不同硒形态对镉胁迫下油菜镉亚细胞分布、化学形态及硒累积的影响

为了解不同形态硒(Se)对镉(Cd)胁迫下油菜对镉累积及相关分布的影响,采用自然Cd污染土壤(4.58 mg/kg)进行盆栽试验,以不施Se为对照(CK),研究不同硒形态：硒酸钠[Se(Ⅵ)]、亚硒酸钠[Se(Ⅳ)]、硒代甲硫氨酸(SeMet)、纳米硒(SeNPs)对油菜镉累积、亚细胞分布及化学形态的影响,为Se应用于降低植物Cd累积提供依据。结果表明,与CK相比,除Se(Ⅳ)外,其他硒形态[SeNPs、Se(Ⅵ)、SeMet]皆减轻了Cd对油菜干物质及光合色素含量的不利影响。SeNPs、Se(Ⅵ)、SeMet均降低了油菜根系、地上部的Cd浓度及转移系数(TF),Se(Ⅳ)亦降低了地上部Cd浓度及TF系数,但对根系Cd浓度无明显影响;地上部、根系Se浓度中,皆以SeMet处理显著大于其他处理。与CK处理相比,Cd的亚细胞分布中,硒处理的地上部、根系的细胞壁Cd比例更低、可溶性部分比例更高;而在Cd化学形态组成中,硒处理均降低了地上部、根系中水提取态和乙醇提取态的Cd比例,提高了氯化钠提取态的Cd比例。综上,硒可增加Cd在细胞壁和液泡中的螯合量、降低油菜植株幼苗中Cd的活性化学形式比例以...     

不同蔬菜对镉的吸收累积及亚细胞分布不同蔬菜对镉的吸收累积及亚细胞分布

采用营养液培养,基于叶绿体分离方法,研究了不同种类蔬菜对镉吸收、运输和亚细胞的分布规律。结果表明,蔬菜在不同浓度镉的营养液中培养1周后,蔬菜生物量没有产生显著差异,而不同种类的蔬菜生物量差异较大。镉在蔬菜叶片中大部分存在于细胞壁中,占总量的62%~85%,少量存在于原生质（不含叶绿体）和叶绿体中;随着营养液中镉浓度的增加,各组分中镉的含量明显增加,但分配比例变化不大。各种蔬菜根中镉的含量高于地上部镉含量;随着镉浓度的增加,根中镉分配比例从44%~59%降低至27%~38%;不同蔬菜根部对镉的吸收能力及镉向地上部转移的能力有显著性差异。

     

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。     

叶面喷施硒对紫色小麦镉积累的影响

为降低紫色小麦籽粒对镉(Cd)的积累能力,确保食品安全,本研究采用大田试验分析叶面喷施3种浓度亚硒酸钠(Na2SeO₃)溶液对4种紫色小麦Cd含量的影响,并通过分析Cd在小麦中的富集和亚细胞分布特征揭示其作用机理。结果表明：施硒(Se)后小麦各器官Cd含量呈下降趋势,富集系数均显著降低(P<0.05)。施Na2SeO₃浓度为0.8 mmol·L^-1时,小麦籽粒中Cd含量较对照(不施Se)降低47%～63%。4种小麦茎到籽粒和叶到籽粒的Cd转运系数均显著降低(P<0.05),降幅分别为22%～46%和34%～61%。小麦根和叶亚细胞中的Cd含量均表现为可溶性组分>细胞壁>细胞器,施Se降低了小麦亚细胞各组分中的Cd含量,提高了Cd在根和叶亚细胞可溶性组分中的占比。研究表明,叶面喷施Se能增强紫色小麦对Cd的区室化作用,抑制Cd向籽粒的转运,并使籽粒中Cd含量达到《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762—2017)的要求。     

不同蔬菜对镉的吸收累积及亚细胞分布

采用营养液培养,基于叶绿体分离方法,研究了不同种类蔬菜对镉吸收、运输和亚细胞的分布规律.结果表明,蔬菜在不同浓度镉的营养液中培养1周后,蔬菜生物量没有产生显著差异,而不同种类的蔬菜生物量差异较大.镉在蔬菜叶片中大部分存在于细胞壁中,占总量的62%～85%,少量存在于原生质(不含叶绿体)和叶绿体中;随着营养液中镉浓度的增加.各组分中镉的含量明显增加,但分配比例变化不大.各种蔬菜根中镉的含量高于地上部镉含量;随着镉浓度的增加,根中镉分配比例从44%~59%降低至27%～38%;不同蔬菜根部对镉的吸收能力及镉向地上部转移的能力有显著性差异.     

