两种基因型龙葵对镉胁迫的生理响应及镉吸收差异

采用盆栽试验,通过研究不同浓度镉（0、5、25、50、100μg·g-1）胁迫下红果龙葵和少花龙葵幼苗根、茎和叶的生物量变化、镉吸收量、镉转移率、镉富集系数和叶片抗氧化酶（SOD、POD）活性、叶片可溶性蛋白和游离脯氨酸含量等指标的变化,比较2种基因型龙葵富集镉的差异。结果表明,2种基因型龙葵富集重金属镉存在明显差异。与对照相比,在Cd胁迫浓度≥25μg·g-1时,2种龙葵的生物量显著下降（P〈0.05）,而少花龙葵的下降趋势较红果龙葵小;随着Cd胁迫浓度的增加,2种龙葵根、茎和叶的Cd吸收量显著上升（P〈0.05）,且根部Cd含量高于茎和叶,而少花龙葵的根、茎和叶中的Cd含量均高于红果龙葵,2种龙葵的镉转移率和富集系数除5μg·g-1Cd胁迫外,均小于1,且少花龙葵对镉转移率和镉富集系数均大于红果龙葵。2种龙葵叶片可溶性蛋白、游离脯氨酸含量以及抗氧化酶（SOD、POD）活性均表现为先上升后下降,均表现为少花龙葵上升幅度大而下降幅度较小。综合各项指标表明,2种龙葵均不是Cd的超积累植物,少花龙葵的耐Cd胁迫能力较红果龙葵强。     

不同光强下龙葵对镉的吸收积累及生理响应

采用土培方法探讨了不同光强（自然光和50%遮光）和镉（Cd）不同添加量（0、 25、 50、 75和100 mg/kg）复合处理下,龙葵对Cd的吸收累积特征,超氧化物歧化酶（SOD）、 过氧化物酶（POD）、 过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性以及叶绿素、 丙二醛（MDA）、 谷胱甘肽（GSH）和植物螯合肽（PCs）含量等的变化特征。结果表明, 自然光条件下龙葵叶绿素b、 叶绿素a+b以及地上和地下部Cd富集量均显著低于遮光处理; 叶和根的SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下随土壤Cd添加量的增大先升后降,而在遮光处理下则持续升高; 除Cd 25 mg/kg处理时根POD及叶CAT活性在不同光强处理下没有显著差异外,其余Cd添加量处理下SOD、 POD、 CAT和APX活性在自然光条件下均显著高于遮光处理; 自然光条件下龙葵叶和根的MDA含量显著高于遮光处理,而叶和根的GSH含量和叶中PCs含量均显著低于遮光处理。研究结果表明,遮光环境促进了龙葵对Cd的富集,并且减轻了Cd对龙葵的氧化胁迫。     

镉对龙葵种子萌发及子叶抗氧化酶活性的影响

龙葵（Solanum nigrumL.）是Cd超累积植物,可用于植物冶金和Cd污染土壤的植物修复。超累积植物的生理基础研究有助于提高其对Cd的富集效率。龙葵种子在含有不同浓度CdCl（20、30、50、100、150、200μmol·L-1和300μmol·L-1）的琼脂培养基上萌发7d。结果表明,龙葵在200μmol·L-1和300μmol·L-1Cd时发芽率显著降低,而低浓度Cd（30～150μmol·L-1）胁迫下无显著差异;在Cd≥30μmol·L-1时,活力指数、发芽势均显著降低,幼苗的生长受到显著抑制。幼苗生长分析表明：在30～150μmol·L-1Cd处理下根长下降约17%～35%,显著低于200～300μmol·L-1Cd处理（下降79%～90%）;株高随Cd浓度的升高逐渐下降。子叶抗氧化酶活性分析表明：100～150μmol·L-1Cd胁迫下,CAT和APX活性显著上升;在Cd胁迫下,SOD活性降低但维持在较高的活性水平。表明龙葵幼苗能忍耐小于150μmol·L-1Cd,抗氧化酶活性在抵抗Cd毒害方面发挥重要作用。     

