高低镉积累棉花品种生理生化特性研究

为了探究不同浓度镉胁迫对棉花幼苗非蛋白巯基肽类(NPT)、植物螯合肽(PCs)、金属硫蛋白(MT)和谷胱甘肽(GSH)等含巯基类物质与镉胁迫毒理的内在联系,在漂浮育苗条件下,对镉(Cd)积累不同的棉花品种单16和11-20进行研究。结果表明,Cd处理提高了棉苗根、茎和叶中NPT和PCs含量。根中NPT含量11-20显著低于单16,茎中NPT含量则11-20显著高于单16,叶中NPT含量在镉处理浓度由150μmol/L提高到300μmol/L时,两品种根中NPT含量增加,茎中NPT含量略有下降,而在叶片中的NPT含量,表现为单16略增加,11-20略降低。棉苗根中GSH含量表现为先增后减,茎中则表现为先减后增,均为11-20品种GSH含量高于单16。棉苗各器官中PCs含量随着镉浓度的增加而增加。棉苗根和叶中PCs含量均为单16显著高于11-20,茎中PCs含量则相反。2个棉花品种NPT、PCs和GSH含量均表现为根茎叶。Cd处理显著提高了棉苗根、茎和叶中MT含量,均表现为叶茎根。11-20的MT含量显著高于单16,较高的镉浓度(300μmol/L)处理可诱导棉苗MT合成量增加。     

孔雀草体内低分子质量巯基化合物对重金属镉的响应

[目的]探讨不同浓度镉胁迫对孔雀草不同组织中低分子质量巯基蛋白含量的影响。[方法]采用土培实验,研究不同镉浓度(0,100,300,500mg/kg)对孔雀草根、茎、叶中非蛋白巯基(NPT)、还原性谷胱甘肽(GSH)、氧化性谷胱甘肽(GSSG)、植物螯合肽(PCs)、半胱氨酸(Cys)含量的影响。[结果]随镉浓度升高,根、茎、叶中的NPT含量及PCs含量均呈先升后降趋势,而Cys、GSH、GSSG只在茎中呈先升后降趋势,根中的GSH和GSSG随镉浓度增加而增加,Cys含量则随镉浓度增加呈先降后升趋势,叶中Cys随镉浓度增加呈先降后升再降趋势,GSH随镉浓度增加呈先降后升趋势,GSSG则是先升后降趋势,GSH/GSSG值在根中最高,茎次之,Cd对叶GSH/GSSG值影响较小。[结论]低相对分子质量巯基化合物在孔雀草镉解毒过程中起重要作用。     

镉胁迫对不同基因型大白菜苗期生长及镉积累的影响

利用实验室营养液水培法,研究了在不同浓度Cd胁迫下5个大白菜品种苗期生长和吸收积累镉的差异.结果表明,在不同浓度Cd胁迫下,各品种地上部鲜重均下降,且显著低于对照;50μmol/L CdCl2处理时,以浙白8号的生长抑制率最低(53.86％).短期较高浓度的Cd胁迫对大白菜地上部干物质积累有促进作用;在不同浓度Cd胁迫下,品种间大白菜地上部镉含量存在显著差异,其中,浙白8号大白菜地上部镉含量较低( 145.1 mg/kg DW,249.7 mg/kg DW).Cd胁迫下各品种大白菜叶绿素含量均下降,在不同Cd浓度下叶绿素a/b变化不同.     

五指山野菜对镉的积累及其机理研究

试验通过对五指山野菜对镉的积累及其机理研究,从而为利用五指山野菜对土壤进行植物修复这一技术提供理论基础。试验在盆栽的基础上进行了植物的地上部生物量和镉含量,可溶性蛋白、叶绿素,叶片质膜透性等生化指标的测定,以及分析上述指标与土壤中镉浓度的关系。通过试验,得出以下结果：随处理浓度的增加,根、茎和叶Cd含量逐渐上升,且根部变化趋势最突出;在土壤中处理浓度为50 mg/kg时,植物根、茎和叶含量就已超过超积累植物临界值,且当处理浓度为400 mg/kg时,三者含量分别高达6566.00、948.46、520.39 mg/kg;但为800 mg/kg时,植株出现死亡;在处理浓度为0~50 mg/kg下,转移系数和累积系数均大于1,但在100~400 mg/kg之间,转移系数逐渐变小;在0~50 mg/kg下可溶性蛋白逐渐上升,质膜透性、生物量和叶绿素变化差异不显著（5%）,但当处理浓度再增加时（100~400 mg/kg）,植物叶绿素、生物量、可溶性蛋白等呈现下降趋势,而质膜透性上升。以上结果说明五指山野菜是Cd超积累植物,且50 mg/kg时是五指山野菜正常生长的临界值,高于此浓度,将对其产生毒害,当浓度为800 mg/kg时,植株出现死亡;随处理浓度的增加,转移系数逐渐变小,说明植物在高Cd胁迫下阻止Cd向地上部分转移而产生更严重的毒害。     

