铜镉单一及复合胁迫下大花萱草对铜镉的富集特征

通过盆栽试验研究了大花萱草（ Hemerocallis middendorffii）在Cu、Cd单一及Cu-Cd复合胁迫下其生长反应和富集特征。结果表明：Cu、Cd单一及Cu-Cd复合胁迫下大花萱草体内Cu、Cd的积累量均随胁迫积累量的升高而增加;同一部位的Cu积累量变化表现为Cu-Cd复合胁迫高于Cu单一胁迫,Cd对Cu的吸收产生协同作用;同一部位的Cd积累量变化表现为Cu-Cd复合胁迫低于Cd单一胁迫,Cu对Cd的吸收产生拮抗作用;Cu、Cd单一及Cu-Cd复合胁迫下大花萱草的富集系数与对照相比,均随其胁迫质量分数的升高呈现先增加后减小的趋势,且在Cu 100 mg· kg-1、Cd 0．3 mg· kg-1、Cd 1 mg· kg-1和Cu 100 mg· kg-1＋Cd 0．3 mg· kg-1质量分数胁迫下地上和根部的富集系数大于1;Cu、Cd单一及Cu-Cd复合胁迫下大花萱草的转移系数则均随其胁迫质量分数的升高而持续减小;大花萱草对Cd的吸收积累能力和其在体内的迁移能力均大于Cu。     

矿区分离丛枝菌根真菌对万寿菊生长及Cd吸收影响

采用盆栽试验研究了不同土壤施Cd水平(0.20,50mg·kg-1)下,接种矿区污染土壤中丛枝菌根真菌对万寿菊生长、根系侵染率及Cd吸收的影响.结果表明:接种丛枝菌根真菌可以显著提高万寿菊的根系侵染率与植株生物量,尤其在50mg·kg-1施Cd水平下,对照处理根系侵染率与植株生物量受到明显抑制时,接种丛枝菌根真菌较对照分别提高了35.4%和228.2%;除对照处理在50mg·kg-1施Cd水平下因植株生长受到抑制而显著降低了Cd吸收量外,土壤施Cd几乎增加了所有处理植株Cd浓度和吸Cd量.同一施Cd水平下(Cd20mg·kg-1、Cd50mg·kg-1),接种处理植株Cd浓度显著低于对照处理,而Cd吸收量则显著高于相应对照.土壤Cd情况下,万寿菊增加了Cd向地上部分的运转.     

垂序商陆对Cd胁迫的生长响应和富集特征研究

通过盆栽试验研究了垂序商陆(Phytolacca americana L.)在Cd胁迫下的生长响应和富集特征.试验表明,Cd处理浓度≤50 mg·kg-1时,垂序商陆根系的长度和生物量均随处理浓度升高而增加,随Cd处理浓度增加根系长度和生物量逐渐减小.Cd处理下植株株高和地上部生物量均大于对照,且分别在20、50 mg·kg-1处理下达到最大.垂序商陆根、茎、叶Cd含量都在130 mg·kg-1的处理时达到最高,分别为60.44、37.74和116.93 mg·kg-1.植株根部和地上部Cd的最大累积量分别为86.86和170.91 μg·plant-1.Cd富集系数和迁移系数分别为0.42 ～0.55和0.44～1.54,且都在Cd浓度80 mg·kg -时达到最大.因此,垂序商陆可用于Cd污染土壤的修复.     

土壤中Cd2+胁迫对gfp基因标记的饭豆(Vigna umbellate L.)根瘤菌生物毒性的研究

利用绿色荧光蛋白基因(gfp)标记研究了土壤中Cd2 胁迫对饭豆(Vignaumbellate L.)根瘤菌JMC1402G腐生存活的影响,同时也探讨了Cd2 胁迫对其共生固氮能力的影响.结果表明,YMA培养基平板培养时,Cd2 对JMC1402G的LC50为8.15μg·mL-1.不管土壤灭菌与否,当土壤中Cd2 添加量为3 mg·kg-1时,向土壤接种的37 d内对JMC1402G的腐生存活无影响,当Cd2 添加量为20mg·kg-1时,土壤中JMC1402G的数量明显低于对照,随着Cd2 添加量的进一步增大,土壤中JMC1402G的数量迅速落于104cfu·g-1以下.饭豆盆栽试验结果表明,Cd2 添加量在0～20 mg·kg-1范围内对JMC1402G共生固氮能力的影响不大,当土壤中Cd2 添加量达到50 mg·kg-1时,对JMC1402G产生较明显的生理毒性,当Cd2 添加量达到100 mg·kg-1,饭豆根瘤菌-饭豆体系失去结瘤能力.JMC1402G质粒快检结果表明,JMC1402G在Cd2 添加量为0、3、20、50、100 mg·kg-1的土壤中营腐生生活37 d,未出现质粒丢失情况.     

