西伯利亚白刺愈伤组织耐盐生理及外源Ca2+的缓解效应

为探究外源Ca~(2+)对盐生植物耐盐调控机理,以西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.)愈伤组织为试验材料,研究不同浓度外源Ca~(2+)对盐胁迫下白刺愈伤组织生长、膜质过氧化程度、抗氧化酶系统及渗透调节物质含量的影响。结果表明,盐浓度≤150 mmol·L~(-1)时,施加一定浓度Ca~(2+)(≤10 mmol·L~(-1))可增加白刺愈伤组织相对生长率,降低电解质外渗率,减少丙二醛(MDA)含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,同时提高可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量。当Ca~(2+)浓度过高(10 mmol·L~(-1))时,对白刺愈伤组织生理指标表现不同程度抑制,影响其正常代谢活动。说明一定浓度Ca~(2+)(≤10 mmol·L~(-1))可缓解盐胁迫(NaCl≤150 mmol·L~(-1))对白刺愈伤组织造成的伤害,盐胁迫浓度较高时,外施Ca~(2+)缓解作用较弱,有时表现抑制作用。     

外源Si对NaCl胁迫下肥皂草种子萌发及幼苗生长的影响

研究Na Cl胁迫下,外源Si(K2Si O3)对肥皂草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在3个浓度梯度(40、80、120 mmol·L~(-1))的Na Cl胁迫下,外源Si可不同程度地提高肥皂草种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,增加胚轴、胚根长度及幼苗干质量,其中,以0.8~1.2 mmol·L~(-1)的外源Si处理效果最佳。在3个梯度的Na Cl胁迫下,0.8~1.2 mmol·L~(-1)的外源Si均可显著促进种子萌发和幼苗生长,缓解Na Cl胁迫对肥皂草种子和幼苗的伤害;当外源Si浓度超过1.2 mmol·L~(-1)时,缓解Na Cl胁迫作用逐渐降低。在80 mmol·L~(-1)Na Cl胁迫下,当外源Si浓度超过1.6 mmol·L~(-1)时不具有缓解Na Cl胁迫作用,反而抑制肥皂草种子萌发和幼苗生长。     

外源亚精胺对镉胁迫下玉米幼苗抗氧化代谢的调控效应

为研究亚精胺对玉米幼苗抗重金属毒害影响的内在机制,采用营养液培养法,研究5 mg/L镉胁迫下不同浓度亚精胺对玉米幼苗光合作用和抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)在镉毒害下,喷水处理玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性下降,施加外源亚精胺可显著提高抗氧化酶活性;(2)在镉胁迫下,喷水处理的叶绿素含量和可溶性蛋白含量降低,施加外源亚精胺可提高二者的含量;(3)镉毒害可使丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)含量及O~-_2·产生速率升高,施加外源亚精胺可降低膜脂过氧化程度,进而降低MDA、H_2O_2含量及O~-_2·产生速率。说明亚精胺能够减轻镉对玉米幼苗的毒害作用,且以0.5、1.0 mmol/L的效果较好。     

盐胁迫下外源Si和Spd对番茄幼苗生长及光合荧光特性的影响

试验以"中杂9号"番茄(Solanum lycopersicum L.)为试验材料,采用水培法,研究外源硅(Na_2SiO_3,1.5 mmol·L~(-1))和亚精胺(Spd,0.25 mmol·L~(-1))对盐胁迫下(150 mmol·L~(-1)NaCl)番茄幼苗生长及光合荧光特性的影响。结果表明,盐胁迫下番茄幼苗生物量积累、根系活力、叶绿素含量及净光合速率均显著下降,其对光合作用的抑制以非气孔因素为主。外源Si和Spd均可缓解盐胁迫对番茄植株的伤害,具体表现为根冠比、叶片相对含水量、根系活力、光合作用增强。外源Si和Spd均可促进盐胁迫下番茄叶绿素积累,Si主要通过维持光合系统完整性提高叶片对光能利用效率;Spd则通过增加叶片气孔开放比例促进CO_2同化过程,增强其光合作用;Si和Spd复合处理下番茄生物积累量、叶片相对含水量及渗透势均达最大,但Fv/Fm、ФPSⅡ、ETR、qP却均呈不同程度降低,其对叶片光合特性的正调控效应较单施Si或Spd处理弱。综上所述,根施外源1.5 mmol·L~(-1)Na_2SiO_3和喷施0.25 mmol·L~(-1)Spd均可缓解NaCl胁迫伤害,Si和Spd主要通过促进盐胁迫下叶绿素合成,增强植株光合能力缓解胁迫伤害;Si及Spd复合处理则通过调节渗透系统提高番茄抗盐能力。     

