苎麻镉耐受性及其修复镉污染土壤潜力研究

为阐明苎麻修复Cd污染土壤的可行性,应用田间微区试验,研究了苎麻对Cd的耐受能力、累积特性及其对土壤Cd污染修复的潜力.结果表明.低浓度Cd处理(添加<10 mg/kg土)能促进苎麻生长,高浓度Cd处理(添加>10 mg/kg土)则引起毒害,但添加Cd浓度达到100 mg/kg土时,苎麻仍可完成正常生理周期,原麻产量仅比对照降低27.6%.苎麻出麻率受土壤Cd污染影响较小.添加Cd量在65 mg/kg内时,随添加量的增大,苎麻对Cd的富集量增加,而富集系数在10.01～4.55范围内逐渐减小.在中低程度Cd污染土壤种植苎麻可以切断食物链,产生较好的经济和环境效益,应用前景良好,但其修复Cd污染土壤需要较长时间,应进一步选育Cd超积累苎麻品种.     

锌、铁缺失对苎麻吸收及转运重金属镉的影响

通过连续两季盆栽试验,研究锌、铁对2个苎麻品种中苎一号和湘苎三号吸收及转运重金属镉的影响。结果表明,2个苎麻品种在镉胁迫(5 mg·kg-1)下表现不同。锌、铁能促进苎麻的生长,无锌、铁供应时,镉胁迫下的2个苎麻品种与对照相比,株高下降10.24%~21.64%,茎叶干重下降1.02%~6%,根干重下降2.04%~12.24%。苎麻各部位镉含量大小依次是根茎叶。锌、铁显著影响苎麻镉含量,锌、铁缺失促使苎麻吸收更多的镉。无锌和无铁供应显著增加了苎麻体内镉积累量,无锌供应时镉积累量达最大值。锌、铁对苎麻转运镉产生抑制效应,与对照相比,无锌和无铁供应时苎麻根-叶和根-茎的转运系数增加了4%~24%,锌、铁缺失加剧镉从苎麻地下部向地上部转运。     

不同纤维细度苎麻种质镉富集与转运和积累能力比较

为探明镉在不同细度苎麻种质体内的积累与富集性差异,对20个苎麻种质进行镉污染大田试验。结果表明:供试苎麻种质镉富集系数的变幅为0.97~1.58,富集系数较高的分别是中细度种质‘新1号’‘中苎1号’和高细度种质‘湘饲纤兼用苎麻1号’,富集系数依次为1.58、1.55、1.54,属于镉高富集苎麻种质,镉富集系数(0.97)最小的是高细度种质‘黄平青麻’;供试苎麻种质镉转运系数的变幅为0.66~1.41,转运系数最高的是中细度种质‘耒阳青麻’,其转运系数为1.41;供试苎麻种质年镉积累量的变幅为10.24~21.87 g/hm~2,筛选出高积累镉苎麻种质‘C’‘中苎1号’和‘多倍体1号’,其年镉积累量分别为21.87、19.87、18.75 g/hm~2。综合分析,苎麻纤维细度不影响其镉富集能力。     

苎麻种质资源镉富集能力基因型差异研究

苎麻是我国重要的纤维作物之一,是非常有前景的重金属镉污染土地修复植物。为进一步评价和鉴定苎麻种质镉富集的特性,筛选出优异的高镉富集能力苎麻种质,对农田镉污染条件下种植的269份苎麻种质资源的镉富集能力进行了研究。结果表明,269份苎麻种质资源镉积累量、富集系数和转运系数均存在显著差异,其变异系数分别为31.10%、20.19%和19.59%。57.25%的苎麻种质各器官镉积累量的分布规律为萝卜根＞繁殖根＞麻叶＞麻骨＞原麻＞麻壳,37.17%种质的繁殖根镉积累量显著高于萝卜根,4.46%种质分布规律表现不一致。系统聚类分析表明,269份苎麻种质分成4类,Ⅰ～Ⅳ类分别含有7份、76份、139份和47份种质。第Ⅰ类苎麻种质各部位镉积累量显著高于其他类群。通过隶属函数法对269份苎麻种质地上部镉积累量、富集系数和转运系数进行综合分析,筛选出高镉富集能力的种质18份,分别是坡埝青叶苎2号、长沙苎麻、杨柳坝坐蔸麻、湘潭竹根家麻、祁东苎麻2号、南坡红花滇黔苎、坡结滇黔苎、乐业灰绿苎、隆回本地麻、浏阳苎麻2号、七宝山苎麻2号、木鱼苎麻1号、大庸黄壳麻、南坡楔基苎、川苎1号、赤麻、74-69和坡口苎麻,其地上部镉积累量平均值为657.55 μg·株-1,区间为436.60～942.91 μg·株-1,富集系数平均值为1.10,转运系数平均值为0.93。上述结果为苎麻镉修复专用品种的选育奠定了基础,同时也为苎麻修复镉污染农田提供参考。     

