海藻糖对镉胁迫下水稻幼苗生长的影响

为了研究海藻糖对水稻镉耐受性的影响,以T705品种水稻为试验材料,采用水培试验研究了镉胁迫下,海藻糖对水稻幼苗镉吸收速率及叶绿素含量影响的动态变化。水稻幼苗茎叶和根系镉含量随着镉处理时间的延长和浓度的提高而增大,但外源海藻糖的施用则有效抑制了水稻镉吸收。经过88.96μmol·L~(-1)镉处理48 h后,水稻幼苗的镉积累量趋于平稳,镉+海藻糖处理的水稻茎叶镉含量相比只有镉处理的减少了42.0%,根系部分则下降了24.2%。水稻幼苗镉吸收速率随着镉浓度的增加而增大,且根系积累量远高于地上部分。水稻幼苗镉含量随着海藻糖处理浓度的增加而减少,镉+海藻糖处理的茎叶和根系的吸收速率分别比只有镉处理的减少了32.44%～41.4%和4.29%～21.56%。此外,海藻糖有效提高了相同镉处理下的钙、镁含量。伴随着镉浓度或者海藻糖浓度的升高,水稻幼苗叶绿素含量逐渐降低,在52.85 mmol·L~(-1)海藻糖处理下,8.89、17.79、44.48μmol·L~(-1)和88.96μmol·L~(-1)镉胁迫后的幼苗叶绿素含量降幅最大,与空白相比分别下降了27.6%、29.9%、36.2%和35.9%。试验结果表明,海藻糖可在一定程度上缓解镉对水稻幼苗的胁迫。     

不同钾水平对苗期玉米铬的吸收和生理特性的影响

采用溶液培养的方法,研究了不同钾素水平对苗期玉米地上、地下部铬的吸收、转运及其生理特性的影响.结果显示,在六价铬作用下,玉米幼苗的各项生理指标均受到一定的影响,生物量随着铬浓度的升高而呈现降低趋势.在铬浓度0-100μmool·L~(-1)之间,植株地上、地下部六价铬的含量随外界铬处理浓度的增加而增加,在100μmol·L~(-1)时,铬含量达到最大;叶绿素含量、根系活力随六价铬浓度的增加而降低,在100μmol·L~(-1),叶绿素、根系活力最小;丙二醛(MDA)含量呈先降低后上升趋势,在40μmol·L~(-1)时,丙二醛含量最小.钾素可缓解重金属铬对玉米幼苗的毒害作用,在400-1 600μmol·L~(-1)间,不同钾水平处理均可显著减少玉米幼苗地下部对铬的吸收,钾浓度为1 600μmol·L~(-1),铬含量最小.随着钾浓度的提高,叶绿素含量、根系活力都增加,但丙二醛(MDA)含量变化没有呈现明显的规律.值得注意的是,当溶液中铬浓度在0-20μmol·L~(-1)间时,地上部铬含量随着钾浓度的增大而逐渐减小,当铬浓度为40-100μmol·L~(-1),随着钾浓度的增大而呈增加趋势,说明高浓度铬处理时,钾町不同程度地促进铬由地下向地上部的转运.     

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。     

微囊藻毒素对水稻幼苗营养吸收的影响

为进一步解析作物对水体中微囊藻毒素(MCs)的适应机制,通过水培试验研究MCs对水稻幼苗营养吸收及质膜H~+-ATPase基因表达的影响。结果表明:胁迫7 d后,1μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力增加。10μg·L~(-1)MCs组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性增加,促进了矿质营养(Mg~(2+)、Fe~(2+)、Zn~(2+)和NO_3~-)的吸收。其中质膜H~+-ATPase活性上升与OSA1、OSA2、OSA3、OSA4、OSA6、OSA8和OSA9表达上调有关。高浓度MCs(100μg·L~(-1)和1000μg·L~(-1))组水稻幼苗根系活力和质膜H~+-ATPase活性降低,阻碍了水稻幼苗对矿质营养的吸收,此时质膜H~+-ATPase的基因表达呈下调趋势,且降低程度随MCs处理浓度增大而增强。恢复7 d后,10μg·L~(-1)MCs组根系活力、质膜H~+-ATPase活性和营养元素含量恢复至对照水平。100μg·L~(-1)MCs组各指标均优于胁迫期,而1000μg·L~(-1)MCs对营养吸收的抑制未恢复。研究表明,MCs胁迫导致的水稻幼苗中营养元素含量的变化受质膜H~+-ATPase活性的调控,且调控能力受MCs浓度限制。     