镉胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响

为明确重金属镉(Cd)胁迫对烤烟农艺性状和生理生化指标的影响,以吉烟9号为供试品种,采用盆栽方法,模拟土壤不同浓度Cd胁迫对烤烟农艺性状及生理生化指标的影响。试验结果表明,Cd胁迫下,烤烟叶长、叶宽、株高、茎围在Cd>3mg/kg时随Cd浓度增加而下降(Cd20处理叶宽除外)。CAT、SOD活性随Cd浓度增加先升后降;Pro含量变化趋势则相反;POD活性和MDA含量持续升高,而Chl含量则持续下降。总氮、蛋白质、总糖、还原糖含量均随Cd浓度的升高呈先升后降再升的趋势;烟碱含量随Cd浓度升高逐渐降低。     

重金属Cd对两个马铃薯品种生长发育的影响

以马铃薯克新1号与费乌瑞它为参试材料,采用盆栽试验,研究不同浓度Cd胁迫对马铃薯两个品种生长发育的影响。结果表明:当Cd处理浓度提高时,植株毒害程度加大,生长明显受到抑制。低浓度(10 mg/kg)Cd胁迫促进费乌瑞它植株的生长,而高浓度重金属Cd(50 mg/kg)胁迫对两个品种的生长均有抑制作用。轻度Cd(10mg/kg)与重度Cd(50 mg/kg)胁迫下,马铃薯单株产量及叶片、地上茎、块茎、根系干质量均显著下降。Cd对植株各器官毒害程度由高到低分别为根系>块茎>叶片>地上茎。克新1号抗Cd能力优于费乌瑞它。     

外源NO对镉胁迫下东南景天生长和镉累积的影响

为探明一氧化氮(NO)对东南景天镉超积累的效应,设置3个镉浓度(Cd0、Cd10、Cd100)和5个外源NO(SNP)水平,在营养液培养条件下研究了不同外源NO供体硝普钠(SNP)水平对超积累东南景天生长和镉累积的影响。结果表明：随着外源NO浓度的增加,东南景天根的生物量在Cd0、Cd100水平时增加1.4%~36.73%,Cd10水平时则降低（SNP0.05水平除外）,Cd100水平下茎、叶生物量、生物总量增加8.4%~14.5%、16.9%~22.0%和12.6%~18.7%（SNP0.1水平除外）。东南景天不同部位的镉含量及累积量和整株镉累积量随着外源NO浓度增加而显著增加。外源NO提高Cd10水平下超积累东南景天Cd的吸收速率2.9%~79.8%,提高2个镉水平下超积累东南景天Cd的转运速率0.5%~81.9%和16.4%~32.0%。外源NO可促进东南景天生长和Cd的吸收累积,其效应与NO浓度和Cd水平有关。     

施硅对白菜地上部吸收重金属镉的抑制效应

采用土培盆栽试验,研究了施硅对抑制白菜吸收外源重金属镉的效应,结果表明：在试验条件下,土壤施硅有利于黑叶白菜增强抗重金属镉胁迫的能力,显著地提高白菜地上部的生物量,白菜生物量随施硅水平提高而递增;显著地提高了土壤pH值和有效硅含量;显著地降低较高外源镉浓度（0.6,0.9mg/kg）处理的土壤有效镉含量;显著地减少在土壤较高外源镉浓度（0.6,0.9mg/kg）污染下的白菜地上部对镉的吸收与累积,有效地降低了白菜地上部重金属镉的浓度和吸收总量。可见,施适量的硅(1.0g/kg)可有效减轻白菜重金属镉污染毒害。     

硅对镉和锌复合胁迫下水稻幼苗生长及重金属吸收的影响

通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)复合胁迫下,外源施加不同浓度的硅(0,1.5,2.0,2.5 mmoL/kg)对水稻幼苗生物量及地上部和地下部Cd和Zn含量的影响.结果表明,无论是在Cd和Zn单一或者复合污染条件下,不同浓度的硅处理均能显著提高水稻幼苗地上部和根系的生物量,其中以硅浓度为1.5 mmol/kg时...     

