两个黑麦草品种对镉吸收富集比较研究

采用盆栽试验研究比较两个黑麦草品种在不同Cd污染水平(0、75、150、300及600 mg.kg-1)下生长量、抗氧化酶活性、Cd含量及积累量的差异,以筛选出更适合作为土壤镉污染修复的品种。结果表明,随着土壤镉水平的增加,两个黑麦草品种根系干重、阿伯德地上部干重和植株总干重呈先增加后降低的趋势。土壤镉污染水平为75 mg.kg-1时,阿伯德地上部和植株总干重达到最大值(10.92 g.pot-1和12.03 g.pot-1),较对照分别增加了11.13%和10.67%。两个黑麦草品种各部位SOD活性、CAT活性和根系POD活性,均随土壤镉水平的增加呈先升高后降低的趋势,地上部MDA含量则逐渐升高。两个黑麦草品种镉转运系数、镉富集系数均大于1。黑麦草对Cd耐性和吸收富集存在基因型差异。比较两个品种黑麦草,在75~600 mg.kg-1Cd胁迫下,阿伯德品种地上部干重和总干重均高于邦德品种,且阿伯德地上部和根系镉含量及镉积累量高于邦德。阿伯德更适合作为土壤镉污染的植物修复材料。     

不同基因型油菜锌效率机理Ⅰ ——耐低锌油菜基因型苗期筛选指标研究

采用营养液培养试验比较了低锌营养下芥菜、白菜、甘蓝型3个油菜(Brassica napus L.)品种幼苗的生物量，抗氧化酶活性，根系活力，叶绿素含量及对锌的吸收、利用差异。试验结果表明，3个油菜品种由于基因型不同，在耐低锌营养能力方面存在显著性差异。在低锌时(10-6mol/L Zn2+)，幼苗植株地上部干重以芥菜型>甘蓝型>白菜型，地上部干重分别较无锌对照处理增加17.8%(芥菜型)、9.9%(白菜型)、3.3%(甘蓝型)。芥菜型叶CAT、POD、SOD活性，叶绿素含量及根系活力也明显高于甘蓝型和白菜型油菜。锌积累量及锌利用率也以芥菜型远远大于其它2个品种，锌素利用效率分别为12.3%（芥菜型），8.0%(白菜型)，4.9% (甘蓝型)。苗期油菜叶CAT、POD、SOD等抗氧化酶活性、叶绿素含量及根系活力可以作为筛选耐低锌营养油菜基因型的评价指标之一。     

Cd2+、Cr6+单一及其复合污染对少根紫萍生理生化特性的影响

为进一步了解重金属复合污染对水生植物产生毒害作用的机制,以少根紫萍叶片叶绿素含量、过氧化物酶活性（POD）、超氧化物歧化酶活性（SOD）、丙二醛（MDA）含量为指标,通过水培试验研究了少根紫萍在Cd2+、Cr6+污染胁迫4 d后的生理生化响应,并探讨了Cd2+、Cr6+单一与复合污染对少根紫萍叶片的毒性效应及其致毒机制。结果表明,单一Cd2+污染时,Cd2+处理对少根紫萍叶绿素含量有显著影响;随Cd2+处理浓度的增加,少根紫萍叶片SOD、POD酶活性表现为先增加后降低的趋势,而MDA含量都显著增加。Cr6+单一处理对少根紫萍各项指标的影响与Cd2+相似,但均小于Cd2+对少根紫萍的影响。Cd2+- Cr6+复合污染时,叶绿素含量变化趋势与单一处理相同,并低于相应的单一Cd2+、Cr6+处理,Cd2+- Cr6+复合污染处理时SOD、POD活性仍表现为先增加后下降趋势,但SOD、POD活性与镉单一处理时比较有降低现象, MDA含量仍随浓度的增加而增加,且高于单一处理,Cd2+- Cr6+复合污染的毒性效应高于单一污染的毒性,表现为协同作用。     