铝胁迫下高粱BTx623幼苗的形态及生理响应特征

采用不同浓度铝离子(0,25,50,100μmol·L~(-1),p H=4.5)胁迫处理高粱幼苗,以探究铝胁迫对高粱BTx623幼苗生长发育的影响。结果表明,与对照相比,不同浓度铝处理后,高粱幼苗株高无显著变化,但其根系长度和相对伸长率显著下降;25μmol·L~(-1)铝胁迫下幼苗的鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性分别增加了11.4%,50.0%,32.1%和32.5%,而50和100μmol·L~(-1)铝胁迫下幼苗鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性均有不同程度的下降。随着铝胁迫程度加大,根尖铝积累量、根系过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)的含量逐渐增加。25μmol·L~(-1)铝胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性分别上升了44.5%和33.7%,过氧化物酶(POD)活性变化不显著,而100μmol·L~(-1)铝胁迫下这3种酶活性均显著降低。综上,25μmol·L~(-1)铝胁迫下高粱BTx623幼苗根系抗氧化酶活性增强,对鲜重、干重和叶绿素含量亦具有促进作用,但对根系伸长具有显著抑制作用;而50和100μmol·L~(-1)铝胁迫对高粱BTx623幼苗地上及地下部分均具有较强的抑制作用。     

铜胁迫下黄花月见草根系蛋白质组学分析

[目的]通过对黄花月见草(Oenothera glazioviana)幼苗根系铜胁迫下蛋白质组变化的研究,从蛋白质表达水平上来阐述黄花月见草根系铜胁迫响应分子机制。[方法]采用水培方法比较0、25、50和100μmol·L~(-1)铜浓度处理下黄花月见草生长状况和植株内铜元素含量,运用基于质谱的非标记相对定量技术(label-free)筛选差异表达蛋白组。[结果]黄花月见草能够耐受低浓度(50μmol·L~(-1))铜胁迫,而高浓度(100μmol·L~(-1))铜胁迫使黄花月见草生长受到抑制,根系幼小、发黄,根系中铜含量显著增加。此外,根系蛋白组检测到46个差异表达趋势蛋白(DEP),这些蛋白主要参与蛋白质加工和降解(30%)、碳水化合物与能量代谢(39%)、信号传导(22%)、生长发育(7%)和抗氧化(2%)等生物学进程。[结论]本文揭示了黄花月见草根系在铜胁迫下差异蛋白组响应表达趋势,研究结果将为探索黄花月见草铜响应分子机制提供新线索。     

不同硒形态对玉米根系形态和养分吸收的影响

[目的]明确玉米幼苗在不同浓度Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)处理下根系形态和养分吸收的效应,为缺硒土壤合理补硒提供科学依据。[方法]以玉米品种郑单958为材料,采用营养液培养方法研究了不同浓度Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)对玉米生长和养分吸收的影响。[结果]相同硒浓度下,Se(Ⅵ)处理的玉米地上部干重显著高于Se(Ⅳ)处理;低浓度硒处理[Se(Ⅵ)≤12.50μmol/L,Se(Ⅳ)≤25.00μmol/L]玉米幼苗中硒含量均随硒浓度的增加而增加。相同硒浓度下,硒浓度<12.50μmol/L时,玉米地上部Se(Ⅵ)的累积量低于Se(Ⅳ)累积量,硒浓度≥12.50μmol/L时,玉米地上部Se(Ⅵ)的累积量显著高于Se(Ⅳ)累积量。相同硒浓度下,Se(Ⅵ)处理的玉米幼苗氮、磷、钾累积量显著高于Se(Ⅳ)处理。[结论]低浓度硒[Se(Ⅳ)≤6.25μmol/L,Se(Ⅵ)≤12.50μmol/L]可促进玉米生长和养分吸收,表现为根长伸长、根增粗以及氮、磷和钾累积量的增加,高浓度硒导致玉米生长受到抑制,氮、磷和钾累积量减小。     

