海带硫酸多糖对镉毒害甜瓜幼苗的保护作用

以"二叶一心"期甜瓜(Cucumis melo L.)为材料,研究了沙培条件下不同浓度(0、0.1、0.25、0.35、0.7、1.1、2.2 g·L-1)的海带硫酸多糖对150 mg·kg-1氯化镉(CdC12·2.5H2O)毒害下甜瓜幼苗的保护作用.结果表明,甜瓜幼苗的镉积累量、叶绿索含量、生物量、蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量、膜透性以及抗氧化酶活性均与海带硫酸多糖浓度的变化具有相关性.随灌施海带硫酸多糖浓度的升高,甜瓜叶片和根系中镉积累量和渗透势持续下降,0.25 g·L-1和0.35 g·L-1的海带硫酸多糖水平下无显著差异,与其他浓度水平差异显著(P<0.05);叶绿素含量、生物量、蛋白质含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性呈先上升后下降趋势,0.35 g·L-1海带硫酸多糖水平下含量最高;MDA和膜透性则表现为先下降后上升趋势,且0.35 g·L-1海带硫酸多糖水平下含量最低.综合来看,当海带硫酸多糖的浓度低于0.35 g·L-1时,对镉毒害下的甜瓜幼苗有一定保护作用,高于0.35 g·L-1时,不仅没有缓解镉毒害的作用,反而加重对甜瓜幼苗的伤害.     

镉对植物毒害的研究进展

对镉毒害的毒害效应、植物对镉的耐受机制以及镉在植物体的转运和解毒机制进行了综述。     

镉与酸雨对大豆幼苗光合作用的复合影响

国内外关于镉(cadmjum,Cd)或酸雨(Acid rain,AR)单一污染对植物生长发育、生理、生化影响的研究已有大量报道,但自然背景下,上述污染极少单一存在,而多呈复合型,故研究二者复合污染对植物的影响具有理论价值与现实意义.     

外源草酸对水稻幼苗铝毒害的缓解作用

为了解草酸对缓解铝毒害下水稻幼苗生长受抑的作用效果,采用含0～4 mmol/L铝离子(pH4.5)的木村B营养液培养水稻10 d,发现低浓度(0～0.4 mmol/L)的铝对水稻幼苗生长没有明显毒害,而较高浓度(大于0.5 mmol/L)的铝显著抑制水稻主根的伸长及株高生长,水稻幼苗根系的质膜相对透性提高,丙二醛及可溶性糖含量显著增加,茎叶中叶绿素和可溶性蛋白含量降低.而在含较高铝浓度(2 mmol/L)营养液中加入4,6,8 mmol/L的草酸后发现,铝毒害下水稻幼苗的主根长及株高生长的受抑制症状已明显缓解,其中以添加6 mmol/L草酸的效果最佳.进一步研究发现外源草酸可显著降低铝毒害下根系相对质膜透性,丙二醛和可溶性糖含量,提高茎叶中叶绿素和可溶性蛋白质含量.     

镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展

综述近年来镉对植物的毒害及植物解毒机制的相关研究成果。主要从植物生长、光合作用、植物酶活性、植物细胞分裂等方面阐述镉的毒害机制,并从植物对镉的吸收和转运、耐受机制、影响因素等方面讨论植物的解毒机制。     

镉与酸雨对大豆幼苗叶片叶绿体超微结构的复合影响

镉(Cadmium,Cd)与酸雨(Acid rain,AR)对植物叶片Chl含量、Hill反应速率及Mg2+-ATPase等光合参数的复合影响,业已报道.但上述功能变化是否源自叶绿体结构的微观改变,尚不清楚.     

１８种蔬菜品种对硼毒害敏感性的研究

通过对不同浓度硼胁迫下豇豆、菜心、黄瓜等18种常见蔬菜幼苗水培试验,筛选对硼毒害敏感性较高的蔬菜种类.结果表明,黄瓜、豇豆、红豇豆的硼毒害症状表现最明显,在高硼处理后第2 d即出现明显的毒害症状,而空心菜和甘蓝的硼毒害症状表现最不明显.各种蔬菜的株高和地上部鲜重都随培养液中硼浓度的升高而降低,除个别蔬菜种类外,株高和地上部鲜重与培养液中硼浓度之间均呈显著相关.红豇豆和豇豆地上部鲜重的降低最显著,而红萝卜、金峰大白菜、松花菜、新冠和甘蓝地上部鲜重的降低最不显著.在症状表现和地上部鲜重降低显著的蔬菜种类中,选择地上部鲜重降低最显著(EC_(20)值最小)的蔬菜作为对硼毒害最敏感的蔬菜品种,据此确定红豇豆为对硼毒害最敏感品种.     