脯氨酸缓解酸性土壤上小白菜铝毒胁迫的效应及其潜在机制

为了研究不同浓度外源脯氨酸(Pro)对酸性土壤上小白菜铝(Al)毒胁迫的效应及其潜在机制,以小白菜为试验材料,通过酸性土壤盆栽试验,利用不同浓度外源Pro,设置T_1(0 mmol·L~(-1)Al+0 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_2(27 mg·kg~(-1)Al+0 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_3(27 mg·kg~(-1)Al+10 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_4(27 mg·kg~(-1)Al+20 mmol·L~(-1)外源Pro)、T_5(27 mg·kg~(-1)Al+50 mmol·L~(-1)外源Pro)共5个处理,对小白菜生理特性和土壤性质进行研究。结果表明:与T_1相比,Al胁迫下小白菜的产量、抗氧化酶活性以及土壤pH值明显降低,其中,产量降低了约10.6%,土壤pH值降低了0.75个单位;此外,叶片丙二醛和Al含量以及土壤活性Al总量明显升高,其中,小白菜叶片Al含量和土壤活性Al含量分别增加了24.3%和15.3%,对小白菜产生明显胁迫作用,抑制其生长;相对于Al处理,施用不同浓度外源Pro可以明显增加小白菜产量,T_3、T_4和T_5分别增加了29.3%、38.4%和65.2%,抗氧化酶活性也显著提高,而叶片丙二醛和Al含量以及土壤活性Al含量显著降低,T_3、T_4和T_5叶片Al含量分别降低了20.4%、45.6%和49.8%,说明不同浓度外源Pro均能缓解Al对小白菜的胁迫作用。研究表明,外源Pro可缓解Al对小白菜胁迫作用,且缓解效果为T_5T_4T_3,50 mmol·L~(-1)外源Pro缓解效果较好。     

SO2对谷子幼苗根系镉胁迫的缓解作用

以谷子幼苗为材料,采用SO_2衍生物(SO_3~(2-)∶HSO_3~-,3∶1,mmol·L~(-1)/mmol·L~(-1))预处理方式,研究外源SO_2对镉(Cd)致根系毒性的影响。研究发现:250、500μmol·L~(-1)Cd胁迫下,谷子幼苗根生长受到明显抑制,根组织中活性氧(ROS)大量产生,膜脂过氧化增加;与Cd单独处理组相比,用500μmol·L~(-1)SO_2衍生物预处理后,Cd对根系生长的抑制作用减弱,根组织中ROS水平降低,膜脂氧化损伤减轻,谷胱甘肽(GSH)含量提高,过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)等酶活性明显增加。结果表明:一定浓度的SO_2衍生物能够通过上调抗氧化酶系统POD和GPX的活性来有效缓解Cd胁迫造成的谷子根系氧化损伤,并很可能通过维持较高的GSH水平和提高GST活性来增强谷子根系的Cd解毒能力。     

外源亚精胺对铜离子胁迫下小麦幼苗生长及抗氧化酶的影响

以小麦"郑麦8号"为试验材料,通过外源施加亚精胺的方法,研究亚精胺对Cu~(2+)胁迫下小麦幼苗生长的影响。结果表明:0.1 mmol/L外源亚精胺能够缓解一定浓度下Cu~(2+)对小麦幼苗生长的抑制作用,促进小麦胚芽、胚根的生长,对Cu~(2+)胁迫下胚芽、胚根的生长促进效果可达27.2%、27.0%,对胚根数目的增加无显著效果;外源亚精胺对Cu~(2+)胁迫下小麦幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的提高可达16.4%、10.6%、12.5%。因此,在小麦幼苗受到Cu~(2+)胁迫时,外源亚精胺能促进小麦幼苗的生长,提高小麦抗氧化酶活性,缓解重金属铜对小麦幼苗生长发育的毒害作用。     

