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。     

水稻对镉的吸收转运与耐性的关系研究

[目的]明确了水稻品种耐Cd能力与体内分布的关系。[方法]采用水培法对江苏地区10个水稻品种对镉(Cd)的吸收转运和耐性特点进行了比较。[结果]不同水稻品种耐Cd能力和体内分布存在显著差异。特优559的地上部生长受Cd抑制最大,而镇稻8号没有受到Cd处理的影响。扬辐粳7号的地上与地下部Cd浓度比(S/R)最大,而K优818的S/R值最低。水稻的吸收转运和耐性之间没有直接的联系。按照水稻对Cd的耐性指数和冠根比进行聚类分析,可将10个品种分为4类:①Cd转运多且耐性弱(扬辐粳7号和特优559);②转运较少但耐性较弱(两优培九和苏优22);③转运少且耐性较强(Ⅱ优838、K优818和武运粳7号);④转运较多但耐性强(宁粳1号、镇稻8号和86优8)。[结论]该研究为筛选同时具有低Cd含量和高Cd耐性特点的水稻品种提供依据。     

不同小麦品种对重金属镉吸收及转运的差异研究

通过小麦盆栽试验,同时施加不同浓度的镉进行分组试验,研究了不同小麦品种对重金属镉吸收及转运的差异。研究表明,随着镉施加量的增加,土壤中各个形态镉含量均有不同程度的增加,且交换态对外界胁迫响应强度最敏感,而在任一镉胁迫处理下,种植高吸收品种小麦土壤中的交换态均高于低吸收品种;小麦植株各部位的镉转移系数与外源镉的添加浓度呈明显负相关,且高吸收品种对镉的转运能力强于低吸收品种;小麦品种籽粒镉的积累能力与镉在根茎叶中的吸收、转运能力有关,低镉浓度(1 mg·kg-1)时,高吸收品种和低吸收品种对镉的转运能力差别很小,中、高镉浓度(5,15 mg·kg-1)时,高吸收品种对镉的转运能力比低吸收品种强很多。因此,在低度镉污染的土地上,种植小麦时不必过分区别品种;中、高度镉污染的土地上,适合种植低吸收小麦,可以有效抑制土壤中镉的转移,保证小麦籽粒的污染程度不至于过高,保障人们的身体健康。     

不同基因型烤烟对镉、铅富集特征评价

重金属镉、铅易在烟叶中富集,影响烟株生长,并通过抽吸过程进入人体,危害人类健康。为探讨豫西地区不同基因型烟草对重金属镉、铅的富集特征,筛选出烟叶原料安全的优良品种,以豫西烟区15个基因型烤烟为材料,采用水培试验研究不同水平镉(0、5、10、20 mg/L)、铅(0、20、50、100 mg/L)胁迫下不同基因型烤烟生物量、重金属含量、耐性指数、重金属积累量及转运系数的差异。结果表明:(1)重金属镉、铅胁迫对不同基因型烟株的生长均表现为低浓度促进,高浓度抑制的现象。(2)不同基因型烤烟对重金属镉、铅污染的响应不同。不同基因型烤烟对镉的积累分配主要在地上部,而对铅的积累分配主要在根部,且对重金属镉的富集和转运能力高于重金属铅。(3)不同烤烟品种对重金属镉、铅的吸收积累能力存在基因型差异。在高镉、铅水平下G15对重金属镉的积累量和转运系数较高,G5对重金属铅的积累量、耐性指数较高,适合作为土壤重金属镉、铅污染的植物修复材料。G2、G10在低镉水平下,镉的积累量较低,适宜在土壤轻度镉污染条件下进行烟叶安全生产。G4、G12在低铅水平下,铅积累量和地上部分铅含量较低,属于铅低积累基因型,可用于轻度铅污染条件下的烟叶安全生产。     

镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响

 选择苗期镉耐性和籽粒镉含量差异明显的4个晚粳稻品种为供试材料，研究了有毒重金属镉胁迫对水稻生长和营养代谢的影响。结果表明，镉胁迫显著降低各品种的产量和每株穗数、每穗总粒数、结实率、粒重等经济性状以及不同生育期的地上部干物质重，但苗期镉耐性较强的品种受抑制程度要小于镉耐性较弱的品种，相近耐性类型中籽粒镉含量较高的品种比镉含量较低的品种受害严重。因此可用苗期镉的耐性评价不同基因型耐镉性的差异。镉胁迫显著增加各品种地上部茎叶和籽粒的镉含量和积累量，但增加的程度品种间存在着很大差异。植株镉含量随生育进程而逐步下降，而植株镉积累量随生育进程而增加，与干物质产量一致。本研究还表明，镉胁迫显著影响籽粒中一些矿质元素的含量，按镉对籽粒元素含量的效应可将所涉及的8种元素划分为二类，一类呈现为抑制效应，包括K、P、Mg、Mn和Zn等5种；另一类呈现为促进效应，包括Fe、Cu和Ca等3种。此外，镉胁迫对游离氨基酸含量的影响与氨基酸种类和品种有关。值得注意的是，谷氨酸和半胱氨酸等含硫氨基酸的合成受镉胁迫的抑制，且耐性较弱的品种受抑制程度明显大于镉耐性较强的品种。同时，耐性较强的品种这些氨基酸的含量均高于耐性较弱的品种，说明这些氨基酸的代谢可能与水稻品种的Cd耐性反应有关。     

铅镉复合胁迫下黄葛树和女贞的生长生理及吸收特性研究

以黄葛树、女贞为试验材料,通过盆栽试验研究不同浓度铅镉复合胁迫下黄葛树、女贞的生长生理变化及吸收积累铅镉特性,采用主成分分析和隶属函数法综合评价2个树种对铅镉复合污染土壤的适应性,旨在探究2个树种对铅镉污染土壤的修复潜力。结果表明:铅镉复合胁迫下2个树种株高、地径增长受抑制,生物量下降,总叶绿素降低,丙二醛含量增加;耐铅镉性综合得分值表明黄葛树耐性更强。黄葛树根部铅积累量更大,地上部和根部镉积累量均为女贞更大。复合污染中镉促进女贞对铅的吸收,抑制黄葛树对铅的积累,铅促进重度镉水平下2个树种对镉的累积。可见,黄葛树对铅镉复合胁迫的耐性强于女贞,用于修复铅镉复合污染土壤具有一定潜力,女贞则不适用于复合污染土壤中镉浓度较高的区域。     

不同品种小麦幼苗耐镉差异

为比较不同品种小麦幼苗耐镉性生物学差异及幼苗不同器官镉吸收和积累情况,采用水培方法对13个小麦常见品种进行培育,研究100μmol/L镉胁迫下不同品种小麦幼苗的生长情况、不同器官镉累积量与镉转移系数和13个小麦品种对镉的耐性指数。结果表明:相同镉浓度下,镉胁迫对小麦幼苗生长的影响随时间的增长而加大,相比对照组镉处理后小麦生长缓慢,根长变短,叶片黄化有黄褐色斑点,鲜质量和干质量减小;不同小麦品种间镉转移系数差距较大,与根系耐性指数没有表现出相关性,因此镉转移系数可能不是筛选耐镉型小麦品种的参考依据;13个小麦品种耐镉指数变异系数为1.98%~15.98%,对不同小麦品种的镉耐性分析结果与根系耐性指数基本一致,可作为耐镉型小麦品种的筛选依据。根据相对叶长和相对根长的耐镉指数可将13个试验品种分为耐镉型(3个)、较耐镉型(4个)、镉较敏感型(2个)、镉敏感型(4个)。     