镉胁迫对龙葵镉的吸收积累及生理响应的影响

为揭示镉(Cd)富集植物龙葵的Cd吸收、积累与光合生理特性间的相关性,采用室内盆栽试验,在不同Cd添加水平下(0,2,5,10,20mg/kg,分别记为Cd0、Cd2、Cd5、Cd10、Cd20),研究了龙葵对重金属Cd的吸收、积累特性及生理响应。结果表明:龙葵对Cd有极强的耐性,在Cd浓度为20.0mg/kg的污染土壤中仍能正常生长;Cd≤10.0mg/kg的污染土壤中龙葵对Cd的富集、转运系数均大于1;但Cd20处理龙葵对Cd的富集和转运能力显著下降。Cd在龙葵中的分布为地上部地下部,并且各处理(Cd0、Cd2、Cd5、Cd10、Cd20)龙葵地上部Cd的积累量也显著高达地下部Cd积累量的10~15倍。同时,随土壤Cd浓度增加不仅引起龙葵对重金属Cd的吸收、转运的变化,也会引起龙葵光合生理指标的相应变化,当土壤Cd含量增加到10mg/kg时,龙葵地上部旗叶光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)最强,显著高于Cd0、Cd2、Cd5处理(p0.05)23.71%~79.80%,当土壤Cd含量持续增加,龙葵的光合强度呈显著下降的趋势。龙葵吸收Cd主要受植物外部因素土壤Cd浓度(SCCD)的影响,与Pn、Tr和Gs等内部因素并无显著相关性。因此,试图通过对龙葵的光合生理调控实现提高龙葵对Cd的吸收、积累并不能达到理想的效果,对揭示龙葵富集Cd的机理及调控机制还需进一步的研究。     

镉对龙葵幼苗生长和生理指标的影响

采用营养液培养法研究了镉胁迫条件下龙葵幼苗生长、生理响应及镉积累特性。结果表明,镉胁迫下,龙葵幼苗生长受到一定程度的抑制,并且具有浓度效应和时间效应。镉胁迫还导致龙葵叶片色素含量下降。叶绿素a、b和类胡萝卜素平均含量在高浓度镉（150μmol·L^-1）处理条件下分别较对照降低55．5％、63．9％和43．3％。低浓度镉（25μmol·L^-1）处理15d内显著促进龙葵幼苗根系活力,平均根系活力较对照上升10．4％,而高浓度镉处理下,根系活力呈现先升后降的趋势,镉处理10d之后达到峰值;随着镉浓度的升高和胁迫时间的延长,龙葵幼苗叶片相对电导率、丙二醛（MDA）含量和渗透调节物质均呈现显著上升趋势。相对于对照植株,低浓度镉处理下龙葵叶片平均相对电导率、MDA含量、可溶性糖和脯氨酸含量上升17．7％、117．7％、5．6％和95．3％,而高浓度镉处理下上升幅度更大,分别为39．0％、194．6％、56．3％和758．0％。从积累部位来看,镉主要积累在龙葵幼苗地上部,镉含量由高到低依次为叶片〉茎〉根系,高浓度镉胁迫20d之后根茎叶镉含量为5d时的1．73、1．49和1．40倍,分别为1287．25、1718．14和2385．27μg·g^-1DW。     