磷对水稻镉的亚细胞分布及化学形态的影响

为了探讨磷对水稻耐镉性的影响,采用盆栽实验,以沈农315(耐性)和花粳1417(敏感性)水稻为研究对象,对分蘖末期水稻根系及茎叶中镉的亚细胞分布以及化学形态进行比较分析。结果表明:增施磷肥显著降低了两品种水稻的镉含量,沈农315根系镉含量明显高于花粳1417,茎叶镉含量低于花粳1417;两品种各部位细胞壁镉的分配比例随磷的增加而明显增加,细胞器镉的分配比例逐渐降低。镉的化学结合形态整体上呈现为氯化钠提取态醋酸提取态去离子水提取态乙醇提取态盐酸提取态,其中醋酸提取态所占比例随磷增加而增加,沈农315和花粳1417的增幅分别为19.70%~31.32%、10.05%~16.36%,氯化钠提取态显著降低,降幅分别为23.38%~40.11%、22.55%~39.56%。由此说明,增施磷肥能有效增加水稻对镉的耐受性,且不同品种表现不同。     

花生对土壤镉吸收及镉的亚细胞分布研究

通过土培试验,以鲁花14为材料,采用盆栽方法,设置0.10(CK)、3.24、7.35、8.38、18.80 mg/kg5种土壤镉浓度,研究了鲁花14各器官对土壤镉的富集效应及其镉在各器官亚细胞的分布。结果表明:随着镉浓度的增加,花生根、茎、叶的镉含量也持续增加,不同镉处理间差异显著。土壤镉浓度小于(包含)8.38mg/kg时,镉含量大小顺序为叶>根>茎;土壤镉浓度为18.80 mg/kg时,镉含量大小为根>叶>茎。镉在根、茎、叶中亚细胞组分中的含量及其分布比例在不同镉处理间不同。土壤镉浓度小于(包含)8.38 mg/kg时,镉在根、茎、叶中亚细胞组分的镉含量为细胞壁>细胞器>可溶部分,镉积累在细胞壁是花生忍耐镉的主要机制。但在18.80 mg/kg时,亚细胞组分的镉含量为细胞器>细胞壁>可溶部分,说明在高镉浓度下,花生受到镉的毒害很严重。     

镉积累不同类型的小麦细胞镉的亚细胞和分子分布

 采用溶液培养试验结合亚细胞组分分级分离和凝胶过滤等技术 ,研究小麦根系和叶片细胞镉的亚细胞和分子分布。低镉和高镉品种分别采用烟 86 10 3和莱州 95 3。在高镉与低镉营养液中 ,根细胞壁中镉含量两个品种间差异不大 ,但烟 86 10 3根系细胞质中镉含量较低 ;叶片细胞壁、细胞质和细胞器的镉含量均表现为烟 86 10 3小于莱州 95 3。两小麦品种叶片细胞中镉大部分与高分子量化合物配合 ,而根细胞中镉大部分与重金属螯合肽 (PCs)配合。根系镉与PCs配合的组分 (PCs Cd)含量烟 86 10 3远小于莱州 95 3,烟 86 10 3根系细胞质低的镉含量以及低的PCs Cd形成量 ,降低了根系镉的移动及其由木质部向地上部转运的可能性。     

不同品种辣椒镉积累特性与生理抗性和镉亚细胞分布关系

[目的]研究辣椒镉(Cd)积累特性与生理抗性和Cd亚细胞分布的关系,从生理和亚细胞水平揭示不同耐性辣椒Cd积累机制,为Cd污染产地的辣椒安全生产提供科学理论依据.[方法]以前期初步鉴定的耐Cd能力差异较大的2个辣椒品种S16和线椒301为研究对象,采用水培的方法,设置0、5、50mg/L3个Cd浓度梯度,对比分析2个辣...     

