重金属Pb与抗生素对发光菌的联合毒性研究

重金属是水环境中的典型无机污染物,随着水体中抗生素检出率的增加,重金属和抗生素的复合污染及其效应已成为环境领域的研究热点。通过研究重金属和抗生素对发光菌的发光抑制作用,可以了解重金属和抗生素的毒性效应,为评估重金属和抗生素复合污染在水环境中的潜在风险提供理论依据。本文利用便携式急性毒性检测仪,系统研究了重金属Pb和6种抗生素(四环素、氧四环素、氯四环素、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲基嘧啶和磺胺嘧啶)对费氏弧菌的单一和联合急性毒性,得到了单一污染物的半数效应浓度,并对重金属Pb和抗生素所组成的二元、三元复合污染体系的联合作用进行初步探讨。研究表明,当Pb与抗生素共存时,对发光菌的急性毒性急剧上升。因此,在评价Pb与抗生素二元或多元复合污染体系的生态风险时,应考虑其联合毒性作用。     

富硒矿粉对不同小麦品种(系)富硒效应的初步研究

对小麦鄂恩4号、998042 2个品种(系)施用3种不同含硒量的富硒矿粉,结果表明:①施用富硒矿粉能够提高小麦植株的含硒量,3种矿粉处理的茎、叶含硒量为0.032～0.055 mg/kg,平均0.043 8 mg/kg,比对照增加143.3%;②高含硒量富硒矿粉的效果优于低含硒量矿粉,但施用含量为1 494 mg/kg矿粉的小麦茎叶平均含硒量比含量为104 mg/kg的矿粉仅高65.81%,说明较低含量的矿粉同样具有应用价值;③不同时期的小麦含硒量不同,苗期较低、后期较高,说明硒元素在小麦中存在着一个积累过程;④不同遗传基础小麦品种(系)的聚硒效果不同,鄂恩4号小麦的富硒效果优于998042品系,两者在苗期的差别较大,灌浆期的差别较小。     

水分胁迫对不同抗旱性小麦品种光合特性及产量性状的影响

以河农859和豫麦49为材料,在不同水分处理下研究了2个品种功能叶的光合速率(Pn)、蒸腾速率(TR)和产量性状。结果表明,在拔节期、灌浆前期和生育后期,各处理0～20cm、20～40cm土层分别处于不同程度的水分胁迫条件下,叶片Pn和TR一般以河农859的较高,且其叶片Pn和TR下降百分率均小于豫麦49。2个品种叶片的Pn和TR均以春季浇2水(拔节水+灌浆水)的S3处理具有优势。从产量性状分析,河农859籽粒产量明显高于豫麦49,其浇2水的S3处理比浇1水(拔节水)的S2处理增产,但差异不显著;而豫麦49S3处理的产量显著高于S2处理和S1处理(冻水+拔节水)。表明河农859抗旱性较强,有限供应的水分就能使其获得较高的产量,而豫麦49只有在供水充足的条件下才能发挥其高产潜力。     

腐植酸钠对镉胁迫小麦幼苗的生物效应

【目的】研究镉（Cd）胁迫土壤中施用腐植酸钠对小麦幼苗的生物效应,探讨腐植酸钠在抗重金属胁迫方面的生理作用。【方法】以春小麦品种为试验材料,采用盆栽试验的方法研究腐植酸钠不同施肥方式（种子浸种、土壤灌施、土壤混施）对Cd胁迫小麦幼苗生长发育及矿质元素（Cu、Zn、Fe、Mn、Cd）吸收和累积的影响。【结果】采用不同施肥方式施用腐植酸钠可促进小麦幼苗的生长发育,缓解Cd对小麦幼苗的毒害,促进小麦幼苗干物质的积累,其中以土壤混施方式生物量增幅最大;在背景土壤中,不同腐殖酸钠处理能明显抑制小麦幼苗对Cd元素的吸收,促进小麦幼苗对Cu、Zn、Fe、Mn营养元素的吸收和积累;随着Cd胁迫程度增加,不同腐植酸钠处理抑制小麦幼苗Cd吸收能力逐渐减弱,不同施肥方式对小麦幼苗Cu、Zn、Fe、Mn营养元素的吸收累积影响存在差异。【结论】在重金属污染土壤中增施腐植酸肥料,可以明显减轻重金属元素对植物造成的伤害,这对于改善土壤环境和实现农业绿色生产具有重要应用价值。     