EDDS对铅镉污染的高羊茅和红三叶的影响

本研究利用盆栽试验研究Cd、Pb以及外加EDDS对高羊茅和红三叶生长及富集Cd、Pb能力的影响,测定植物干质量、植株体内重金属质量分数及叶绿素质量分数,旨在为Cd、Pb污染土壤的植物修复筛选适宜物种.结果表明,Pb、Cd污染使高羊茅和红三叶的生物量降低,添加EDDS使在经Cdl00 mg·kg-1、Pb500 mg·kg-1处理的土壤中生长的高羊茅和红三叶地上部干质量均比对照略有升高,但差异不显著;高羊茅和红三叶可以富集土壤中的Pb、Cd,而且根部Pb、Cd的质量分数远大于地上部的,多数处理中EDDS可以增加根部Pb、Cd的富集量;外加EDDS使经Cd100 mg·kg-1处理的土壤中高羊茅和红三叶的叶绿素a/b的值有所升高,其他处理的叶绿素a/b的值都降低,但差异不显著.     

土壤镉胁迫对龙葵(Solanum nigrum L.)幼苗生长及生理特性的影响

采用盆栽试验研究了不同浓度Cd(0、10、20、40、80、160 mg·kg-1)处理下,龙葵(Solanum nigrum L.)幼苗对氮(N)、磷(P)和钾(K)吸收及质膜ATPase活性的影响。结果表明,土壤添加Cd浓度≤40 mg·kg-1时显著促进龙葵幼苗生长及生物量的积累与分配,添加Cd浓度>40 mg·kg-1时抑制作用加强;叶绿素含量随Cd添加浓度的增大而下降,在较低浓度Cd(10 mg·kg-1)处理时,显著提高叶绿素含量。随Cd添加浓度的增加,根、茎、叶和果实中的全N、全P和全K含量先升后降(除茎全P降低外);叶片中的Cd积累量最高,茎次之,果实中最低;丙二醛含量与过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性增大,但超氧化物歧化酶(POD)活性先升后降;幼苗地上(茎与叶)和地下(根)部H+-ATP以及地下部Ca2+-ATP酶活性随Cd添加浓度的增加不断降低,而地上部Ca2+-ATP酶活性则先升后降。这些结果表明,龙葵在高Cd胁迫(≥40 mg·kg-1)下,能通过加快根系对Cd离子积累来提高抗氧化酶(CAT和SOD)活性、降低POD与质膜ATP酶活性、改变对N、P和K的吸收,从而起到对Cd胁迫的解毒作用。     

土壤外源Cd胁迫对小麦幼苗生长自由基代谢及抗氧化酶活性的影响

通过盆栽试验研究了土壤外源Cd污染胁迫对小麦幼苗生长、Cd吸收、自由基代谢及抗氧化酶活性的影响.结果表明,土壤Cd含量在0～33mg·kg-1范围内,小麦未产生明显的毒害症状,且Cd含量低于3.3mg·kg-1时促进小麦生长;随着土壤外源Cd浓度的增加,小麦根系和叶片Cd含量显著增加.电子顺磁共振(EPR)研究结果显示,小麦叶片自由基水平高于根系,且随Cd浓度的变化,叶片自由基响应比根系更敏感;与对照相比,Cd浓度低于3.3 mg·kg-1时,Cd处理使小麦叶片自由基水平降低,高浓度的Cd处理(≥3.3 mg·kg-1),则使小麦叶片自由基水平升高.叶片SOD、CAT、POD、APX等抗氧化酶在低于3.3 mg·kg-1的Cd处理时,没有明显变化,但更高浓度的Cd处理则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加.综合生物量、自由基变化及抗氧化酶的响应结果,初步确定土壤外源Cd对小麦幼苗的毒性临界点在3.3～10 mg·kg-1之间.     

