苗期水稻吸收、转运Sb(Ⅴ)的研究

采用营养液培养的方法,在有根表铁膜存在条件下,对2个品种的苗期水稻吸收、转运Sb(V)进行了研究,水稻植株诱导出铁膜后分别暴露在含有0.25、1.00、5.00、20.00、50.00、100.00μmol/L Sb(V)的营养介质中。研究结果表明,水稻各部位(铁膜、根、茎叶)中Sb含量随营养介质中Sb(V)浓度增加而升高;但Sb从根向地上部茎叶内转运的转运系数以及Sb在各部位的分配比例仅与水稻品种有关,与外界Sb(V)浓度无关,扬稻6号水稻对Sb的转运系数以及在地上部茎叶中的分配比例显著低于农垦57;在营养介质中Sb浓度相同时,2个品种水稻根表铁膜内Sb含量无明显差异。     

水稻砷污染健康风险与砷代谢机制的研究

水稻是人类主要的粮食作物之一，然而，目前稻米主要生产区（东南亚地区）的土壤和灌溉水砷污染严重，导致稻米中砷的积累；砷在稻米中的积累通过食物链传递，对人体健康构成严重威胁。所以，稻米砷污染问题已成为东南亚地区比较突出且急需解决的环境问题之一，而减少水稻对砷的吸收、控制水稻体内砷向籽粒转移、降低籽粒中砷的生物有效性是解决这一问题的关键途径。因此，深入理解水稻对砷的吸收、体内转运和转化等代谢机制非常有必要。近年来有关水稻对砷的吸收和体内砷代谢机制的研究取得了很大进展。研究表明，水稻根系通过磷吸收通道吸收五价砷（As（Ⅴ）），水通道吸收三价砷（As（Ⅲ））。进入水稻体内的砷，一部分由地下部转运到地上部，其中一部分进一步被转运到水稻籽粒中。根表铁膜能抑制水稻对As（Ⅴ）的吸收和向地上部的转运。在水稻的地下部和（或）地上部还存在着As（Ⅴ）还原、As（Ⅲ）甲基化等砷形态的转化过程。最近，水稻砷酸盐还原酶基因已经被克隆和表征。     

土壤-水稻系统砷的生物地球化学过程研究进展

本文综述了具有不同渗氧能力基因型水稻对土壤砷结合形态、水稻根表铁膜、砷吸收的影响以及不同根际氧化还原条件对土壤砷形态、水稻砷积累、砷转运载体表达的影响,分析了硅的不同施加量对水稻砷吸收的研究进展及其作用机制,从土壤铁矿物氧化和还原两个方面总结了根际铁循环对砷环境行为的影响以及对砷污染土壤修复的潜在价值,以期为最终降低水稻砷吸收提供理论参考。微生物介导的铁氧化还原对砷的环境行为如砷的溶解释放、吸附沉淀、形态转化等有重要影响,而铁细菌的胞外电子传递过程促进了铁的矿物相转化并耦合砷的钝化,在未来工作中值得进一步关注和研究。     

硒砷交互作用对水稻幼苗生理特性及砷硒累积的影响

采用溶液培养法研究了不同浓度四价硒(0~10μmol·L~(-1))与三价砷(0~25μmol·L~(-1))单独及联合处理对水稻幼苗鲜重、抗氧化系统及砷和硒含量的影响,旨在为水稻的降砷、富硒提供参考。结果表明低砷(5μmol·L~(-1)As)和低硒处理(≤5μmol·L~(-1)Se)对水稻生长有协同促进作用;高硒(10μmol·L~(-1)Se)处理可以显著拮抗高砷胁迫(25μmol·L~(-1)As)对水稻生长的抑制作用。硒砷交互对水稻幼苗砷和硒向地上部转运及累积产生了拮抗作用;然而与地上部不同,低浓度砷处理促进了水稻根部硒的累积。高浓度砷处理显著增加了水稻幼苗超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巯基物质(NPT)和植物络合素(PCs)含量,其丙二醛(MDA)含量约是对照处理的1.71~1.87倍。硒和砷交互作用对水稻幼苗叶片谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性有协同促进作用。高砷条件下,高硒处理不仅显著提高了GPx活性,还显著增加了根中NPT和PCs含量,进一步缓解砷的毒害作用。总之,适量硒可以促进砷污染水稻的生长,并达到降砷、富硒的效果。     