苎麻对农田土壤中汞、镉的吸收累积特征研究

为了评价非食用性经济植物苎麻对农田土壤中汞、镉的累积修复效果,本研究采集了46个种植于某汞矿区周边的汞、镉复合污染农田土壤的苎麻样品,分析了苎麻及对应土壤样品中汞、镉含量,计算了苎麻对汞、镉的累积系数和转运系数。结果表明:汞在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为58.02~136.97、60.6~560.45、113.26~3 860.51、446.1~1 686.3μg·kg^-1;镉在苎麻根、秆、皮和叶中的含量分布为10.1~1 527.8、7.17~1 203.63、11.57~1 838.14、77.12~842.41μg·kg^-1。麻皮和麻叶中的汞含量明显高于根部;而镉较均匀分布在苎麻的根部、麻秆、麻皮及麻叶。汞和镉在对应土壤中含量分布为0.381~9.040 mg·kg^-1和0.131~7.814 mg·kg^-1。苎麻地上部对汞的累积系数范围为0.017~4.826,转运系数范围为0.583~22.595,苎麻地上部对镉的累积系数范围为0.011~3.725,转运系数范围为0.055~16.175。麻皮的汞累积系数明显高于根部和麻秆;而苎麻各部位的镉累积、转运系数无明显差别。土壤中的DOC含量上升会导致苎麻麻秆、麻皮中汞含量的下降,土壤pH的下降会促进苎麻的麻秆、麻皮两个部位对镉的吸收累积。     

有机肥对镉锌污染土壤的改良效应

通过对苗期玉米的盆栽试验,探讨了在镉、锌污染土壤上施入不同量的有机肥并配合淋洗措施后土壤中镉、锌的形态转化、迁移规律和对植物生长的影响及改良效果。结果表明：施入有机肥后土壤中有效态镉、锌的含量明显降低,通过络合淋洗后土壤中镉、锌的总量减少显著,因而能够显著减轻Ｃｄ２＋、Ｚｎ２＋对植物的毒害程度。土壤Ｃｄ２＋为０—１００ｍｇ／ｋｇ时,施用猪粪４５０—６７５ｔ／ｈｍ２,玉米受毒害程度明显降低;土壤中Ｚｎ２＋的浓度为５００ｍｇ／ｋｇ时,增施猪粪２２５—４５０ｔ／ｈｍ２,玉米中锌的含量接近正常值。随有机肥施入量的增加玉米生物量增加也较显著,故在镉、锌污染的土壤上增施有机肥是一种十分有效的改良方法和途径。     

保水剂对土壤重金属镉形态及生物有效性的影响

基于保水剂所具有的较强重金属吸附能力,近年来已被作为重金属污染土壤的修复候选材料之一,为弄清保水剂如何影响重金属在土壤中的形态转化,通过向镉污染土壤中添加不同用量保水剂后的黑麦草盆栽试验,探讨保水剂(聚丙烯酸钠)对黑麦草吸镉以及对土壤镉形态转化的影响。结果显示,试验所用保水剂对溶液中重金属镉有较强的吸附能力,在镉浓度为200 mg·L~(-1)的溶液中,保水剂吸附镉可达120 mg·g~(-1)以上,添加保水剂可减少镉在黑麦草地上部的积累量。仅添加保水剂处理,60 d后土壤镉下降20%以上。添加保水剂并栽种黑麦草,可使土壤镉附加下降16%以上,培养过程中减少的土壤镉绝大部分被保水剂所吸附。黑麦草根系分泌物对镉的络合可促使难溶性镉向可溶性镉转化,而保水剂通过对可溶性镉的吸附降低了可溶性镉的浓度,促进镉由"残渣态→可氧化态→可还原态→酸溶态"的转化,两者共同促进了土壤镉的降低。添加保水剂一方面促进了土壤中难溶性镉向可溶性镉的化学转化,另一方面又减少了镉在植物体内的积累。因保水剂吸附的镉是否在一定时间后可重新释放出来被植物吸收还不清楚,将保水剂作为钝化剂正式用于修复镉污染土壤之前,还须通过长期的生物学试验加以验证。     

