异质Pb胁迫对超富集植物金丝草根系生长及生物量分配的影响

以Pb超富集植物金丝草（Pogonatherum crinitum）为试验材料,设置不同Pb浓度的土壤异质胁迫室内模拟试验,定量测定不同Pb胁迫浓度和斑块中金丝草的根长、体积、表面积、平均直径等形态指标,以及根系和地上部分的生物量,比较不同异质Pb胁迫下金丝草根系形态指标及生物量分配的差异。结果表明,异质Pb胁迫对金丝草根长、根体积、表面积影响较明显,但对根平均直径的影响较小;随Pb胁迫浓度的增加,金丝草在Pb胁迫斑块和无Pb斑块的根长、根体积和表面积均呈逐渐增大的趋势,但无Pb斑块均大于Pb胁迫斑块;无Pb左室、Pb胁迫右室及整株根冠比均随Pb胁迫浓度的增加表现为先增大后减小的变化规律,表明轻度Pb胁迫条件下金丝草根系生物量分配较多,但随Pb胁迫浓度的增大,地上部的生物量所占比例逐渐增大。     

Pb胁迫对百喜草生长和Pb积累的影响

以水土保持先锋植物百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度的室内模拟胁迫试验,定量测定不同浓度Pb处理下百喜草生长及体内重金属含量,分析百喜草对Pb胁迫的耐性及其富集效果。结果表明:百喜草在土壤Pb浓度2500 mg·kg-1条件下仍可生长;Pb胁迫对百喜草各生长指标均有一定抑制作用,地上部分表现为分蘖能力叶最大伸展苗高,根系表现为根体积根平均直径总根长根表面积;轻度Pb胁迫条件下百喜草根系生物量分配较多,随Pb浓度的增大,生物量分配倾向于地上部分;百喜草对Pb具有一定富集能力,根系和地上部分最高分别为3384.56 mg·kg-1和200.70 mg·kg-1,根系对Pb的富集能力远大于地上部分,表现出较弱的转移能力。     

Pb胁迫对金丝草和柳叶箬生长及富Pb特征的影响

以本课题组前期研究筛选出的2种Pb潜在超富集植物金丝草和柳叶箬为研究对象,通过室内模拟胁迫水培试验,研究Pb胁迫下2种植物的生长及Pb富集规律.结果表明:金丝草和柳叶箬均对Pb具有较强的耐性,可忍耐最高Pb胁迫浓度分别达1000和1500 mg·L-1;随Pb胁迫浓度的增高,2种植物地上和地下部分的Pb含量均呈现先增大后减少的规律;金丝草地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为750 mg·L-1时均达最大,分别为4639.4和5467.2 mg·kg-1;柳叶箬地上和地下部分的Pb含量在Pb胁迫浓度为1000 mg·L-1时达最大,分别为6828.4和9034.6 mg·kg-1;不同Pb胁迫浓度下,2种植物转运系数的变化范围为0.57-1.14;在Pb胁迫浓度为250 mg·L-1时,金丝草对Pb的转运系数大于1,且地上部分的Pb含量超过1000 mg·kg-1,达到Pb超富集植物的标准.     

Pb胁迫对富集植物金丝草种子萌发和幼苗生长的影响

以Pb超富集植物金丝草种子为试验材料,选取同为禾本科的百喜草种子为对照,设置不同Pb浓度(0、50、150、300、600、800 mg/L和1 000 mg/L)的胁迫水平,测定Pb胁迫条件下金丝草和百喜草种子的发芽率、发芽势及根长、芽长、胚质量等指标,比较Pb胁迫对金丝草和百喜草种子各萌发指标、抑制指数和幼苗生长影响的差异。结果表明:低Pb浓度胁迫(50 mg/L)对金丝草种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数有一定促进作用,随胁迫浓度的增大,种子萌发的各项指标受到较大程度的抑制,Pb胁迫浓度大于300 mg/L时,金丝草种子萌发受到显著抑制;而Pb胁迫条件下金丝草种子萌发指标均小于百喜草,但金丝草种子对Pb胁迫具有较强耐性,在Pb胁迫浓度为800 mg/L时,仍有一定萌发能力;Pb胁迫对金丝草根长和芽长无显著影响。     