重金属镉对植物的毒害研究进展

综述了近年来镉(Cd)时植物毒害的研究成果.主要从植物生长、光合作用、酶活性等方面分析了镉的毒害机理,以及从镉的吸收与转运等方面探讨了植物的基因型差异,并指出了现阶段研究中存在的问题和发展前景.     

钙对水稻幼苗镍毒害的缓解效应

采用溶液培养法研究了镍对水稻幼苗生长的影响,以及钙对镍毒害的缓解效应。结果表明,0.1、1.0、10mmol·L-1Ni2+处理下,水稻幼苗的生长表现出明显的抑制,处理浓度愈大,抑制愈明显。加入Ca2+不同程度减轻了镍毒害,缓解程度依镍处理浓度而异。5.0mmol·L-1Ca2+的缓解作用稍好于1.0mmol·L-1Ca2+。Ca2+能基本解除0.01mmol·L-1Ni2+对幼苗地上部及根系的生长抑制作用,明显缓解0.1mmol·L-1Ni2+处理对幼苗的毒害。但随镍浓度的升高,Ca2+的这种缓解效应有限。     

不同品种水稻对土壤中镉的富集特征及敏感性分布（SSD）

【目的】研究不同水稻品种对土壤中镉（Cd）毒害的敏感性分布规律,测定基于保护95%水稻品种的土壤中Cd对不同水稻毒害的生态风险阈值HC5,为中国水稻Cd污染防治提供理论依据。【方法】利用中国南方具有代表性的两种水稻土,通过外源添加Cd制备成0、1.2、4.8、10、40、120 mg•kg-1的Cd污染土壤,以中国水稻主产区18个常规不同水稻品种为试材,通过温室盆栽试验测定不同Cd污染土壤对不同品种水稻的生物量、植株Cd含量及不同水稻Cd吸收的生物富集系数（BCF）影响。通过国际最新的累积概率分布函数逻辑斯蒂克分布模型（Log-logistic distribution）对不同水稻基于生物量的Cd毒性的剂量-效应关系进行拟合,利用物种敏感性分布模型 Burr-III 构建出Cd对不同水稻毒性的物种敏感度分布频次曲线（SSD）,并基于此推导出不同水稻Cd毒性的物种敏感性分布频次和基于保护95%水稻品种的Cd毒性阈值HC5,并测定不同水稻Cd吸收BCF值与土壤中Cd有效态含量变化的定量关系。【结果】在酸性祁阳红壤中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量明显下降,对Cd最为敏感的品种X-42,生物量降低86%,而对Cd耐性较强的品种Z-120生物量降低51%。当添加浓度为4.8 mg•kg-1时,JY-253、J-463、Z-611、J-899、T-15、X-6、T-167品种水稻的生物量达到最大,其余品种均在1.2 mg•kg-1处理下达到最高。与对照相比,不同品种水稻的生物量增加了4%-56%,说明低剂量Cd对水稻生长有一定的刺激效应。在中碱性广州水稻土中,不同品种水稻随着Cd处理浓度的增加,生物量没有显著性差异。在两种土壤中,生物富集系数（BCF）随着Cd处理浓度的增加而降低,在低镉（1.2 mg•kg-1）条件下,红壤水稻BCF的变化范围为0.0056（S-974）-0.0133（T-15）,相差2.38倍;而广州水稻土的变化范围则为0.0018（L-42, LY-28）-0.0034（J-899）,相差1.89倍。但是对于相同Cd浓度处理下,红壤中水稻的BCF大于广州水稻土,两者相差2-14倍,这可能与两种土壤的性质差异有关。祁阳红壤是酸性土壤,有机质匮乏,测得Cd有效态含量高,对水稻的毒害强,生物量降低的多;广州的水稻土则相反,高pH和有机质丰富的土壤对Cd吸附容量和固持力增加,对水稻毒害减弱,生物量变化不明显。土壤中Cd对以上18种水稻的毒性阈值浓度（EC50）变化范围为4.30-61.611 mg•kg-1,最高的为水稻X-45,最低的是水稻X-42,不同水稻品种之间EC50差别为1.0-4.32倍。【结论】不同水稻品种对土壤中Cd毒性胁迫有显著性差异,虽然Cd属于非必需元素,但不同水稻品种对低剂量Cd表现出不同的刺激效应;基于物种敏感性分布模型（Burr-III）测定结果表明,18种不同水稻具有明显的分布频次差异,其中,水稻X-42毒性阈值最小,对Cd胁迫最为敏感,水稻X-45则相反,表现出较强耐性。经过Burr-III模型的计算得到基于保护95%水稻品种的土壤中Cd50%抑制浓度值（HC550%）为4.93 mg•kg-1。     

