镉胁迫对黄麻光合作用及隔积累的影响

为揭示镉(Cd)胁迫下黄麻的光合耐性及其对Cd的富集特征,通过土壤盆栽试验分析了Cd胁迫下黄麻的生长、光合色素、气体交换参数及对Cd富集能力的变化.结果表明,当Cd浓度≤10 mg· kg-1时,黄麻根长、株高和各器官生物量降幅较小;而当Cd浓度≥20 mg· kg-1时,根长、株高和各器官生物量降幅进一步增大.随着Cd浓度的升高,黄麻叶片光合色素含量显著降低,但却能维持较高的Chla/b值,这可能有助于黄麻对Cd的耐性.Cd胁迫使净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)显著降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随Cd浓度的升高而逐渐增大,表明黄麻光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的.随着Cd浓度的升高,黄麻各器官Cd含量和累积量逐渐增大,在浓为100 mg· kg-1Cd处理下,地上部和地下部Cd含量均达到最大值,分别为232.46 mg· kg-1和186.98 mg· kg-1.Cd胁迫下,黄麻地上部和地下部富集系数均大于1,各处理迁移系数在0.85～1.65之间,表明黄麻对Cd有较强的富集和转运能力.Cd浓度为5～ 10 mg·kg-1时,Cd提取率超过1.9％.因此,黄麻是一种潜在的修复轻、中度土壤Cd污染的植物材料.本研究结果为挖掘新的植物修复材料提供了理论依据.     

改进的投影寻踪水质评价模型

为弥补现有水质评价方法的不足之处,采用免疫进化算法优化投影寻踪模型的投影方向,提出基于免疫进化算法的投影寻踪模型,并将模型运用于我国五大湖水质评价及各种富营养化指标对湖泊富营养化程度评价的影响。结果表明通过比较基于免疫进化算法的投影寻踪水质评价模型的最佳投影方向各分量的大小和投影值的大小即可确定水体中污染物的主次及治理的优先并实现同类水之间的水质优劣比较;该模型能将高维数据通过最佳投影方向映射到低维子空间,便于对样本进行分类和综合评价,为水质评价研究领域提供了新的思路和方法。     

镉胁迫对豨莶生长及光合作用相关参数的影响

为进一步揭示超积累植物豨莶(Sigesbeckia orientalis L.)对镉(Cd)的耐受机制,本文通过土壤盆栽试验,研究了豨莶在Cd胁迫下生长及光合作用相关参数的变化规律。结果表明,当Cd浓度为10 mg·kg-1时,豨莶生长、光合色素与对照相比无显著性差异(P0.05),表明豨莶在低浓度Cd处理下具有较强的生长适应性。高浓度Cd胁迫下豨莶能维持较高的叶绿素a/叶绿素b比值,有助于豨莶对Cd的耐受。Cd胁迫使叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和气孔限制值(Ls)逐渐降低,但胞间二氧化碳浓度(Ci)随着Cd浓度的升高而逐渐增大,表明豨莶光合速率的下降是由非气孔限制因素引起的。植株叶片最大光化学量子产率(Fv/Fm)、电子传递的量子产率(ΦPSⅡ)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q P)随Cd浓度的升高而逐渐降低,而非光化学淬灭系数(NPQ)则呈现先升高后降低的趋势,表明豨莶光合机构对Cd胁迫有一定的耐受能力。上述结果表明,豨莶叶绿素a/叶绿素b、Fv/Fm比值以及NPQ数值的变化与豨莶对Cd的光合适应性有关,在Cd耐受中有一定的作用。     

不同镉浓度下绿穗苋根际环境特征与镉形态分布

为了解镉(Cd)富集植物根际环境对镉的活化和耐受作用,通过土壤盆栽试验,研究了Cd胁迫下绿穗苋根际环境特征变化和镉形态分布。研究表明:绿穗苋根际pH低于非根际,并随Cd浓度升高总体呈下降趋势;根据DOC含量高于非根际,且随着Cd浓度的增加呈逐渐上升趋势。随着Cd浓度的升高,绿穗苋根际土壤交换态Cd所占比例上升,铁锰氧化物结合态Cd所占比例先升高后降低,碳酸盐结合态Cd、有机结合态Cd和残渣态Cd所占比例均逐渐降低。各处理根际土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性均高于非根际,根际土壤脲酶和磷酸酶活性均随处理浓度升高呈先升高后降低的趋势,过氧化氢酶活性随处理浓度升高持续下降。结果表明,Cd胁迫下绿穗苋根际pH和DOC的变化对Cd活化具有重要作用,根际土壤酶活性特征表明其对Cd毒性有一定的缓解作用。