土壤Cd污染对青菜和蕹菜生长及Cd含量的影响

通过温室盆栽试验,研究了草甸棕壤、红壤和灰色石灰土的人为Cd污染对青菜和蕹菜生物量和Cd含量的影响。结果表明,红壤加入Cd浓度为0.5、1.0、3.0、5.0mg·kg-1时,青菜地上部分的生物量与对照相比分别降低了13%、15%、25%和91%;蕹菜地上部分的生物量在添加Cd浓度为0.5、1.0、3.0mg·kg-1时与对照相比分别增加了21%、64%和81%,而添加浓度为5.0和10.0mg·kg-1时则分别降低了63%和86%;生长于草甸棕壤和灰色石灰土中的蕹菜地上部分的生物量随土壤Cd浓度的增加无显著差异。在土壤添加Cd浓度相同的条件下,青菜和蕹菜地上部分的Cd含量在3种土壤中的顺序为:灰色石灰土<草甸棕壤<红壤。在试验条件下,以国家食品卫生标准为依据、以青菜为指示植物计算得到的3种土壤Cd的表观临界含量分别为:以总Cd计算:草甸棕壤为0.33mg·kg-1,红壤为0.066mg·kg-1,灰色石灰土为0.70mg·kg-1;以DTPA提取态Cd计算:草甸棕壤为0.13mg·kg-1,红壤为0.012mg·kg-1,灰色石灰土为0.33mg·kg-1。     

苦楝叶片抗氧化系统对Cd~(2+)胁迫的响应

以1年生苦楝幼苗为试材,研究含重金属Cd2+质量分数分别为30、60、90、120、150、180 mg·kg-1的土壤对苦楝叶片SOD、CAT、POD活性及抗坏血酸—谷胱甘肽(As A-GSH)循环系统的影响。结果表明:处理时间20、40 d,Cd2+质量分数分别为30、60、90 mg·kg-1时,以及处理时间60 d,Cd2+质量分数分别为30、60 mg·kg-1时,苦楝的SOD、CAT、POD活性大幅度提高,As A-GSH循环系统的抗氧化剂抗坏血酸(ASA)质量分数和谷胱甘肽(GSH)质量摩尔浓度,以及相关酶抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均呈增加趋势,抗氧化系统高效运行;处理时间为20、40 d,Cd2+质量分数分别为90、120 mg·kg-1时,以及处理时间为60 d,Cd2+质量分数分别为60、90 mg·kg-1时,SOD、CAT、POD活性及As A-GSH循环的抗氧化剂和相关酶活性的变化趋势不尽一致,表明整个抗氧化系统具有协同清除活性氧的作用;处理时间为60 d,Cd2+质量分数为180 mg·kg-1时,CAT和POD活性以及As A-GSH循环中的APX、DHAR活性依然维持着明显高于CK的水平,表明苦楝的抗氧化系统没有被高质量分数的Cd2+胁迫摧毁,但受到较大程度抑制。综上认为,苦楝对Cd2+胁迫具有较强的耐受能力,对Cd2+胁迫的耐受范围大约为20 d和40 d处理下Cd2+质量分数低于150 mg·kg-1,60 d处理下低于120 mg·kg-1。     

土壤施锌对不同镉浓度下玉米吸收积累镉的影响

采用盆栽试验研究了土壤施Zn量对不同Cd浓度下2种基因型玉米吉单209、长单374吸收积累Cd的影响。结果表明,土壤添加Cd浓度由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,2种基因型玉米地上生物量显著降低(P=0.016)。Cd6mg·kg-1处理时土壤施Zn提高了玉米生物量,Cd20mg·kg-1处理施Zn240mg·kg-1对生物量有所抑制。随添加Cd浓度的升高,2种基因型玉米植株对Cd的吸收呈线性增加。土壤施Zn降低了玉米植株中的Cd含量,2个品种玉米植株Cd含量在80或160mg·kg-1Zn时达到最低值(P<0.05)。添加Cd含量由6mg·kg-1增加到20mg·kg-1,土壤施Zn使地上部Cd含量降低幅度增加,而使根系的降低幅度减小。土壤外源Cd浓度的升高促进了2种基因型玉米地上部分的Zn含量。     

麻疯树对镉胁迫的生理耐性及富集特征研究

研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200mg.kg-1)对麻疯树的生理指标和Cd积累特征的影响。结果表明,在土壤中的Cd≤50mg.kg-1时,麻疯树的生长未受到明显影响(P>0.05),当Cd≥100mg.kg-1时,其生长受到明显抑制(P<0.05);同时,麻疯树叶中叶绿素含量随土壤中Cd浓度的增加而下降,而其体内Cd含量则呈增加趋势,且表现根>茎>叶的富集特征;麻疯树叶中的SOD、POD活性随Cd浓度的增加呈先升高后降低趋势,而CAT活性仅在Cd为200mg.kg-1时显著增加,麻疯树叶中的MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白、酸溶性巯基和谷胱甘肽含量随Cd浓度的增大呈增加趋势,这可在一定程度上缓解金属Cd对麻疯树的毒害。因此,麻疯树在重金属镉污染土壤修复方面具有一定的应用潜能。     