硅锌互作对水稻幼苗镉吸收转运特性的影响

以湘早籼24幼苗为实验材料,通过添加不同浓度巯基硅和硫酸锌的水培试验,对水稻幼苗中总Cd含量、各亚细胞组分Cd含量、必需元素及可溶性蛋白的变化进行了研究,旨在探讨根际环境中添加Si和Zn离子抑制水稻Cd吸收转运的互作机理。结果表明:在含Cd 2.7μmol·L~(-1)的营养液中添加0.05 mmol·L~(-1)和0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅能使水稻根系的Cd含量分别下降5.4%和34.7%,使地上部的Cd含量分别下降3.5%和51.8%。Si和Zn共存时对Cd的抑制作用更加明显,同时添加0.2 mmol·L~(-1)Zn和0.05mmol·L~(-1)或0.1 mmol·L~(-1)的巯基硅,使水稻幼苗根系中的Cd含量分别下降27.4%和68.9%,使地上部的Cd含量分别下降78.0%和88.0%。Si-Zn互作使得根系细胞壁组分中的Cd分配比例和地上部胞液组分中的Cd分配比例显著下降;同时还促进了根系对K、Ca、Fe、Zn等元素的吸收以及向地上部的转运。在Cd胁迫环境中,添加Si和Zn能显著提高根系中可溶性蛋白的含量,但对地上部的可溶性蛋白含量无显著影响。这些结果说明,增加根际环境中的Si和Zn浓度能促进根系对Cd的固定和根细胞中可溶性蛋白的合成,通过促进必需元素的吸收转运,显著抑制根系原生质体对Cd的吸收和向地上部的转运。     

镉胁迫下不同改良剂对水稻种子萌发和镉吸收积累的影响

采用种子萌发试验和溶液培养试验方法,比较4种不同改良剂对Cd胁迫下水稻种子萌发和Cd吸收积累的影响。结果表明:添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠均可以促进Cd胁迫下水稻种子萌发和水稻幼苗的生长发育。在浓度为5μmol·L~(-1)的Cd胁迫下,添加1 mg·L~(-1)硼酸、10μmol·L~(-1)褪黑素、0.5 mg·L~(-1)钼酸钠和1 mmol·L~(-1)硅酸钠使水稻种子发芽率比CK处理分别提高11.1%、10.0%、11.1%和10.0%,发芽势分别提高17.8%、17.8%、17.8%和22.2%;添加这4种改良剂可以不同程度地降低水稻种子萌发和水培实验中水稻植株Cd含量。5μmol·L~(-1)的Cd胁迫下,添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠均显著降低种子萌发试验中水稻幼根和幼芽Cd含量,其中幼根Cd含量降低38.6%～51.3%,幼芽Cd含量降低36.9%～41.1%。水培实验中,当Cd浓度为1μmol·L~(-1)时,添加硼酸、褪黑素、钼酸钠和硅酸钠使水稻根系Cd含量比对照处理分别降低32.6%、38.3%、47.0%和72.5%(8 d)。硅酸钠降低水稻Cd含量的效果最明显,其次是钼酸钠和褪黑素,硼酸的效果稍差。     

镉胁迫对红椿(Toona ciliate Roem.)幼苗生长及碳、氮、磷、钾累积与分配的影响

为了解镉(Cd)胁迫对红椿(Toona ciliata Roem.)生长及养分[碳(C)、氮(N)、磷(P)和钾(K)]吸收的影响,采用盆栽控制试验研究了不同浓度Cd处理[0(对照)、10、20、40、80、160 mg·kg~(-1)]对其幼苗生长发育、生物量以及养分积累与分配特征的影响。结果显示:与对照相比,红椿幼苗生长特性指数(如叶数、叶长、叶宽、根长及地径和株高)与根、茎、叶生物量随Cd浓度增加而降低,但低Cd处理(40 mg·kg~(-1))对各器官指数、株高及总生物量无显著影响(P0.05)。随着Cd胁迫浓度增加,根、茎、叶中Cd浓度逐渐升高,且根大于茎;根K、茎K、叶K和叶N累积量随胁迫浓度增加呈先升后降,而根C、根N、茎N、根P和叶P累积量则逐渐降低。此外,茎C、叶C和茎P在低Cd处理时无显著差异,但较高Cd胁迫处理(≥40.00 mg·kg~(-1))则显著抑制并改变其累积与分配格局。红椿幼苗具有一定的抗Cd胁迫能力,但较高浓度Cd胁迫(≥40.00 mg·kg~(-1))显著影响了红椿幼苗的生长特性及其养分格局。     

