姜花在Cu胁迫下的耐性机理研究

采用模拟湿地盆栽试验,研究了姜花在Cu胁迫下的积累、分布、化学形态和富集能力.结果表明:(1)姜花对Cu的积累能力随Cu处理浓度的增加而增大,但各部位对Cu的积累具有明显的差异性.当Cu处理浓度≤150mg·kg~(-1)时,其积累能力表现为根>叶>茎;当Cu处理浓度≥200 mg·kg~(-1)时,其积累能力表现为叶>根>茎.(2)Cu在姜花叶片细胞中的分布具有选择性,其主要分布位点为细胞可溶性部分和细胞壁部分,而在细胞器中Cu的含量较低.(3)Cu在姜花根、茎和叶中赋存的化学形态有明显差异.在根部,Cu的化学形态主要以乙醇提取态和水提取态为主;在茎部,Cu均以氯化钠提取态为主;而叶部Cu主要以活性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.(4)姜花对Cu具有一定的富集能力,但富集能力不强,当Cu浓度达到400mg·kg~(-1)以上时,姜花植株便出现了较明显的毒害症状并随之死亡,因而姜花尚未达到超富集植物的标准.可见,姜花在Cu胁迫下具有一定的耐受性,分布选择性和富集能力,将其运用于湿地Cu污染修复中,将极大地缓解重金属Cu污染给环境带来的压力.     

NTA对玉米体内Cu Zn的积累及化学形态的影响

在重金属污染土壤的植物修复研究中,人工合成络合剂被广泛用来提高植物提取效率。通过向多金属复合污染土壤中加入氨三乙酸（NTA）进行螯合诱导植物提取的研究,并运用化学试剂逐步提取法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn化学形态分布的影响。结果表明,Cu和Zn在玉米体内化学形态分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属化学形态的分布。玉米根中,Cu和Zn以水提取态为主,有利于金属离子从根部向地上部迁移;在茎和叶中,以氯化钠提取态、醋酸提取态和水提取态为主要形态,以多种有机螯合物的形式存在,是其耐受重金属毒性的重要机理之一。     

铜在狐尾藻中的积累及亚细胞分布和化学形态

为探索狐尾藻对重金属铜的积累和耐性机制,本研究通过水培试验,研究不同浓度铜处理（0、20、50 mg·L^-1）对狐尾藻（Myriophyllum spicatum L.）生长生理特性以及叶片表皮细胞形态的影响,分析各器官中铜吸收转运及铜在各组织器官亚细胞中的分布和化学形态。结果表明：各浓度铜处理下狐尾藻均能存活,但铜浓度高于50 mg·L^-1时,狐尾藻根、茎、叶生物量相比对照（铜 0 mg·L^-1）处理降低53.48%、36.99%和32.22%。铜处理后,狐尾藻根、茎和叶铜含量分别为11.81~186.34、1.32~7.89、2.11~11.99 mg·kg^-1,根系中铜含量均高于叶片和茎部。铜在狐尾藻中的亚细胞分布主要位于根、茎、叶的细胞壁部分（36.49%~49.61%、45.44%~49.92%、41.45%~55.92%）,其次是可溶性组分（21.65%~25.99%、23.03%~27.65%、18.01%~34.63%）。狐尾藻中铜的赋存化学形态以盐酸提取态、醋酸提取态和乙醇提取态为主,所占比例为76.34%~86.67%,均是活性较低的形态。因此,狐尾藻是铜富集较好的植物,其根部的耐性大于茎、叶。铜以吸附态或蛋白质、果胶酸盐等低活性形态赋存于细胞壁或可溶性组分（液泡）中是狐尾藻积累和耐受铜的重要机制。     