外源褪黑素处理对镉胁迫下水稻种子萌发的影响

为探讨外源褪黑素对Cd胁迫下植物生长发育的影响,采用室内培养实验研究外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发及相关生理指标的影响。结果表明:外源褪黑素对Cd胁迫下水稻种子萌发具有一定的促进作用,褪黑素施用可提高水稻种子的发芽率和发芽势,促进水稻幼根和幼芽的生长,当Cd浓度为100μmol·L~(-1)时,添加100μmol·L~(-1)褪黑素使得水稻根系活力和总根长分别比对照处理提高15.2%和133.7%;外源褪黑素能显著降低Cd胁迫下水稻幼芽的MDA含量,提高水稻体内的POD、SOD和CAT的活性,当Cd浓度为100μmol·L~(-1)时,添加10~1000μmol·L~(-1)褪黑素会使水稻幼芽MDA含量比对照处理降低8.2%~16.0%,POD、SOD和CAT的活性分别比对照处理提高21.3%~45.5%、24.2%~32.2%和77.8%~145.8%。褪黑素可以有效地缓解Cd对水稻的毒害作用。     

硫化氢对镉胁迫下大白菜幼苗光合生理的影响

为了研究H2S对镉(Cd)胁迫下大白菜[Brassica pekinensis(Lour.)Rupr.]幼苗光合生理的调节作用,通过生理生化实验检测Cd胁迫和H2S对幼苗光合特性指标和Rubp羧化酶(Ribulose-1,5-hisphpsphate carboxylase)活性的影响,利用荧光定量-PCR检测Rubp小亚基编码基因RBCS表达水平的变化。结果表明:5 mmol·L~(-1)Cd胁迫会显著抑制大白菜幼苗的生长,降低叶片叶绿素含量、叶绿素荧光参数(F_v/F_0、F_v/F_m、PI_(abs))和净光合速率(Pn);5μmol·L~(-1)NaHS预处理可以明显缓解Cd胁迫对上述指标的抑制作用,增加Cd胁迫下RBCS的表达量,促进非Cd胁迫下Rubp羧化酶的活性;0.1 mmol·L~(-1)次牛磺酸(H_2S清除剂)与Cd共同处理对幼苗的损伤比单独Cd胁迫更强。以上结果表明,H_2S预处理可以提高大白菜幼苗的光合作用强度,有效缓解Cd胁迫对其造成的损伤,维持Cd胁迫下大白菜幼苗的生长。     

镉胁迫对水仙根系抗氧化系统的影响

研究不同质量浓度镉(0、0.5、2、4、8、25mg·L~(-1))对水仙根系膜脂过氧化作用、抗氧化酶和非蛋白巯基的影响,以期为水仙栽培和园林绿化中筛选重金属修复植物提供理论参考和依据。结果表明随着镉处理浓度的增加,与对照相比,根系丙二醛含量增加77.5%到653.5%;4~25mg·L~(-1)镉诱导根系过氧化氢含量显著增加,与对照相比,各处理浓度下过氧化氢含量增加13.4%到44.9%;SOD酶活性随着镉处理浓度升高呈现先下降后升高趋势;POD酶活性随着镉处理浓度的增加而降低,4~25mg·L~(-1)镉诱导根系POD活性显著低于对照,降低幅度为18.7%~48.5%;8~25mg·L~(-1)镉处理诱导GSH含量显著升高,与对照相比分别增加78.1到116.2%;0.5、25mg·L~(-1)镉处理显著降低了根系非蛋白巯基含量,与对照相比降低了29.0到5.4%。由此看出低浓度镉胁迫已对水仙造成氧化胁迫,根系氧化胁迫随着镉处理浓度增加而加重;长期镉胁迫下抗氧化酶活性受到抑制,降低植物抗氧化能力;而高浓度镉胁迫下水仙通过合成GSH提高自身抗逆性。     

