金川公司矿山绿化区沙生植物重金属吸收特征

以金昌市矿山区主要沙生植物为材料,矿山地区土壤中主要残留重金属Ni、Gu为研究对象,通过对沙生植物重金属吸收特征的分析筛选重金属吸收优势物种。结果表明,矿山绿化区土壤重金属含量高,其中Cu、Ni等远超出国家土壤三类标准,是典型的重金属复合污染型土壤;供试样品中,根系滞留率较大,具有典型的根系囤积重金属特征,能够有效的阻止重金属进入地上部分,具备对Cu、Ni等重金属的排斥机理,利于该地复合型重金属污染土壤的植物稳定。基于4种沙生植物具有生物量大、生长速度快的特点,作为镍铜尾矿库的修复植物有较好的应用前景。     

金川尾矿库土壤与植物重金属富集特征

以金川公司老尾矿库主要造林树种柠条锦鸡儿为植物材料,以尾矿库主要重金属元素Ni、Cu为研究对象,对金川公司尾矿区柠条种植地的土壤和柠条中重金属富集状况进行研究。结果表明,尾矿库土壤极端贫瘠、重金属含量高,其中Cu、Ni的含量超过国家土壤三级标准,是一类被重金属复合污染的土壤;在不同的栽植措施下柠条不同部位吸收重金属的能力差异较大,柠条中Ni含量地上部分大于地下部分,Cu含量地上部分小于地下部分,而且对Ni的转运能力较对Cu转运能力强;柠条根系对Cu的滞留率在80%以上,而对Ni的滞留效应相对较弱。综合分析结果表明,柠条能吸收富集Ni和Cu,并具有一定的耐性。基于其具有生物量大、生长速度快的特点,作为镍铜尾矿库的修复植物有较好的应用前景。     

黑麦草（Lolium perenne）根际细菌多样性对Ni污染沉积物修复效果的响应

应用黑麦草（Lolium perenne）对某滨海城市南排污河的重金属污染沉积物——底泥进行植物修复,并结合变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析了黑麦草根际土壤的重金属Ni含量和细菌多样性的关系。结果表明,黑麦草对Ni的修复效果较好,种植黑麦草后根际土壤Ni浓度降低了11.8%。根际土壤中Ni有效态含量与根际土壤pH值的变化呈较好的正相关关系,相关系数为0.968 8。对根际土壤细菌多样性进行分析,重金属Ni含量变化能够影响土壤细菌的多样性,根际土壤细菌多样性随黑麦草的生长而不断演变,且与根际土壤中Ni浓度变化有密切联系。对DGGE电泳后回收的部分片段进行测序并建立了进化树,结果表明,测序片段与非培养方法得到的菌种的同源性较高,且其均在土壤或河道底泥的相关研究中被发现。不同时期细菌群体组成和Shannon指数随着修复时间而变化,并与细菌总数有正相关关系。     

重金属污染黄壤生态修复中的微生态效应

以黄壤作为供试土壤,种植重金属富集植物与非富集植物,采用室内培养方法对外加镍污染黄壤的微生物活性及其群落结构进行了研究。结果表明:较低浓度Ni有利于提高土壤微生物活性,当Ni浓度>100 mg/kg时供试土壤的微生物活性开始下降,其中微生物生物碳、氮量和基础呼吸随重金属浓度增加而明显下降,但种植重金属富集植物的土壤下降幅度明显低于种植非富集植物的土壤。结果还显示,镍严重污染破坏了土壤微生物区系,使土壤细菌、放线菌及真菌数量下降,其中放线菌对重金属毒性影响最为敏感,重金属富集植物车前草引起土壤微生物区系的变化较小,表现了良好的修复能力。     

铜川市三里洞煤矸石堆积地风化土壤重金属污染及植物富集特征

研究煤矿矸石地的土壤污染及植物对有毒元素的吸收可为污染治理和植被恢复提供科学依据。对铜川市三里洞煤矸石堆积地土壤污染和草本植物中重金属含量进行了研究。运用地质累积指数法和综合富集系数分别对土壤污染和草本植物富集重金属元素的能力进行了分析评价。结果表明,该区土壤中和草本植物中Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Cr元素均明显高于背景值;草本植物中Cu,Cd,Ni元素超出正常范围。土壤中重金属元素Cd为强度污染,Ni,Cu,Zn,Pb,Cr元素为轻度污染。不同植物中小飞蓬、铁杆蒿和野艾蒿对重金属元素的富集能力最强,其次为猪毛蒿和曼陀罗,狗牙根最差。     