蜈蚣草生长特性和富集砷的基因型差异研究(英文)

利用从我国蜈蚣草主要分布地区收集到的不同蜈蚣草基因型进行田间试验,评价他们耐砷和富集砷的能力.试验结果表明,蜈蚣草基因型在株高、生物量、羽叶数上都表现出显著的不同.株高变化范围为29.6～68.2 cm;每株羽叶数变化范围为18.0～60.0个;每株地上部鲜重变化为150～540 g;每株根鲜重变化范围为20.3～94.9 g. 蜈蚣草基因型地上部和根部的砷浓度也表现出显著差异.地上部砷积累浓度变化范围为643.10～3009.03 mg·kg-1,根部砷积累浓度变化范围为26.34～112.38 mg·kg-1. 基因型C108地上部积累砷最多,显著大于其它蜈蚣草基因型;研究还发现,蜈蚣草基因型间的转运系数和生物富集系数也存在显著差异. 相关分析显示,蜈蚣草富集砷的量与株高、羽叶数、芽苞数等生长特性呈正相关.     

流动注射氢化物原子吸收光谱法测定食品中的痕量砷

研究了流动注射氢化物原子吸收光谱法测定食品中的痕量砷。样品经消解后,加入还原剂抗坏血酸和碘化钾,使五价的砷还原为三价砷,在酸性介质中三价砷和硼氢化钾反应形成砷化氢,随反应液由氮气载气带入气液分离器分离,而后加载于电热石英原子化器分解为原子态砷并进行测定。在最佳的分析条件下,获得较为满意的分析结果,相对标准偏差0.507%～3.350%,检出限0.18μg·L-1,加标回收率为92.6%～101.5%。     

华南地区不同品系水稻积累砷特征及其影响因素

选用华南地区较为常见的杂交稻、优质常规稻2个水稻品系,16个水稻品种,通过土壤盆栽试验,待其成熟收获后,分析水稻根表、根部、秸秆、糙米中砷含量及相关影响元素的含量,旨在研究不同水稻品系(种)对砷吸收、转运和积累规律以及其影响因素,为低积累、高耐性水稻品系(品种)的选择及相应的农业措施提供科学的理论依据.结果表明,砷在水稻中的分布情况为根表>根部>秸秆>糙米;供试的糙米中砷含量为0.18～0.47 mg·kg<'-1>,均符合国家卫生标准(GB 4810-1994).水稻根表铁锰膜中砷含量随根表中铁、锰的增加而富集,相关分析表明,根表铁锰膜形成可以有效降低糙米砷积累,而秸秆磷可以有效降低秸秆中砷的积累.杂交稻各部位的砷含量及转移系数均高于常规稻,且秸秆和糙米砷含量差异达到显著水平;天优122的糙米砷积累能力高于其他品种,美香占2号低于其他品种.     

硫素对土壤砷生物有效性与水稻吸收的影响研究

为探讨硫素添加对土壤-水稻系统中砷迁移转化的影响,通过在添加砷的污染土壤中施加不同形态硫素,采集全生育期土壤溶液和成熟期水稻植株样品,分析硫素添加对砷移动性、生物有效性以及水稻砷吸收的影响。结果表明:微生物在影响土壤溶液中Fe(Ⅱ)和砷的移动性方面起到了重要作用,灭菌处理与不灭菌处理差异较大;硫素的添加降低了根际、非根际土壤溶液中砷的移动性,降低了As(Ⅲ)的浓度,从而降低了砷的毒性;硫素添加也降低了根际土壤中砷的生物有效性,相同硫含量的硫酸钠比单质硫的影响更显著。硫素添加促进了水稻的生长,促进了水稻根表铁膜的形成,一定程度降低了水稻地上部对砷的累积,但是过量硫素的施用可能会增加水稻米粒中砷的累积。     