EDDS对Cd胁迫下三叶鬼针草生长和抗氧化酶系统及Cd积累的影响

为探讨乙二胺二琥珀酸(EDDS)对镉(Cd)胁迫下三叶鬼针草(Bidens pilosa L.)生长和抗氧化酶系统及Cd积累的影响,采用盆栽实验,研究了40 mg·kg~(-1)Cd胁迫下,施加0(CK)、0.5、1.5、2.5 mmol·L~(-1)和5.0 mmol·L~(-1)EDDS后三叶鬼针草生长和抗氧化酶活性及Cd积累的变化。结果表明:施加0.5 mmol·L~(-1)和1.5 mmol·L~(-1)的EDDS利于三叶鬼针草幼苗的生长,株高、根长、地上部鲜干重和地下部鲜干重均显著增加;施加0.5、1.5 mmol·L~(-1)和2.5 mmol·L~(-1)EDDS使地下部(根)和地上部(茎和叶混合)组织中Cd含量均显著大于CK,且在1.5 mmol·L~(-1)时Cd积累量达到最大(分别为31.954 mg·kg~(-1)和109.454 mg·kg~(-1)),富集系数和转运系数也达到最大(分别为3.521和3.426);随施加EDDS浓度的升高,植物地下部和地上部组织中过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先增强后降低或持续增强的趋势,说明抗氧化酶系统被启动,以清除胁迫过程中积累的活性氧(ROS),缓解胁迫对植物造成的膜脂过氧化损伤。因此,施加适宜浓度的EDDS可促进三叶鬼针草幼苗的生长,增加三叶鬼针草对Cd的吸收和富集能力,有利于Cd污染土壤的修复,综合考虑螯合剂的成本以及对土壤造成的二次污染,宜选用EDDS的浓度为1.5 mmol·L~(-1)。     

巨大芽孢杆菌与柠檬酸联合强化青葙修复镉污染土壤研究

为研究柠檬酸和巨大芽孢杆菌对青葙修复Cd污染土壤的影响,筛选最佳添加量以提高修复效率,采用盆栽试验,以正交方式研究了添加不同浓度的柠檬酸(Citric acid)(0、2.5、5、7.5 mmol·kg~(-1)和10 mmol·kg~(-1))和巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)(0、108、109cfu·kg~(-1)和1010cfu·kg~(-1))对青葙(Celosia argentea Linn)修复Cd污染土壤的强化作用。结果表明:与对照处理(无柠檬酸和巨大芽孢杆菌添加)相比,柠檬酸和巨大芽孢处理使青葙各部分生物量、Cd含量及Cd积累量均增加。其中,109cfu·kg~(-1)的巨大芽孢杆菌+5 mmol·kg~(-1)柠檬酸处理增加效果最显著,使青葙叶、茎、根及地上部的生物量分别比对照处理增加48.7%、43.3%、78.8%和45.6%;叶、茎及根中的Cd含量较对照处理分别增加75.8%、76.3%和74.6%;地上部Cd积累量增加159%。该处理的青葙地上部Cd积累量为1.03 mg·pot-1,Cd去除率高达21.0%。因此,添加柠檬酸和巨大芽孢杆菌浓度为5 mmol·kg~(-1)和109cfu·kg~(-1)的处理最有利于提高青葙对Cd污染土壤的修复效率。     

Delftia sp.B9对镉胁迫下水稻种子萌发及幼苗镉积累的影响

为探讨耐镉细菌Delftia sp. B9对镉(Cd)胁迫下水稻种子萌发及幼苗吸收积累Cd的影响,以两种水稻(华润2号、深两优5814)为材料,研究水稻在3种Cd胁迫浓度(0、0.01、0.1 mg·L~(-1))下添加Delftia sp. B9菌液对水稻幼苗生长和积累Cd的影响。结果表明:Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,Delftia sp. B9产吲哚乙酸(IAA)能力与对照相比显著减少2.87 mg·L~(-1),产铁载体相对含量下降17.34%。Cd胁迫浓度为0.1 mg·L~(-1)时,添加Delftia sp. B9菌液对水稻种子萌发和耐性系数有显著的促进作用。Cd胁迫下添加Delftia sp. B9菌液的处理(T3)与对照(T1)相比能显著增加两种水稻幼苗的根长、株高、叶绿素a和叶绿素b含量。添加Delftia sp.B9显著降低两种水稻幼苗根、茎、叶中Cd含量,使华润2号根、茎、叶中Cd含量分别降低63.81%、67.59%、70.84%,使深两优5814根、茎、叶中Cd含量分别降低75.95%、74.84%、80.81%。研究表明,耐镉细菌Delftia sp. B9可促进Cd胁迫下水稻种子萌发,增加水稻幼苗叶绿素含量和株高,并降低根、茎、叶中Cd含量。     