Ni、Pb、Cd复合胁迫对匍灯藓生理特性的影响

以匍灯藓(Plagiomnium cuspidatum (Hedw.)T.Kop.)为材料,通过土培法探究Ni、Pb、Cd胁迫对苔藓光合系统、抗氧化系统的影响.结果表明:(1)随着处理重金属浓度的增加,匍灯藓叶绿素含量显著性下降(p＜0.05),并且苔藓对Ni+Pb和Pb+Cd处理更为敏感.(2)在不同重金属处理下,AsA含量的增加趋势是Ni+ Pb＞Ni＞Ni+ Pb+Cd＞Cd+ Ni＞ Pb＞ Pb+ Cd＞Cd.(3)Ni、Pb、Cd单种元素处理和Ni+Pb处理的苔藓SOD活性,在低浓度下升高,在高浓度下降低;其余处理方式下SOD活性呈下降趋势,下降速率较快的是Ni+Pb+Cd和Cd+ Ni处理.POD和CAT活性均随着胁迫浓度的增加而下降;当处理方式为Ni+Pb+Cd且浓度为160 mmol/L时,POD活性最低,比对照组下降了98.39％;CAT活性在Ni+Pb处理时下降速率最快.PPO活性仅在Ni+Pb+Cd处理时出现高浓度抑制现象;其余相对于对照组都增加,而且2种元素处理的增加量明显大于单种元素处理.匍灯藓的抗氧化体系中对Ni、Pb、Cd复合处理的抵抗起关键作用的是AsA和PPO,可作为藓类植物受Ni、Pb、Cd复合胁迫的敏感生理指标.     

高酸度芦苇活性炭的制备及其吸附性能

为实现湿地植物资源化,解决重金属废水难处理问题,本文采用青贮活化法制备高酸度湿地植物质活性炭作为吸附材料去除废水中重金属离子镍Ni(Ⅱ)和镉Cd(Ⅱ),通过XRD、N2吸附/脱附、Boehm滴定和元素分析等表征方法,探究湿地植物在青贮过程中结构变化,以及高酸度活性炭比表面积、孔径结构、官能团数量及表面元素。通过批次实验,研究活性炭对重金属离子镍和镉吸附特性,用Langmuir和Freundlich模型对实验数据进行拟合。结果表明:青贮活化法能够有效地提高活性炭的表面酸度,从而提升对重金属离子的吸附能力。通过吸附实验,高酸度活性炭对Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程可以用Langmuir模型进行很好的描述,并且活性炭对重金属离子的吸附过程主要由化学吸附控制。     

超富集植物对稀土元素吸收转运解毒与分异的研究进展

稀土是重要的战略资源,在现代高科技行业和农业生产中发挥着重要的作用。随着稀土需求量的与日俱增,稀土矿山开发加剧,产生了大面积的稀土废弃尾砂地进而污染农田,对当地生态环境和居民健康构成威胁。植物采矿是指在金属污染地上种植超富集植物,在恢复植被和修复污染土壤的同时,还可通过收割地上部实现金属回收利用,是一种原位和低成本的污染土壤修复手段。探究超富集植物重金属富集机理是实现植物采矿的基础,但相对于Ni、Zn、As等超富集植物的研究,稀土超富集植物吸收转运和耐受稀土机制的研究仍然缺乏。本文结合近年国内外研究,从植物富集稀土的四个关键过程综述超富集植物对稀土的吸收、转运和分布解毒机制以及与稀土分异之间的关系,并提出超富集植物中稀土分异的概念模型。     

土壤溶液性质对水溶性镍的西红柿毒害的影响

选取17种具有代表性的中国土壤,研究土壤溶液性质对土壤孔隙水以及0.01 mol/L CaCl2浸提液中镍(Ni)植物毒害的影响。结果发现,孔隙水中Ni(PW-Ni)对西红柿地上部分生物量50% 抑制的毒性阈值(EC50)变化范围为1.02 ~ 8.91 mg/L,最大值是最小值的 8.7倍;CaCl2-Ni的毒性阈值EC50变化范围为 0.77 ~ 20.40 mg/kg,最大值是最小值的26.5倍,表明土壤溶液性质对水溶性Ni的毒性阈值影响很大。土壤PW-Ni毒性主要受到K+、Mg2+、S的影响,基于这3个因子的回归方程可以较好预测PW-Ni对西红柿毒性阈值EC50,决定系数为0.71。当回归方程包括土壤溶液中溶解性有机碳(DOC)、pH、电导率(EC)、Ca2+、Na+ 时,其决定系数提高到0.84,说明其他因子对PW-Ni的毒性也存在一定的影响,利用这些土壤溶液性质可以较好预测PW-Ni的植物毒性阈值。     