不同氮肥水平下玉米与龙葵竞争吸收镉的差异性研究

【目的】 研究不同氮肥用量处理对玉米镉 (Cd) 积累的影响及其生理响应机制,为今后利用玉米–龙葵间作模式进行植物修复时合理使用氮肥、减少修复成本及环境污染奠定基础。 【方法】 以Cd超积累植物龙葵 (Solanum nigrum L.) 与玉米为供试材料,取Cd污染浓度为2.79 mg/kg的供试土壤,采用温室盆栽试验,设置玉米单作及玉米、龙葵竞争模式下3个不同氮肥用量处理,分别为不施肥、N 0.1 g/kg、N 0.2 g/kg,研究施氮量对玉米、龙葵的生长以及各器官吸收积累Cd的影响。 【结果】 施用氮肥能提高玉米和龙葵各器官的生物量,且随着施氮量的增加龙葵和玉米的生物量均显著性增加,高施氮量处理下龙葵根、茎、叶、籽粒生物量增量最大,分别增加了47.2%、51.0%、25.3%、63.2%;玉米根、茎、叶、籽粒生物量分别增加了35.5%、17.0%、76.2%、112%。不同氮肥用量处理下,龙葵各器官中Cd含量显著性增加,同时与其竞争的玉米各器官Cd含量显著性下降。玉米与龙葵竞争模式下高施氮量处理的龙葵根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别增加了23.2%、41.2%、12.3%、45.3%;玉米根、茎、叶、籽粒中Cd含量分别下降了49.2%、38.0%、42.8%、19.5%。高施氮量处理下,龙葵各器官Cd累积量显著性增加,根、茎、叶、籽粒中Cd累积量分别增加85.6%、88.4%、131%、159%;同时玉米各器官Cd累积量显著性降低,茎、叶、籽粒中Cd累积量分别下降12.2%、34.8%、79.5%。高施氮量处理下,玉米与龙葵竞争模式下龙葵富集系数增加113%,转运系数增加15.1%;玉米的富集系数降低25.7%,转运系数降低15.2%。玉米与龙葵竞争模式下,随着施氮量的增加,龙葵对Cd的吸收转运能力增强,玉米对Cd的吸收转运能力受到抑制。因此,Cd污染土壤中,通过玉米–龙葵间作处理并适当提高施氮量,能够促进龙葵的生长和地上部Cd的积累能力。这一研究结果旨在为修复污染土壤,提高修复效率以及保证农产品质量安全提供理论依据。 【结论】 玉米与龙葵竞争模式下,0.2 g/kg的施氮量能够促进龙葵对Cd的吸收转运,降低Cd在玉米各器官的累积,并提高Cd污染土壤的修复效率,达到边生产边修复的目的。      

少花龙葵种间嫁接后代对小白菜生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,将茄子、土豆、番茄作为砧木嫁接的少花龙葵后代与小白菜混种,研究了镉胁迫条件下(10 mg kg~(-1)),少花龙葵种间嫁接后代对小白菜生长及镉积累的影响。结果表明:混种少花龙葵种间嫁接后代均能提高小白菜的生物量和叶绿素含量,其大小顺序均为:混种茄子砧木的少花龙葵嫁接后代混种土豆砧木的少花龙葵嫁接后代混种未嫁接少花龙葵混种番茄砧木的少花龙葵嫁接后代单种。同时,混种少花龙葵种间嫁接后代也能提高小白菜根系镉含量、地上部分镉含量及整株镉含量。混种小白菜后,番茄砧木嫁接的木少花龙葵后代的地上部分生物量、地上部分镉含量及地上部分镉积累量较未嫁接少花龙葵均有所提高,分别较未嫁接少花龙葵提高了7.73%、7.54%和15.84%,其余的处理则提高不明显或低于未嫁接少花龙葵。因此,少花龙葵不适合混种镉污染条件下的小白菜,但番茄作为砧木嫁接的少花龙葵后代能够提高少花龙葵对土壤镉污染的修复能力。     

混种少花龙葵嫁接后代对镉胁迫枇杷幼苗光合生理的影响

采用盆栽试验,将4种少花龙葵嫁接后代分别和枇杷(大五星枇杷和川早枇杷)幼苗混种于镉含量为10 mg/kg的污染土壤中,研究了混种对两种植物光合生理的影响。结果表明:混种后,枇杷幼苗相应的叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度及可溶性糖含量均高于单种,叶表面蒸汽压亏缺降低;少花龙葵嫁接后代相应的SPAD值和净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度、气孔导度均高于单种,其可溶性糖含量较单种有所降低,混种大五星枇杷的少花龙葵嫁接后代的叶表面蒸汽压亏缺高于其单种,但混种少花龙葵嫁接后代的川早枇杷叶表面蒸汽压亏缺低于其单种。因此,少花龙葵嫁接后代混种枇杷可提高两种植物的光合作用,进而可促进两种植物的生长。     