镉在黄瓜幼苗中的化学形态及亚细胞分布

为探究黄瓜幼苗对镉的吸收累积特性,将黄瓜幼苗置于6种镉浓度梯度(0、10、50、100、200、300μmol·L~(-1))营养液中培养17 d,测定黄瓜幼苗地上部和根部的镉含量以及镉在叶片的亚细胞分布和其化学形态分布。结果表明:随镉浓度升高,转移系数逐渐降低,黄瓜由根向地上部对镉的转运能力减弱。时间或浓度处理均会显著增加黄瓜叶片各亚细胞组分镉含量,镉的富集比例趋势表现为可溶性部分细胞壁细胞器,其中可溶性部分镉含量占44.88%～84.94%,远大于细胞器(3.10%～17.05%)与细胞壁(11.20%～39.66%)。相同时间下,随镉处理浓度的增加,镉在细胞壁组分占比先升高后降低,可溶性部分镉的占比先降低后升高。同时随着处理时间延长,细胞壁组分镉占比降低,可溶性部分镉占比升高。黄瓜叶片中NaCl提取态镉占比最高(33.69%～54.23%),但随着镉浓度提高,乙醇提取态、H2O提取态镉占比升高。当镉浓度达到300μmol·L~(-1)时,黄瓜叶片中的镉形态以乙醇提取态、H2O提取态和NaCl提取态占优势。总的来看,在器官水平上,黄瓜通过限制镉由根部向地上部传递的方式,降低镉对黄瓜地上部的毒害;亚细胞水平上,细胞壁对镉的吸持和液泡区室化是黄瓜对镉胁迫下的重要解毒方式,其中以液泡的区室化占主导位置;在化学形态分布上,镉的化学形态转化也是黄瓜应对镉胁迫的重要耐性策略。     

侧柏和国槐叶片中铅的化学形态与分布研究

为了解铅在植物体内的迁移转化规律,采用盆栽试验,结合细胞组分分离和化学形态提取技术,研究了不同外源铅浓度处理下(CK 0 mg·kg-1,A 300 mg·kg-1,B 500 mg·kg-1,C 1000 mg·kg-1,D 2000 mg· kg-1)侧柏和国槐不同器官的铅含量及其在两种植物叶片细胞中的分布和化学结合形态.结果表明:在铅胁迫下,侧柏和国槐的生物量均发生显著变化;两种植物体内的铅随着外源铅浓度的增加而显著增加,且主要分布在根部.侧柏和国槐叶片亚细胞中铅的含量分布及结合形态存在差异.细胞壁是铅在侧柏和国槐叶片细胞内的主要分布位点,其次是细胞核部分和叶绿体线粒体部分,可溶性部分最少,随着外源铅浓度的增加,细胞核部分的分配增加,可溶性部分减少,但侧柏叶片中细胞壁部分所占比例大于国槐叶片中细胞壁部分的百分率.两种植物叶片内均以NaC1提取态、HAc提取态和HC1提取态铅为主导形态,水和乙醇两种提取态铅的分配很少;随着外源铅浓度的增加,侧柏叶片中NaC1提取态铅先增加后减少,国槐叶片中NaC1提取态铅所占百分率不断增加.侧柏对铅的耐受能力强于国槐.     

铜处理对‘凤丹’根系丹皮酚积累与分布的影响

采用土培试验,通过提高土壤生物有效性铜含量,研究不同含量(0、150、500、1 000、1 500 mg.kg-1)铜处理对‘凤丹’根系中铜和丹皮酚的含量、存在形态和分布特征的影响。结果表明:500 mg.kg-1铜处理对‘凤丹’根系中丹皮酚的合成具有促进作用;而当铜处理浓度过高时,则抑制丹皮酚在根系的积累。铜处理后,‘凤丹’根系中丹皮酚主要分布在韧皮部,栓皮层和木质部含量较少;而铜主要分布在栓皮层。采用逐级提取法,对根系内不同形态铜进行逐步提取,结果显示,不同浓度铜处理下铜在‘凤丹’根中存在的化学形态以NaCl提取态铜为主,其次是去离子水提取态铜和HCl提取态铜;而丹皮酚主要存在于80%乙醇提取液中。     

紫鸭跖草细胞中铜的分配和化学形态特征研究

[目的]为从Cu在组织细胞中的分配特征和结合形态的角度揭示紫鸭跖草超积累Cu的机理。[方法]利用差速离心技术研究Cu在紫鸭跖草中的亚细胞分配特征,并运用化学试剂顺序提取法和酶解法研究Cu在紫鸭跖草根和叶中的赋存形态。[结果]根部Cu的分布位点主要是细胞壁,占根部全Cu的1/3以上;而叶部以叶绿体中的Cu占叶片全Cu的比例较大,约为1/4。在高浓度Cu处理或处理时间延长的情况下,根细胞中Cu向细胞壁的分配增多,向质体中的分配减少;而叶细胞中Cu向叶绿体中的分配增多,向细胞壁的分配减少。叶片中Cu主要与氨基酸、小分子色素、蛋白质、多糖等结合;而根部Cu主要与纤维素、膜结合蛋白等细胞壁物质结合。[结论]Cu在细胞内的分配和存在形态可能是紫鸭跖草超积累Cu的重要机理之一。     