腐植酸钠对镉胁迫小麦幼苗的生物效应

【目的】研究镉（Cd）胁迫土壤中施用腐植酸钠对小麦幼苗的生物效应,探讨腐植酸钠在抗重金属胁迫方面的生理作用。【方法】以春小麦品种为试验材料,采用盆栽试验的方法研究腐植酸钠不同施肥方式（种子浸种、土壤灌施、土壤混施）对Cd胁迫小麦幼苗生长发育及矿质元素（Cu、Zn、Fe、Mn、Cd）吸收和累积的影响。【结果】采用不同施肥方式施用腐植酸钠可促进小麦幼苗的生长发育,缓解Cd对小麦幼苗的毒害,促进小麦幼苗干物质的积累,其中以土壤混施方式生物量增幅最大;在背景土壤中,不同腐殖酸钠处理能明显抑制小麦幼苗对Cd元素的吸收,促进小麦幼苗对Cu、Zn、Fe、Mn营养元素的吸收和积累;随着Cd胁迫程度增加,不同腐植酸钠处理抑制小麦幼苗Cd吸收能力逐渐减弱,不同施肥方式对小麦幼苗Cu、Zn、Fe、Mn营养元素的吸收累积影响存在差异。【结论】在重金属污染土壤中增施腐植酸肥料,可以明显减轻重金属元素对植物造成的伤害,这对于改善土壤环境和实现农业绿色生产具有重要应用价值。     

制革污泥污染土壤中铬对小麦的富集及生化效应研究

制革污泥农用所引起的铬污染风险性是制革业发达的国家较为关注的课题,而有关污泥中Cr(Ⅲ)对农作物的危害机制尚有许多不明确的答案,为此利用盆栽培养试验对制革污泥污染土壤中Cr(Ⅲ)在小麦幼苗富集及生化性质方面进行了研究。结果表明,高浓度Cr(Ⅲ)对根系的抑制作用远大于地上部分,地上部分Cr(Ⅲ)最大富集量低于150mg·kg-1,幼苗叶片中叶绿素含量和叶绿素a/b比值的降低趋势与生物量变化趋势相对应。土壤Cr(Ⅲ)浓度低于1000mg·kg-1时,小麦幼苗叶片中MDA含量与对照无明显区别,高于1000mg·kg-1时,MDA含量显著增大,表现出Cr(Ⅲ)对植物膜体系的明显损伤效应。Cr(Ⅲ)的存在对小麦幼苗中SOD和AsA-POD活性影响表现截然不同,Cr(Ⅲ)对SOD活性具有显著的诱导效应,浓度升高时仍未表现出抑制效应,而Cr(Ⅲ)对AsA-POD活性未发现诱导效应,其抑制作用非常显著。     

有机磷农药敌百虫胁迫对东北蝲蛄毒性效应研究

为了解有机磷农药杀虫剂敌百虫对东北蝲蛄（Cambaroides dauricus）毒性及致毒机理，在实验室条件下采用静水式试验法研究了敌百虫对东北蝲蛄96 h急性毒性，同时分析和比较不同浓度（0.23,0.47,0.94,1.88,3.75,7.50,15.00 mg/L）敌百虫胁迫96 h后东北蝲蛄肝胰脏组织中超氧化物歧化酶（SOD）活力、过氧化氢酶（CAT）活力、丙二醛（MDA）含量、还原型谷胱甘肽（GSH）含量和总抗氧化能力（T-AOC）的变化。结果表明：敌百虫对东北蝲蛄24,48,72,96 h半致死浓度（LC50）分别为2.07,1.02,0.67,0.47 mg/L，安全浓度（SC）为0.047 mg/L。在整个胁迫过程中，敌百虫各处理组均引起氧化胁迫相关指标的变化。不同时间段下不同浓度敌百虫胁迫对东北蝲蛄肝胰脏SOD活力和T-AOC水平均有诱导作用；高浓度处理组（15.00 mg/L）CAT活力均低于同一时间段其它各浓度组的CAT活力；高浓度处理组（15.00 mg/L）MDA含量显著高于对照组（P <0.05）；同一时间段不同浓度东北蝲蛄肝胰脏GSH含量均低于对照...     

砷对小麦苗期生长的影响及降低砷毒性的措施

为探讨砷（As）污染对小麦苗期生长的影响,并提出减缓As毒害的农艺措施,以两个品种小麦作为供试材料,通过水培试验研究小麦苗期根系、茎叶对As（Ⅲ）吸收、累积的差异,以及As（Ⅲ）对小麦的毒性效应,采用盆栽试验研究硅（Si）肥、磷（P）肥施加对小麦根系、茎叶生物量及As含量的影响。结果表明：晋麦1号和晋麦2号根系生物量的As（Ⅲ）半数抑制浓度分别为1.2μmol·L^-1和2.2 μmol·L^-1,晋麦1号受As（Ⅲ）毒害引起的生理氧化胁迫显著,而晋麦2号根系受As（Ⅲ）毒害症状较弱;相较于晋麦1号,晋麦2号根系会吸收更多的As并向地上部分转运,对人体健康具有潜在危害。此外,Si、P肥的添加不仅有效增加了小麦根系、茎叶的生物量,而且显著降低了根系、茎叶中As的含量,200 mg·kg^-1 Si肥添加后,根系、茎叶中As含量分别降低了77.4%和60.5%,100 mg·kg^-1 P肥添加后,根系、茎叶中As含量分别降低了67.6%和49.2%。研究表明,两种小麦吸收、转运和累积As的能力不同,受As毒害产生的氧化胁迫也不同,小麦品种间As耐性存在差异;施加Si、P肥有利于降低小麦各组织部位As的含量。     