叶面喷施锌锰肥对小麦镉积累和转运的影响

通过大田试验研究了叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)对小麦镉积累和转运的影响.结果表明:①叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)小麦产量有增加趋势.②叶面喷施锌锰肥(配合有机硅增效剂)能增加小麦地上部分锌锰含量,降低小麦籽粒中镉的含量("川麦104"降低9.38％;"川育25"降低13.1％).③叶面喷施锌锰肥(配合有机硅...     

不同铁肥及其施用方法对水稻籽粒镉吸收的影响

针对四川省稻田生态系统中镉(Cd)污染突出的问题,以轻度Cd超标稻田治理为目标,开展阻控稻米积累Cd的施肥技术研究。通过大田试验采用裂区设计,研究不同铁肥种类及施用方法对水稻籽粒Cd吸收的影响。结果表明,不同铁肥处理均增加了四个不同类型水稻品种的产量,其中硫酸亚铁追肥喷施显著增加了Y两优的产量(6.67%,P0.05),EDDHA-Fe底肥土施及追肥喷施显著增加了德粳1号的产量(13.33%～14.32%,P0.05)。不同铁肥施用方式中,EDDHA-Fe喷施处理对四个水稻品种的稻米Cd含量降低幅度最大(20.87%,P0.05)。不同时期喷施铁肥结果来看,以孕穗期、扬花期和灌浆期各喷施一次EDDHA-Fe处理的稻米Cd含量最低。四个水稻品种的秸秆Fe含量与稻米Cd含量呈直线性负相关。扬花期喷施铁肥稻米中Fe含量增加最多,稻米/秸秆Fe含量比值远高于稻米/秸秆Cd含量比值,这表明水稻中Fe由植株向稻米转移的速率远高于Cd。水稻稻米Fe含量与稻米Cd含量呈二元函数关系(P0.05),在较低含量时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而上升,当到达一定程度时,水稻籽粒中Cd的含量随着Fe含量的上升而下降。研究表明,水稻籽粒中的Cd受秸秆中Cd和铁肥施用方式和类型的影响,通过合理施用铁肥可以降低镉轻度污染土壤中稻米Cd含量。     

不同形态硫叶面喷施对水稻镉积累影响

为研究叶面喷施不同形态硫对水稻镉的阻控效果,以"湘早籼45号"为材料,采用盆栽试验及田间试验的方法,设计两种不同喷施次数(分蘖盛期喷施一次,分蘖盛期与孕穗期共喷施两次),3种不同形态硫元素(—SH形态的半胱氨酸、SO_4~(2-)形态的硫酸钾及S~(2-)形态的硫化钾)的叶面喷施试验。盆栽试验以叶面硅肥、硝酸钾(KNO_3)及自来水为对照,田间试验以自来水为对照。结果表明:3种形态的硫及硅较自来水对照对糙米降镉效果显著,降镉能力为半胱氨酸(Cys)硫化钾(K_2S)硅(Si)硫酸钾(K_2SO_4),其盆栽试验喷施两次叶面肥的糙米镉含量分别降低53.57%、46.43%、39.29%和28.57%,KNO_3对水稻无降镉效果。田间试验喷施两次叶面肥Cys、K_2S、K_2SO_4的糙米镉含量依次降低47.18%、39.49%和27.69%。喷施不同形态叶面硫肥及硅肥是通过降低茎部向叶部镉转运系数,进而降低糙米镉含量。研究表明,3种不同形态的硫对水稻糙米的降镉效果为CysK_2SK_2SO_4,喷施Cys和K_2S能使盆栽试验和田间试验糙米的镉含量在0.2 mg·kg~(-1)以下,且喷施两次效果更好。     