三种螯合剂对芥菜修复铀镉复合污染土壤的影响

为探讨螯合剂对植物修复的影响,采用模拟土壤铀镉复合污染的盆栽试验,研究3种可降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(EDDS)、草酸(OA)和柠檬酸(CA)在不同浓度(0、2.5、5.0、7.5 mmol·kg~(-1))下对芥菜吸收、转运、富集铀和镉的影响。结果表明:芥菜生长受螯合剂种类及浓度的影响,其中EDDS对芥菜有较强的毒害效用,且与浓度呈正效应,而低浓度的(2.5 mmol·kg~(-1))CA、OA均促进芥菜的生长,高浓度(7.5 mmol·kg~(-1))出现抑制;螯合剂促进芥菜对铀和镉的吸收、转运,其中,在7.5 mmol·kg~(-1)CA处理时,芥菜地上部、单株铀含量均达到峰值,分别为9.71、20.63 mg·kg~(-1)DW,是对照的6.03、2.84倍。在5.0 mmol·kg~(-1)EDDS处理时,芥菜地上部、单株镉含量达到峰值,分别为382.2、328.2 mg·kg~(-1)DW,是对照的4.67、2.35倍。在7.5 mmol·kg~(-1)CA处理下,芥菜的铀转运系数最高为0.118,是对照组的2.93倍,而EDDS处理下镉的转运效果较佳。从单株铀、镉富集量来看,CA促进芥菜富集铀的效果最佳,而EDDS促进芥菜富集镉的效果最佳,同时,对铀也有一定效用;此外,CA、EDDS的添加分别增强了土壤中铀镉的有效态含量。综合而言,施加适宜浓度的螯合剂能够提升芥菜对铀镉复合污染土壤的修复效率。     

镉胁迫对姬松茸菌丝生理指标与镉吸收的影响

为了比较镉胁迫对不同姬松茸菌株(J1、J77)菌丝生长与镉吸收的影响,通过室内培育试验,设立0～75 mg·kg-1的不同镉胁迫浓度梯度,测定其对姬松茸菌丝生理指标与镉含量的影响。结果显示,不同镉浓度胁迫处理对J77和J1菌丝抗氧化系统的影响各异。当镉浓度为5 mg·L~(-1)时,J1与J77菌丝SOD酶活性分别增加121.5%、157.5%;当镉浓度高于5 mg·L~(-1)时,两个菌株菌丝SOD酶活性均开始降低。在10～75 mg·L~(-1)中高镉浓度胁迫范围,J77、J1菌丝的POD酶活性分别减少92.7%、95.3%。在5～50 mg·L~(-1)镉浓度胁迫范围,J77、J1菌丝的CAT酶活性分别减少40.9%、60.4%,随着镉胁迫浓度增加,J1的镉毒害更为严重。在0～2 mg·L~(-1)镉浓度范围内,J1与J77菌丝的APX酶活性分别增加7.9、13倍,两菌株相差近5倍,J77菌丝APX酶活性反应大于J1菌丝。不同浓度镉胁迫处理条件下(0～75 mg·L~(-1)),J1菌丝丙二醛(MDA)显示了较大幅度的提升,氧化程度比较剧烈,而J77在整个过程则提升幅度较缓,氧化应激程度相对较低。当镉胁迫浓度为10 mg·L~(-1)时,J1菌丝MDA含量比对照高1.6倍并达到最大值;当镉浓度为15mg·L~(-1)时,J77菌丝MDA含量比对照高60%并达到最大值,J1、J77的MDA最大值相差近1倍,J1菌丝细胞膜过氧化反应比J77更为强烈。在0～75 mg·L~(-1)浓度范围内,J77与J1菌丝中镉含量的浓度均随着外源镉含量的提高而增加。当镉浓度在2.5～50 mg·L~(-1)范围内,J1、J77菌丝镉含量分别增长了17.2、19.1倍;但就镉吸收累积量而言,J1菌丝比J77菌丝镉含量高近2.3倍;J77不仅对高镉胁迫的耐受程度高于J1,而且J77抵制镉吸收能力高于J1。结果表明,姬松茸J1和J77菌丝SOD、POD、CAT、APX酶活性及MDA含量随镉含量变化均表现为"低促高抑"的现象,J77菌丝镉含量低于J1,J77具有抵制镉吸收的潜力。     