重金属镉、铜对蚯蚓的急性毒性试验

采用滤纸接触法和人工土壤法,研究重金属镉(Cd)、铜(Cu)对安德爱胜蚓(Eiseniaandrei)的急性毒性。试验测得:滤纸接触法对该蚯蚓的半数致死浓度(LC50)分别为Cd1612.57mg·L-1、Cu584.93mg·L-1;人工土壤法对该蚯蚓的LC50分别Cd875.05mg·kg-1、Cu116.91mg·kg-1。表明Cu对该蚯蚓的毒性强于Cd。     

镉对大鼠原代培养肝细胞毒性的研究

为探讨镉对原代大鼠肝细胞的毒性作用。用二步灌流法获得大鼠肝细胞,肝细胞暴露于浓度为2.5、5.0、10.0、20.0μmoL/L的醋酸镉中12、24 h,应用四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)比色法检测醋酸镉对肝细胞存活率的影响及培养上清液中乳酸脱氢酶(LDH)的活性变化。结果表明,肝细胞暴露于浓度为2.5、5.0、10.0、20.0μmoL/L的醋酸镉中,细胞相对存活率显著下降(P0.01),LDH的释放量增加,且具有剂量效应关系。提示一定浓度的醋酸镉可引起肝细胞的毒性损伤。     

不同土壤条件下镉对番茄根系的毒害效应及其毒害临界值研究

采用盆栽试验研究了在8种土壤上外源添加镉(0～16 mg·kg-1)对番茄根系的毒害效应以及影响镉对番茄根系毒害临界值的主要土壤性质。结果表明,随着土壤镉添加量的增加,不同土壤上镉对番茄根长和根鲜重的影响存在较大差异。不同土壤上番茄根长降低20%时的毒害效应浓度(EC20,0.1 mol·L-1CaCl2提取的土壤有效镉)介于0.26～11.61 mg·kg-1之间,而不同土壤上番茄根系生物量的EC-20值介于0.01～5.07 mg·kg1之间。土壤pH值是影响番茄根长EC20的主要土壤性质,随着土壤pH值的升高,土壤镉的毒害效应降低,EC20值升高。土壤有机质含量是影响番茄根系生物量EC20的主要土壤性质,土壤镉的毒害效应随土壤有机质含量的增加而减弱,EC20值随之升高。     

7种灌木幼苗耐淹性比较研究

选取西北地区7种常见灌木的1年生扦插苗为试验对象,用人工水池法进行水淹胁迫,通过观察植物在水淹胁迫期间的表现,测定叶片的含水量、细胞膜透性变化、叶绿素含量、丙二醛含量和脯氨酸含量,运用隶属函数法对7种灌木耐淹性进行综合评价。结果表明,随着胁迫天数的增加,7种灌木外部形态存在明显差异。十大功劳胁迫前后形态变化最大,1/2以上叶片干枯脱落,耐淹性最弱;大叶黄杨和金森女贞形态变化很小,耐淹性较强。7种灌木在水淹30 d后均存活,恢复30 d后生长良好。综合评价7种灌木耐淹性强弱为:红花檵木>红叶石楠>卫矛>大叶黄杨>金森女贞>小叶女贞>十大功劳。     

不同种类蔬菜苗期对镉的敏感性研究

产地环境中镉(Cd)对蔬菜的影响主要表现为蔬菜可食部分超标,高浓度时影响其生长发育,基于评述蔬菜幼苗对Cd的敏感性是按其对Cd的吸收累积量来排序,累积Cd量越高定义为该蔬菜幼苗对Cd越敏感,采用水培方法,探讨了Cd对小白菜(叶菜)、黄瓜、豇豆(果菜)和萝卜(根菜)幼苗吸收累积量及生长发育的影响.结果表明,蔬菜幼苗根和茎叶中累积Cd量均随Cd处理浓度的增加而显著增加(P<0.05).同一处理浓度下根中Cd含量远高于茎叶中Cd含量,根和茎叶对Cd的累积强弱顺序也即蔬菜苗期对Cd的敏感性排序为小白菜>萝卜>黄瓜>豇豆;随Cd浓度增加,叶片中叶绿素含量降低,过氧化氢酶(CAT)含量升高;蔬菜出苗率、幼苗根长、植株鲜重显著降低.     