镉胁迫对一年生黑麦草生理生化特性的影响

通过盆栽试验,研究不同浓度镉(0、50、100、200、300 mg/kg)胁迫对一年生黑麦草(Tagetes patula L.)成年植株叶绿素和丙二醛(MDA)含量及抗氧化酶(SOD、CAT、POD)活性的影响。结果表明:低浓度镉(50mg/kg)胁迫叶绿素含量略有减少,但随着胁迫浓度的升高,叶绿素含量与对照显著减少;MDA含量随着镉胁迫浓度增加呈现先降后升的变化趋势,300mg/kg时达到最高值;SOD、CAT、POD活性随镉浓度升高,均表现出先升后降的变化趋势。可见,一年生黑麦草对重金属镉具有一定的耐受性,为植物重金属修复方面提供参考。     

镉胁迫对野生龙葵抗逆指标的影响

以吉林西部野生龙葵(Solanum nigrum L.)为试验材料,研究镉胁迫对野生龙葵抗逆指标的影响。结果表明,在高浓度镉胁迫下,野生龙葵叶片中脯氨酸和丙二醛的含量都明显增加;野生龙葵叶片中超氧化物歧化酶(SOD)的活性变化随镉胁迫浓度的增大呈现不稳定状态;在高浓度Cd Cl2(200 mg/kg)胁迫下,野生龙葵叶片中过氧化物酶(POD)活性明显提高;在高浓度镉胁迫下,野生龙葵叶片中过氧化氢酶(CAT)活性降低。     

水稻和杂草稻对镉胁迫反应的比较研究

采用水培实验,研究不同浓度Cd2+胁迫对水稻和杂草稻植株的生长、色素含量、抗氧化酶的活性、丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量的影响。结果表明:(1)Cd2+胁迫条件下,水稻和杂草稻植株地上部分外观伤害随着Cd2+浓度的升高而加重。(2)水稻和杂草稻的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量均表现为Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时升高,Cd2+胁迫浓度>0.5 mg.L-1时降低的现象;水稻和杂草稻的类胡萝卜素含量也都表现出Cd2+胁迫浓度<0.5 mg.L-1时降低,然后升高,最后在Cd2+胁迫浓度>1 mg.L-1时降低的现象。(3)水稻的SOD、POD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<1 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>1 mg.L-1时降低的现象;杂草稻的SOD、CAT活性表现出在Cd2+浓度<2 mg.L-1时升高,在Cd2+浓度>2 mg.L-1时降低的现象,杂草稻的POD活性表现出随着Cd2+浓度的升高而升高的现象;抗氧化酶活性随着Cd2+浓度升高的变化幅度是水稻>杂草稻。(4)Cd2+胁迫使水稻和杂草稻的丙二醛含量、相对电导率以及脯氨酸含量显著增加,且增加幅度是水稻>杂草稻,说明水稻产生了较严重的膜脂过氧化。总之,对于Cd2+胁迫,在敏感性上水稻>杂草稻,在抗性上杂草稻>水稻。     

Pb2+,Cd2+胁迫对棉花保护酶及丙二醛含量的影响

分别用离子浓度为0 mol/L(ck),6 mol/L,10 mol/L,20 mol/L,30 mol/L,50 mol/L,100mol/L的Pb2+,Cd2+溶液处理经过珍珠岩栽培后又在1/2 Hoagland培养液进行培养的棉花幼苗,14 d后对其叶片的保护酶SOD,POD和CAT的活性以及MDA的含量进行测定。结果显示:低浓度Pb2+,Cd2+胁迫下,SOD,POD,CAT活性及MDA含量均高于对照。当Cd2+浓度达到30 mol/L时,SOD,POD及CAT活性最高,随着Cd2+浓度继续升高,SOD,POD及CAT活性随之降低。当Pb2+浓度达到50 mol/L时,SOD,POD及CAT活性最高,随着Pb2+浓度继续升高,SOD,POD及CAT活性随之降低。MDA含量随着Pb2+,Cd2+浓度逐渐升高呈升高的趋势。棉花幼苗对Pb2+胁迫的耐受力大于对Cd2+胁迫的耐受力。     

