叶面喷施微生物合成纳米硒对水稻硒镉吸收的影响

为探讨喷施微生物合成纳米Se(B)对水稻Se、Cd吸收的影响与籽粒富Se降Cd的效果,本研究通过盆栽试验,研究微生物合成SeNPs喷施5(B5)、10(B10)、20(B20) mg·L^-1对水稻Se、Cd吸收、转运效应,以及与无机Se(S)、有机Se(M)喷施对比,比较水稻籽粒富Se降Cd效果。结果表明,与不喷Se(CK)、S、M处理相比,B5、B10、B20处理提高籽粒Se含量分别为227.52%~366.46%、3.38%~23.31%、30.54%~42.57%,降低籽粒Cd含量分别为10.14%~55.07%、4.08%~36.37%、9.03%~40.77%,籽粒富Se降Cd效果表现为B>S>M>CK,B处理中,籽粒富Se降Cd效果以喷施20 mg·L^-1浓度最佳,高Se与低Se水稻品种间对Se、Cd吸收差异不显著。与CK处理相比,B处理促进了水稻叶片中Cd在细胞壁、液泡组分中的积累,减少了叶绿体、线粒体组分中的积累,促进了叶片中Se在细胞壁、叶绿体组分中的积累,减少了线粒体、液泡组分中的积累。主成分分析和Pearson相关矩阵表明,水稻各部位Se与Cd含量呈负相关关系(P ≤ 0.01)。与CK、M处理相比,B处理对水稻Se生物富集系数分别提高20.63%~264.70%、20.37%~32.86%,表现为S>B>M>CK,B5、B10、B20处理对水稻Cd富集系数分别降低9.10%~25.10%、5.70%~9.65%、10.64%~22.10%,表现为CK>M>S>B。供试水稻Se转移系数表现为根-茎<茎-籽粒<茎-叶,Cd转移系数表现为根-茎<茎-叶<茎-籽粒,与CK、S、M处理相比,B处理均促进了Se向籽粒的转移,减少了Cd向籽粒的富集。与CK、S、M处理相比,B处理均显著提高了水稻叶片SOD、CAT、POD、APX、PAL、Pro、GSH含量,降低了MDA、H₂O₂的含量,高Se水稻品种(泰丰优208)对提高水稻抗氧化酶活性与抗氧化性物质含量效果高于低Se水稻品种(桂野丰)。因此,叶面喷施微生物合成SeNPs在调控水稻Se、Cd吸收、转运与籽粒富Se降Cd方面有着更显著的优势。     

Regulation and function of AtNRAMP4 metal transporter protein

The NRAMP gene family encodes integral membrane proteins mediating the transport of a broad range of transition metals in bacteria, fungi, plants, and animals. We studied the regulation of AtNRAMP4 in Arabidopsis. In a previous study, we showed that AtNRAMP3 and AtNRAMP4 transport manganese (Mn), iron (Fe), and cadmium (Cd). In this study, we show that, in contrast to AtNRAMP3, AtNRAMP4 complements the growth phenotype of the zrt1zrt2 Zn uptake deficient yeast mutant. In a previous study, we have shown that, under Fe starvation, AtNRAMP4 mRNA levels are up-regulated in Arabidopsis. To analyze the regulation of AtNRAMP4 at the protein level, we generated specific antibodies against AtNRAMP4 protein. The antiserum was able to recognize a tagged version of AtNRAMP4 expressed in yeast. The antibody did not reveal any change in AtNRAMP4 protein level upon Fe starvation in Arabidopsis thaliana ecotype Columbia plants. In AtNRAMP4 overexpressing plants, high levels of AtNRAMP4 protein could be detected. AtNRAMP4 overexpressing plants display cadmium hypersensitivity in a medium containing 50 μm FeEDTA as Fe source. However, despite the constitutive accumulation of AtNRAMP4 protein, AtNRAMP4 over-expressing plants did not display Cd hypersensitivity under high Fe supply (100 μm FeHBED). AtNRAMP4 over-expressing lines displayed the same sensitivity to Zn as controls under all conditions tested. Our results suggest a translational level for the regulation of AtNRAMP4. Over-expression of AtNRAMP4 in Arabidopsis thaliana confers a slight hypersensitivity to Cd but not to Zn.     