锌镉超富集植物滇苦菜中碳酸酐酶对镉的响应

A number of higher plants are able to hyperaccumulate cadmium(Cd). However, it is unknown whether cadmium(Cd) plays a biological functional role in the carbonic anhydrase(CA) of hyperaccumulators. A hydroponic experiment was conducted to explore the potentially physiological function of Cd in CA and the accumulation and tolerance of Cd in the Zn/Cd hyperaccumulator Picris divaricata Vant. P. divaricata was exposed to nutrient solutions with six Cd concentrations(0, 5, 10, 25, 50 and 75 μmol L~(-1)). After 12 d, plants were harvested for the analysis of plant biomass, Cd concentration and CA activity. The Cd concentrations in plant increased with the increasing Cd in nutrient solution, reaching 640 and 3 100 mg kg~(-1) in shoot and root, respectively, at the 75 μmol L~(-1) Cd treatment. Meanwhile, plant growth was enhanced by the Cd treatments at 5–25 μmol L~(-1), but it was significantly inhibited when the plants were exposed to solutions with higher Cd concerntrations(50 and 75 μmol L~(-1)). Exposure to Cd significantly increased the CA activity in P. divaricata, which reached a maximum value of 21.27 U mg~(-1) proteins at the 25 μmol L~(-1)Cd treatment, and the CA activity and shoot Cd concentration were positively correlated at solutions Cd of ≤ 25 μmol L~(-1). Moreover, two protein bands appeared on the denatured gel electrophoresis of purified CA, indicating that P. divaricata may have CA isomers with their respective molecular weights at around 60 and 55 k Da, at least one of which is Cd-bound. In addition, trace amounts of Cd in purified CA significantly increased with the supplied Cd concentration in nutrient solution(5–25 μmol L~(-1)). The results suggested that Cd may play a biological role by enhancing the activities and forming the active Cd-specific CA in the hyperaccumulator P. divaricata.     

镉对超富集植物圆锥南芥氮素代谢的影响研究

采用土培方法,研究了不同Cd添加(01、02、04、08、01、60和240 mg kg-1)对超富集植物圆锥南芥叶片中氮素含量以及氮代谢关键酶活性的影响。结果表明,随着Cd添加浓度的增加,圆锥南芥的生物量、叶片数、直径长以及Cd含量均呈增加趋势。Cd添加浓度为240 mg kg-1时,生物量增加了137%,叶片数增加了1.02倍,直径较对照增加了130%,叶片中Cd含量达到451 mg kg-1。NO3--N和NH4+-N呈先降低后升高的变化趋势,在Cd浓度为240 mg kg-1时,达最大值。在Cd处理浓度为102、04、08、0 mg kg-1时,NO3--N和NH4+-N含量间无显著性差异(p>0.05)。在Cd添加浓度为240 mg kg-1时,硝酸还原酶(NR)活性只相当于对照的67%,与对照间的差异显著。在Cd处理浓度为10~160 mg kg-1时,NR活性与对照间无显著性差异(p>0.05)。谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性以及可溶性蛋白质含量在Cd处理浓度为10~240 mg kg-1时,与对照间无显著性差异(p>0.05)。谷氨酸脱氢酶(GDH)活性呈先升高后降低的变化趋势。游离脯氨酸含量在Cd浓度为102、0、408、01、602、40 mg kg-1时,分别为对照的0.67倍1、.29倍1、.54倍、2.38倍、2.54倍、1.14倍。     

油菜素内酯对龙葵幼苗Cd毒害耐受性的影响

以重金属超富集植物龙葵为试验材料,分析了油菜素内酯(BR)对幼苗镉(Cd)毒害耐受性影响的生理机制。Cd毒害导致龙葵幼苗出现氧化伤害,同时降低了幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性。表油菜素内酯(eBL,人工合成的BR)处理增加了龙葵幼苗对Cd毒害的敏感性,与eBL处理的结果相反,施用油菜素唑(Brz,BR合成的特异性抑制剂)增加了Cd毒害下龙葵幼苗的抗氧化酶活性,降低了ROS的累积,减少了幼苗的氧化伤害。Brz处理后幼苗株高和根长较Cd处理的对照分别增加29%和28%,MDA水平和Evans blue染色程度较Cd处理的对照分别降低37%和20%,进一步证明BR增加了Cd毒害下龙葵幼苗的氧化伤害,从而加重了Cd胁迫对幼苗生长的抑制作用。表明BR通过降低龙葵幼苗的抗氧化能力,增加了幼苗对Cd毒害的敏感性。     