夜间增温对小麦耐铜特性的影响

为探明增温处理对小麦(Triticum aestivum)耐铜特性的影响,本研究设置不同铜浓度(0、100、400、800 mg/kg)处理,通过土培盆栽试验分析覆膜增温对小麦生长、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,铜处理显著抑制了小麦生物量(P<0.05);夜间增温对小麦生物量没有明显的效应(P>0.05),但在铜处理浓度逐渐升高的条件下显著增加根的生物量(P<0.05);夜间增温在铜处理浓度逐步升高的条件下显著抑制了小麦叶片SOD的活性(P<0.05)。以上结果表明,增温作用增加了小麦的根生物量,但减弱了小麦的抗铜能力。本研究结果可为粮食安全生产提供理论依据。     

Cd2+胁迫对蚕豆抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

采用水培方法,研究了不同浓度的Cd2+处理对蚕豆叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:在Cd2+胁迫浓度为0~50mg/L条件下,POD及CAT活性随着胁迫浓度的提高而升高,当Cd2+浓度继续升高时,其活性呈现逐渐降低的趋势。SOD活性随着Cd2+胁迫浓度的提高也不断升高,当Cd2+浓度达到80mg/L时,其活性达到最高,随着Cd2+浓度继续升高,其活性逐渐降低。MDA含量随着Cd2+浓度逐渐提高呈不断升高的趋势。     

镉胁迫对烟草生理特性的影响

为探明镉胁迫对烟草生理特性的影响,选用本生烟草（Nicotiana benthamiana）为材料,采用盆栽试验,挑选了生长4周健壮的烟草苗进行不同浓度镉胁迫处理（0,50,250和500 μg·L-1）,并于处理后一周分别取样并进行相关生理指标（叶绿素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶活性）的测定。结果表明：随着镉浓度的增加,本生烟草叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性呈下降趋势,过氧化物酶活性呈先升后降趋势,丙二醛含量呈上升趋势。试验数据表明低浓度的镉胁迫下烟草会出现自我保护现象,但浓度超过250 μg·L-1的镉胁迫一周会明显抑制烟草叶绿素合成及氧化酶系活性,进而对烟草细胞产生伤害。     

不同硫肥用量对烤烟活性氧代谢的影响

通过盆栽试验,研究了不同硫肥用量(0.00、0.06、0.12、0.18、0.24、0.30 g.kg-1)对烤烟丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的影响.结果表明,硫肥用量为0.24 g.kg-1时,MDA含量较低;减少或增加硫肥用量都会使MDA含量显著升高.硫肥用量对烤烟体内SOD、POD、CAT活性影响很大,且相同硫肥用量对不同叶位SOD、POD、CAT活性也有较大影响.0.06 g.kg-1硫肥烤烟SOD活性最低,并随着硫肥用量的增加,活性不断升高;各处理SOD活性以上部叶最低.烤烟上、中部叶POD活性随硫肥用量的升高而升高.硫素供应不足或过量会使CAT活性升高.     

湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）的防御机制对镉胁迫的响应

采用浸没培养实验研究不同浓度镉溶液(0、2、5、50mg·L-1)对湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)的膜系统、光合系统的损伤情况及其抗氧化酶系统的影响。结果表明:湿地匍灯藓外表伤害症状随Cd胁迫浓度增加而加重;湿地匍灯藓对Cd有较强的生物富集能力,且藓体Cd累积量与溶液Cd浓度显著正相关(P<0.05);湿地匍灯藓的总叶绿素含量随Cd浓度增加显著降低,其含量与可溶性蛋白含量显著正相关(P<0.05);Cd胁迫引起湿地匍灯藓的丙二醛(MDA)积累,同时伴随可溶性糖和游离脯氨酸含量显著增加,其中可溶性糖含量与MDA含量显著正相关(P<0.05);可溶性蛋白含量和过氧化氢酶(CAT)活性随Cd浓度增加均持续下降,而超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性却随Cd浓度增加而呈现逐渐上升趋势,其中可溶性蛋白和CAT活性均与MDA含量显著负相关(P<0.05),SOD活性则与MDA含量显著正相关(P<0.05),POD活性与MDA含量极显著正相关(P<0.01)。Cd胁迫抑制或降解光合作用相关酶类、细胞膜质过氧化和蛋白质代谢紊乱可能是湿地匍灯藓遭受Cd毒害的主要原因;湿地匍灯藓通过增加可溶性糖含量、SOD和POD活性来抵御Cd的毒害,但由于CAT活性丧失,使湿地匍灯藓的防御系统崩溃,最终导致了湿地匍灯藓细胞的凋亡。可溶性糖、SOD和POD可以作为湿地匍灯藓防御Cd毒害的指标。