铅胁迫对金丝草AsA-GSH循环及铅积累的影响

为了探究金丝草的耐铅(Pb)机制,以金丝草为材料,测定不同浓度(0、1000、2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环和亚细胞分布等指标。结果表明:低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫下金丝草叶片谷胱甘肽还原酶(GR)、还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量高于对照,但未达显著水平(P0.05);金丝草根系GR、As A、抗坏血酸过氧化物酶(APX)含量则显著增加(P0.05),较对照增长41.1%、60.6%和74.0%。同时,低浓度(1000 mg·kg-1)Pb胁迫对金丝草根系总根长、根表面积、根平均直径和根体积也有一定促进作用。高浓度(2000、3000 mg·kg-1)Pb胁迫下,金丝草根系总根长、根表面积和根体积显著降低(P0.05),叶片及根系细胞内叶绿体、线粒体、核仁等亚细胞器损伤严重,毒害作用渐显。但金丝草叶片和根系GR、GSH、As A含量在高浓度Pb处理下仍高于对照,细胞壁和可溶性组分Pb含量显著高于低浓度Pb处理(P0.05),且两组分Pb含量占总量69%以上。研究表明,金丝草可通过诱导体内As A-GSH循环响应和Pb在亚细胞的差异化分配,增强植株抗氧化能力,限制Pb转运及其对细胞活跃区域的毒害来适应土壤Pb逆境。     

Pb胁迫对欧美杂交杨（Populus deltoides×Populus nigra）生物量分配格局及其Pb富集特性的影响

采用速生树种修复重金属污染土壤的方法近年来受到越来越多关注,但已有结果存在很大不确定性。为了解杨树在不同Pb胁迫条件下生长响应和Pb富集效果,以长江上游两种典型土壤(酸性紫色土和钙质紫色土)为栽培介质,采用盆栽试验方法,研究了不同Pb浓度处理下(CK:0mg·kg-1;T1:200mg·kg-1;T2:450mg·kg-1;T3:2000mg·kg-1)欧美杂交杨(Populus deltoides×Populusnigra)生物量生产与分配格局以及Pb吸收、富集特性。两种土壤条件下杨树各器官生物量及总生物量均表现出随Pb胁迫程度的增加而降低的趋势,Pb胁迫条件下杨树生物量分配格局在钙质紫色土中表现为茎>粗根>叶>细根。相同浓度Pb处理条件下,单株杨树总生物量均表现为钙质紫色土大于酸性紫色土。随着Pb处理浓度的增大,杨树各器官Pb含量及积累量显著增加。Pb胁迫使杨树对Pb的富集系数逐渐增大而耐性系数逐渐减小。T3处理条件下杨树对Pb的富集系数在酸性紫色土中较大,且各处理条件下杨树对Pb的耐性系数均为酸性紫色土中较大。这些结果表明,高浓度Pb胁迫条件下酸性紫色土中的欧美杂交杨表现出较好的吸收和富集Pb的特性,这为Pb污染土壤的生物修复提供了一定的科学依据。     

Pb胁迫对红椿（Toona ciliata Roem）生长发育及Pb富集特性的影响

采用盆栽试验研究了酸性紫色土、钙质紫色土和冲积土上生长的一年生红椿实生苗暴露在不同浓度Pb胁迫(O、200、450mg·kg-1和2 000 mg·kg-1)条件下的叶长、叶面积、生物量、各器官Pb含量特征和富集程度,并分析了红椿对Pb污染的耐性和转移效率.3种土壤下红椿都能生长,但相同浓度Pb胁迫下其在钙质紫色土中生长状况最佳,在冲积土中生长状况最差.随Pb浓度增大红椿叶片生长受到明显抑制,当土壤中Pb浓度在2 000 mg· kg-1时,其叶长和叶面积与对照差异极显著(P＜O.01);Pb胁迫使得红椿根茎比发生明显的变化,还加大其叶的凋落程度,同时整株生物量随着Pb胁迫浓度的增大呈极显著降低趋势(P＜0.01),但在土壤Pb浓度最大时其生物量仍达到对照的81.47％以上.红椿体内Pb含量与土壤Pb浓度成正相关(P＜0.01),其6个器官中细根Pb含量最高,粗根次之,而地上部分的Pb含量较低且差异不大.红椿耐性指数值在0.67～1.06之间,表现为随Pb胁迫浓度增大,其耐性呈下降趋势.红椿富集系数与转移系数都较小且小于0.3.这些结果表明,红椿能在Pb污染较严重的土壤中较好的生存,可作为Pb污染区域潜在的土壤修复树种.     