砷氧化菌DWY-1的分离鉴定及其修复砷污染水稻土的可能机理

为砷(As)污染水稻土的微生物修复提供宝贵的菌种资源以及探索淹水条件下砷氧化菌修复As污染水稻土的可能机理。从全国各地As污染水稻土中筛选砷氧化菌,并进行分子鉴定、生理生化研究以及As污染土壤的修复试验。结果共计分离出6株具有砷氧化功能的菌株,其中一株扩增出砷氧化酶基因(aioA),命名为DWY-1,来自黄石As污染水稻土,经鉴定为中华根瘤菌属(Sinorhizobium sp.),革兰氏染色显示为阴性,属于兼性自养和兼性厌氧菌。在好氧条件下和厌氧条件下菌株DWY-1均可以将三价砷[As(Ⅲ)]氧化为五价砷[As(Ⅴ)],且厌氧条件下可将As(Ⅲ)氧化与硝酸盐还原过程进行偶联并从中获得能量用于自身的生长。将菌株DWY-1接种到淹水As污染水稻土中,培育14 d后,孔隙水和土壤底泥中磷酸可提取态的As(Ⅲ)含量与对照相比分别降低73.0%和80.0%,总As含量分别降低32.6%和32.9%。综上,菌株DWY-1可作为修复As污染水稻土的潜在菌种资源;在淹水水稻土中,砷氧化菌可以耦合厌氧As(Ⅲ)氧化与硝酸盐还原过程并从中获得能量进行生长,此过程可作为修复As污染水稻土的途径之一。     

不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运Cd的影响

采用盆栽试验,研究不同生育期水稻根表铁膜的形成及其对水稻吸收和转运Cd的影响.结果表明,水稻根表铁膜的形成受到不同品种和不同生育期影响.随着生育期的延长,两种水稻(YD6和NK57)根表铁膜形成量均呈下降趋势.与分蘖期相比,YD6和NK57根表铁膜量孕穗期分别减少82.9％和44.4％,成熟期分别减少85.2％和82.52％.两种水稻根系和茎叶Cd含量随着水稻生育期的延长而增加.YD6籽粒Cd含量显著高于NK57.Cd在水稻植株的富集系数和分配比率随着不同品种和生育期产生较大变化.YD6品种从根表铁膜和根系向籽粒转运Cd的能力显著大于NK57.水稻成熟期,根表铁膜量与茎叶和籽粒Cd含量呈极显著的负相关(P＜0.01),说明根表铁膜形成可抑制Cd向水稻地上部转运.研究结果暗示可通过不同生育期的管理调节水稻根表铁膜的形成,减少Cd向稻谷中转运,从而降低Cd对人体健康的危害.     

Zn对水稻吸收转运Cd的影响

通过探究锌(Zn)对水稻吸收、积累镉(Cd)的影响,为揭示水稻体内Zn、Cd互作机制提供理论依据。通过水培实验,研究Cd胁迫下施加Zn对水稻生物量、Cd含量、Cd积累量、根表铁膜成分、细胞壁组分及吸附解析动力学特征的影响。结果表明:与单Cd处理相比,Cd+Zn处理地上部生物量显著下降;根及地上部Cd含量、积累量显著提高;根表铁膜中Fe含量及Cd含量分别提高18.70%和29.99%;比较单Cd与Cd+Zn的细胞壁组分发现,Zn显著降低了水稻根细胞壁中的果胶及半纤维素1(HCl)成分,导致Cd+Zn处理细胞壁吸附能力下降而解吸能力增强。研究表明,Zn促进Cd在根表铁膜中Cd积累量,降低细胞壁的阻隔作用,进而促进水稻对Cd的吸收及转运。     