在铀尾渣污染土中壤添加磷对植物生长及积累重金属的影响

在重金属污染土壤中添加化学稳定剂,可降低重金属的生物有效性,阻控重金属进入食物链。设计盆栽试验,在铀尾渣污染土壤中添加不同浓度的磷肥(0、30、60、120、240和480 mg kg^-1),调查磷对芥菜型油菜(Brassica juncea)和甘蓝型油菜(B. napus)的生长及植株积累重金属铀、镉、锌和铅含量的状况,分析添加磷肥前后植株内磷含量和土壤重金属DTPA提取态含量的变化。结果表明,添加磷肥前,铀尾渣污染土壤总氮、总磷、总钾和有机质的含量低,铀、镉、锌和铅的含量高,对两种油菜的生长有抑制作用;添加磷肥后,两种油菜体内磷含量增加,污染土壤中的铀、镉、锌和铅的DTPA提取态含量显著降低,其降幅分别为17.1%~70.5%、24.0%~57.6%、8.9%~32.4%和8.6%~55.8%;大幅度降低两种油菜体内的铀、镉、锌和铅含量,其含量与土壤中这些重金属DTPA提取态含量显著正相关;显著增加两种油菜的干重、株高、根长和叶绿素含量,显著降低其体内的SOD活性和MDA含量。因此在铀尾渣污染土壤中添加磷可有效减少重金属在油菜体内积累,降低重金属沿食物链传递的风险。     

低镉铅污染土壤黑麦草与蒜苗套种与单种吸收重金属镉铅的比较

研究利用作物（低富集特性作物）促进富集植物对重金属吸收的可行性与效果,旨在为农用耕地的重金属镉铅污染修复提供一定的参考。实验选择大蒜与黑麦草进行套种,设计了黑麦草单种和与大蒜套种2种种植模式,对不同模式下黑麦草地上部分中镉铅含量进行了测定。结果表明,大蒜套种富集植物黑麦草有效地降低黑麦草对重金属镉的吸收,降低率为23.92%,但较强地提高黑麦草对重金属铅的吸收,增加率为133.15%。本实验中,黑麦草单独种植时具有最大的地上部分镉富集系数(0.75);黑麦草套种大蒜时其具有最大的地上部分富集系数(0.54)。从研究的结果看一定的套种方式能有效地提高富集植物对某些重金属的吸收,该研究为农用耕地的重金属污染修复提供了一定的参考。     

喷施水杨酸缓解镉对黑麦草毒害作用的研究

为了研究水杨酸缓解重金属镉对黑麦草的毒害作用,采用盆栽模拟方法测定喷施外源水杨酸后在镉胁迫处理下黑麦草的生理指标的变化情况。研究结果表明：喷施100、200和300 mg/L 3种浓度水杨酸对镉胁迫下黑麦草叶绿素含量没有显著影响,但能够提高黑麦草叶片中重要的渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖含量,其中200 mg/L浓度水杨酸对脯氨酸的提高作用显著高于其他浓度;喷施水杨酸也能够显著提高SOD、POD、CAT等多种抗氧化酶的活性,降低电解质渗透率和丙二醛含量,各浓度之间作用程度差异不显著,200和300 mg/L浓度的作用更大一些。上述生理指标的测定说明喷施水杨酸可以缓解镉对黑麦草的毒害作用。     

在铀尾渣污染土壤中添加磷对植物生长及重金属积累的影响

在重金属污染土壤中添加化学稳定剂,可降低重金属的生物有效性,阻控重金属进入食物链。设计盆栽试验,在铀尾渣污染土壤中添加不同浓度的磷肥(0、30、60、120、240和480mgkg-1),调查磷对芥菜型油菜(Brassica juncea)和甘蓝型油菜(B.napus)的生长及植株积累重金属铀、镉、锌和铅的状况,分析添加磷肥前后植株内磷含量和土壤重金属DTPA提取态含量的变化。结果表明,添加磷肥前,铀尾渣污染土壤总氮、总磷、总钾和有机质的含量低,铀、镉、锌和铅的含量高,对两种油菜的生长有抑制作用;添加磷肥后,两种油菜体内磷含量增加,污染土壤中的铀、镉、锌和铅的DTPA提取态含量显著降低,其降幅分别为17.1%～70.5%、24.0%～57.6%、8.9%～32.4%和8.6%～55.8%;大幅度降低两种油菜体内的铀、镉、锌和铅含量,其含量与土壤中这些重金属DTPA提取态含量显著正相关;显著增加两种油菜的干重、株高、根长和叶绿素含量,显著降低其体内的SOD活性和MDA含量。因此在铀尾渣污染土壤中添加磷可有效减少重金属在油菜体内积累,降低重金属沿食物链传递的风险。     