铜污染土壤中耐铜微生物的筛选与分离

[目的]探索受铜污染土壤的微生物修复方法。[方法]运用单因素分析方法对受铜浓度胁迫的微生物进行筛选分离以及驯化。[结果]分离得到4种不同菌株,其中MD1菌株的铜耐受极限为4 000 mg/L,MD2菌株的铜耐受极限为6 000 mg/L,N1菌株的铜耐受极限为1 000 mg/L,ML菌株的铜耐受极限为8 000 mg/L。经TAS-990F火焰原子分光光度计检测后其对铜离子吸附能力依次为10.420、16.884、9.764、23.309 mg/g。[结论]ML菌株能较好地生成菌胶团,可作为耐铜微生物工业化生产的优良菌种。     

新型无机铜基杀菌剂王铜的研制与开发

以氯化铜和硫酸铜为主要原料,通过化学方法合成王铜.利用X射线衍射仪对有效成分进行了确证.根据试样悬浮性和稳定性优化了助剂配方,制备了300 g/L王铜悬浮剂,提出了制备方法,生产工艺及质量控制指标.对300 g/L王铜悬浮剂有效成分含量、悬浮率、pH、筛析及贮存稳定性等性能指标及毒性、残留、对环境安全性评价与药效试验等进行了试验分析,结果表明,该配方产品悬浮率达95%以上,pH5.5～6.8,冷、热贮稳定,各项指标符合悬浮剂的要求.产品低毒、低残留,对非靶标生物安全,对柑橘溃疡病有较好的防治效果.该杀菌剂不诱发红蜘蛛大猖獗,病菌不易产生抗药性,使用方便,是传统杀菌剂"波尔多液"的理想替代品.     

不同铜浓度下玉米间作豌豆对土壤铜的吸收效应研究

为探讨玉米间作模式对铜污染土壤的修复效果,通过盆栽实验研究了玉米||豌豆和玉米单作种植模式对不同铜浓度(0、100、200、400、600 mg·kg^-1)处理下玉米地上部与地下部的铜含量与铜累积量、铜富集与转运系数、土壤全铜和有效铜含量的影响。结果表明:在间作和单作模式中玉米地上部铜含量最高的处理均为铜浓度200 mg·kg^-1,而玉米地上部铜含量最低的处理在单作模式下是铜浓度600 mg·kg^-1,间作模式下是100 mg·kg^-1。相同铜浓度下,间作模式的玉米地上部铜含量均显著低于单作模式,其中降幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,降幅为49.4%;而间作模式的玉米地下部铜含量均显著高于单作模式,其中增幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,增幅为105.4%。间作模式的玉米地上部富集系数均显著低于单作,而地下部富集系数均显著高于单作。从种植系统整体来看,除铜浓度400 mg·kg^-1处理外,其余各处理中间作玉米铜累积量均低于单作玉米,但差异不显著。除铜浓度0 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1处理外,其余各铜浓度处理下,间作玉米富集系数均低于单作玉米,且所有间作模式的玉米转运系数均显著低于单作玉米。相同铜浓度下,不同玉米种植模式对土壤全铜和有效铜没有产生显著影响。总的来说,玉米间作豌豆能增加玉米地下部铜含量,降低玉米地上部铜含量,在提高间作系统总的铜累积量的同时,降低了铜元素从玉米地下部向地上部的转运。     

外源铜添加对西兰花铜吸收和积累的影响

采用大棚土培盆栽试验研究4个不同品种西兰花对Cu的吸收富集规律。结果表明,随着土壤中添加Cu浓度的提高,西兰花花球和根部中的Cu含量均呈上升趋势;不同浓度处理下,花球中的Cu含量高于根部;4个品种西兰花花球的Cu含量与其在土壤中的含量均呈线性正相关;4个品种对Cu吸收能力表现为"耐寒优秀">"台绿1号">"浙青95">"海绿"。综合而言,西兰花是对Cu吸收富集能力较弱的作物,在铜污染区可以作为低积累的蔬菜品种进行推广种植。     