蓖麻对镉污染土壤的修复潜力

采用营养液栽培试验研究不同品种蓖麻对镉的积累与耐性特征的影响,分析不同有机酸对蓖麻耐镉的影响,采用盆栽试验研究蓖麻对土壤镉的积累和迁移能力。结果显示,在淄蓖麻5个品种中淄蓖麻5号对镉的耐性与积累最好,6号对镉的耐性与积累性最差。在土壤镉含量为25 mg/kg时,蓖麻株高和植株干质量最大,但随着土壤镉含量的增加,蓖麻生长变慢、植株变小,在土壤镉含量为200 mg/kg时出现较明显的叶片黄化、根系发黑等重金属中毒症状。说明低浓度的镉促进蓖麻生长,高浓度镉抑制蓖麻的生长。     

四川推广小麦品种在镉胁迫下籽粒镉积累和生长响应

【目的】为弄清楚四川地区主要推广小麦品种在不同镉污染耕地上小麦籽粒镉积累和生长情况,筛选出籽粒低镉含量的小麦品种加以推广利用。【方法】通过田间试验对收集的四川地区40个小麦品种的籽粒镉含量、生长和镉积累迁移情况进行研究。【结果】不同小麦品种的籽粒镉含量和镉迁移积累系数差异较大,存在明显基因型差异。在镉含量相对较低的土壤环境下,品种间籽粒镉含量和镉迁移积累系数变异幅度较大;土壤镉含量相对较高的土壤环境下,小麦籽粒镉含量和镉迁移积累系数分布范围相对较窄。不同小麦品种的农艺性状差异显著,不同农艺性状对镉胁迫响应不尽相同。土壤环境中的镉浓度越高,小麦籽粒中镉迁移积累系数越低。同一小麦品种籽粒镉含量和镉迁移积累系数变化趋势相同,呈显著正相关。在镉污染不同的两个浓度下籽粒镉含量都较少的品种有CD-22、CD-25、CD-35、CD-37和CD-39。【结论】四川地区主推小麦品种在镉胁迫下籽粒镉含量、迁移积累及农艺性状存在基因型差异,其受镉胁迫影响程度不同,筛选出了5份籽粒低镉含量且表现稳定的小麦品种。     

镉胁迫下低吸收水稻品种中镉的转移系数和分布特征

  目的  探索镉污染农田下不同低吸收水稻Oryza sativa品种对镉的吸收积累差异及在不同生长时期的分布特征。  方法  选取5个低镉吸收品种‘中浙优1号’‘ Zhongzheyou 1’、‘中浙优8号’‘ Zhongzheyou 8’、‘华浙优71’‘ Huazheyou 71’、‘甬优17’‘ Yongyou 17’和‘甬优1540’‘ Yongyou 1540’,在浙江省丽水市景宁畲族自治县某村镉污染农田开展大田试验,探究5种低吸收品种水稻生长情况及对镉的吸收转运特征。  结果  同一水稻品种不同器官中镉的积累存在差异。在拔节期和孕穗期,镉质量分数从大到小依次为根、茎、叶、穗;在成熟期,除‘中浙优8号’外,其余水稻品种镉质量分数从大到小依次为茎、根、叶、糙米、稻壳;不同水稻品种中,‘华浙优71’水稻品种的根镉质量分数显著低于其他品种(P＜0.05),‘中浙优8号’水稻品种的茎和糙米镉质量分数显著低于其他品种(P＜0.05)。同一水稻品种在不同生育期的相同器官中镉积累情况不同,根茎叶中镉质量分数从小到大依次为分蘖期、拔节期、孕穗期、成熟期。‘中浙优8号’水稻品种产量、千粒重和分蘖数均高于其他品种。在不同水稻品种中,糙米镉与千粒重、水稻产量、土壤全镉和土壤有效镉无显著相关。  结论  筛选出‘中浙优8号’为镉污染稻田的优选品种,后期可进一步对其低吸收积累特征进行探讨。图1表5参32     

镉对小麦生长发育的影响及其基因型间差异

研究了镉污染下不同基因型小麦生长的差异 ,结果发现 ,小麦生长发育品种间差异很大 ;根的长度、单株地上部重量、地下部重量、每株分蘖数是反应比较敏感的指标 ;小麦对镉的吸收和分配由根部特性决定 ,不同品种根部吸收镉的能力比对照高 10 0倍以上 ,而地上部吸收镉的能力仅是对照的 10倍左右 ;同时 ,根部吸收镉的总量约是茎部 10倍     

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.     