棉花叶片自然衰老和病害胁迫时SOD、POD活性与光合特性的变化

棉花主茎叶片的超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量及净光合速率等因叶龄不同而变化。主茎下部衰老叶片的SOD、POD活性明显降低、叶绿素含量减少、光合作用功能衰退。同时,棉株受到病害胁迫时,叶片的SOD活性也会明显下降,但是,POD活性则上升。当发病植株恢复正常生长后,棉花叶片的SOD、POD活性仍能恢复正常。     

硅对小麦吸收镉、锌的影响及其生理效应

通过小麦水培试验,利用ICP等化学分析方法,研究硅对小麦吸收镉、锌的影响及其生理效应。根据试验结果可见,当硅浓度在90mg/L和60mg/L时能分别有效地控制镉、锌污染,提高小麦根、叶的生物学产量。通过小麦生理试验研究表明,硅在一定浓度条件下能提高小麦的根系活力、增加小麦叶片的叶绿素含量、降低小麦膜透性和提高小麦细胞膜抗重金属镉、锌的能力;而较高或较低浓度的硅抗重金属镉、锌的能力稍弱,使小麦的生物学产量、叶绿素含量和根系活力降低但膜透性升高。     

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。     

镉对小麦种子萌发、幼苗生长及抗氧化酶活性的影响

为了防止重金属毒害的发生和在环境监测中对重金属的评价,以小麦为试验对象,采用室内培养方法,研究了不同浓度镉胁迫对小麦种子萌发和幼苗生长、丙二醛及抗氧化酶系统的影响,结果表明,较低浓度镉胁迫对种子发芽率、发芽势、芽生长的抑制效应较小.随着镉胁迫浓度的提高,发芽指数、活力指数及根生长明显受抑制,且镉胁迫浓度越大,抑制作用越大.随着镉浓度的增加,幼苗根、芽中的MDA含量、G-POD明显增加,SOD活性呈现先增加后降低的趋势,其中根的SOD活性在1 000 μmol/L Cd胁迫下略低于对照,而CAT、APX活性总体呈下降趋势,且浓度越高下降幅度越大,表明遭受了氧化胁迫和膜脂过氧化损伤,这可能是镉胁迫下小麦幼苗根生长受阻的重要原因.     

镉胁迫对矮生四季豆种子萌发和幼苗生长发育的影响

以水培法研究了不同浓度的Cd2＋溶液对四季豆种子萌发和幼苗生长发育的影响。结果表明：当Cd2＋浓度较低时,Cd2＋对种子萌发及幼苗生长发育毒害作用较小,一定浓度范围内（0.05～0.5mg/L）还有促生作用,高浓度Cd2＋(5～100mg/L)能严重抑制四季豆幼苗根及下胚轴的生长;Cd2＋胁迫对四季豆幼苗体内过氧化物酶 (POD),超氧化物歧化酶（SOD）,过氧化氢酶（CAT）活性存在低浓度激活和高浓度抑制的效应,且同一浓度的Cd2＋对四季豆幼苗POD、CAT活性的抑制作用表现为根系大于下胚轴,Cd2＋浓度＞0.5mg/L时,根系SOD活性大于下胚轴中的活性;Cd2＋胁迫下,四季豆下胚轴和根的丙二醛（MDA）含量增加,且根部含量大于下胚轴的量。     

高锌胁迫下不同大白菜品种生长、Zn吸收及根系分泌物的研究

采用液培试验研究了高锌胁迫下不同品种大白菜生长、Zn吸收及Zn富集品种与一般品种根分泌物特点。结果表明,Zn胁迫显著抑制了6个品种大白菜生长。0.5<根系耐性指数(RTI)<1.0。随锌水平的增加大白菜地上部干重、RTI明显下降。大白菜地上部Zn含量、根系Zn含量均随锌胁迫的增加而增加。植株吸收的Zn主要积累在大白菜根部。供试锌水平下,以丰园高抗1号的地上部、根系Zn含量明显高于其它5个品种,最大值为251.1、273.6 mg/kg (40mg/L Zn), 以丰抗80地上部、根系Zn含量最低。培养介质pH随锌水平增加先升高,然后下降。大白菜2个品种根系分泌物中检测到草酸、酒石酸、苹果酸3种低分子量有机酸,主要氨基酸包括丝氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸（含量大于1.0μg/10 g干土）。锌胁迫降低了大白菜根系分泌的低分子量有机酸、氨基酸总量。Zn富集品种丰园高抗1号根系分泌的低分子量有机酸,加Zn与否都高于一般品种攻关2号。2个品种根分泌物中低分子有机酸和氨基酸含量与种类不同,尤其是低分子有机酸含量与种类不同是大白菜品种之间Zn吸收差异的重要原因     

