镉胁迫下不同水稻品种镉的累积与产量差异比较

探讨在镉(Cd)胁迫下水稻植株内的镉含量,以及水稻不同部位镉累积情况,筛选出高耐镉性且高产的水稻品种。以不同粳稻和籼稻品种为研究对象,通过盆栽试验,在不加镉与镉胁迫2种处理下,探讨不同水稻品种收获期的Cd含量,Cd累积情况。2种处理下水稻体内镉含量大致都为根茎叶谷壳籽粒,且镉主要集中在根部;镉在不同水稻品种内的累积与分布存在差异,尤其是镉在籽粒中的累积差异较大,8个中稻品种中籽粒镉含量以品种‘春优84’的增加幅度最低,表现出较低的镉累积能力;同时也表明镉胁迫下粳稻镉累积量高于籼稻;在镉胁迫处理下籼稻产量显著减少,而粳稻产量均增加。‘春优84’籽粒镉含量增幅最低,表现出显著的耐镉性,虽其产量有所影响,但从镉安全性考虑,可作为湖南省镉污染区域推广品种选用。     

镉胁迫下不同细度品种苎麻耐性比较研究

旨在了解不同细度品种对重金属Cd耐性的差异性。试验选择长势一致苎麻扦插苗(苗龄60天)进行移栽,土壤Cd胁迫处理分别为0、25、75、150 mg/kg共4个处理,进行为期一整年的Cd耐性试验调查。结果表明:12个不同细度品种苎麻在25 mg/kg土壤Cd胁迫处理下的综合耐性指数在0.80~1.18区间,耐性最好的是中细度品种‘中苎一号’,最差的是低细度品种‘大竹黄白麻’;在75 mg/kg胁迫处理下的综合耐性指数在0.09~0.77之间,表现最好的是中细度品种‘湘苎3号’,最差的是低细度品种‘大竹黄白麻’。在150 mg/kg土壤Cd胁迫处理下的耐性指数在0.32~0.54之间,最好的是高细度品种‘厚皮种一号’,最差的是低细度品种‘大竹黄白麻’。由此可知,苎麻对重金属Cd具有很好的耐受能力,且呈现出中、高细度品种的Cd耐性大于低细度品种。75 mg/kg Cd胁迫浓度是待测品种‘大竹黄白麻’、‘宁乡冲天炮’、‘浏阳大叶青’、‘邻水青顶家麻’、‘川苎八号’、‘中苎一号’、‘武岗红皮麻’、‘湘饲纤兼用一号’苎麻的耐Cd阈值。150 mg/kg Cd胁迫浓度是待测品种‘湘苎三号’、‘多倍体一号’、‘资兴麻’、‘厚皮种一号’的耐Cd阈值。     

不同浓度镉处理对耐盐水稻生长及斜纹夜蛾酶活的影响

为了研究不同浓度的镉胁迫对耐盐水稻生长及昆虫解毒酶的影响,以耐盐水稻品种‘海红-12’为材料,用不同浓度(1.5、3、6、15 mg/kg)的氯化镉溶液分别处理4、7、12、17、22 d,测定了不同浓度、不同时间镉处理下耐盐水稻幼苗株高、根长、叶绿素含量以及以处理水稻植株为食的斜纹夜蛾幼虫乙酰胆碱酯酶和羧酸酯酶的活性。结果表明,镉胁迫下,耐盐水稻株高、根长受镉浓度和时间效应的双重影响,较低浓度(1.5、3 mg/kg)镉溶液对水稻生长的抑制作用在处理期间间歇性呈现,较高浓度(6、15 mg/kg)镉溶液的抑制作用则持续出现。随着镉处理浓度的升高,耐盐水稻的叶绿素含量随时间的推移持续降低。取食不同浓度镉处理水稻幼苗的斜纹夜蛾幼虫,乙酰胆碱酯酶活性随镉处理浓度的升高而降低,但羧酸酯酶活性升高。镉溶液抑制耐盐水稻幼苗的生长,且抑制作用随镉溶液浓度的增大而增强,取食受镉处理的耐盐水稻幼苗,植食性害虫体内解毒酶活性产生不同趋势的变化。研究结果可为优化耐盐水稻种植栽培条件提供数据支撑,为进一步研究耐盐水稻-昆虫对重金属富集的反应机制提供理论依据。     