5种植物对Pb胁迫的生物响应及累积特征

选择江西Pb矿区分布频率高、且原位植株体内含Pb量大于500 mg/kg的茼麻、空心莲子草、青葙、加拿大蓬和鳢肠为研究对象,采用温室土培模拟胁迫试验,研究Pb胁迫下5种植物的生物响应和累积特征。结果表明,随着Pb胁迫水平的提高,青葙、加拿大蓬和鳢肠3种植物的叶绿素含量不断下降,而茼麻和空心莲子草的叶绿素含量则呈现先增后降的趋势。随着Pb胁迫水平的提高,5种植物地上部分的生物量均呈下降趋势,且下降幅度高于其叶片叶绿素含量的下降幅度。所有供试植物根系的Pb吸收量均随着胁迫浓度的升高而升高。茼麻、空心莲子草、青葙和加拿大蓬4种植物地上部分的Pb吸收量随着胁迫浓度的升高呈上升趋势。而鳢肠在5000¹5000 mg/kg胁迫水平下,其地上部分对Pb的吸收量随着Pb胁迫浓度的升高而上升,但至1800015000 mg/kg胁迫水平下,其地上部分对Pb的吸收量随着Pb胁迫浓度的升高而上升,但至18000²0000 mg/kg胁迫水平时,因转运能力的大幅下降,从而导致其地上部分的Pb吸收量持续下降。5种供试植物中,以茼麻地上部分对Pb的吸收能力和转移能力最强,空心莲子草则对Pb胁迫表现出良好的耐性,这2种植物在高含Pb量土壤均能生长良好,且生物量较大,可用于Pb污染土壤的修复。     

5种植物对Pb胁迫的生物响应及累积特征

选择江西Pb矿区分布频率高、且原位植株体内含Pb量大于500 mg/kg的茼麻、空心莲子草、青葙、加拿大蓬和鳢肠为研究对象,采用温室土培模拟胁迫试验,研究Pb胁迫下5种植物的生物响应和累积特征。结果表明,随着Pb胁迫水平的提高,青葙、加拿大蓬和鳢肠3种植物的叶绿素含量不断下降,而茼麻和空心莲子草的叶绿素含量则呈现先增后降的趋势。随着Pb胁迫水平的提高,5种植物地上部分的生物量均呈下降趋势,且下降幅度高于其叶片叶绿素含量的下降幅度。所有供试植物根系的Pb吸收量均随着胁迫浓度的升高而升高。茼麻、空心莲子草、青葙和加拿大蓬4种植物地上部分的Pb吸收量随着胁迫浓度的升高呈上升趋势。而鳢肠在5000~15000 mg/kg胁迫水平下,其地上部分对Pb的吸收量随着Pb胁迫浓度的升高而上升,但至18000~20000 mg/kg胁迫水平时,因转运能力的大幅下降,从而导致其地上部分的Pb吸收量持续下降。5种供试植物中,以茼麻地上部分对Pb的吸收能力和转移能力最强,空心莲子草则对Pb胁迫表现出良好的耐性,这2种植物在高含Pb量土壤均能生长良好,且生物量较大,可用于Pb污染土壤的修复。     

Pb、Cd复合胁迫下美人蕉的生长及富集特征

以美人蕉幼苗为材料,通过盆栽试验研究不同含量Pb(0、100、500、1 000 mg/kg)和Cd(0、1、5、10 mg/kg)单一及复合胁迫对美人蕉幼苗株高、根长和生物量等的影响,以及Pb、Cd在美人蕉地下部分和地上部分的富集和迁移,探索美人蕉对修复Pb、Cd污染土壤的潜能。结果表明：(1)低含量Pb(≤500 mg/kg)对美人蕉幼苗株高、根长和生物量会产生促进作用,当含量升高时转为抑制作用,且复合污染对美人蕉株高、根长和生物量的抑制作用要大于单一污染;(2)Pb、Cd主要积累于美人蕉地下部分,地上部分和地下部分的Pb含量均随着处理Cd浓度升高而显著增加;而地上部分和地下部分的Cd含量均随着Pb处理浓度升高呈现先上升后下降的趋势。(3)当Pb、Cd含量升高时,美人蕉的Pb富集系数呈下降趋势;Cd的富集系数与对照相比,呈现先上升后下降的趋势。美人蕉对Pb、Cd的迁移系数与对照相比,也呈先上升后下降的趋势,且富集系数和迁移系数均<1。总的来说,美人蕉不属于超富集植物,但对低含量Pb、Cd富集及迁移系数较高,且在单一Pb胁迫下,低含量Pb(≤500 mg)会促进美人蕉生长,因此...     