铅胁迫下接种AM真菌对龙葵根际土壤微生物群落代谢特征的影响

为从微生态角度探索接种AM真菌对铅污染根际土壤微生物群落代谢特征的影响,以摩西管柄囊霉（Funneliformis mosseae）和幼套近明囊霉（Claroideoglomus etunicatum）为接种菌剂,在温室盆栽条件下以Pb⁴⁺含量为0 mg·kg^-1、200 mg·kg^-1、400 mg·kg^-1和800 mg·kg^-1土壤种植龙葵（Solanum nigrum）10周后采集根际土壤,采用Biolog微平板法测定龙葵根际土壤微生物群落的代谢变化。结果表明：1）微生物平均代谢活性（AWCD）随铅浓度增加呈降—升—降趋势;接种AM真菌显著提高了铅胁迫下根际土壤微生物的AWCD值,仅中浓度（400 mg·kg^-1）下未达显著差异。2）中浓度铅处理能显著提高根际土壤微生物对糖类及其衍生物、氨基酸类、脂肪酸和脂类及代谢产物类四大类碳源底物利用能力;接种AM真菌,高浓度（800 mg·kg^-1）铅处理显著提高了根际土壤微生物对氨基酸类底物的利用能力。3）铅胁迫下接种AM真菌提高了根际土壤微生物多样性指数,在中浓度下丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数均达显著水平。4）主成分分析显示,代谢产物类在PC1和PC2中种类最多,分别为6种和4种;糖类及其衍生物在PC3中种类最多（5种）。5）在铅胁迫和接种AM真菌共同作用下,微生物碳源利用主要受铅浓度调节,并且二者对微生物碳源利用具有显著交互效应。综上可知,接种AM真菌能够提高铅胁迫下龙葵根际土壤微生物多样性指数,增强根际土壤微生物对碳源底物的利用能力。该研究为进一步探究AM真菌强化植物联合修复技术提供了依据。     

New sources of resistance to race Ro1 of the Golden nematode (Globodera rostochiensis Woll.) among reputed duplicate germplasm accessions of Solanum tuberosum L. subsp. andigena (Juz. et Buk.) Hawkes in the VIR (Russian) and US Potato Genebanks

Cultivated Solanum tuberosum L. subsp. andigena is well known as a rich source of valuable traits for potato breeding, especially for resistance to diseases and pests. The golden potato cyst nematode, Globodera rostochiensis Woll., is considered to be one of todays most serious hindrances to potato production in Europe and North America. Thus, the breeding of new cultivars that have resistance to PCN is of great importance. The USPG (USA) and VIR (Russian) potato genebanks, as well as others, maintain many samples of primitive cultivated and wild potato species originating from Latin America. Many of these samples are assumed to be genetically duplicated because the material in both genebanks came from the same original source. A joint investigation of new genotypes of subsp. andigena forms resistant to potato cyst nematode (PCN) was carried out on samples of subsp. andigena at VIR with reputed duplicate samples at USPG. After careful screening, 14 samples which possessed resistance to PCN were identified. A high level of this resistance was transmitted to sexual progeny at a high frequency for all of the selections. Eleven of the accessions found to be resistant have reputed duplicates in USPG that were not previously known to be resistant. Thus, this research not only broadens the choice of parents available for resistance breeding, but identifies model materials for future research to test the parity of PCN resistance among reputed duplicate samples in the two genebanks.     

Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响

本研究以龙葵为试验材料,采用水培方法分析了补充Fe对龙葵幼苗Zn毒害耐受性的影响。结果表明,补充200μmol.L 1Fe-EDTA提高了龙葵幼苗对Zn毒害的耐受性。400μmol.L 1ZnCl2处理导致龙葵幼苗株高、根长和叶绿素含量显著减少,并引起H2O2的积累。补充Fe后,植株生长状况得到明显改善,SOD、CAT和APX基因的表达和酶的活性显著提高。同时RT-PCR结果显示,补充Fe后,FeSOD2和CAT1基因的表达明显升高。这些结果表明,Zn毒害对龙葵幼苗生长发育的影响很大程度上可能是由于Zn毒害引起的缺Fe导致的;Zn毒害条件下补充Fe可以通过提高FeSOD2和CAT1基因的表达,提高抗氧化酶的活性,降低ROS的水平,降低植株的氧化伤害。本研究为进一步研究植物响应Zn毒害的生理分子机理,以及植物修复技术的实际应用提供了理论基础。     

刺萼龙葵土壤种子库特征及其对替代控制的响应

土壤种子库在退化生态系统植被的恢复和演替中起重要作用,为明确外来入侵植物刺萼龙葵（Solanum rostratum Dunal.）土壤种子库特征,评价植物替代控制刺萼龙葵的效果,调查了河滩及农田边缘两个典型生境中的刺萼龙葵土壤种子库特征,分析了刺萼龙葵种子在土壤中的垂直分布与季节变化动态,并利用多种多年生禾本科与豆科牧草对刺萼龙葵进行替代控制研究,以期为刺萼龙葵生态调控提供理论依据。结果表明：1）两个生境中共鉴定出23种植物,禾本科和菊科为优势科;河滩及农田边缘刺萼龙葵种子总储量分别达347粒·m^-2和2 600粒·m^-2,占整个种子库的2.46%及35.16%。2）河滩生境中刺萼龙葵种子多集中于表层（0~2 cm）土壤,占种子总量的64.3%,且随土层深度的增加而减少;而农田边缘生境0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm 3层种子数量差异不大（P>0.05）,分别占种子总量的32.7%、38.2%及29.1%。3）两个生境中刺萼龙葵种子主要集中于4月份采集的土样中,分别为273粒·m^-2（河滩）和1 970粒·m^-2（农田边缘）,显著高于6月份与8月份采集的土样种子数（P<0.05）;4）从替代控制第2年起,刺萼龙葵的密度、生物量及土壤种子储量即被控制在较低水平,均显著低于同期对照（P<0.05）,沙打旺+苇状羊茅+冰草+羊草组合对刺萼龙葵控制效果最佳,同时还可获得牧草鲜重20 396.1 kg·hm^-2,干重7 710.6 kg·hm^-2（2017年）,经济效益可观。5）刺萼龙葵种子库与刺萼龙葵密度（P<0.01）、生物量（P<0.05）呈正相关,牧草产量与刺萼龙葵种子库储量、密度、生物量均呈负相关,但相关性不显著（P>0.05）;降雨显著影响刺萼龙葵种子库储量（P<0.05）,可用幂函数模型y=2.619x^0.001（R²=0.822,F=18.486,P=0.013）描述二者之间的关系。     

紫苏叶片响应镉胁迫的蛋白质差异表达分析

为阐明紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]响应镉胁迫的分子机制,应用营养液加镉法,采用蛋白质组学技术分析了紫苏叶片响应镉胁迫3周的蛋白质表达差异。结果表明,镉胁迫下紫苏叶片有25个蛋白发生差异表达,其中20个蛋白质得到LC-MS/MS鉴定:光合作用相关蛋白3个,能量代谢相关蛋白11个,胁迫相关蛋白1个,蛋白质代谢相关蛋白2个,基因表达相关蛋白1个,结构蛋白1个,生物合成与解毒相关蛋白1个。在浓度为2.0 mg·kg-1、5.0 mg·kg-1、10.0mg·kg-1镉胁迫下,紫苏叶片中ATP合成酶、丝氨酸羧肽酶、植物细胞色素P450均上调表达,Rubisco大亚基、核糖体蛋白S3和肌动蛋白表达均下调。光合系统Ⅱ稳定/装配因子HCF136及胁迫反应蛋白乙酰辅酶A硫酯酶在低浓度镉(2 mg·kg-1)处理下表达上调,在高浓度镉(5 mg·kg-1,10 mg·kg-1)处理下表达下调;磷酸核酮糖激酶/尿苷激酶家族蛋白在2 mg·kg-1和5 mg·kg-1镉处理时表达上调,10 mg·kg-1镉处理时不变;逆转录转座子蛋白在10 mg·kg-1镉处理时表达下调。可见,紫苏叶片通过增强能量代谢、降低光合作用、改变蛋白代谢与基因表达和提高解毒能力,增强了镉耐性。     