马唐与玉米间作对镉的富集效果研究初探

采用盆栽土培试验,研究了马唐与玉米间作对玉米吸收和积累镉的影响。结果表明,无论是单作玉米还是间作玉米,同一镉浓度处理下,玉米各器官的舍镉量均为：根〉茎〉叶〉籽粒;同一器官不同镉浓度处理的镉含量大小顺序为：10mg〉5mg〉0mg。在没有镉胁迫情况下,单作马唐地上部积累的镉略高与间作马唐;当加入外源镉时,间作马唐积累的镉高于单作马唐,且达到显著水平。马唐对镉的积累量随着镉浓度的增加,马唐地上部积累镉的量也在相应增加。玉米与马唐间作系统,促进了玉米根部对镉的吸收,而籽粒中镉的含量反而有所降低。研究初步表明,玉米与马唐间作之后,能够相互促进对镉的吸收.     

三种外源物质对镉胁迫下紫花苜蓿种子萌发的影响

为探究镉(Cd)胁迫对紫花苜蓿种子萌发的影响，以及外源物质对Cd胁迫的缓解效果，本研究以维多利亚紫花苜蓿为材料，通过在筛选出的能明显抑制该紫花苜蓿品种种子萌发的Cd浓度下分别用吲哚乙酸(IAA)、水杨酸(SA)和柠檬酸(CA)三种外源物质处理紫花苜蓿种子并检测其萌发情况。结果表明，Cd浓度在100 mg/L以上时对维多利亚紫花苜蓿种子萌发有明显的抑制作用；三种外源物质预处理紫花苜蓿种子均能不同程度的缓解Cd对种子萌发的胁迫；检测的4个萌发指标(发芽率、发芽势、发芽指标和活力指数)中发芽指数无显著变化，不适用于作为指示Cd胁迫缓解的生理指标。     

镉胁迫对大球盖菇菌丝生长及抗氧化系统的影响

本研究以质量浓度为0、0.2、0.6、1.0、2.0和10 mg/L的Cd胁迫培养的大球盖菇(Stropharia rugosoannulata)菌丝为试验材料,研究不同浓度Cd胁迫对菌丝中Cd积累量、菌丝生长状况及形态、细胞膜氧化损伤、非酶类抗氧化剂、以及抗氧化酶活性的影响。结果表明,随着Cd胁迫浓度的升高,冻干菌丝中积累的Cd含量逐渐升高,从0.530 mg/kg升高至669.91 mg/kg,存在显著差异性(P0.05)。Cd胁迫对大球盖菇的菌丝生长具有抑制作用,对生长速度的抑制率为10%～36%。Cd胁迫浓度的增加,促进了丙二醛(MDA)含量的升高,同时也促进了非酶类抗氧化剂抗坏血酸(ASA)含量、还原型谷胱甘肽(GSH)含量的增加,使其都在10 mg/L的Cd处理浓度下达到最高值,分别为对照组的2.63、1.88和18.49倍。过氧化氢(H2O2)含量则先上升后下降,被H2O2激发的谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)活力也都呈现先上升后下降的趋势。低浓度Cd胁迫时,大球盖菇菌丝可能主要靠SOD和CAT来清除细胞中的活性氧(ROS);高浓度Cd胁迫时,则可能主要靠抗坏血酸-谷胱甘肽循环(As A-GSH)来清除细胞中的ROS。本试验为深入开展大球盖菇菌丝应答Cd胁迫的分子机制研究提供科学依据。     