6种野牡丹属植物种子萌发期耐镉性和耐铅性研究

探究6种野牡丹属植物种子萌发期分别对镉和铅的耐受性,为筛选耐镉、耐铅野牡丹属植物应用于重金属污染土壤修复提供参考依据。以6种野牡丹种子为试验材料,按镉浓度（按Cd²⁺计）为0、5、10、50 mg/L,铅浓度（按Pb²⁺计）为0、200、500、1000 mg/L的胁迫处理进行萌发试验,测定不同浓度镉、铅胁迫下各种野牡丹属植物种子萌发期的萌发率、萌发指数、活力指数、胚轴长和幼根长等指标,采用隶属函数法和聚类分析对6种野牡丹属植物种子的耐镉性和耐铅性进行评价与分类。6种野牡丹属植物种子的萌发率、萌发指数、活力指数、胚轴长和幼根长均随着镉、铅浓度的升高呈下降趋势;镉、铅胁迫对幼根生长的抑制作用大于对胚轴生长的抑制作用;供试的6种野牡丹属植物的耐镉性和耐铅性存在差异,通过隶属函数综合值和聚类分析发现,印度野牡丹、野牡丹和‘天骄’具有较强的耐镉性和耐铅性,而毛稔、‘云彩’和‘超群’耐镉性和耐铅性较差。印度野牡丹、野牡丹和‘天骄’耐镉性和耐铅性较强,可作为先锋植物用于镉、铅污染土壤生态恢复。     

镉胁迫对艾纳香抗性生理、亚细胞镉分布和镉化学形态的影响

为探讨镉胁迫下艾纳香耐镉机制,采用盆栽试验,研究土壤镉(Cd)(0、0.5、5 mg/kg)胁迫下艾纳香各器官的抗性生理、亚细胞Cd分布和化学形态的变化情况。结果表明,随着外源Cd处理浓度的增加,艾纳香各器官Cd含量均增加,且表现为叶>茎>根;地上部Cd富集系数表现为0.5 mg/kg处理组(8.16)>对照组(2.40)>5 mg/kg处理组(1.65),Cd转运系数表现为对照组(2.35)>5 mg/kg处理组(1.90)>0.5 mg/kg处理组(1.79)。艾纳香各器官非蛋白巯基化合物总量表现为茎>叶>根。各器官超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随着外源Cd处理浓度的增加呈现先升后降的趋势。各器官亚细胞Cd相对比率均表现为细胞壁>可溶组分>细胞器,且含量随着Cd处理浓度的增加而增加。在Cd胁迫下,各器官Cd化学形态主要以迁移力、毒性处于中间水平的氯化钠提取态和迁移力弱、毒性小的醋酸提取态为主。本研究结果表明,艾纳香通过非蛋白巯基化合物的螯合作用、植株抗氧化作用以及细胞壁沉积和Cd化学形态的改变达到解毒...     

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.     

重金属铅镉对甜高粱生长的影响及其积累特性研究

旨在为甜高粱在修复土壤重金属污染领域的应用提供理论支撑。以甜高粱品种‘辽甜1 号’为供试材料,采用土壤盆栽试验研究不同浓度铅、镉及其复合污染作用下甜高粱的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化。结果表明：低浓度Pb(≤100 mg/kg)、Cd(≤1 mg/kg)处理促进了甜高粱的生长,高浓度Pb(≥1000 mg/kg)、Cd(≥10 mg/kg)则呈现出抑制效应,根长、株高、穗长和生物量均显著减小。甜高粱各部位重金属含量随着土壤Pb、Cd处理浓度的升高而增加,其中重金属Pb的含量大小顺序为根＞叶＞茎＞穗,重金属Cd的含量大小顺序为根＞茎＞叶＞穗,且甜高粱对Cd的富集系数和转运系数均显著高于Pb。由此可知,甜高粱品种‘辽甜1 号’对重金属Pb、Cd具有较强的抗逆性和较好的吸收积累和转运能力,其在Pb、Cd单一及其复合污染土壤修复方面具有潜在的应用价值。     