土壤镉污染和叶面施锌对小麦不同部位镉锌含量的影响

为了探究土壤镉污染和叶面施锌对小麦地上部各器官镉锌含量的影响,以宁麦21、扬辐麦4号和镇麦12号为试材,设置对照、土壤镉处理(5 mg·kg^-1)、叶面施锌(0.2%ZnSO₄)和土壤镉处理+叶面施锌4个处理,研究镉锌互作对小麦生长和产量及植株各器官镉锌含量、积累与转运的影响。结果表明：土壤镉污染、抽穗始期两次叶面施锌对不同品种小麦生长和产量性状(SPAD值除外)均无显著影响。镉污染使供试小麦籽粒、茎秆、叶片、穗轴和颖壳的镉含量(17～65倍)和累积量(17～64倍)均大幅增加。叶面施锌显著增加了不同品种小麦各器官锌含量(>61%)和累积量(>58%)。叶面施锌对小麦地上部总镉累积量无影响,但改变了镉在不同器官间的分布情况,喷锌使镉污染小麦籽粒镉含量显著降低10%,但使茎秆、叶片和穗轴镉含量显著增加12%～55%。喷锌处理使镉污染植株麦草向籽粒镉转运系数显著下降(15%～31%),但镉污染对锌的转运系数无明显影响。统计分析表明,镉处理、锌处理及其互作对小麦镉、锌含量的影响多存在不同程度的品种和部位依赖。综上所述表明,5 mg·kg...     

不同水分条件下多种Mn肥对水稻Cd累积的影响

为探讨不同 Mn 肥在淹水和落干条件下对水稻 Cd 累积的影响,分别于这两种水分管理条件下,对两个水稻品种施加Mn CO₃、Mn SO₄、Mn Cl₂、杨木屑吸附 Mn Cl₂肥(PS-Mn)、米糠吸附 Mn Cl₂肥(RB-Mn),进行温室盆栽试验。3 种无机 Mn 肥施用量为250 mg·kg^-1(以 Mn计,下同),2种有机 Mn肥施用量为 25 mg·kg^-1(对应的 Mn施用量为 PS-Mn:380 mg·kg^-1,RB-Mn:177 mg·kg^-1)。试验所用土壤中Cd含量为0.75 mg·kg^-1,p H 6.33。结果表明,持续淹水条件下水稻Cd含量明显低于落干条件(P<0.05)。落干条件下,2个水稻品种籽粒Cd含量均为Mn SO₄、Mn CO₃处理最低,RB-Mn处理最高。研究表明,持续淹水能显著降低...     

喷施硫酸锰和硫酸锌对小麦籽粒镉锰锌生物可给性的影响

为探明喷施叶面肥对小麦镉（Cd）污染健康风险的影响,通过大田试验,采用体外模拟消化方法,研究喷施不同浓度MnSO₄和ZnSO₄对小麦籽粒中Cd、锰（Mn）和锌（Zn）的含量及生物可给性的影响,计算人体对小麦Cd、Mn和Zn的摄入量,评价喷施Mn肥和Zn肥对降低人体Cd摄入、提高Mn和Zn吸收的作用。结果表明：喷施MnSO₄和ZnSO₄可显著降低小麦籽粒的Cd含量,最大降低率可达47.45%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn含量;喷施中高浓度的ZnSO₄显著提高小麦Zn含量。小麦Cd、Mn和Zn在胃阶段的生物可给性明显高于小肠阶段;高浓度ZnSO₄处理显著降低小麦Cd在胃阶段的生物可给性,提高Zn在胃阶段的生物可给性;高浓度MnSO₄处理使小肠阶段小麦Mn和Zn的生物可给性显著升高。食用Cd污染的小麦有Cd摄入量过高的健康风险,而ZnSO₄、高浓度MnSO₄以及中高浓度锰锌肥复配处理可显著降低人体食用小麦摄入Cd的量,最大降低率达42.86%;喷施MnSO₄显著提高小麦Mn的膳食摄入量;食用喷施MnSO₄和ZnSO₄处理的小麦可满足膳食Zn摄入的需要,其中喷施高浓度MnSO₄处理效果更好。研究表明,喷施高浓度MnSO₄可显著降低小麦Cd含量和人体Cd摄入量,显著提高小麦Mn含量以及Mn和Zn的生物可给性,从而显著提高人体Mn和Zn的摄入量。     

