缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系

选用Cd低累积品种白梗尖叶苋菜(B)和高累积品种花红苋菜(H)2个苋菜品种,采用水培法分别研究了在缺Fe、缺Zn和盐胁迫3种处理条件下2个苋菜品种对矿质元素以及cd的累积特征,并通过测定2个品种不同处理根部IRT1(铁离子转运蛋白)的表达量,建立了缺Fe/Zn及盐胁迫下苋菜对Cd及矿质元素的吸收与IRT1表达的关系。结果表明,3个处理组中2个苋菜品种生物量均显著低于对照组,缺Fe以及缺Zn处理显著促进了2个苋菜品种对Cd以及矿质元素的累积,而盐胁迫显著抑制了苋菜对Cd的累积,同时促进了其对矿质元素的累积(P0.05)。不同处理下,Zn、Fe相关转运基因IRT1的表达差异显著,IRT1表达量的增加可以促进植物对Cd、Fe、Zn、Mn、Mg等元素的吸收(P0.05)。     

盐胁迫下苋菜品种有机酸变化对Cd累积和耐盐性的影响

采用盆栽试验,研究0.3%NaCl胁迫下全红苋菜(低Cd累积品种,简称全红)和柳叶苋菜(高Cd累积品种,简称柳叶)的有机酸代谢差异及其与Cd累积和耐盐性的关系。结果表明:相比对照,盐胁迫后两个品种根部、地上部和根际土壤溶液中的Cd含量均呈增加趋势,且表现为全红显著低于柳叶(P0.05),同时全红和柳叶的Cd转运系数分别提高2.84、5.58倍;盐胁迫促进了苋菜对Na~+的积累且明显干扰K~+的吸收,K~+/Na~+均显著降低(P0.05),且全红根部K~+/Na~+显著高于柳叶(P0.05)。盐胁迫后,两个品种根部、地上部及根际土壤溶液中均检测到多种有机酸,其中根际土壤溶液中苹果酸和草酸含量均显著升高(P0.05),且与根际土壤溶液中的Cd含量显著正相关;柳叶地上部草酸及根部乙酸的含量均显著升高(P0.05),且分别与地上部及根部Cd含量显著正相关。研究表明,盐分胁迫下,全红具有较低的Cd累积性且表现出更强的耐盐性,不同品种的有机酸积累和分泌的差异是导致这一结果的重要原因之一。     

缺氧和充氧栽培对水稻Cd积累及OsHMA2基因表达的影响

【目的】研究缺氧和充氧栽培对水稻重金属Cd的吸收和转运及OsHMA2基因在茎中表达的影响,为降低水稻中重金属的吸收和累积奠定基础。【方法】以水稻品种五丰优2168为试验材料,通过营养液缺氧和营养液充氧的水培盆栽试验,分析Cd质量浓度为0、0.6、1.2mg·L~(-1)时,Cd的吸收累积以及茎中OsHMA2基因表达水平。【结果】缺氧栽培条件下,水稻生长发育受Cd抑制作用不显著,而充氧栽培条件下水稻生长受到显著抑制,表现为根、地上部干质量显著下降。在0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理条件下,缺氧栽培的水稻根部和地上部Cd累积量均低于充氧栽培。2种栽培条件下,根部Cd累积量均随Cd处理浓度的增大而增大。水稻地上部对Cd的累积在缺氧栽培条件下,0.6和1.2mg·L~(-1)Cd处理无显著差异,充氧栽培的水稻地上部Cd累积随处理浓度增大而增大。与对照相比,水稻茎OsHMA2表达量在缺氧和充氧栽培下,0.6mg·L~(-1)Cd处理上调,而1.2mg·L~(-1)Cd处理下调;在Cd处理下,OsHMA2表达量缺氧栽培高于充氧栽培。【结论】缺氧栽培能抑制水稻对Cd的吸收和累积;Cd累积量达到一定值时能够下调OsHMA2的表达。     

Cr/Pb低累积菜心品种筛选及其根际机理研究

以37种菜心(Brassica parachinensis L.)为实验材料,通过土培盆栽试验筛选Cr/Pb相对高累积和相对低累积品种,对筛出品种进行水培和钙离子通道抑制试验,研究相对低累积品种根系活化、吸收重金属的能力。结果表明,特级粗条和油青四九为Cr/Pb相对高累积品种(HC),绿星和极品为Cr/Pb相对低累积品种(LC)。与HC相比,Cr、Pb在LC的根际土溶液中含量较低,且与非根际土溶液之间不存在显著差异(P0.05)。LC的根际土溶解性有机碳(DOC)含量较低,p H较高,导致根际水溶态的Cr、Pb浓度低,说明LC活化重金属能力较弱。钙离子通道抑制剂显著抑制根系对Cr、Pb、Ca的吸收(P0.05),表明菜心根部可能通过钙离子通道途径吸收Cr、Pb,但也不排除同时存在其他铁钾通道途径。低累积品种吸收Ca少,说明其钙离子通道不活跃,导致由此进入菜心体内的Cr、Pb也少。根到可食部分的转运作用对菜心低累积Cr、Pb影响不显著(P0.05)。因此,LC根际分泌DOC和H+较少,钙离子通道不活跃,两者可能导致LC对根际土壤Cr、Pb的活化、吸收能力较弱,进而减少其可食部分对Cr、Pb累积。