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。     

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。     

镉胁迫对糜子幼苗生长及抗性生理的影响

为了探明糜子(Panicum miliaceum L.)对镉毒害的形态和生理响应,采用室内水培试验,以‘晋糜9号’和‘陇糜6号’为试验材料,通过测定营养液(CK)、200μmol/L含镉营养液处理下(T)糜子幼苗地上部和根系形态指标、干物质和叶片生理等指标,研究镉胁迫对糜子幼苗生长及抗性生理的影响。结果表明：镉胁迫下2个糜子品种的株高、倒二叶叶长、叶宽、叶面积等指标基本均降低。随着胁迫时间的推移,2个糜子品种总根长、根表面积、根干重、茎干重、叶干重等指标呈现先增加后降低的趋势;2个品种根冠比均增加;胁迫后8 d‘晋糜9号’叶干重和茎干重下降幅度高于‘陇糜6号’。镉胁迫下2个品种的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、氧自由基含量等指标均增加,其中‘晋糜9号’的MDA、氧自由基增加幅度均高于‘陇糜6号’。研究发现,长时间镉胁迫能够抑制糜子幼苗地上部和根系生长,提高MDA含量和氧自由基积累量,‘陇糜6号’可能通过提高POD活性以降低氧自由基积累和膜质过氧化程度,减弱地上部生长受伤害程度,以达到耐镉能力强于‘晋糜9号’。本研究结果可为镉污染地区应用新型...     

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。     

小麦基因型间籽粒镉积累差异及低镉积累资源筛选

为解决镉(Cd)污染带来的粮食安全问题,本试验采用盆栽试验对102份不同基因型的小麦资源在Cd污染土壤环境下小麦籽粒Cd积累差异进行了分析。结果表明,在土壤Cd含量为20mg/kg时,102份小麦中73.53%的籽粒Cd积累为4~7mg/kg,17.65%籽粒Cd积累〉7mg/kg,8.82%籽粒Cd积累〈4mg/kg。将在Cd浓度为20mg/kg下筛选出的9份低积累和16份高积累材料进-步在Cd浓度为0.4mg/kg, 5mg/kg和20mg/kg土壤环境下分析籽粒Cd积累差异, 结果表明,小麦籽粒Cd积累与基因型有很大的关系,不同基因型小麦在不同Cd浓度下籽粒Cd积累差异显著,籽粒Cd积累量与土壤中Cd含量呈显著正相关,籽粒Cd积累系数与土壤Cd含量呈负相关。同时根据材料在不同浓度Cd积累情况,筛选出3份低Cd积累小麦,为进一步选育小麦籽粒低Cd积累品种奠定材料基础。     

Effects of Cadmium Stress on Physiological and Biochemical Characteristics and Agronomic Traits of Three Upland Cotton Cultivars

[Objective] To improve knowledge of the remediation of cadmium (Cd) contaminated soil, and provide a theoretical and practical basis for breeding of cotton cultivars. [Method] Three cotton cultivars, namely 'C184', 'Xiangzamian15 (XZM 15)', and 'Xiang419', were used as materials for the study. We compared and analyzed the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catalase (CAT), using an enzyme-linked immunosorbent assay, under treatment with different Cd concentrations. In addition, the Cd content of various plant organs and agronomic traits were assessed at all cotton growth stages. [Result] Antioxidant enzyme activity was inhibited by Cd treatment, especially that of POD. With increasing Cd concentration, the growth of cotton plants was restrained. The maximum inhibition on antioxidant enzyme activity and agronomic traits was attained at 5 mg·L^－1 Cd stress. However, CAT activity was maintained under Cd stress. [Conclusion] XZM 15 showed superior tolerance and accumulation capability for Cd than the other cotton cultivars studied.     

重金属镉对甜菜中几种微量元素吸收的影响特点

以甜菜作为供试材料,在营养液中添加不同浓度的Cd~(2+),研究重金属镉对甜菜微量元素营养吸收影响,为进一步研究镉污染对甜菜生长的影响提供基础数据,为甜菜安全生产提供科学依据。结果表明:(1)随着Cd~(2+)浓度增加,甜菜幼苗逐渐褪绿变黄,幼苗干鲜重降低;(2)镉胁迫后甜菜幼苗吸收Cd~(2+)浓度呈增加趋势;(3)在营养液中添加Cd~(2+),致使根、茎、叶中的硼、铜、锌、铁、锰、钼都发生不同程度的改变,其含量有的增加、有的减少。在营养液中由于镉元素的存在,影响甜菜的营养吸收,破坏了营养平衡致使甜菜生长发生改变,产生不同程度的危害。随着营养液中Cd~(2+)浓度增加,甜菜幼苗受到危害变重,镉影响明显。     