螯合剂对龙葵修复成都平原Cd污染土壤的影响

在成都平原绵竹地区选取两种污染程度和酸碱性程度不同的土壤,采用盆栽试验研究了两种螯合剂(柠檬酸和EDTA)对龙葵(Solanum nigrum L.)修复Cd污染土壤和改变土壤pH的影响。结果表明:随着柠檬酸浓度的增加,Cd含量为1.29 mg·kg~(-1)的高污染土壤(MZT-01)上的植株的生物量均有下降趋势;Cd含量为0.89 mg·kg~(-1)的低污染土壤(MZT-02)上的植株的生物量则有明显的上升趋势,并在5 mmol·kg~(-1)时达到最大。在柠檬酸为5 mmol·kg~(-1)时,龙葵在两种土壤中Cd胁迫下的含量、吸收总量和富集系数均达到最大,植物修复效果最好;浓度为1 mmol·kg~(-1)的EDTA对龙葵产生了毒害作用,吸收效果低于对照组。螯合剂对中性土壤pH影响较大,pH值从6.35降到5.57,而对酸性土壤基本没有影响。     

多功能复合菌对玉米幼苗镍和镉胁迫的解毒特征及其机理

微生物可通过与植物的共生作用来降低重金属对植物的毒性,在重金属污染土壤低碳和绿色修复方面具有重要的应用价值。通过水培实验研究了沙福芽孢杆菌N4和睾丸酮丛毛单胞菌ZG2复合菌对玉米幼苗镍（Ni）和镉（Cd）胁迫的解毒特征及其机制。结果表明,在Ni和Cd胁迫浓度为5~20 mg·L^-1的水培条件下,玉米种子萌发和幼苗生长都受到了明显的影响,而复合菌可通过与玉米幼苗的共生作用进行生长繁殖,降低了Ni和Cd对玉米幼苗生长的毒害作用,进而提高了玉米幼苗的株高、主根长、生物量以及叶绿素SPAD值。在Ni和Cd的胁迫浓度均为5、10、20 mg·L^-1的条件下,与对照相比,复合菌可使玉米幼苗茎叶部Ni含量分别降低42.2%、37.0%、35.1%,Cd含量分别降低25.8%、27.2%、28.4%,叶片内较高毒性形态（乙醇提取态和去离子水提取态） Ni的分布比例之和降低13.9%~21.5%,Cd的分布比例之和降低14.7%~20.3%,叶片细胞器中Ni的分布比例降低12.1%~17.0%,Cd的分布比例降低20.7%~29.3%,使Ni胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加21.0%、39.0%、24.1%,Cd胁迫下玉米幼苗茎叶部的Mg含量分别增加29.4%、11.4%、35.9%,并且随着Mg浓度的增加,叶片Ni和Cd的含量进一步降低。研究表明复合菌通过降低玉米幼苗对Ni和Cd的吸收,促进叶片中Ni和Cd向较低毒性形态转化,降低叶片细胞器中Ni和Cd的占比,提高玉米幼苗对Mg的吸收等机制降低Ni和Cd对玉米幼苗的毒性作用,复合菌在Ni和Cd污染玉米耕地土壤修复方面具有重要的应用潜力。     

