间作植物根系对Pb斑块胁迫适应机制

为研究间作体系植物根系受Pb胁迫的形态学适应机制,利用根箱试验设计Pb斑块胁迫下玉米、小花南芥单作和玉米与小花南芥间作处理。结果表明:在Pb斑块(0、1000 mg·kg~(-1))处理根箱条件下,间作小花南芥根生物量的相对关系指数显著增加,小花南芥根趋向有Pb斑块生长,根系表面积显著增加,间作模式极显著影响小花南芥根系形态;间作玉米根生物量的相对关系指数显著降低,玉米根趋向无Pb斑块生长,Pb处理极显著影响玉米根系形态。径级在1.5 mmd3≤2.5 mm根表面积显著影响间作小花南芥与玉米对Pb的响应。研究表明,根间相互作用激发小花南芥根系趋向Pb斑块,玉米根系趋向无Pb斑块,揭示了超富集植物与作物间作体系促进两种植物根系趋向性适应的重要原因。     

植物吸收、转移镉相关的转运蛋白CAXs和HMAs的研究进展

为探究植物对镉耐性的分子机理研究,提供植物蛋白转运重金属理论基础。本文分别归纳了CAX_S和HMAs的结构和功能及其对植物生长的影响,以及协同作用下解毒重金属的机制。CAXs在提高植物修复潜力和强化植物营养有重要作用,主要参与二价阳离子向膜内的转运,决定植物体内Ca²⁺的浓度,在重金属胁迫下参与重金属离子的转运和解毒。其运行与质膜、液泡膜HMAs产生的电化学H⁺梯度相关,通过在细胞质膜两侧建立电势梯度差,为CAXs转运物质提供了必不可少的能量支持。但CAXs和HMAs的协同作用机理有待加强研究,建议进行CAXs、HMAs蛋白活性测定、基因分离的鉴定,研究CAXs、HMAs蛋白之间的相互关系,为将来基因工程修复重金属污染的土壤提供可能性。     

植物对重金属迁移途径及其影响因素的研究进展

土壤中重金属被植物吸收后,通过横向和纵向迁移到植物的不同部位中积累。横向迁移包括共质体和质外体的途径;纵向迁移包括木质部和韧皮部的途径。植物对Cd、Pb和Zn迁移的影响因素包括：屏障结构、转运和生理代谢物质及能量供应。通过重金属在植物体内的迁移特征的研究,为土壤重金属污染的植物修复和农业安全利用提供一定依据。     

叶面喷施吲哚乙酸对小花南芥和玉米间作富集铅的影响

为探究吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid，IAA）对小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）与玉米（Zea mays L.）间作的生理生化响应及富集铅（Pb）的影响，本研究设置Pb（1 000 mg·kg^-1）胁迫下叶面喷施不同浓度IAA（0、25、50、100 mg·L^-1）对间作植物生物量、抗氧化酶活性、光合特性和Pb富集特征的影响。结果表明：25 mg·L^-1浓度处理下间作小花南芥地下部分生物量比单作提高80.1%，间作小花南芥叶片超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性较单作提高42.1%、20.3%和21.8%，丙二醛（MDA）含量降低25.8%，间作玉米叶片SOD、POD和CAT活性较单作提高40.1%、44.4%和50.0%，MDA含量降低10.9%。随着IAA处理浓度的增加，小花南芥和玉米净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均表现为先增加后减少，25、50 mg·L^-1处理下达到峰值后，100 mg·L^-1处理下有所减少。随着IAA处理浓度增加，间作小花南芥和玉米Pb富集系数先增加后减少，间作玉米转运系数增加。综上所述，25、50 mg·L^-1处理下，IAA通过提高玉米和小花南芥的抗氧化酶活性、增加光合色素的含量来增强光合作用，进而提升间作小花南芥对Pb的富集效应和玉米的耐受性。     