镉离子胁迫下钙镁离子对水稻种子萌发期耐镉性的影响

以西南地区主栽水稻品种Q优6号为材料,采用温室发芽试验,研究Cd^2+胁迫下Ca^2+、Mg^2+对水稻发芽率、生长量及根芽中镉含量的影响。结果表明:在1 mg·kg-1 Cd 2+浓度(简称1 Cd)胁迫下,随着Ca^2+浓度的增加,水稻发芽率、发芽指数逐渐增加,随着Mg^2+浓度的增加,水稻发芽率、发芽指数逐渐降低;在2 mg·kg^-1 Cd^2+浓度(简称2 Cd)胁迫下,Ca 2+使水稻发芽率、发芽指数均提高22.53%,随着Mg^2+浓度的增加,水稻发芽率、发芽指数先降低后增加。在1 Cd胁迫下,随着Ca^2+浓度的增加,水稻生物量逐渐增加,在2 Cd胁迫下,随着Ca^2+浓度的增加,水稻生物量逐渐降低;在1 Cd胁迫下,Mg^2+对水稻生物量生长的强弱关系为1 Cd+3 Mg>1 Cd+1 Mg>1 Cd+2 Mg;在2 Cd胁迫下,随着Mg 2+浓度的增加,水稻生物量逐渐增加。在1 Cd胁迫下,随着Ca^2+、Mg^2+浓度的增加水稻根系中Cd的含量先增加后降低,水稻芽中Cd含量均呈降低趋势;在2 Cd胁迫下,水稻根芽中Cd的含量均随着Ca^2+、Mg^2+浓度的增加而降低。因此,Cd^2+胁迫下添加Ca^2+、Mg^2+能够增加水稻发芽率、发芽指数、活力指数,增强水稻种子萌发期生物量与生长量,降低根系与芽中Cd的含量。     

稀土微肥对烟草镉胁迫的缓解效应

采用添加外源有效态Cd的土壤盆栽试验方法,研究稀土微肥对烟草生长发育及Cd吸收的阻止效应。结果表明：Cd胁迫抑制烟草的生长发育,降低N、P、K、Ca、Mg、Zn的吸收,促进Cu的吸收。施用稀土微肥0.4 g/kg土（相当于900 kg/hm²）,可缓解Cd胁迫对烟草生长发育及养分吸收的抑制作用,降低烟叶Cd含量,当Cd添加浓度为1.2 mg/kg时,中下部烟叶Cd含量较未施用稀土微肥处理降低19.7%。供试土壤条件下（未添加Cd）,施用稀土微肥0.4 g/kg土,降低烟草对Cd、Zn、Cu的吸收,促进烟草对K的吸收,上部烟叶和中下部烟叶Cd含量分别较对照降低23.4%和7.84%,K含量提高14.1%和9.51%。Cd在烟草中的分布规律为中下部叶＞上部叶＞烟秆。     

无性系金丝柳在北方典型镉污染土壤修复中的应用

为探究植物修复技术在镉(Cd)污染土壤中的应用特征及修复效果,以不同Cd污染程度的实际土壤为对象,通过扦插栽培的方式,对比金丝柳在不同Cd污染土壤中对Cd的耐受、富集、转移能力及修复效率。结果表明,随Cd污染浓度增加,无性系金丝柳地上和地下部生物富集系数(BCF)都增加,且地上部富集能力高于地下部,是地下部的3.56~7.28倍。当生长条件相同时,2年生金丝柳BCF和Cd含量都显著高于1年生,是1年生的1.66倍和1.47倍。由此可见,无性系金丝柳对Cd具有较高的耐受性和累积能力,且生长时间越长,从土壤中吸收的Cd相对越多。而在2种Cd污染土壤中,无性系金丝柳都倾向于将部分Cd转运到地上部来缓解Cd的毒性,且地上各部位相较于根部具有更大的Cd容量。在重度污染土壤中金丝柳枝、叶、茎和根部Cd去除量分别是中度污染土壤中的1.01、1.34、1.93、3.47倍,因此在重度Cd污染土壤中无性系金丝柳能去除更高量的Cd,具有较高的Cd提取量和累积能力。综上所述,无性系金丝柳具有较高的耐受性和累积能力,在较高Cd污染土壤中能去除更高量的Cd,具有修复中重度Cd污染土壤的能力。     

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。     

重金属富集植物黑麦草对锌、镉复合污染的响应

采用盆栽试验研究了锌、镉单一及复合污染对重金属蓄集植物黑麦草生长、叶绿素、抗氧化酶活性、锌及镉吸收的影响。结果表明,锌、镉及复合污染对黑麦草生物量存在不同程度的抑制作用。锌、镉及复合污染均明显降低了黑麦草叶绿素含量,提高了叶片POD、SOD的活性。黑麦草吸收的锌、镉主要集中在植株地上部。以锌、镉复合污染的处理植株抗氧化酶POD、SOD活性最强,对锌、镉的吸收量最大,其地上部锌、镉含量分别达到（3108.72、73.97 mg/kg）。黑麦草存在作为土壤重金属锌、镉复合污染植物修复材料的潜力。