重金属镉对植物的毒害研究进展

综述了近年来镉(Cd)时植物毒害的研究成果.主要从植物生长、光合作用、酶活性等方面分析了镉的毒害机理,以及从镉的吸收与转运等方面探讨了植物的基因型差异,并指出了现阶段研究中存在的问题和发展前景.     

玉米生长指标对土壤外源铜镍毒害的敏感性比较研究

在重金属污染土壤的生态风险评价中,评价指标的确定至关重要,为此在田间试验条件下研究了不同添加水平的Cu和Ni(0、50、100、200、400、800、1600、3200mg·kg-1)对玉米的毒害效应,并比较了玉米生长指标对Cu和Ni毒害的敏感性.结果表明,在相同的添加水平下Ni对玉米的毒害高于Cu;对Cu和Ni而言,苗期各项指标的敏感性依次为叶面积>株高>出苗率或可见叶数.与其他指标相比,叶面积是判别Cu和Ni污染最敏感的指标.苗期的株高、成熟期籽粒和秸秆的干重,这3项指标的敏感性接近,是较为敏感的指标,而出苗率和可见叶数与其他指标相比敏感性较差.因此.苗期株高和叶面积可以作为Cu或Ni毒害的评价指标.同时,两茬玉米的研究结果表明,土壤中的Cu对两茬玉米毒害的差异不显著,而土壤中的Ni对两茬玉米毒害的差异显著,说明Ni在石灰性土壤中的老化效应明显.     

重金属铜影响香蕉幼苗生长的机理初探

[目的]探讨香蕉幼苗对重金属铜(Cu)胁迫的生理生化响应,为进行Cu对香蕉污染的预测、评价和防治提供理论依据.[方法]以5叶1心期的巴西香蕉苗为试验材料,探讨不同浓度Cu及胁迫时间对其各项生理指标的影响.[结果]Cu胁迫下,香蕉幼苗叶片的相对电导率和MDA含量整体呈上升趋势,SOD活性和可溶性蛋白含量则呈下降趋势,随着Cu2+浓度的增加和胁迫时间的延长,对幼苗的毒害作用越明显.[结论]重金属胁迫能使植物体内的自由基增加、膜质过氧化作用加剧、细胞质膜透性增大、电解质发生不同程度的外渗,进而对植株产生毒害作用.     

Cu2+胁迫下三峡库区消落带的狗牙根生长状况及其铜富积效应

为探明狗牙根遭受铜胁迫的毒害机制,采用水培的方法,模拟三峡库区长江水体Cu2+污染环境,研究不同浓度Cu2+胁迫对三峡库区库消落带生植物狗牙根(Cynodon dactylon)新芽和新根数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的影响和Cu2+积累效应.结果表明,在0～40 mg/L Cu2+对狗牙根植株生长没有明显伤害,甚至表现出一定的促进性,新芽和新根数增加,叶绿素含量提高;狗牙根叶片中SOD、POD、CAT活性均增加;当Cu2+浓度≥40 mg/L时,狗牙根新芽和新根数、叶片叶绿素含量下降,叶片中SOD和CAT的活性被抑制,而POD活性略增加.同时,狗牙根对Cu2+的积累主要分布于根,其次为茎.     

重金属镉对沉水植物毒性效应的研究

通过观察组织显微结构以及测定植物体内叶绿素和游离脯氨酸含量,研究了镉对3种沉水植物蓖齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和轮藻(Chara vulgaris)细胞组织完整性以及碳代谢和抗胁迫能力的毒性效应.结果表明:尽管镉有效地抑制了沉水植物的碳代谢和抗胁迫能力,从而导致组织完整性的破坏和植物死亡,但是这3种沉水植物对镉毒害的抗性却有着明显的不同.凭借其致密的细胞排列、较厚的表皮层以及较高的游离脯氨酸水平,蓖齿眼子幕表现出很强的抗镉毒害的能力.因此建议将其作为水生植物生态系统恢复与重建的先锋物种.     

EDTA对黄菖蒲和马蔺Cu吸收积累的影响

采用水培的方法研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对2种鸢尾属Cu富集型植物（黄菖蒲、马蔺）对Cu的吸收和积累的影响。结果表明：在0.55 mmol·L-1（35 mg·L-1） Cu胁迫下加入EDTA（0.28,0.55 mmol·L-1）能够显著促进植物体对Cu的吸收,并促进Cu向地上部的转移,同时黄菖蒲、马蔺的地上和地下生物量也显著增加,缓解了Cu对2种植物生长的抑制作用。黄菖蒲和马蔺地上部脯氨酸（Pro）含量升高、MDA含量降低,也进一步表明一定浓度的EDTA能够减轻Cu对植物的毒害。但是,当溶液中EDTA浓度大于0.55 mmol·L-1时,其效果不明显,表现为抑制Cu在根部的吸附,进而降低Cu向地上部的转移,但与低浓度EDTA处理相比,高浓度EDTA（1.10 mmol·L-1）下的两种植物生物量显著下降,表明高浓度EDTA会产生毒害作用。     

