白大果油茶对土壤重金属Cd的吸收及修复能力,为Cd超积累植物的筛选及土壤Cd污染治理提供依据。结果表明,与对照组（0 mg.kg-1）相比,10、25、50 mg.kg-1 Cd处理45 d后,3种园林植物均能较好生长,未出现任何中毒症状;10、50 mg.kg-1 Cd处理浓度下,3种园林植物地下部（根系）Cd含量均大于地上部（茎、叶）,且随着Cd处理浓度的增大,地下部（根系）Cd含量增幅均大于地上部（叶、茎）,其中棕竹根系Cd含量增幅最大,是10 mg.kg-1处理的7.05倍;在10～50 mg.kg-1处理浓度范围内,3种园林植物地上部与地下部Cd含量比值均较低,且Cd在3种植物体内的迁移率均随处理浓度增大而降低。     

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。