Cadmium Enhances Generation of Hydrogen Peroxide and Amplifies Activities of Catalase, Peroxidases and Superoxide Dismutase in Maize

Maize (Zea mays L. cv. 777) plants grown in hydroponic culture were treated with 50 μm CdSO₄. Growth and metabolic parameters indicative of oxidative stress and antioxidant responses were studied in leaves of plants treated with Cd. Apart from increasing lipid peroxidation and H₂O₂ accumulation, supply of Cd suppressed growth, fresh and dry mass of plants and decreased the concentrations of chloroplastic pigments. The activities of catalase (CAT; EC 1.11.1.6), peroxidase (POD; EC 1.11.1.7), ascorbate peroxidase (APX; EC 1.11.1.11) and superoxide dismutase (SOD; EC 1.15.1.1) were increased in plants supplied 50 μm Cd. Localization of activities of isoforms of these enzymes (POD, APX and SOD) on native gels also revealed increase in the intensities of pre‐existing bands. Stimulated activities of CAT, POD, APX and SOD in maize plants supplied excess Cd do not appear to have relieved plants from excessive generation of reactive oxygen species (ROS). It is, therefore, concluded that supply of 50 μm Cd induces oxidative stress by increasing production of ROS despite increased antioxidant protection in maize plants.     

铅镉复合污染对土壤和水稻叶片生理生化特性的影响

采用盆栽试验,研究了不同程度的铅镉复合污染对水稻叶片生理生化特性的影响。结果表明,铅镉污染导致土壤pH显著降低;玉香油占(Y)在低浓度污染下有机质显著下降,然后随着重金属污染程度升高。天优998（T）在低浓度污染下有机质变化不明显,然后显著降低;除了玉香油占在分蘖期低浓度下SPAD有显著增加,铅镉胁迫显著降低了叶片SPAD值,天优998分蘖期在高浓度下SPAD值显著下降,孕穗期SPAD随重金属污染程度增加而显著增加,灌浆结实期SPAD随重金属污染程度增加而显著降低;水稻叶片抗氧化酶活性在低度铅镉胁迫下活性增加,高度胁迫下活性下降,POD对铅镉胁迫比SOD具有较强的敏感性;MDA含量与铅镉污染程度成正相关。     

Comparative Study on the Zinc and Cadmium Tolerance Potential of Twelve Prominent Rice Cultivars

Heavy metal pollution being a potential threat to agriculture raising rice cultivars with heavy metal tolerance is a promising strategy for remediation of heavy metal polluted agricultural lands. We present here a comprehensive study describing the differences in physiological and biochemical responses of 12 prominent high-yielding rice cultivars to increasing ZnSO₄ concentrations (0, 2, 6, and 10 mM) and CdCl₂ concentrations (0, 1, 2, and 3 mM). Even though Zinc (Zn) is an essential element required for the normal growth and development process of plants, a higher concentration of Zn has an antagonistic effect. Cadmium (Cd) is detrimental to plants and is found in soils contaminated with heavy metals. The effects of Zn and Cd on rice seedlings were a reduction in shoot length, greater chlorophyll and carotenoid loss, higher malondialdehyde content, proline accumulation, and an increased level of sugar and amino acids when treated with CdCl₂ and ZnSO₄. The CdCl₂ and ZnSO₄ stress-induced biochemical changes displayed major differences in the 12 rice cultivars in terms of tolerance to Zn and Cd toxicity. Our data provides evidence that the cultivar Varsha showed the highest tolerance and cultivar JY showed the least tolerance towards Cd and Zn toxicity.     

Cd2+、Pb2+对木麻黄种子萌发及抗性生理特性的影响

以中国沿海农田防护林主栽树种木麻黄的种子为材料,研究Cd2+、Pb2+单一及复合污染胁迫对木麻黄的萌发生长及其抗性生理的影响。结果表明：随着Cd2+、Pb2+单一及复合污染胁迫浓度的增大,木麻黄种子萌发率、株高、根长、鲜重、干重等明显降低,而MDA含量和SOD活性均随Cd2+、Pb2+胁迫浓度的增大而升高。研究表明,Cd2+、Pb2+单一及复合污染都会对木麻黄的初期生长造成伤害,Cd2+、Pb2+胁迫在木麻黄种子萌发生长上表现出协同效应,在对生物体膜脂过氧化及抗氧化生理反应上存在一定程度的拮抗作用。