铅污染条件下小飞蓬的铅积累与生长及叶绿素荧光动力学响应

为明确不同浓度铅胁迫对小飞蓬的生长及叶绿素荧光特性的影响程度,揭示小飞蓬对重金属铅耐性的生理机制,设置五个铅浓度梯度(0、200、500、1000、1500 mg·kg~(-1)),研究在不同铅胁迫条件下,小飞蓬的生物量(干重)、铅积累、叶绿素含量及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:铅浓度为1500 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的生物量(干重)、株高和叶绿素含量都受到显著的抑制(P0.05)。当铅浓度在1000 mg·kg~(-1)以下时,光化学效率(Fv/Fm)、光化学淬灭系数(q P)、电子传递速率(ETR)和有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)与对照组差异均不显著(P0.05);当铅浓度达到1500 mg·kg~(-1)时,Fv/Fm、q P、ETR、Fv′/Fm′与对照组差异性显著(P0.05),表明铅浓度小于1000 mg·kg~(-1)时,小飞蓬的反应中心光合活性未受到影响,有较强的适应能力。小飞蓬地上部与地下部的铅积累随铅浓度的增加而显著上升(P0.05),当铅浓度达到1000 mg·kg~(-1)时,地上部与地下部的铅积累量达到最大,分别为240.2 mg·kg~(-1)和333.5mg·kg~(-1),表明在铅污染区小飞蓬具有较强的铅积累能力。综上所述,小飞蓬在1000 mg·kg~(-1)以下的铅污染区有较强的适应能力,对铅污染土壤的修复也具有一定的应用潜力,因此可考虑将小飞蓬作为铅污染土壤修复的潜在物种。     

铅对山梨和山荆子光合作用和叶绿素荧光特性的影响

以北方阔叶树种山梨(Pyrus ussuriensis)和山荆子(Malus baccata)1年生苗木为材料,采用土壤和风化砂混合物作为盆栽基质,设置0(CK)、100、500、1 000、2 000mg.kg-15种土壤铅浓度,研究了土壤铅胁迫对苗木叶片光合作用和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:随着土壤铅胁迫浓度增加,山梨的净光合速率(Pn)持续下降,气孔导度(Gs)先升后降、胞间二氧化碳浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)持续升高;同时山荆子的Pn和Gs先升后降,Ci在100mg.kg-1出现谷值,随后逐渐升高,Tr持续升高;随土壤铅处理浓度的增加,山梨的Fv/Fm、Fv/Fo和qN逐渐增加,山荆子逐渐下降,qP和ФPSⅡ二者均表现为先升后降。研究发现,铅污染胁迫导致的Pn的下降是由非气孔限制因素所致;铅污染对山梨叶绿素荧光特性起促进作用,对山荆子影响不显著(p<0.05);综合各项参数山梨对土壤铅的耐性>山荆子。     

干旱和铅胁迫对生长初期的国槐和侧柏叶绿素的影响

以长势一致的1年生国槐和侧柏幼苗为供试材料,采用盆栽控水试验,测定不同水分条件下(土壤相对含水量分别为田间持水量的100%、80%、60%、40%)和铅胁迫下(土壤铅含量为0、300、500、1 000、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000、12 000mg.kg-1)国槐和侧柏叶绿素含量和叶绿素a/b的变化。结果表明:在生长初期铅胁迫下的国槐和侧柏的叶绿素含量总体呈下降趋势,中间有一个波峰,分别出现在4 000和1 000mg.kg-1,国槐叶绿素含量下降的幅度大于侧柏的;水分胁迫下国槐叶绿素含量成下降趋势,侧柏略有上升;干旱和铅双重胁迫下土壤相对含水量为40%土壤铅含量为500mg.kg-1的国槐全部死亡,叶绿素a/b呈下降趋势且波动较大,而侧柏无一死亡,波动幅度较小;土壤相对含水量为100%,60%和40%时侧柏叶绿素a/b的值随铅含量变化不大且一直高于国槐。国槐和侧柏叶绿素含量对干旱和铅胁迫有一个适应和自我补偿机制,表现为低浓度的促进和高浓度的抑制;在生长初期国槐较之侧柏对铅更敏感,水分比铅对两种植物的影响更大,侧柏比国槐的耐旱性和抗铅性更强。     

水培条件下几种观赏植物对铅的富集特征

通过水培试验,研究了铅处理质量浓度为0～200 mg·L-1条件下,7种观赏植物(包括四季海棠、百日草、茶花凤仙、金鱼草、金盏菊、天竺葵和雁来红)的生长反应和富集特征.结果表明:供试观赏植物在试验的铅胁迫水平下都具有较强的耐性;四季海棠和百日草的地上部最大铅质量分数分别达到了1 229.2、1 209.7 mg·kg-...     

铅胁迫对叶菜种子萌发的影响

以13种叶菜种子为材料,研究不同浓度的铅溶液对叶菜种子发芽和幼苗根长、芽长、生物量的影响.结果表明,铅对各指标的影响由大至小依次为根长、芽长、生物量、发芽指数、发芽率;根长抑制指数Ⅱ达29.10,是发芽率抑制指数Ⅱ的51倍;各叶菜各铅浓度根长间都存在显著差异(P＜0.05).十字花科叶菜的耐铅性比菊科和苋科强,耐铅性较差的有白尖叶苋菜、油麦菜、生菜和花芽甜麦菜.