镉胁迫对超级稻生长及稻米镉积累特性的影响

以超级杂交水稻为材料,采用盆栽试验研究了镉胁迫处理对其生长、稻米镉积累特性的影响。结果表明,低镉(0.68 mg/kg)、高镉(2.01 mg/kg)两种镉胁迫对超级稻株高、有效穗数、穗粒数及千粒重等经济性状影响较小,但在相同镉处理下不同超级稻之间存在较大差异;高镉处理能一定程度上促进地上部分与地下部分生物量增加,尤以根系和叶片生物量增长明显;不同超级稻相同镉处理下生物量差异较大。低镉、高镉胁迫下超级稻稻米镉含量、镉积累量和镉富集系数变幅分别为0.018~0.035 mg/kg、0.37~1.13μg/株、0.032~0.086和0.094~0.208 mg/kg、2.09~5.35μg/株、0.049~0.109。高镉处理对超级稻稻米镉含量、镉积累量、镉富集系数具有明显促进效应,其均值分别较低镉处理增长4.92倍、4.04倍、48.0%。相关性分析表明,土壤镉浓度与超级稻稻米镉含量存在极显著正相关,超级稻稻米产量与镉富集系数存在显著正相关。     

镉胁迫对圆叶决明幼苗生长及镉吸收的影响

为探明圆叶决明的耐镉性,笔者采用营养液培养试验的方法,研究了不同浓度镉胁迫对圆叶决明‘CIP86134’和‘ATF3248’幼苗生长发育、矿质养分吸收、Cd的吸收累积及其分布的影响。结果表明：镉胁迫抑制圆叶决明幼苗的生长,株高和出叶速度均低于对照;降低了圆叶决明生物产量和减少Ca、Mg、Cu、Zn 的吸收。‘CIP86134’和‘ATF3248’对Cd的忍耐浓度分别为33.4 mg/kg 和33.1 mg/kg,为非耐镉性植物。通过形态诊断、生物产量、Cd 的吸收累积量等指标的比较,‘CIP86134’的耐镉能力较‘ATF3248’强。对于Cd污染土壤的生态修复来说, ‘CIP86134’ 是更为适宜的品种。     

外源硒对镉胁迫下芥菜种子萌发生理效应的影响

采用水培的方法,以芥菜为材料,研究了施加不同质量浓度外源硒（Se）（1,2,6,8 mg/L）对单一质量浓度镉（Cd）（10 mg/L）胁迫下芥菜种子萌发生理效应的影响。结果表明,单一质量浓度Cd胁迫显著抑制了芥菜种子的发芽（P＜0．01）,种子萌发过程中幼苗中的可溶性糖含量和淀粉含量显著低于对照（P＜0．01）,丙二醛（MDA）含量则明显高于对照（ P＜0．01）,表明单一Cd对芥菜种子的萌发产生了一定程度的伤害;单一Cd胁迫下加入不同质量浓度外源Se后,能够有效地提高种子的发芽率,使可溶性糖和淀粉含量增加,MDA含量明显降低,表明外源Se可以有效地缓解Cd对芥菜种子萌发造成的伤害;当外源Se质量浓度为2 mg/L时,芥菜的发芽率、可溶性糖含量和淀粉含量为最大值,且与对照相比变化不大（P＞0．05）,但均显著高于单一Cd胁迫下的相应值（P＜0．01）,MDA含量最低,且显著低于对照和单一Cd胁迫下的相应值（P＜0．01）,表明当外源Se的质量浓度为2 mg/L时,对单一质量浓度Cd胁迫下芥菜种子萌发的缓解作用最佳。     

月季‘金玛丽’对土壤镉污染的修复研究

通过盆栽模拟实验方法来探究重金属镉(Cd)对月季品种中‘金玛丽’生长特性的影响,从而探究‘金玛丽’在镉污染土壤修复中最适宜的修复浓度。实验中设置了6个不同的镉处理浓度:5 mg/kg、20 mg/kg、50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg、200 mg/kg,发现不同浓度的镉处理对‘金玛丽’生长影响不同,在镉处理浓度为5 mg/kg,对‘金玛丽’的生长有促进作用,随着镉处理浓度的增加,镉对‘金玛丽’的生长产生了抑制作用;在镉处理浓度为150 mg/kg,‘金玛丽’中根、茎、叶镉浓度达到最大值,‘金玛丽’中镉浓度值的分布大小分别是根茎叶;‘金玛丽’的吸收系数在镉处理浓度为5 mg/kg时有最大值,在20 mg/kg时有较大值,转运系数在镉处理不同浓度下值都比较低;‘金玛丽’比较适宜镉污染浓度在20 mg/kg以下的中低浓度土壤中进行植物修复。     