亚慢性染镉对未成年大鼠雌性生殖内分泌毒性研究

通过皮下注射CdCl2,研究了亚慢性染镉对未成年雌性SD大鼠血清性激素（雌二醇E2、孕酮P、卵泡刺激素FSH和黄体生成素LH）水平及生殖器官发育的影响。结果表明：各染镉组体重和卵巢湿重低于对照组（P〈0．05）,高剂量组的子宫系数及湿重低于对照组（P〈0．05）：各染镉组血清中P的水平低于对照组（P〈0．05）;而各染镉组血清的E2、FSH、LH与对照组无差别（P〉0．05）。结论为亚慢性低剂量镉暴露对未成年雌鼠生殖内分泌系统具有明显的毒性作用。     

氯化镉、马拉硫磷和乙草胺对赤子爱胜蚓的单一急性毒性

以赤子爱胜蚓（Eisenia foetida）为试验动物，通过人工土壤法进行了氯化镉、马拉硫磷和乙草胺3种污染物对蚯蚓的急性毒性研究，获得3种污染物对蚯蚓的14d半致死浓度（LC50）分别为97．8、178．8、952．1mg·kg^-1同时观察了不同污染物造成的蚯蚓受毒害症状。结果表明，供试污染物的浓度与蚯蚓的体重减少量之间呈极显著线性相关。     

硅对水稻幼苗镉的解毒作用及其机制研究

采用水培试验方法,研究了硅对镉胁迫下水稻幼苗的解毒效应及其机制。结果表明,Cd(4mg·L~(-1))处理4d后水稻幼苗出现明显的毒害症状,生物产量显著降低。然而,在镉溶液中添加30～180mg·L~(-1)SiO_2后镉毒害症状减轻,生物产量显著提高。硅处理不仅极显著减少水稻含镉量和镉的吸收量,而且减少镉累积在地上部、地下部以及在叶、茎中的比值。硅处理后细胞壁中的镉占根中镉的比例增加,而镉在共质体和质外体中的比例显著减少。硅处理还使进入根细胞自由空间的镉更多地转化为交换态,使交换态镉与游离态镉的比值升高。这些结果显示,硅通过抑制水稻对镉的吸收和镉的向上运输,而增加镉在细胞壁中的沉积和自由空间中交换态镉的比重等途径缓解镉对水稻的毒害。     

基于水稻根伸长的不同土壤中镉（Cd）毒性阈值（ECx）及预测模型

【目的】虽然土壤中镉（Cd）污染对水稻的生态风险受关注已久,然而大量研究集中在基于稻米中Cd限量标准的健康风险研究,而针对土壤中Cd污染的生态风险阈值研究较少。研究通过ISO11269-1根伸长毒性测试方法,测定不同性质土壤中Cd对水稻的毒性阈值（ECx,x=10,50）及其预测模型,以期为基于生态毒理效应的中国土壤Cd污染基准值的修订提供参考。【方法】采用中国8种不同性质农田土壤和3种不同Cd敏感性差异的水稻品种（T优167,T167;陆两优28,L28;湘早45,X45）为试材,每种土壤添加7个Cd浓度,通过ISO11269-1根伸长测试方法,测量水稻根的相对伸长量,并结合Log-Logistic分布函数模型测定不同土壤中水稻Cd毒性的剂量-效应关系、毒性阈值（ECx, x=10, 50）及其预测模型。【结果】随着土壤Cd浓度的增加,不同土壤中水稻的相对根长（%）逐渐减小,基于根伸长的Cd对水稻毒性的10%抑制浓度的毒性阈值（EC10）和半抑制浓度（EC50）值在不同土壤和不同Cd敏感性水稻品种间有较大差异。总体而言,在3种不同Cd敏感性（T167＞L28＞X45）水稻品种中,同一土壤中Cd的水稻毒性ECx（x=10,50）随着水稻对Cd胁迫的敏感性增强而降低;就单一品种水稻而言,不同土壤的Cd水稻毒性阈值ECx间有显著差异。其中,以Cd敏感性水稻品种T167测试的不同土壤EC10变化为1.40-5.25 mg•kg-1,最大相差275.0%,EC50变化为17.83-46.93 mg•kg-1,最大相差163.2%;以Cd非敏感性水稻品种X45测试的不同土壤EC10变化为1.72-8.22 mg•kg-1,最大相差377.9%,EC50变化为26.96-68.16 mg•kg-1,最大相差152.8%。通过水稻Cd毒性阈值ECx与土壤性质间的多元回归分析表明,土壤pH、有机碳（OC）、阳离子交换量（CEC）与水稻Cd毒性阈值间呈正相关关系,基于土壤主要性质的水稻Cd毒性预测模型表明,EC50实测值均在预测值2倍误差（±S.D）范围内。【结论】基于ISO11269-1根伸长毒性测试结果表明,不同土壤中Cd的水稻毒性阈值间有显著差异,土壤pH、OC及CEC与水稻Cd的毒性阈值间呈显著正相关关系（P＜0.05）,基于上述土壤性质的预测模型可以很好预测不同土壤中Cd对水稻的毒性;不同Cd敏感性品种对测定土壤中水稻Cd毒性阈值有明显差异,因此,在制订土壤中Cd的生态基准时应充分考虑不同物种的敏感性差异特征。