陕西三种土壤对铅、镉吸附特性的研究

用一次平衡法研究结果表明:土壤附铅、镉的等温线均符合于Langmuir方程,Freundlich方程和Temkin方程。用Temkin方程处理可将吸附量与化学位或结合能沟通起来。三种土壤吸附铅的量及结合能为:黄泥巴>黑垆土>红油土;吸附镉的量及结合能为:红油土>黑垆土>黄泥巴。温度升高,吸附量增大,吸附热均为正值。当pH值分别为4.0和5.0时,铅、镉吸附量分别突增。土壤去有机质后,铅吸附量变化不大,而镉吸附量明显下降。     

活化磷矿粉对土壤镉形态转化和辣椒镉吸收的影响

探讨活化磷矿粉对镉（Cd）安全利用类石灰土Cd形态转化与辣椒吸收Cd的影响,为磷矿粉开发利用提供科学依据。以Cd安全利用类石灰土与青红元帅朝天椒为试材,采用室内培养试验和盆栽试验,研究不施磷矿粉（对照,CK）、0.5%磷矿粉（PR-0.5%）、0.5%草酸活化磷矿粉（CPR-0.5%）、0.5%柠檬酸活化磷矿粉（NPR-0.5%）对土壤Cd形态、辣椒生物量及果实Cd含量的影响。结果表明,与CK相比,施用磷矿粉、活化磷矿粉处理显著增加辣椒果实干质量,增幅为13.99%～41.79%,其中NPR-0.5%处理增幅最大。随培养时间的延长,土壤有效Cd含量显著降低,与培养0 d相比,培养90 d后,CK、PR-0.5%、CPR-0.5%、NPR-0.5%处理土壤有效Cd降幅分别为26.67%、26.67%、31.11%、35.56%。施用磷矿粉、活化磷矿粉处理可促进土壤活性态Cd向惰性态转化,其中NPR-0.5%处理土壤活性态Cd含量最低,与CK相比,其活性态Cd占比降低了16.45个百分点。与CK相比,施用磷矿粉、活化磷矿粉处理可降低辣椒果实Cd含量,降幅为14.04%～31.58%,其中N...     

中国苎麻属野生种资源的特性及利用

:在人工圃中对采自国内 1 4个省份的苎麻属野生种的生育特性、生物学特性、经济性状及抗性进行了观察 ,结果表明 :大多数野生种的出苗期在 3月份 ,现蕾期在 8～ 9月份 ;丛生类野生种的茎直立 ,分株力中等 ,散生类野生种的茎半直立 ,分株力强 ;平均株高、茎粗、皮厚分别为 1 3 7.8cm、0 .63cm和 0 .5 3mm ,经济性状好的野生种抗性强。讨论了中国苎麻属野生种资源的利用与保存     

苎麻不同基因型钾营养特性的研究

苎麻不同基因型在钾吸收、累积、分配、利用等方面存在明显差异。苎麻不同基因型单株平均的干重变幅为１０．４０ｇ－３４．５８ｇ，钾含量变幅为１．６７０－２．６９０％，吸外量变幅为０．２５３ｇ－０．７４１ｇＫ，钾利用效率变幅为３７．１８－５９．８８ｇ（ＤＭ）／ｇＫ钾收获指数变幅为０．１７７－０．３３０。     

镉在土壤中释放的动力学特征研究

采用间歇法研究了镉在不同土壤中释放的动力学特征。结果表明，酸性土壤镉释放速率大于石灰性土壤；随温度升高，石灰性土壤镉平均释放速率下降，而酸性土壤镉平均释放速率增加；不同温度下土壤镉释放速率V与时间t最优模型为lnV=A Bt；不同土壤镉释放量S与时间t的较优模型为lnS=A k/t。     

镉对土壤脲酶动力学特征的影响

采用室内模拟培养的方法,对镉污染土壤脲酶动力学特征进行了研究.结果表明:脲酶活性随着培养时间的增加而降低,并在第6天达到最大抑制率;同一培养时间内,随着镉浓度的增加,土壤脲酶活性呈现降低的趋势;两种模型拟合结果表明,模型y=c(1+ax)/(1+bx)拟合效果较好,说明镉对土壤脲酶活性的抑制为部分抑制;随着镉浓度的增加,Km值不变,Vmax和Vmax/Km呈降低趋势,说明镉对土壤脲酶的作用为非竞争型抑制,即抑制作用为部分非竞争型抑制.     