丛枝菌根真菌缓解土壤过量微量元素和重金属对植物毒害的研究进展

土壤中过量的植物所需微量元素和重金属污染均会抑制植物的生长代谢，导致植物生物量降低，引起植物的生理病害甚至死亡。丛枝菌根真菌（AMF）能够促进植物生长，提高植物养分吸收能力，同时在提高植物重金属耐受性方面有着重要作用。本文基于土壤金属污染现状，概述了AMF的作用机制，分析了铁（Fe）、硼（B）、镍（Ni）、锌（Zn）、铅（Pb）、镉（Cd）、砷（As）、铬（Cr）、汞（Hg）胁迫条件下AMF缓解植物毒害的主要机制，总结了AMF缓解不同金属对植物毒害机制的差异，以期为AMF缓解土壤过量微量元素和重金属对植物毒害的进一步研究提供理论参考。     

植物促生微生物挥发性物质的生态功能研究进展

植物促生微生物通过各种途径有益于植物的生长发育,而其产生的挥发性物质在这一过程中的作用不可忽视。挥发性物质低分子量、弱极性、高蒸汽压、低沸点、亲脂性的特点使其与微生物其他性质的代谢产物相比,具有能够长距离传播、介导生物体间非接触的相互作用、低浓度即可被感知等优势。本文从植物促生微生物挥发性物质促进植物生长发育、对植物的化感作用、诱导植物系统抗性、促进植物次级代谢产物积累、抑制植物病虫害的发生与发展、阻碍食草动物取食等方面综述了植物促生微生物挥发性物质重要的生态功能及这些功能间的相互关系和具体作用机制,并对植物促生微生物挥发性物质今后的研究方向和应用前景进行了展望。     

植物铝抗性基因及抗铝毒基因工程研究进展

酸性土壤占世界可耕作土壤的30％,而铝毒是酸性土壤中植物生长和作物生产的主要限制因素.近年来,在植物中鉴定了一系列抗铝基因,如有机酸通道蛋白基因(ALMT1和MATE),ABC通道蛋白基因(STAR1和STAR2)和转录因子基因(STOP1和ART1).通过基因工程手段在植物中过表达有机酸通道蛋白基因、有机酸代谢酶基因和其他铝胁迫响应基因均获得了很大的进展.本文综述了植物抗铝基因的克隆与鉴定,以及通过遗传操作提高植物的抗铝能力.     

Beneficial effects of silicon on abiotic stress tolerance in legumes

Soil salinity, drought, metal toxicity, and ultraviolet-B radiation were major abiotic stresses that limit plant growth and productivity by disrupting the plants' cellular ionic and osmotic balance; legumes, a diverse plant family, suffered from these abiotic stresses. Although silicon (Si) is generally considered non-essential for plant growth and development, Si uptake by plants could facilitate plant growth by reducing biotic and abiotic stresses. There is however, a lack of systematic study on Si uptake benefits and mechanism on legumes because legumes reject Si uptake. Here, we reviewed the beneficial role of Si in enhancing abiotic stress tolerance in legumes and highlighted the mechanisms through which Si could improve abiotic stress tolerance in legumes. Future research needs for Si mediated alleviation of abiotic stresses in legumes are also discussed.     

VEGETATIVE GROWTH,YIELD, FRUIT QUALITY AND FRUIT AND LEAF COMPOSITION OF STRAWBERRY CV. ‘PAJARO’ AS INFLUENCED BY SALICYLIC ACID AND NICKEL SPRAYS

Salicylic acid (SA) occurs naturally in plants at low concentrations. Previous studies reported a vast range of responses after SA application on plants. Nickel (Ni) as an essential element for plant growth and development has been proven to have positive impact on overall plant life cycle. To evaluate influence of these two compounds on strawberry plants cv. ‘Pajero’ this study was carried out as a 3 × 4 factorial in a completely randomized design in greenhouse conditions. Treatments included SA at 0, 1, 2, and 3 mM and nickel sulfate (NiSO₄) at 0, 150 and 300 mg L^?1 concentration. It seems that treatments had promoting effects on measured parameters as 2 mM of SA increased root and shoot fresh and dry weight, concentration of anthocyanins and poliphenolics of fruits significantly, 3 mM of this phytohormone caused augmentation of vitamin C content of fruits. Nitrogen and nickel concentration within leaves and fruits were affected after SA treatments. 150 mg L^?1 of nickel solution promoted total yield, root dry weight and nitrogen concentration of fruits. Worth mentioning, beneficial effects of such treatments were higher when applied together. Further research is needed before recommendation on other cultivars and commercial use.     