籽粒硫苷特性对甘蓝型油菜吸收积累Cd的影响

油菜对Cd的吸收转运不仅受外源S供应的影响,且与自身S代谢关系非常密切。硫苷是影响油菜品质的重要含S次级代谢产物,而油菜籽粒硫苷含量能较好地表征油菜的硫苷特性。为了解油菜硫苷特性与油菜吸收积累Cd之间的关联,通过Cd污染土壤的大田试验,研究了不同硫苷特性甘蓝型油菜的Cd吸收积累特性。结果表明,初花期高、低硫苷油菜不同器官间Cd含量皆为根叶茎,成熟期皆为茎根壳籽粒。初花期高硫苷与低硫苷油菜对Cd的吸收积累无显著差异;而成熟期高硫苷油菜对Cd的吸收积累显著低于低硫苷油菜,高硫苷油菜成熟期根、茎、壳、籽粒Cd含量分别为3.90 mg?kg?1、4.50 mg?kg?1、0.97 mg?kg?1、0.17 mg?kg?1,低硫苷油菜则分别为4.57 mg?kg?1、5.20 mg?kg?1、1.32 mg?kg?1、0.29 mg?kg?1,比高硫苷油菜分别高17.18%(P0.05)、15.56%(P0.05)、36.08%(P0.05)、70.59%(P0.05)。成熟期高硫苷油菜壳/茎、籽粒/壳Cd转运系数分别为0.22和0.17,而低硫苷油菜分别为0.25和0.23,比高硫苷油菜分别高13.64%(P0.05)和35.29%(P0.05)。高硫苷油菜显著抑制了Cd从茎向其上位器官(壳、籽粒)的转运。研究结果还表明,低硫苷油菜与高硫苷油菜对污染土壤Cd的单季净化率分别仅为0.90%和0.76%,作为修复Cd污染土壤的富集植物,其净化效率皆有待提高。     

Growth of Lumbricus terrestris and Aporrectodea caliginosa in an acid forest soil, and their effects on enchytraeid populations and soil properties

A laboratory experiment was carried out to test the hypothesis that the earthworms Lumbricus terrestris and Aporrectodea caliginosa are able to maintain their populations and reproduce in the acid forest soil of a deciduous forest where no lumbricids were found in the field. The experiment was conducted in 45-l containers in which layers of mineral subsoil, humus and organic topsoil collected from the site were established. Both species survived and at least L. terrestris reproduced during the 60 weeks’ incubation. Burrows and middens of L. terrestris were recorded and quantities of litter were consumed. The presence of lumbricids increased the organic matter content of humus, reduced the acidity of the topsoil and humus layers, and suppressed the population of the enchytraeid Cognettia sphagnetorum. A dense population of Enchytraeus albidus was found in L. terrestris middens. It is concluded that edaphic factors do not explain the absence of earthworms, but isolation from cultural landscapes and lack of opportunity to colonize the site from the surroundings is the decisive factor.     

褪黑素对大头菜幼苗生长及镉积累的影响

通过盆栽试验,研究了Cd污染条件下,不同浓度褪黑素喷施对大头菜幼苗生长及Cd积累的影响。结果表明,浓度50、100和150μmol/L的褪黑素增加了大头菜幼苗的根长、根系体积、株高、块根直径和块根长度,也增加了其根系、块根、地上部分及可食用部分的生物量,而浓度为200μmol/L的褪黑素则降低了大头菜幼苗的这些指标。不同浓度的褪黑素处理均提高了大头菜幼苗的光合色素(叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素)含量及抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,并降低了大头菜幼苗根系、块根、地上部分和可食用部分的Cd含量。随着褪黑素浓度的增加,大头菜幼苗各器官的Cd含量呈降低的趋势。因此,喷施褪黑素能够促进大头菜幼苗生长,降低其对Cd的积累。