土壤-水稻体系总砷含量的测定及其相关性研究

对韶关地区土壤及其水稻不同部位的砷含量进行了采样测定,分析了水稻中重金属砷含量与土壤的关系。结果表明：水稻不同部位中砷的含量不尽相同,其根、茎、叶及米粒中的砷含量依次为：根〉茎〉叶〉大米,且与土壤中的砷含量呈正相关,说明水稻中金属砷含量与其生长环境密切相关,水稻对金属砷具有一定的富集性。     

不同施砷量对烤烟砷吸收、积累及分布的影响

采用盆栽试验研究了不同施砷量对烤烟砷吸收、积累和分布的影响,结果表明,土壤中施砷可增加烤烟对砷的吸收,提高其富集系数,导致地上部、地下部、烟灰和烟气中砷的积累,且随着土壤中施砷量的增加而提高,但施砷可降低烤烟的位移系数,即降低由地下部向地上部运输砷的能力.砷能分布在烤烟的各个部位,在烤烟各器官中的分布规律为:根>下部叶>茎>中部叶>上部叶.     

Genotypic Difference in Plant Growth and Mineral Composition in Barley Under Aluminum Stress

Four barley genotypes (Tiantaiyangdamai, Xiyin2, Mimai114 and Tai94-Ce6) were exposed to0, 50, 100, and 150 μM of Al-containing solution with pH 4.5, to determine the differences in growth inhibi-tion, Al concentration and accumulation and mineral composition among genotypes. The results showed thatMimai114 and Tai94-Ce6 had significantly higher Al concentration and accumulation than Tiantaiyangdamiand Xiyin2, especially in roots, and the growth traits including root and shoot dry weights, shoot height, rootlength and tillers per plant were more inhibited in the former two genotypes. Al treatments caused a significantreduction of N, P, K, Ca, Mg and Mn content in both roots and shoots, of Cu in shoots ; and a significant increase in Fe and Zn content in both roots and shoots, of Cu in roots. The changed rates of mineral contentcaused by Al treatments, in terms of the content in 150 μM Al divided by the content in the control, differedsignificantly among four genotypes. Two Al-sensitive genotypes, Mimai114 and Tai94-Ce6 had much greater changesin mineral content than other two Al-tolerant genotypes Tiantaiyangdamai and Xiyin2 when subjected to Al stress incomparison with the control. It is indicated that the Al-tolerant genotype is characterized by less uptake and accumula-tion of Al in roots and smaller disorders in mineral metabolism and ion homeostasis.     

The Difference in Growth and Four Microelement Concentrations Between Two Rice Genotypes Differing in Grain Cadmium-Accumulating Capacity

A pot experiment was conducted with two rice genotypes having different Cd concentrations in their grains to study the effect of soil Cd level on biomass, Cd and Fe, Zn, Cr and Pb accumulation in different plant parts. Cd was added into soil to form 4 levels, i.e.,0, 0.5, 2.5 and 12.5 mg kg-1, respectively. The results showed that the Cd-induced reduction in biomass accumulation varied in both genotypes and growth stages. The Cd-induced reduction in biomass became less with the progress of growth, and Xiushui63, a genotype with relatively higher grain Cd concentration, was more severely inhibited than Xiushui217,a relatively lower Cd concentration. Both Cd concentration and accumulation in the various plant parts increased substantially with the increase of Cd levels. The difference between two genotypes in Cd concentration and accumulation became more pronounced with increased Cd level as well as prolonged duration of exposure. Xuishui63 had much greater Cd accumulation than Xiushui217, in particular at late growth stage. Xuishui63 had a remarkably higher Cd translocation of roots to shoots than Xiushui217 in all Cd levels.The effect of Cd addition on four microelement concentrations in straw and milled rice also varied in genotypes and Cd levels. Without Cd addition, Xiushui63 was significantly lower than Xiushui217 in the concentrations of all four elements in straw, while the case was just opposite in milled rice. Zn, Fe and Pb concentrations decreased in milled rice with the increase of Cd level, although the reduction extent differed in two genotypes.The results indicated that Cd concentration in rice grain is primarily dependent on the shoot Cd concentration, which is in turn mainly determined by Cd translocation from roots to shoots.     