Cd对湿地匍灯藓叶绿体损伤与活性氧的影响

为探讨不同镉(Cd)浓度胁迫对湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)叶绿体、Cd的亚细胞分布及活性氧代谢的影响,设置了4个Cd浓度梯度(0、1、5、10 mg·L~(-1)),采用浸没培养方法对湿地匍灯藓进行处理。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,细胞损伤加大,叶绿体严重皱缩成球状,同时细胞空泡化程度也逐渐加重。Cd在亚细胞组分中的分布为:细胞壁细胞器可溶部分。随Cd浓度增加,细胞器中Cd累积量增加;随Cd胁迫浓度的增加,湿地匍灯藓体内超氧阴离子自由基(O_2~-·)的产生速率先降后升,过氧化氢(H_2O_2)的含量则持续上升,均在10 mg·L~(-1)时达到最大值,与对照相比,二者分别增加了7.9%和13.7%;与之对应,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加,与对照相比,两种酶活性分别增加了947%和430%、810%和765%、712%和1125%;藓体内抗坏血酸含量与Cd存在剂量效应关系,尤其是还原型抗坏血酸(ASA),与对照相比分别增加了42.7%、72.7%和89.2%。综上所述,进入藓体内的Cd可能通过攻击叶绿体,使APX变性失活,诱导活性氧产生;而抗坏血酸-谷胱甘肽途径可能是湿地匍灯藓体内主要的活性氧清除机制。     

一株溶磷菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应

为提高盐渍土Cd污染植物修复效率,探讨溶磷菌对盐地碱蓬生长和镉提取效果的影响,采用浸根法收集水培(含2%NaCl)盐地碱蓬的根系分泌物,将其作为唯一碳源培养5株具有Cd活化能力的溶磷菌并依据细菌OD值绘制生长曲线。挑选繁殖速度较快且溶磷和活化Cd能力显著性强(P0.05)的大肠埃希菌(Escherichia)在3个NaCl浓度(0.3、6、12 g·L~(-1))处理下,采用摇瓶实验研究该条件下大肠埃希菌对Ca_3(PO_4)_2和CdCO_3的溶解效应及代谢产物变化。进一步采用Cd平均含量为1.37 mg·kg~(-1)的污灌菜园土,在3个外源NaCl浓度(0、4、8 g·kg~(-1))处理下,利用盆栽实验研究大肠埃希菌对盐地碱蓬修复盐渍土Cd污染的促进效应。结果显示:随盐分增加(0.3、6、12 g·L~(-1)),菌株平均绝对溶磷量(扣除不接菌对照值)分别为80.19、78.79、77.54 mg·L~(-1),平均绝对活化Cd量依次为17.84、17.30、19.73 mg·L~(-1),说明盐分的增加没有阻碍菌株的溶磷功能,且随盐分的增强,可促进Cd的活化。不同盐分下菌株的代谢物组成有明显变化,0.3、6、12 g·L~(-1)盐分处理下菌株分泌的有机酸分别为5、10、13种,分泌的氨基酸分别为4、8、8种。其中缬氨酸的量随盐分增加显著增加(P0.05)。盆栽实验中,4 g·kg~(-1)盐分胁迫下,接菌处理的生物量和根际土壤溶液Cd含量较不接菌对照显著增加(P0.05),Cd总活化量平均增加3.17倍,全量和DTPA提取态Cd富集系数平均提高260%。综上,盐分胁迫下大肠埃希菌可正常生长并促进盐地碱蓬Cd富集。     

水稻叶面调理剂的降Cd效果及其对营养元素转运的影响

为了探讨叶面调理剂的降Cd机理,通过水稻开花期叶面喷施苹果酸(MA)和微量元素Mn及Zn,对它们的降Cd效果及对主要营养元素含量的影响进行了比较研究。结果表明:喷施10 mmol·L~(-1)MnCl_2、10 mmol·L~(-1)ZnCl_2、5 mmol·L~(-1)苹果酸均能显著降低Cd在稻米、穗轴、穗颈、旗叶中的积累,稻米中的Cd含量从0.63 mg·kg~(-1)分别下降到0.47、0.28、0.26 mg·kg~(-1),降镉幅度分别为23.84%、55.44%、58.86%。喷施苹果酸显著提高了Mg、Fe从旗叶向穗颈以及K、Mn、Zn从穗轴向籽粒的转移效率,却显著抑制了Cd从旗叶向穗颈的转移,使穗颈和穗轴中的Cd浓度分别下降59.84%和75.77%。喷施Zn显著提高了籽粒中的Ca、Fe含量。喷施Mn显著促进了K从穗轴向籽粒的转移。由此可见,喷施苹果酸和Mn、Zn能有效促进K、Mn、Zn等必需元素向籽粒的转运,致使稻米中的Cd含量显著下降。