造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态研究

为探究造纸废水灌溉下芦苇体内铜化学形态的分布,采用模拟湿地试验,研究了不同造纸废水浓度灌溉下芦苇各部位(根、茎、叶、穗)中铜化学形态(乙醇、水、氯化钠、醋酸、盐酸提取态)分布特征以及芦苇生长期(发芽期、展叶期、快速生长期、抽穗期、成熟期)对铜化学形态影响规律。结果表明:芦苇对铜元素含量受废水浓度影响,受芦苇生长时期的影响。废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇体内铜含量最高(12.65mg·kg~(-1)),主要分布在根部(10.67mg·kg~(-1)),茎中含量最低(6.02mg·kg~(-1));展叶期内铜含量最高(14.52mg·kg~(-1)),成熟期最低(5.57mg·kg~(-1));芦苇体内铜形态分布受生长期影响较大,且各部位间有较大差异。芦苇体内铜以乙醇(3.43mg·kg~(-1))和水(3.00mg·kg~(-1))提取态为主,其中根部乙醇(32.02%)和水(24.77%)提取态含量最高,而穗中铜HCl提取态含量最高(42.33%)。芦苇生长期中,展叶期HAC提取态所占比例最高(30.83%),乙醇(18.97%)和水(21.54%)提取态次之,其余生长期,铜均以乙醇和水提取态为主,二者合计分别占总量的67.31%,54.34%,52.49%,49.23%;芦苇体内铜主要来源于土壤中弱酸态铜。废水浓度升高提高了芦苇对土壤中铜的吸收率,废水浓度为300mg·L~(-1)时,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(9.62%),在展叶期,芦苇对土壤中铜的吸收率最高(3.46%),高于土壤中弱酸态铜总量。造纸废水灌溉促进了芦苇对铜的吸收,在试验的废水浓度灌溉下,芦苇体内铜的各形态含量所占比例变化不大。     

茶树与土壤中铅的存在形态与分布

茶树体内铅主要以草酸铅和磷酸氢铅、磷酸铅等难溶于水的磷酸盐的形态存在，其次为果胶酸铅、与蛋白质呈结合态或吸附态的铅，依次为水溶性有机酸铅和磷酸铅、硝酸铅和氯化铅为主的无机物及氨基酸铅。其中，在茶树的根、茎、叶中2种主要形态的铅含量分别为全铅量的97．34％、98．35％和99．65％。根细胞中的铅，主要分布在细胞壁和细胞核中，茎细胞中的铅主要分布在细胞核中，而叶片细胞中的铅主要分布在细胞质和细胞壁中。在未加入铅处理时，土壤中铅的存在形态及对应的铅含量大小顺序为硫化物残渣态〉碳酸盐结合态〉吸附态〉有机结合态〉交换态〉水溶性铅，加入外源铅后，变化顺序为硫化物残渣态〉交换态〉碳酸盐结合态〉有机结合态〉吸附态〉水溶性铅，硫化物残渣态和交换态的铅含量相对较高。     

铜胁迫下不同茶树的生理响应及亚细胞水平铜分布特性

为了分析不同茶树对Cu胁迫的生理响应及组织亚细胞Cu分布特性,采用水培法,探讨铁观音、肉桂2种茶树在不同浓度Cu胁迫下,茶树根部、叶部生理响应及其亚细胞Cu分布特征,以期为重金属对茶树毒害机制和茶树对重金属的自我防御研究提供理论依据。结果表明,随着Cu胁迫浓度的增加,茶树根部、叶部SOD、POD、CAT活性呈现下降趋势,且肉桂对Cu胁迫的耐受性高于铁观音。相同浓度Cu胁迫下2种茶树不同组织亚细胞中的Cu含量根部大于叶片。正常条件下,2种茶树根部、叶部亚细胞组分中细胞器的Cu含量最高,当胁迫Cu浓度0 mg/L、≤40 mg/L时,细胞溶质Cu含量最高,当胁迫Cu浓度40 mg/L时,细胞壁Cu含量最高。Cu胁迫下,铁观音主要采取提高细胞溶质和细胞器中Cu离子含量来降低Cu离子毒害,而肉桂主要以提高细胞壁中Cu离子的结合率来降低Cu离子毒害,可见不同的茶树在Cu胁迫下所表现的解毒模式存在着一定差异。     