重金属胁迫与植物矿质元素交互作用的研究进展

近年来,重金属污染对农作物的影响越来越大,学者们就重金属对植物的毒害作用做了大量的研究。必需矿质元素是植物正常生长发育不可或缺的,而重金属胁迫会导致植物对必需矿质元素的吸收发生变化,进而影响植物的生理代谢。同时,矿质元素在一定条件下对重金属胁迫也具有一定的缓解作用。概述了几种主要重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As等)与植物矿质元素(Fe、S、P等)的交互作用,以期为提高植物重金属抗耐性提供一定的理论依据。     

姜花在Cu胁迫下的耐性机理研究

采用模拟湿地盆栽试验,研究了姜花在Cu胁迫下的积累、分布、化学形态和富集能力.结果表明:(1)姜花对Cu的积累能力随Cu处理浓度的增加而增大,但各部位对Cu的积累具有明显的差异性.当Cu处理浓度≤150mg·kg~(-1)时,其积累能力表现为根>叶>茎;当Cu处理浓度≥200 mg·kg~(-1)时,其积累能力表现为叶>根>茎.(2)Cu在姜花叶片细胞中的分布具有选择性,其主要分布位点为细胞可溶性部分和细胞壁部分,而在细胞器中Cu的含量较低.(3)Cu在姜花根、茎和叶中赋存的化学形态有明显差异.在根部,Cu的化学形态主要以乙醇提取态和水提取态为主;在茎部,Cu均以氯化钠提取态为主;而叶部Cu主要以活性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.(4)姜花对Cu具有一定的富集能力,但富集能力不强,当Cu浓度达到400mg·kg~(-1)以上时,姜花植株便出现了较明显的毒害症状并随之死亡,因而姜花尚未达到超富集植物的标准.可见,姜花在Cu胁迫下具有一定的耐受性,分布选择性和富集能力,将其运用于湿地Cu污染修复中,将极大地缓解重金属Cu污染给环境带来的压力.     

铜胁迫对两种不同来源长萼鸡眼草生长及氮代谢的影响

采用苗期水培的方法,研究铜胁迫和营养缺失及二者的复合作用对矿区和非矿区长萼鸡眼草生长及氮代谢的影响差异.结果表明,植物吸收的cu绝大部分分配在植物的根部.Cu胁迫使植物组织中硝态氮(NO-3)含量和硝酸还原酶(NR)活性降低,使植物叶中铵态氮(NH 4)含量和谷氨酰胺合成酶(Gs)活性升高,植物生物量减少.Cu胁迫下矿区植物叶中Cu含量、根中Gs活性比非矿区的低.矿区植物叶生物量、组织中NR活性比非矿区的高.营养缺失使植物组织中NH 4量、NO-3含量、NR活性、GS活性显著降低.根生物量显著增加,且矿区植物叶中Gs活性的变化比非矿区的少.Cu胁迫营养缺失复合作用使植物组织中Cu含量、叶中GS活性显著升高,使根生物量、根中NR活性显著降低,且矿区植物叶中Cu含量增加的比非矿区的少.低营养胁迫可促进长萼鸡眼草对外源Cu的吸收,同时也刺激了植物根的生长,Cu胁迫和营养缺失环境下非矿区植物氮代谢的紊乱程度要比矿区的高,来源于矿区的植物对贫瘠和高Cu环境表现出更强的适应性.Cu及营养缺失对植物氮代谢的影响是非常复杂的,与植物组织中可利用氮和碳的改变有关,也与植物组织中酶活性的直接改变有关.     

锰毒害对葡萄植株矿质元素含量的影响

为给果树生产提供理论依据,采用土培试验法研究了锰毒害对葡萄植株体内Mn、Ca、Mg、Fe、Cu和Zn含量的影响.结果表明,锰毒害使2个葡萄植株体内各部位Mn含量明显升高,各部位有差异,在金手指中为根＞叶片＞茎,康拜尔为叶片＞根＞茎.从整体上看,高锰处理增加了葡萄金手指根茎叶中Mg、Zn以及叶中Cu的含量,降低了根茎叶中Ca、Fe以及根中Cu的含量;增加了康拜尔根茎叶中Mg、Ca以及叶中Cu和根中Zn的含量,降低了根茎叶中Fe及根中Cu的含量.     

重金属铜对植物毒害机理的研究现状及展望

铜是植物正常生长发育所必需的微量营养元素,随着铜用途的扩大及用量的增加,含铜污染物的排放量逐渐增多,导致植物中铜含量超标,已严重影响到人类健康和生态系统稳定.文章综述了国内外关于铜对植物生长、细胞膜系统、抗氧化物酶系统、光合作用、矿质营养吸收和运输等生理响应等方面的研究进展,指出目前关于铜对植物毒害的研究主要集中在植物的耐铜阈值、毒害生理机理和植物对铜的解毒效应等方面,并提出今后应从拓宽植物研究种类、铜胁迫差异蛋白和基因表达鉴定及维持细胞内稳态的重金属转运体的鉴定等方面进行深入研究,为揭示铜对植物的毒害机理提供依据.     