铀对植物的胁迫效应研究进展

铀是一种具有较高化学毒性的放射性核素。铀矿开采、核事故泄露、核废物的不恰当处理等会对周围土壤造成放射性污染。植物体内富集的铀可通过食物链进入人体,从而对人体健康造成伤害。国内外学者针对铀污染土壤的植物修复技术开展了一系列研究工作。本研究系统地总结了铀对植物胁迫效应的研究进展,主要包括铀对植物生长发育、生理生化、基因毒害、水分代谢和营养代谢等方面的影响。并结合当前研究现状,对未来的研究方向进行了展望。本研究结果为进一步阐释富集植物对铀的吸收和转运机制,以及铀污染土壤的植物修复提供了理论依据,对于监测治理铀污染土壤和保护生态环境具有重要意义。     

维管植物的镉毒和耐性机制

本文讨论了影响土壤中镉有效性的因素和植物对镉的吸收与转运。从植物的生长、光合作用、气孔功能、水分关系、酶活性等方面阐述了镉对维管植物的毒害机制 ;并对近年来有关维管植物通过体内镉的积累与分隔和镉结合复合物产生的镉耐性机制的研究作一综述。     

Excess Nickel Modulates Oxidative Stress Responsive Enzymes in Groundnut

Groundnut plants exposed to excess nickel (Ni) produced visual symptoms of toxicity that intensified with increasing level and duration of metal supply. Decreased concentrations of pigments along with a marked increase in the activities of anti-oxidative enzymes such as superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, and peroxidase suggest strong induction of oxidative stress due to excess Ni. The decreased activity of catalase may suggest interference of excess nickel in iron metabolism of plants. The appearance of metal specific toxicity is a likely result of damage predominantly due to enhanced generation of reactive oxygen species (ROS) at higher (300–400 μM) nickel supply. The threshold of toxicity (10% growth reduction) and toxicity (33% growth reduction) values of Ni in groundnut were 26 and 72 μg g^?1 in leaves, 17 and 94 μg g^?1 in stem and 45 and 240 μg g^?1 in roots respectively.     

DREB转录因子研究进展

摘要:生物和非生物胁迫,严重影响植物的生长发育,是阻碍农、林业进一步发展的主要因素。逆境胁迫信号通过多个转录因子调控与逆境相关的基因的表达,其中DREB转录因子是最为重要的转录因子之一。本文综述了近年DREB转录因子研究进展。DREB转录因子的研究进展为理解植物抗逆的分子机制及利用DREB转录因子提高植物的抗逆性提供了理论基础和技术途径。     

植物根际微生物调控根系构型研究

植物根系构型即根系在其生长介质中的生长与分布,包括根系长度、根系分支和根系生物量等,能够将植物固定在土壤中并有效吸收水分和矿质养分,直接影响植物的生长和发育。根系构型受多种因素的影响,包括土壤水分、养分和根际微生物,传统方式主要依靠化学肥料增加土壤养分进而改善根系生长,但是化学肥料会对环境造成危害,根际微生物作为植物的“第二基因组”,能够改善初生根、侧根和根毛的发育,促进植物的生长和根际养分吸收,近年来基因组学−代谢组学、基因组学−转录组学等多组学关联技术的应用揭示了微生物的促生机制,为微生物菌剂的开发提供了新思路。基于该领域的研究现状,本文阐述了根际微生物（AMF、PGPR、根瘤菌）对根构型的调控机制包括激素调控、固氮、溶磷、释放挥发性有机化合物四个方面,并描述它们通过这四种机制增加植物根系长度、根系分支,促进根毛发育的调控效应,基于上述结论,植物根际微生物可以有效改善根系生长,但实际应用效果还有待研究,量化不同机制的相对贡献率以及提高微生物菌剂在实际应用中的稳定性是后续研究的重点。     

土壤生物工程──土壤学与分子生物学的交叉学科

土壤生物江程学是土壤学与分生物学，遗传工程学相互结合交叉的分支学科，是土壤科学新的生长点之一。它以土壤学的研究成果为基础，利用分子生物学的理论和转基因工程为手段，企图从改造植物本身来解决土遥问题。土壤生物工程学的主要研究内容为从分子水平上来研究土壤植物营养和土壤微物地琢植物对土壤逆境的生理生化反应，揭示其分子机制，基因控制，创造出预目标的转基因植物。因此主要包括土壤植物营养生物工程，土壤机制，基