铜污染土壤中耐铜微生物的筛选与分离

[目的]探索受铜污染土壤的微生物修复方法。[方法]运用单因素分析方法对受铜浓度胁迫的微生物进行筛选分离以及驯化。[结果]分离得到4种不同菌株,其中MD1菌株的铜耐受极限为4 000 mg/L,MD2菌株的铜耐受极限为6 000 mg/L,N1菌株的铜耐受极限为1 000 mg/L,ML菌株的铜耐受极限为8 000 mg/L。经TAS-990F火焰原子分光光度计检测后其对铜离子吸附能力依次为10.420、16.884、9.764、23.309 mg/g。[结论]ML菌株能较好地生成菌胶团,可作为耐铜微生物工业化生产的优良菌种。     

新型无机铜基杀菌剂王铜的研制与开发

以氯化铜和硫酸铜为主要原料,通过化学方法合成王铜.利用X射线衍射仪对有效成分进行了确证.根据试样悬浮性和稳定性优化了助剂配方,制备了300 g/L王铜悬浮剂,提出了制备方法,生产工艺及质量控制指标.对300 g/L王铜悬浮剂有效成分含量、悬浮率、pH、筛析及贮存稳定性等性能指标及毒性、残留、对环境安全性评价与药效试验等进行了试验分析,结果表明,该配方产品悬浮率达95%以上,pH5.5～6.8,冷、热贮稳定,各项指标符合悬浮剂的要求.产品低毒、低残留,对非靶标生物安全,对柑橘溃疡病有较好的防治效果.该杀菌剂不诱发红蜘蛛大猖獗,病菌不易产生抗药性,使用方便,是传统杀菌剂"波尔多液"的理想替代品.     

不同铜浓度下玉米间作豌豆对土壤铜的吸收效应研究

为探讨玉米间作模式对铜污染土壤的修复效果,通过盆栽实验研究了玉米||豌豆和玉米单作种植模式对不同铜浓度(0、100、200、400、600 mg·kg^-1)处理下玉米地上部与地下部的铜含量与铜累积量、铜富集与转运系数、土壤全铜和有效铜含量的影响。结果表明:在间作和单作模式中玉米地上部铜含量最高的处理均为铜浓度200 mg·kg^-1,而玉米地上部铜含量最低的处理在单作模式下是铜浓度600 mg·kg^-1,间作模式下是100 mg·kg^-1。相同铜浓度下,间作模式的玉米地上部铜含量均显著低于单作模式,其中降幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,降幅为49.4%;而间作模式的玉米地下部铜含量均显著高于单作模式,其中增幅最大的为铜浓度100 mg·kg^-1,增幅为105.4%。间作模式的玉米地上部富集系数均显著低于单作,而地下部富集系数均显著高于单作。从种植系统整体来看,除铜浓度400 mg·kg^-1处理外,其余各处理中间作玉米铜累积量均低于单作玉米,但差异不显著。除铜浓度0 mg·kg^-1和400 mg·kg^-1处理外,其余各铜浓度处理下,间作玉米富集系数均低于单作玉米,且所有间作模式的玉米转运系数均显著低于单作玉米。相同铜浓度下,不同玉米种植模式对土壤全铜和有效铜没有产生显著影响。总的来说,玉米间作豌豆能增加玉米地下部铜含量,降低玉米地上部铜含量,在提高间作系统总的铜累积量的同时,降低了铜元素从玉米地下部向地上部的转运。     

外源铜添加对西兰花铜吸收和积累的影响

采用大棚土培盆栽试验研究4个不同品种西兰花对Cu的吸收富集规律。结果表明,随着土壤中添加Cu浓度的提高,西兰花花球和根部中的Cu含量均呈上升趋势;不同浓度处理下,花球中的Cu含量高于根部;4个品种西兰花花球的Cu含量与其在土壤中的含量均呈线性正相关;4个品种对Cu吸收能力表现为"耐寒优秀">"台绿1号">"浙青95">"海绿"。综合而言,西兰花是对Cu吸收富集能力较弱的作物,在铜污染区可以作为低积累的蔬菜品种进行推广种植。     