野生小花南芥体内AsA-GSH循环对土壤Cd、Pb胁迫的响应

为探讨植物在重金属胁迫下的防御机制,通过野外调查的方法,分析了云南省会泽县铅锌矿区三个采样区野生小花南芥（Arabis alpina L.var.parviflora Franch）体内抗坏血酸-谷胱甘肽（Ascorbate-glutathione,AsA-GSH）循环对土壤Cd、Pb胁迫的响应。结果表明：驰宏区、小马坪、三多多三个采样点的土壤Cd、Pb含量存在差异,驰宏区采样点土壤的Cd、Pb含量显著高于小马坪和三多多采样点,同时驰宏区小花南芥根长、根表面积、根体积和株高均较高。驰宏区采样点野生小花南芥的丙二醛（Malondialdehyde,MDA）、过氧化氢（H₂O₂）、抗坏血酸（Ascorbic acid,AsA）和还原型谷胱甘肽（Reduced glutathione,GSH）含量显著高于小马坪。小花南芥根和叶中抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbate peroxidase,APX）和谷胱甘肽转硫酶（Glutathione S-transferase,GST）活性随土壤Cd、Pb含量的升高而显著提高;驰宏区野生小花南芥根部的谷胱甘肽还原酶（Glutathione reductase,GR）和谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase,GPX）活性显著低于小马坪。综上所述,在土壤Cd、Pb污染条件下,野生小花南芥通过体内AsA-GSH循环保持较强的抗氧化物质再生能力,增强对Cd、Pb的耐性。     

氧氟沙星与Cu2+复合物对非洲绿猴肾细胞(Vero)的毒性效应

抗生素氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)与重金属铜离子(Cu~(2+))复合污染对离体培养的非洲绿猴肾细胞(Vero)的生长抑制作用及毒性效应,是值得关注的热点问题。通过模拟试验,研究了抗生素OFL与Cu~(2+)及其复合物对非洲绿猴肾活体细胞(Vero)的毒性效应。在正常体细胞环境下培养非洲绿猴肾细胞(Vero)3 d,加入OFL浓度为0.63、1.25、2.5、5、10 mg·L~(-1),加入Cu~(2+)浓度为2.75、6.88mg·L~(-1),反应24 h,并通过MTT法检测OFL与Cu~(2+)及其复合物对非洲绿猴肾细胞生长的抑制率。结果表明:OFL与Cu~(2+)及其复合物会导致细胞形态变化,细胞破碎,贴壁率降低。随着Cu~(2+)浓度增加,Vero细胞生长抑制率逐渐上升;OFL对Vero细胞生长有显著的影响。在2.75 mg·L~(-1)Cu~(2+)浓度时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率在30%到36%之间;当OFL浓度为2.5、5、10 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率与OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和有显著差异,但随OFL浓度的变化没有显著差异;在6.88 mg·L~(-1)Cu~(2+)浓度处理时,OFL浓度为1.25、2.5 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)复合物对细胞抑制率的实测值与OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和之间没有显著差异;而当OFL浓度为0.63、5、10 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞抑制率的实测值显著低于OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和;OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率随着OFL浓度的增加而增加。OFL与Cu~(2+)的复合物会对Vero细胞产生毒性效应,并表现为抑制细胞生长,对细胞产生了复合污染;OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞生长的抑制率小于OFL与Cu~(2+)单一对细胞生长抑制率之和,OFL与Cu~(2+)对细胞生长的毒性具有拮抗作用。     

Cd胁迫下外源谷胱甘肽对紫花苜蓿氮代谢及Cd累积特征的影响

为研究镉（Cd）胁迫下外源谷胱甘肽（GSH）对紫花苜蓿（Medicago sativa）氮代谢及Cd累积特征的影响,以4种紫花苜蓿为植物材料,设置对照、Cd处理和混合处理（Cd+GSH）开展水培试验。结果表明,Cd胁迫影响紫花苜蓿氮代谢,谷氨酸合成酶活性较对照处理最高降低43.79%。Cd胁迫下喷施GSH后,总氮、氮代谢关键酶活性、游离氨基酸和可溶性蛋白较Cd处理均有不同程度地变化,其中谷氨酸合成酶活性较Cd处理最高增加79.05%。外源GSH影响紫花苜蓿体内Cd的化学形态与亚细胞分布：施加GSH后盐酸提取态占比较Cd处理最高增加14.81个百分点;外源GSH处理下液泡中的Cd含量占比较Cd处理最高上升11.91个百分点; GSH处理还能显著提高紫花苜蓿植物螯合肽（PCs）含量,有效阻止Cd以游离态的形式进入细胞器。研究表明,Cd胁迫下外源GSH可提高紫花苜蓿硝酸还原酶等氮代谢关键酶活性,维持氮代谢正常进行;外源GSH可能通过提高PCs的合成水平和减轻Cd毒害,间接对氮代谢进行调控。     