铅与镉对棉花和水稻萌发及生长的影响

为探明重金属在不同作物体内的积累及对作物的毒害作用,以培两优２８８水稻,转Ｂｔ基因棉、湘杂棉２号和湘棉１５号为材料,确定了铅、镉对棉花、水稻种子萌发及幼苗生长的影响,结果表明,当水中铅质量浓度≥１０００ｍｇ／Ｌ,或镉质量浓度≥２０ｍｇ／Ｌ时,严重影响棉花,水稻种子萌发,芽长受到抑制。镉质量浓度为１０ｍｇ／Ｌ时,对棉花、水稻了萌发的影响则较小,当土壤中铅质量浓度≥１０００ｍｇ／ｋｇ,或镉质量浓度≥２     

土壤中镉的形态转化、影响因素及生物有效性研究进展

土壤污染日益受到人们的关注,尤其是重金属引起的污染,其中重金属镉有很大的生物毒性,而镉的生物有效性与镉的存在形态密切相关.综述了近年来土壤中镉的植物和生物毒性,土壤中镉的各种形态分布及其土壤pH值、根际效应等影响因素,镉的存在形态与生物有效性的关系及其影响因素等方面的研究进展.同时,对土壤中镉的形态分析方法及生物有效性的发展趋势进行了展望.     

苎麻镉响应基因BnG6 PDH1的克隆和表达分析

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)是磷酸戊糖代谢途径的关键限速酶,为探讨G6PDH基因在苎麻耐镉机制中的作用,本研究在苎麻镉胁迫转录组的基础上,采用RACE方法从苎麻(Boehmeria nivea L.)品种中苎一号中克隆到BnG6PDH1基因(GenBank登录号为MG941010)的全长cDNA序列,该基因开放读码框为1 554 bp,编码517个氨基酸,蛋白质分子量为59 250,等电点为5.92。BnG6PDH1编码的氨基酸与川桑(XP_010111634.1)、枣(XP_015878928.1)、甜樱桃(XP_021825040.1)、苹果(XP_008362117.1)和梅(XP_008231184.1)的胞质型G6PDH蛋白的相似性较高,相似度分别为92%、91%、89%、88%和88%。组织表达特异性分析结果表明,BnG6PDH1在苎麻叶中的表达量最高,其次为茎,根部的表达量最低。镉胁迫诱导表达分析结果表明,BnG6PDH1的显著表达受镉的诱导,表达量随着镉质量浓度的增加而增加。以上结果表明,BnMYB1是一个镉应答基因,可能在植物对镉胁迫的适应中发挥重要作用。     

紫色水稻土对镉吸附解吸特性的研究

[目的]了解紫色水稻土对镉吸附解吸特性,为紫色水稻土中镉的归趋阐明提供科学依据。[方法]采用一次平衡法进行酸性、中性和石灰性紫色水稻土对镉的吸附解吸试验,用吸附等温方程对试验数据进行拟合,并考察吸附能力和土壤性质的关系。[结果]3种土壤对镉吸附量均随平衡浓度的增加而增加,吸附能力以石灰性土最高,酸性与中性土相近,且吸附等温线均可用Langmuir和Freundli-ch方程很好地拟合。3种土壤镉解吸量和解吸率均随吸附量的增加而增加,其中石灰性土的解吸率最低,而酸性和中性土的解吸率均高于50%。吸附能力与土壤性质有明显关系,其中pH为重要因素,非晶质铁锰氧化物和黏粒等对土壤镉吸附解吸的影响并不明显。[结论]3种土壤中,石灰性土壤对镉的固持和缓冲能力最强,而外源镉进入酸性和中性土壤后的环境风险较高。土壤性质对镉的吸附和固定有重要影响,其中pH为关键因素。     

改良蔗糖衬垫法提取苎麻mtDNA

苎麻组织中含有较多的酚类、粘状物及黄酮类等次生代谢物质,其mtDNA的提取比较困难。本实验中采用蔗糖衬垫法提取苎麻mtDNA。提取过程中往缓冲液中加入抗氧化性物质来减轻DNA的褐变;同时在酚-氯仿/异戊醇抽提过程中加入高盐溶液,用以去除多糖;且采用擦镜纸而不是纱布过滤可提高mtDNA的得率。mtDNA的ISSR检测结果表明,蔗糖衬垫法提取mtDNA时,辅助加入抗氧化剂和高盐溶液效果较好。