盐胁迫下不同水稻基因型根内Na＋和Cl－的分布情况比较

应用Ｘ－射线显微分析技术比较了基本性状相似、但耐盐性显著不同的３组共６个水稻基因型的根内Ｎａ＋和Ｃｌ－分布情况。在盐胁迫下，耐盐基因型根内中柱的Ｎａ＋含量稍高于其它部位，而盐敏感基因型根中的Ｎａ＋则在整个横断面上分布得较为均匀，显示耐盐基因型根的中柱薄壁细胞对Ｎａ＋有相对积累作用，从而控制Ｎａ＋向地上部的运转。Ｃｌ－在所有基因型的根横断面上分布都较为均匀，耐盐与盐敏感基因型之间没有明显的差异     

盐胁迫下不同水稻基因型根内Na^＋和Cl^—的分布情况比较

应用Ｘ－射线显微分析技术比较了基本性状相似。但耐盐性显著不同的３组共６个水稻基因型的根内Ｎａ＾＋和Ｃｌ＾－分布情况。在盐胁迫下，耐盐基因型根内中柱的Ｎａ＾＋含量称高于其它部位，而盐感基因型根中的Ｎａ＾＋则在整个横断面上分布得较为均匀，显示耐盐基因型根的中柱薄壁细胞对Ｎａ＾３＋有相对积累作用，从而控制Ｎａ＾＋向地上部的运转，Ｃｌ＾－在所有基因型的根横断面上分布都较为均匀。耐盐与盐敏感基因型之间没有明     

锌对粳稻幼苗镉吸收转运特性的影响

采用水培实验,研究了镉胁迫下粳稻幼苗的生长发育特征及镉和锌的吸收转运特性。结果表明,施加1.2 mmol·L~(-1)及1.4mmol·L~(-1)锌能显著增加根尖数目和根系及地上部的生物量,并使根系中的镉积累量分别下降86.4%和97.5%,地上部镉积累量分别下降62.6%和73.3%。根系和地上部的镉主要分布在细胞壁(F1)和胞液(F3)中,细胞器(F2)中的镉含量很少,只占根系镉总量的5.4%和地上部镉总量的9.4%。锌降低了各亚细胞组分中镉的含量,提高了镉在F3中的分配比例。当锌使根系F3中的镉浓度降低到12.8 mg·kg~(-1)FW以下时,镉从根系F3中向地上部转运的比率显著增加,但转运量只有2.7μmol·L~(-1)Cd~(2+)(无锌添加)处理组的26.9%~46.1%。     

砷对冬小麦根系生长和养分吸收的影响

[目的]研究砷对冬小麦根系生长和养分吸收的影响,揭示砷对小麦根系的毒害作用与机理。[方法]采用水培试验,设定砷浓度分别为0、5、10、15、20 mg/L,培养30 d,测定小麦根长、根体积和根系活力,分析根系中砷的累积量和养分元素含量。[结果]小麦根系能够累积较高浓度的砷,根系砷含量最高达4 506.11 mg/kg。砷显著抑制了小麦根系总吸收面积、活跃吸收面积、根长、根体积,降低了根系的生物量。溶液砷浓度为5～10 mg/L时,小麦根系中P、K、Mg和Mn、Cu、Zn的含量有增加的趋势;溶液砷浓度为15～20 mg/L时,小麦根系P、Mn、Zn的含量与对照相比均降低。小麦根系N的含量受溶液砷浓度影响不显著,砷显著降低了小麦根系Fe的含量。[结论]砷的毒害作用主要体现在抑制小麦根系生长,降低根系活力及生物量;砷对小麦根系中N、K、Ca和Mg等的含量影响较小,对Fe、Mn、Cu和Zn等微量元素含量影响较大;15～20 mg/L砷处理时,砷与P的竞争作用明显,抑制小麦根系对磷的吸收。