日粮铜水平对鹅血液和组织中铜含量的影响

为了研究日粮铜水平对鹅血液和组织中铜含量的影响,试验将1周龄的四川白鹅随机分为4组,1、2、3、4组分别饲喂铜水平为39.55,127.60,194.75,255.22 mg/kg的日粮,在鹅4,6,8,10,12周龄时对血液、肝脏、胸肌和皮下脂肪中的铜含量进行测定,然后采用多因素方差分析方法分析日粮铜水平、周龄与性别三因素对鹅血液和组织中铜含量的影响.结果表明,日粮铜水平对鹅血液、肝脏中的铜含量无显著影响(P＞0.05),而2组(饲喂铜水平为127.60 mg/kg日粮)鹅胸肌铜含量显著高于1组(饲喂基础日粮,铜水平为39.55 mg/kg) (P＜0.05),4组(饲喂铜水平为255.22 mg/kg日粮)鹅皮脂中铜含量极显著高于其他3组(P＜0.01);另外,周龄对鹅血液、肝脏、胸肌和皮脂中的铜含量均有极显著影响(P＜0.01);性别因素对鹅血液和组织中的铜含量没有显著影响(P＞0.05).     

日粮铜来源对育成期雌性银狐铜代谢的影响

本试验旨在研究在基础饲粮中添加不同形式铜源对育成期雌性银狐铜代谢的影响。选取40只75日龄的健康雌性银狐,随机分成4组,每组10个重复,每个重复1只。在基础饲粮中添加甘氨酸螯合铜(Ⅰ组)、蛋氨酸螯合铜(Ⅱ组)、硫酸铜(Ⅲ组)、柠檬酸铜(Ⅳ组),添加水平以铜计均为30mg/kg,基础日粮中铜含量为5.47mg/kg。4组雌性银狐分别饲喂添加不同铜源的日粮,预饲期7d,试验期57d。结果表明,不同铜源对育成期雌性银狐铜采食量无显著性影响(P0.05),Ⅳ组略高于其他组;对粪铜排出量、铜消化率均产生极显著影响(P0.01),Ⅰ组粪铜排出量极显著高于其他组(P0.01),其他组间差异不显著(P0.05);Ⅳ组铜消化率极显著高于Ⅰ组(P0.01),与Ⅱ组和Ⅲ组间差异不显著(P0.05)。Ⅱ组和Ⅲ组与Ⅰ组间差异极显著(P0.01);毛铜沉积量在组间存在极显著差异(P0.01),Ⅳ组最高,然后依次是Ⅰ组、Ⅲ组、Ⅱ组;对全血铜无显著性影响(P0.05)。本试验条件下,从铜消化利用与减少环境污染角度考虑,育成期雌性银狐日粮中添加柠檬酸铜更有利于铜的吸收利用。     

铜暴露对小鼠铜代谢相关酶表达及氧化应激的影响

[目的]研究长期低剂量铜暴露对小鼠海马组织铜含量、铜代谢相关酶及氧化应激的影响,为深入研究低剂量铜暴露的神经毒性作用提供基础数据。[方法]选择野生型小鼠,随机分为对照组和试验组对照组小鼠饮用蒸馏水,试验组在饮用水中添加0.13 mg/L氯化铜,连续饮用3个月,研究长期低剂量铜暴露对小鼠海马组织中铜含量、铜代谢相关酶表达及氧化应激的影响。[结果]与对照组相比,试验组小鼠海马中的自由铜及结合铜含量均显著升高,而铁、锌、钙离子含量在海马中均无显著差异;与对照组相比,试验组小鼠海马组织中铜蓝结合蛋白表达显著降低,蛋白硝基酪氨酸水平显著升高,8-羟基脱氧鸟嘌呤荧光表达水平显著升高。[结论]长期超低剂量铜暴露可导致铜在脑组织中聚集,但不影响铁、锌、钙和镁的含量;长期低剂量铜暴露可导致氧化应激。     

叶绿素铜钠盐的制备研究

以甘蔗糖厂滤泥中提取的叶绿素为原料,探索了叶绿素铜钠盐的制备条件,结果表明,叶绿素铜钠盐在50℃下皂化60 min;在pH值为4的酸性条件下铜代60 min效果较好,对制得的叶绿素铜钠盐按GB3262-82进行各项检测,均符合国标要求。