镉对菠菜生长影响的基因型差异研究

[目的]研究菠菜对镉的吸收累积基因型差异及镉对菠菜生长的影响,为培育食用部位低镉积累的菠菜品种提供参考。[方法]选取16个品种,采用珍珠岩和蛭石混合培养法种植在镉含量为10mg／L的环境中,研究了镉吸收和积累对菠莱生长及新陈代谢的影响。[结果]结果表明,营养液中镉含量为10mg／L时,可以显著降低菠菜根部和地上部的干重、鲜重和总生物学产量,降低菠菜中叶绿素含量。经镉处理后,菠菜地上部镉含量为129．69～290．15μg／gDW,根部中镉含量为87．26～1487．67μg／gDW。地上部及根部镉含量和镉积累量基因型间存在显著差异。[结论]镉主要累积在菠菜的根部。     

不同燕麦品种籽粒镉富集特征及安全风险评价

为揭示影响燕麦籽粒镉（Cd）含量的关键因素，以18个燕麦品种为研究对象，分别于2020年和2021年开展连续2期大田试验，研究燕麦不同器官间Cd富集转运对籽粒Cd含量的影响，并通过聚类分析、THQ值进行低Cd积累品种筛选和安全风险评价；通过相关性分析和主成分分析评估影响籽粒Cd含量的关键器官和关键过程。结果表明：坝燕7号、201229-1-1、200919-7-1、坝莜14号、坝燕6号、白燕9号等13个品种为籽粒Cd低积累型品种，坝燕4号、燕科2号、蒙燕2号、白燕17号为籽粒Cd高积累型品种，分别占供试品种的72.22%和22.22%；燕麦籽粒Cd含量与茎中Cd富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数呈极显著正相关；在主成分分析中，茎中Cd的富集系数及Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运系数对区分高、低Cd积累燕麦品种贡献较大。因此，茎是影响燕麦籽粒Cd含量差异的关键器官，Cd从根到籽粒、茎到籽粒、叶到籽粒的转运过程是造成燕麦籽粒Cd含量差异的关键转运过程。     

镉低积累药用植物盆栽及大田筛选试验

目的 比较不同植物对重金属镉积累能力差异,筛选出镉低积累药用植物种类。方法 以夏枯草、益母草、薄荷为供试材料,通过盆栽和大田试验,采用原子吸收光谱法测定植物中镉的含量。结果 三种植物积累镉的能力存在差异,益母草 > 薄荷 > 夏枯草。益母草在镉污染土壤中其地上部分镉含量随土壤镉浓度增高而增高,而生长不受影响,属于抗性植物。在镉胁迫下,薄荷、夏枯草生长受到抑制,植物中镉含量较低,且随土壤镉浓度增加植物中镉含量变化较小,属于镉低积累植物。结论 益母草为镉高积累植物,且生长不受影响,可以作为富集植物治理镉污染;薄荷中镉主要积累在地下部分,而其以地上部分入药,夏枯草为镉低积累植物,两者均为可在镉污染地区种植的药用植物。     