日粮铜水平对鹅血液和组织中铜含量的影响

为了研究日粮铜水平对鹅血液和组织中铜含量的影响,试验将1周龄的四川白鹅随机分为4组,1、2、3、4组分别饲喂铜水平为39.55,127.60,194.75,255.22 mg/kg的日粮,在鹅4,6,8,10,12周龄时对血液、肝脏、胸肌和皮下脂肪中的铜含量进行测定,然后采用多因素方差分析方法分析日粮铜水平、周龄与性别三因素对鹅血液和组织中铜含量的影响.结果表明,日粮铜水平对鹅血液、肝脏中的铜含量无显著影响(P＞0.05),而2组(饲喂铜水平为127.60 mg/kg日粮)鹅胸肌铜含量显著高于1组(饲喂基础日粮,铜水平为39.55 mg/kg) (P＜0.05),4组(饲喂铜水平为255.22 mg/kg日粮)鹅皮脂中铜含量极显著高于其他3组(P＜0.01);另外,周龄对鹅血液、肝脏、胸肌和皮脂中的铜含量均有极显著影响(P＜0.01);性别因素对鹅血液和组织中的铜含量没有显著影响(P＞0.05).     

铜暴露对小鼠铜代谢相关酶表达及氧化应激的影响

[目的]研究长期低剂量铜暴露对小鼠海马组织铜含量、铜代谢相关酶及氧化应激的影响,为深入研究低剂量铜暴露的神经毒性作用提供基础数据。[方法]选择野生型小鼠,随机分为对照组和试验组对照组小鼠饮用蒸馏水,试验组在饮用水中添加0.13 mg/L氯化铜,连续饮用3个月,研究长期低剂量铜暴露对小鼠海马组织中铜含量、铜代谢相关酶表达及氧化应激的影响。[结果]与对照组相比,试验组小鼠海马中的自由铜及结合铜含量均显著升高,而铁、锌、钙离子含量在海马中均无显著差异;与对照组相比,试验组小鼠海马组织中铜蓝结合蛋白表达显著降低,蛋白硝基酪氨酸水平显著升高,8-羟基脱氧鸟嘌呤荧光表达水平显著升高。[结论]长期超低剂量铜暴露可导致铜在脑组织中聚集,但不影响铁、锌、钙和镁的含量;长期低剂量铜暴露可导致氧化应激。     

日粮铜来源对育成期雌性银狐铜代谢的影响

本试验旨在研究在基础饲粮中添加不同形式铜源对育成期雌性银狐铜代谢的影响。选取40只75日龄的健康雌性银狐,随机分成4组,每组10个重复,每个重复1只。在基础饲粮中添加甘氨酸螯合铜(Ⅰ组)、蛋氨酸螯合铜(Ⅱ组)、硫酸铜(Ⅲ组)、柠檬酸铜(Ⅳ组),添加水平以铜计均为30mg/kg,基础日粮中铜含量为5.47mg/kg。4组雌性银狐分别饲喂添加不同铜源的日粮,预饲期7d,试验期57d。结果表明,不同铜源对育成期雌性银狐铜采食量无显著性影响(P0.05),Ⅳ组略高于其他组;对粪铜排出量、铜消化率均产生极显著影响(P0.01),Ⅰ组粪铜排出量极显著高于其他组(P0.01),其他组间差异不显著(P0.05);Ⅳ组铜消化率极显著高于Ⅰ组(P0.01),与Ⅱ组和Ⅲ组间差异不显著(P0.05)。Ⅱ组和Ⅲ组与Ⅰ组间差异极显著(P0.01);毛铜沉积量在组间存在极显著差异(P0.01),Ⅳ组最高,然后依次是Ⅰ组、Ⅲ组、Ⅱ组;对全血铜无显著性影响(P0.05)。本试验条件下,从铜消化利用与减少环境污染角度考虑,育成期雌性银狐日粮中添加柠檬酸铜更有利于铜的吸收利用。     

叶绿素铜钠盐的制备研究

以甘蔗糖厂滤泥中提取的叶绿素为原料,探索了叶绿素铜钠盐的制备条件,结果表明,叶绿素铜钠盐在50℃下皂化60 min;在pH值为4的酸性条件下铜代60 min效果较好,对制得的叶绿素铜钠盐按GB3262-82进行各项检测,均符合国标要求。