砷、铅胁迫对小麦幼苗毒害效应及叶片下表皮扫描电镜观察

以郑州9023为材料,通过小麦发芽试验,研究了As、Pb不同质量浓度胁迫下幼苗的形态、生理指标变化,并对幼苗叶片下表皮进行了扫描电镜观察.结果表明,随着As、Pb胁迫质量浓度的增加,小麦幼苗受毒害症状逐渐加剧,其根长、芽长、根质量、芽质量均呈现出逐渐下降趋势,并与胁迫质量浓度间具有显著或极显著的一元二次函数关系;小麦籽粒α-淀粉酶活性和幼苗叶片叶绿素含量逐渐下降,叶片MDA含量、脯氨酸含量则有不同程度的升高,并且这四项指标在不同胁迫质量浓度之间均有着极显著的差异;另外,小麦叶片下表皮单位面积上的表皮毛数量增多,气孔密度增加,同时气孔开度变小.     

低温胁迫对小麦品种过氧化物酶的影响

新发现小麦材料SCREEM具有较强的抗寒性,为了充分了解该材料抗寒能力,以另外4个不同抗寒类型的小麦品种为对照,对其大田条件下的旗叶和幼穗进行过氧化物酶(POD)的酶活性测定和POD同工酶聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE);并对其水培幼苗设置了25℃、0℃、-10℃和-20℃4个温度参数的胁迫,测定了各温度条件下的POD酶活性,也进行了POD同工酶PAGE.酶活测定和PAGE结果表明:①相同的大田条件和试验条件下,各品种(系)幼穗的酶活力要大于旗叶叶片的酶活力;幼穗的POD同工酶PAGE谱带要比旗叶叶片的同工酶谱带丰富:两个冬性材料京冬8号和SCREEM分别在幼穗和叶片有较高的酶活力.②4种温度条件下25℃时的酶活力较强,0℃次之,-10℃和-20℃较低,且-10℃和-20℃下的酶活力基本一样;在各温度条件下,冬性品种京冬8号和SCREEM均表现出较强的酶活力,但没有特殊的同工酶谱带.     

叶锈菌与‘TcLr19’小麦互作体系中PR1基因的克隆及分析

利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),从被小麦叶锈菌诱导的抗叶锈病近等基因系材料TcLr19中获得1个病程相关蛋白1(Pathogenesis-related proteins 1,PR1)基因,暂命名为TcLr19PR1。该基因长度为810bp,包含495bp ORF区,编码164个氨基酸,基因产物具有植物防御体系中病程相关蛋白SCP保守结构域,与多个植物病程相关蛋白1基因具有较高同源性。利用半定量分析表明,TcLr19PR1基因受叶锈菌诱导后表达量变化明显,非亲和组合表达高于亲和组合。Southern杂交验证说明TcLr19PR1在小麦基因组中为低拷贝。利用‘中国春’缺体-四体系成功将该基因定位在小麦7D染色体上,为进一步明确叶锈菌与‘TcLr19’小麦互作体系中病程相关蛋白1基因的抗叶锈相关性奠定了基础。     

1961—2010年东北农作区春小麦需水量的时空变化特征

利用东北农作区58个气象站点1961—2010年的逐日气象数据,基于Simulation of Evapotranspiration of Applied Water(SIMETAW)模型分析气候变化背景下东北农作区春小麦生育期内作物需水量(Crop evapotranspiration,ETc)和灌溉需要量(Evapotranspiration of applied water,ETaw),以及典型站点春小麦的灌溉需求指数(Irrigation demand index,IDI)的时空变化特征。结果表明:近50年来,东北农作区日平均温度呈显著上升趋势,平均降水量下降趋势不明显,平均太阳辐射及作物蒸散量呈显著下降趋势。春小麦生育期作物需水量和灌溉需要量呈下降趋势,其分布均表现为西多东少。50年来春小麦作物生育期需水量下降主要集中于松辽及兴安岭南部地区,东部地区变化趋势不明显;生育期灌溉需要量下降集中于松辽及兴安岭地区,三江平原地区略有增加,长白山地区多年保持平稳。