影响粳稻品种吸氮能力的根系性状

 【目的】研究不同吸氮量类型粳稻品种根系性状的演变趋势与差异,明确吸氮量大的粳稻品种根系性状的特征,为粳稻品种根系性状的遗传改良提供参考依据。【方法】2008—2009年,在群体水培条件下,以国内、外不同年代育成的94个常规粳稻品种为供试材料,测定根系形态、根系活性、植株各器官干物重和含氮量、产量构成因素等,采用组内最小平方和的动态聚类方法将供试品种按吸氮量的大小从低到高依次分为A、B、C、D、E、F 等6类,研究各类品种根系等性状的差异,分析影响氮素高效吸收的主要根系性状。【结果】供试品种间吸氮量的差异很大,吸氮量最大品种为最小品种的2.94倍（2008年）和2.59倍（2009年）;吸氮量大的品种平均产量极显著高于吸氮量小的品种;生育期、吸氮强度均是影响吸氮量的重要因素,吸氮强度对吸氮量的影响大于生育期对吸氮量的影响;不同吸氮量类型粳稻品种间单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积差异显著,单株根数、单株根系活力的差异因年而异。吸氮量大的品种单株不定根数、单株根干重、单株不定根总长、单株根系总吸收面积、单株根系活跃吸收面积优于吸氮量小的品种;改良根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重等性状能显著提高水稻的吸氮量。【结论】供试粳稻品种间吸氮量的差异很大。吸氮强度大是粳稻品种吸氮量大的重要因素。吸氮量大的品种单株根数、单株根干重、单株不定根总长、单株总吸收面积、单株活跃吸收面积、单株根系活力优于吸氮量小的品种,根干重、冠根比、单株不定根总长、单条不定根重是影响粳稻品种吸氮能力的主要根系性状。     

麦类作物对小麦全蚀病菌抗病性的研究

用菌饼接种法研究了小麦、黑麦、小黑麦和燕麦苗期对小麦全蚀病菌的抗病性。结果表明，燕麦对小麦全蚀病菌病抗至免疫，黑麦和小黑麦中抗，小麦高感。供试麦类品种间抗病性有差异，燕麦品种晋６０２，晋６０６，晋５８５，新西兰１６免疫，其余品种高抗。黑麦品种中美国黑麦和法国黑麦，小黑麦品种中劲松５号抗病性均较强，小麦品种中陕２２９感病较轻。     

不同浓度镉对罗勒植株生长及镉吸收累积的影响

[目的]探讨不同浓度镉（0、1、5和10 mg/L）对罗勒植株生长及镉吸收累积的影响。[方法]以Hoagland营养液为基础,罗勒为材料,研究了不同浓度镉对罗勒植株生长、镉吸收累积及可溶性糖、全N、全P和全K含量的影响。[结果]低浓度镉（1 mg/L）对罗勒生长及地上部鲜重和干重的累积有一定的促进作用,高浓度镉（5和10 mg/L）对罗勒的生长、地上部与地下部的鲜重和干重产生抑制作用。随镉浓度增加,罗勒叶片中叶绿素含量呈逐渐降低趋势,且均低于对照;罗勒地上部可溶性糖含量呈逐渐增加趋势,且均高于对照,地下部可溶性糖含量均显著低于对照;地上部的全N、全P、全K含量均高于地下部。随镉浓度增加,罗勒对镉的吸收累积呈增加趋势。[结论]罗勒是一种有潜力的镉高累积芳香植物。     

普通小麦镉吸收基因Cdu1组成的功能标记检测

利用新开发的功能型共显性分子标记usw47对86份供试普通小麦品种(系)的镉吸收基因Cdu1组成进行了检测和分析,结果表明:59个材料具有低镉吸收型对应的375 bp特异带,占68.60%;27个材料具有高镉吸收型对应的225 bp特异带,占31.40%。在47份小偃6号的衍生材料中,有74.47%的衍生品种(系)在镉吸收基因Cdu1基因位点上与小偃6号一致,具有低镉吸收型的优良等位变异;25.53%的衍生后代具有高镉吸收型的等位变异类型。山东省近年选育的小麦材料中多数具有低镉吸收型的特异条带。