As胁迫对二年生三七生长、根部As含量和根系分泌物的影响

通过大田试验,研究不同As处理浓度(As5+:0、20、80、140、200、260mg/kg)下,二年生三七绿果期生长特征、根不同部位(主根、须根和剪口)As含量和根系分泌物中有机酸含量、可溶性糖含量和游离氨基酸含量的变化规律。结果表明:(1)株高、叶面积和生物量随着砷处理浓度的增加降低,砷处理浓度为260mg/kg时,根生物量降低26.47%,总生物量降低23.61%;(2)主根、须根和剪口砷平均含量分别0.38、2.51、0.44mg/kg。三七根不同部位砷含量依次为:须根剪口主根;(3)砷胁迫条件下,根系分泌物中柠檬酸和总有机酸含量随砷处理浓度的增加而增加,醋酸和琥珀酸含量随砷处理浓度的增加而降低,在砷≥80mg/kg时,根系不再分泌苹果酸和乳酸;(4)根系分泌物中可溶性糖和游离氨基酸含量随砷处理浓度的增加而增加。总之,二年生三七的生长、砷含量和根系分泌物的组成和含量受到砷胁迫的影响,As大于140mg/kg处理时,三七的生长受到抑制,As小于200mg/kg处理时,柠檬酸、可溶性糖和游离氨基酸含量随As处理浓度的增加而显著增加。     

UV-B增强后秸秆还田分解对土壤氮转化微生物及酶活性的影响

为明确UV-B辐射增强对水稻秸秆化学成分的影响,阐释UV-B辐射增强后秸秆还田分解特征及其对稻田土壤氮素转化的间接效应,本研究在元阳梯田(海拔1 600 m)开展大田试验,以当地水稻品种白脚老粳为研究对象,研究UV-B辐射增强(5.00kJ·m^-2)对水稻秸秆化学成分及其还田后秸秆降解、土壤氮素转化的影响。结果表明：UV-B辐射增强显著降低水稻秸秆纤维素含量,增加木质素含量,提高秸秆木质素/氮;并导致秸秆纤维素、木质素、总氮的降解速率总体降低,最大降幅分别达38.7%、18.1%、25.8%。与自然光照秸秆相比,UV-B辐射后的秸秆还田显著降低土壤固氮细菌、氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌数量,增加土壤蛋白酶、氨单加氧酶、硝酸还原酶活性,提高土壤硝化和反硝化速率。相关性分析表明,秸秆木质素/氮与秸秆降解速率呈极显著负相关;秸秆纤维素、木质素、总氮降解速率与硝酸还原酶活性呈显著正相关,后者又与N₂O排放通量呈显著正相关;硝化细菌数量与NO₃^--N含量呈负相关。研究表明,UV-B辐射增强通过提高秸秆木质素...     

中国稻田土壤有机碳汇特征与影响因素的研究进展

稻田是中国面积最大的耕地之一，稻田土壤有机碳（SOC）是重要的农业碳库，被认为在减缓大气二氧化碳（CO2）浓度上升和全球变暖中起着重要作用。明确中国稻田SOC汇特征与影响因素，有助于制定合理的农业管理措施，科学地增强稻田土壤固碳减排潜力。研究发现，在空间分布上，中国稻田SOC含量具有地域性差异，总体表现为华南、西南高于华北、西北，长江中游高于长江下游；且稻田SOC含量沿海拔升高而增加，随土壤深度增加而减少。在组成上，稻田土壤活性碳比例不超过5.3%，惰性碳比例远大于活性碳，高达60%以上，稻田固碳重点在于惰性组分。在影响因素上，人为管理措施是导致稻田碳汇变化的主要原因，并与自然因素密切相关。为充分发挥稻田土壤碳汇功能，未来研究应加强稻田SOC稳定机制研究，制定因地制宜的农业管理推广方案，为中国“双碳”目标的实现提供科学依据。