3种铜制剂对作物种子的生态毒性效应

采用生物培养试验,测定了棕壤条件下,美国铜基杀菌剂 Koeide2000(KCD)、波尔多液营养保护剂(BNPP)和硫酸铜(CS)3种铜制剂对作物(小麦、番茄、油菜)种子发芽、根茎伸长和发芽种子质量抑制的生态毒性效应.结果表明,铜制剂对3种作物种子根的伸长抑制率均明显大于对种子发芽、茎伸长和发芽种子质量的抑制率.统计分析表明,铜制剂施用浓度与植物发芽指数的相关系数最高,其次是根伸长抑制率.可以植物发芽指数、根伸长为指标研究铜制剂污染毒性与植物响应的剂量及效应关系.不同植物对铜制剂污染物的毒性响应具有明显差异,3种植物对铜制剂的敏感顺序为油菜>番茄>小麦,油菜可用作铜制剂污染土壤毒理诊断的指示植物.此外,由于铜制剂自身性质的不同,作物对其毒性响应不同,尤以对CS最敏感,BNPP和KCD次之.因此,在评价粉剂型铜制剂对环境的影响时,应充分考虑其自身的特点.     

土壤铜污染对植物的毒性研究进展

介绍了土壤中铜污染对植物的影响,包括Cu污染对植物、植物群落、个体生长发育的影响,并分析了其影响机制。土壤Cu污染引起的植物毒性受到土壤中Cu的生物可利用性的影响,因此在评价土壤Cu污染的环境风险时应充分考虑土壤中Cu的生物可利用性,在土壤中Cu的生物可利用性、植物个体影响和群落变化之间建立联系。     

铜离子对水培青菜幼苗生长的影响

用溶液培养的方法研究了铜离子对青菜幼苗生长的影响及铜在植物体内的分布和积累情况。结果表明:3μmol/LCu2+即显著抑制根系的伸长,10μmol/LCu2+抑制青菜地上部生长,与对照相比,10μmol/LCu2+处理并不能显著降低根系生物量;5μmol/LCu2+处理,叶绿体色素的含量显著降低,10μmol/LCu2+使叶绿体色素的含量减少为对照的60%;青菜根系铜含量远大于地上部,且随着铜离子处理浓度的升高,根系和地上部的铜含量显著增加。     

铜铁铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响

采用种子萌发实验方法 ,研究了不同浓度铜、铁、铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响。结果表明 ,铜铁铅3种金属对铜草种子萌发率的影响不同 ,铜草种子对铜的耐性最高。铜草幼苗对铜和铁的耐性较高 ,能较好地适应在受铜铁污染的土壤中生长。在铜铁浓度一定的情况下 ,铅的加入能极大的影响铜草幼苗的生长     

铜铁铅单—及复合污染对铜草幼苗生长的影响

采用种子萌发实验方法，研究了不同浓度铜、铁、铅单一及复合污染对铜草幼苗生长的影响。结果表明，铜铁铅3种金属对铜草种子萌发率的影响不同，铜草种子对铜的耐性最高。铜草幼苗对铜和铁的耐性较高，能较好地适应在受铜铁污染的土壤中生长。在铜铁浓度一定的情况下，铅的加入能极大的影响铜草幼苗的生长。     

植物相关细菌铜抗性研究进展

围绕铜的生理作用及毒性、抗铜基因在植物相关细菌中的分布、植物相关细菌的抗铜机制、植物相关细菌铜抗性与动植物的关系、植物相关细菌铜抗性的应用等方面进行了概述.     

柠檬酸和EDTA对铜污染土壤环境中吊兰生长的影响

通过盆栽试验研究了在铜污染条件下,柠檬酸和EDTA作为活化剂对铜污染土壤中吊兰生长状况的影响.结果表明,柠檬酸和EDTA对吊兰富集量的影响与其对土壤中铜的活化能力呈显著性正相关.柠檬酸对土壤铜有较强的活化作用,能够有效提高吊兰对铜的吸收,且在浓度为5mmol/L时效果最为明显,而较高的铜富集量又抑制了吊兰的生长;EDTA对吊兰富集能力的影响相对较弱,对吊兰的生长也无显著影响.相比而言,柠檬酸对铜污染土壤中吊兰生长状况的影响比EDTA大.     

铜在青菜体内的分布与存在形式研究

用溶液培养的方法研究了青菜对铜的吸收、分布 ,以及铜在青菜体内的存在形式。结果表明 :青菜根系铜含量远大于地上部 ,随着铜处理浓度的升高 ,根系和地上部的铜含量显著增加。青菜根系中的铜主要与小分子物质结合 ,但这些物质并不是由铜诱导产生的。     

植物铜伴侣蛋白的研究进展

铜是植物生长发育所必需的微量元素,是参与生命基本过程的辅因子。铜伴侣蛋白在运输铜离子、参与目的蛋白的装配及保护机体免受游离铜离子毒害等方面发挥重要作用。因此,铜伴侣蛋白对植物体内铜稳态的调节具有重要的贡献。为了促进植物铜伴侣蛋白的进一步深入研究,从铜伴侣蛋白的起源、种类及3种铜伴侣蛋白(ATX-like、CCS和COX17)相关研究方面进行综述。