外源亚精胺对镉胁迫下玉米幼苗抗氧化酶系统的影响

为了研究亚精胺提高玉米幼苗抗重金属毒害的内在机理,采用营养液培养法,研究了1.0mmol·L^-1亚精胺对不同浓度镉胁迫下玉米幼苗光合作用和抗氧化酶的影响。结果表明:1)叶绿素含量在镉的胁迫下先升后降,可溶性蛋白含量持续下降,外源亚精胺处理高于相应的对照;2)玉米幼苗丙二醛(MDA)和过氧化氢含量及O2^-.产生速率随着Cd浓度的增大而升高,外源亚精胺处理后低于相应的对照;3)随着Cd浓度的升高玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性先升后降,外源亚精胺处理高于相应的对照。试验结果说明亚精胺能够增强玉米幼苗抗Cd毒害能力。     

镉胁迫对小麦、玉米种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨重金属镉对不同作物种子萌发及幼苗生长的影响,于2018年3-5月,以小麦矮抗58和玉米提纯958为研究对象,利用光照培养箱进行培养,研究不同浓度镉胁迫下小麦、玉米种子的萌发及幼苗生长特征。结果表明:随镉胁迫浓度的增加,小麦种子的发芽势、发芽率及发芽指数均表现为先增加后降低,且在镉胁迫浓度为20 mg·L^-1和50 mg·L^-1时,发芽势、发芽率及发芽指数为最大;随镉胁迫浓度的增加,玉米种子发芽势、发芽率及发芽指数均表现出下降趋势,但各处理间均无显著差异(p>0.05)。小麦种子活力指数随镉胁迫浓度的增加逐渐降低,且在镉浓度为150 mg·L^-1和200 mg·L^-1时表现最为显著(p<0.05);玉米活力指数则随镉胁迫浓度的增加显著降低(p<0.05)。镉胁迫对小麦、玉米根长的抑制率均高于对芽长的抑制率,且不同浓度镉胁迫对小麦幼苗根长和苗长的抑制率低于玉米幼苗,当镉胁迫浓度高于100 mg·L^-1时,玉米幼苗的根长抑制率为100%。研究表明,小麦种子萌发对镉胁迫的响应为"低促高抑",而镉胁迫对玉米种子的萌发影响不显著;小麦、玉米幼苗生长均受镉胁迫的显著抑制,且玉米幼苗受镉胁迫的抑制作用较强。     

镉胁迫对棉花幼苗生长效应及不同器官镉积累的影响

以转基因抗虫棉品种农大棉9号(ND9)和国欣棉3号(GX3)为材料,设4个镉(Cd)处理(0μmol·L-1、25μmol·L-1、50μmol·L-1、100μmol·L-1)。结果表明:随Cd处理浓度升高,棉苗干物质质量、根系总根长、总表面积和总体积呈下降趋势;根冠比和根系直径呈升高趋势。Cd在根、茎、叶中的积累量表现为(叶片+叶柄)根系茎。当Cd处理浓度为50μmol·L-1时的转移率(TF)达到最大,为对照的2.2倍;处理浓度为100μmol·L-1时,TF则呈下降趋势。表明Cd胁迫增加棉苗体内Cd积累量,根系生长受到抑制,阻碍地上部植株发育,最终对棉苗产生毒害作用。     

小白菜镉和钙的亚细胞分布及钙、镉互作的研究

采用水培的方法,研究0.1 mg/L和1 mg/L镉(Cd)处理时2个小白菜品种的Cd吸收和亚细胞分布及钙(Ca)、Cd互作关系。结果表明:Cd主要积累在小白菜的根中,杭州油冬儿地上部Cd含量显著高于沪青1号,但根中Cd含量相反。小白菜地上部亚细胞各组分中Cd含量随着营养液中Cd浓度增加而增加,Cd主要积累在细胞质组分中,其次为细胞壁组分,积累Cd量最少的是细胞器组分,两品种间存在差异,Cd在杭州油冬儿细胞壁组分的分配比率大于沪青1号。Ca也主要分布在细胞质组分中,0.1 mg/L Cd处理时,细胞质及细胞壁中的Ca、Cd为协同作用;1 mg/LCd处理时,二者为拮抗作用。