镉胁迫对巴西蘑菇镉亚细胞分布和非蛋白巯基的影响

本研究以不同浓度镉胁迫下的巴西蘑菇菌株J1（高Cd积累菌株）和J77（低Cd积累菌株）为实验材料，通过差速离心和酶联免疫法（ELISA），研究了菌丝生长、镉亚细胞分布、细胞内镉螯合相关的小分子非蛋白巯基化合物含量的变化以及小分子非蛋白巯基化合物代谢酶的活性，从细胞水平及酶学活性方面揭示了不同镉积累菌株对镉胁迫的响应机制。结果显示：随着外源添加镉浓度增加，2个菌株菌丝生长均受到抑制，出现大量气生菌丝，且J77气生菌丝多于J1； J1和J77菌丝中镉的分布规律均为细胞壁>细胞液>细胞器，表明细胞壁具有固持Cd²⁺的作用；菌株J77中谷胱甘肽硫转移酶（GST）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性均高于J1； J77和J1中植物螯合肽（PCs）和非蛋白巯基（NPT）含量变化趋势一致，表现出“低促高抑”；相关性分析显示，镉胁迫与GSH-Px活性呈正相关关系，NPT含量与PCs含量呈极显著正相关。巴西蘑菇菌丝体镉解毒机制包括细胞壁沉积和重金属分区，非蛋白巯基物质的合成，不同菌株对镉胁迫响应存在差异。     

叶面喷施不同浓度锌对水稻锌镉积累的影响

采用田间小区试验研究在水稻灌浆初期叶面喷施不同浓度锌(1~5 g·L-1Zn SO4)对水稻(株两优189)产量、各器官镉锌含量和镉转运的影响。结果表明:叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4对水稻产量无显著影响(P0.05)。叶面喷施1~5 g·L-1Zn SO4水稻各器官Cd含量降低、而Zn含量提高。糙米Cd含量降低9.0%~47.8%,Zn含量提高31.7%~55.6%。喷锌后根到第一节Cd转运系数(TF第一节/根)、旗叶向第一节Cd转运系数(TF第一节/旗叶)和穗轴到糙米Cd转运系数(TF糙米/穗轴)分别降低5.8%~43.7%、1.0%~30.3%和4.7%~26.7%。糙米Cd含量与TF第一节/根、TF糙米/穗轴和根Cd含量呈极显著正相关关系(P0.01)。研究结果表明,叶面喷锌降低糙米Cd含量主要是由于抑制根Cd吸收和降低根和旗叶向第一节及穗轴向糙米的转运引起的。喷施3~5 g·L-1Zn SO4显著降低糙米Cd含量,是叶面调控稻米Cd含量的适宜用量。     

小麦秸秆还田量对土壤Cd有效性及水稻Cd亚细胞分布的影响

为研究小麦秸秆还田量对水稻镉(Cadmium,Cd)亚细胞分布的影响,本文采用盆栽试验的方法,研究了小麦秸秆半量(Half dose wheat straw,HDWS)、全量(Full dose wheat straw,FDWS)还田对土壤有效态Cd及水稻Cd亚细胞分布的影响。结果表明,小麦秸秆还田降低了水稻苗期与分蘖期根部细胞壁(F1)、细胞器(F2)和可溶性物质(F3)中的Cd含量(比对照降低11.0%～51.1%),但提高了灌浆期和成熟期根部F1、F2和F3中的Cd含量(10.1%～35.5%)。同时,小麦秸秆还田显著降低了灌浆期和成熟期水稻茎部F1、F2中的Cd含量(31.3%～47.4%),亦显著降低了分蘖期和灌浆期茎部F3中的Cd含量(49.4%～51.1%);HDWS和FDWS较CK均显著降低了水稻地上部分的Cd总积累量(P0.05)。小麦秸秆还田通过提高水稻根系细胞壁固定及液泡区隔化作用,显著降低了水稻稻谷中Cd含量,降低了Cd的食品安全风险。根据研究结果,小麦秸秆全量还田更有利于Cd污染土壤上水稻安全生产,且DGT法评估水稻Cd有效性优于化学提取法。