Cd胁迫下稻田土壤生物活性与酶活性综合研究

试验室盆栽条件下，研究了不同程度的外源重金属Cd胁迫对淹水稻田土壤生物活性和土壤酶活性的影响,结果表明。重金属Cd胁迫对不同的土壤生化过程具有不同效应，低浓度Cd的添加对水稻田土壤呼吸强度有一定刺激作用，高浓度则产生抑制；对上与厌氧微生物相关的生物活性的影响中，以产甲烷活性所受影响最大，硫酸盐还原活性次之，反硝化活性最小，而且在整个处理期间对Cd的反应较为稳定，是表征稻田土壤重金属污染程度的良好生物指标。Cd胁迫对土壤酶活性的影响中，对土壤的脲酶活性有很显著的抑制作用，最大抑制率达刘57．4％，而对过氧化氢酶、转化酶、磷酸酶等活性影响较小，最大抑制率均未达到25％，转化酶对Cd具有很强的拮抗作用。     

不同硫浓度下叶面施硒对水稻幼苗镉的亚细胞分布及化学形态的影响

采用水培的方式,通过叶面喷施硒(Se),根部施加硫(S)与镉(Cd),研究了不同硫浓度下叶面施硒对水稻幼苗体内Cd的亚细胞分布和化学形态的影响。结果表明,在不同处理条件下,细胞壁组分所占比例均为Cd10Cd1(Cd10代表浓度为10 mg·L-1的Cd,下同)。随着S的增加以及叶面施Se可溶性组分中Cd的比例有所升高,表明S与Se的供应能促进Cd向液泡转移。NaCl提取态所占比例趋势为S720S48S0、Se500Se0,而乙醇和去离子水等活性较高的提取态所占比例有所下降,说明S的添加以及叶面施Se能够促使Cd向活性较低的提取态转移。然而相对于无S,在高浓度S情况下,施Se并未显著增加Cd在液泡中以及FNaCl提取态的比例,推测S与Se之间相互竞争,从而未产生协同作用。     

外源铅在红壤中的迁移和形态转化

[目的]为污染土壤的控制和修复治理提供科学依据。[方法]采用实验室土柱法,研究外源铅在红壤中的迁移和形态转化。[结果]在水分不饱和条件下,外源水溶性铅进入红壤90 d后并未向15～30 cm土层迁移,而是集中在0～15 cm层次;外源水溶性铅进入红壤(0～15 cm)30 d后水溶态迅速向其他形态转化,其形态分布主要以交换态为主,其次为铁锰氧化物态、残渣态、碳酸盐结合态、有机结合态(未检出)。[结论]外源铅进入红壤90 d后绝大部分还未转化为相对稳定的形态,对土壤—植物系统的污染存在着潜在的危害。红壤(0～15 cm)对外源铅的吸附主要通过离子交换和络合(或螯合)作用。     

菊苣幼苗对铯、镉的生理响应

采用单因素铯(Cs)处理[p(CsCl)20～140 mg· L-1]及镉(Cd)/铯复合处理[ρ(CdCl2+CsCl)20 mg· L-120～140 mg· L-1],测定菊苣(Cichorium intybus L.)种子发芽特性、幼苗蛋白质和脯氨酸(Pro)含量及活性氧代谢变化,研究镉/铯共存体系中铯的生物学效应.结果显示:(1)单因素Cs+处理对菊苣发芽势(GP)、发芽率(GR)和发芽指数(GI)的影响不显著,随着Cs+浓度增加,幼苗可溶性蛋白质含量呈递减趋势,脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性、超氧阴离子自由基(O2-·)产生速率及过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量则总体上递增,过氧化物酶(POD)活性有所增加;(2)Cd2+/Cs+复合处理下,随着其中的Cs+浓度提高,SOD活性和O2-·产生速率先升后降,Pro含量、CAT活性等与单因素Cs+处理的变化趋势一致;(3)与单因素Cs+处理比较,复合处理的蛋白质含量、SOD活性均有所降低,其他代谢指标的值总体上高于单因素处理.研究表明,低浓度Cs+[p(CsCl)20 mg·L-1]单因素处理对菊苣幼苗生长和活性氧代谢无显著影响,高浓度Cs+[p(CsCl)60～140 mg· L-1]单因素处理及Cd2+/Cs+复合处理则表现严重的过氧化胁迫效应,低浓度Cs+复合处理[p(CdCl2)20 mg·L-1+p(CsCl)20 mg·L-1]具有对Cd2+毒害的缓解作用,但高浓度Cs+复合处理[p(CdCl2+CsCl)20 mg· L-1+60～140 mg· L-1]则产生显著的伤害性协同效应.     

Canola Takes Up More Cadmium and Phosphorus from Soil Than Spring Wheat

Abstract

Different sources of phosphorus (P) fertilizer (triple superphosphate and phosphate rocks) with different concentrations of cadmium (Cd) as an impurity were applied in different amounts to plots in a field experiment to produce soil with different concentrations of Cd. The plots were sown to canola (rape, Brassica napus L.) and spring wheat (Triticum aestivum L.). For each amount of Cd applied, the concentration of Cd in canola grain was about three times that in wheat grain. The concentration of P in canola grain was consistently about double that in wheat grain. Canola used all sources of P more effectively than wheat to produce dried shoots and grain.     

贵州复烤片烟中水溶性糖和烟碱近红外速测定量模型的建立

[目的]建立复烤片烟中水溶性糖和烟碱含量的近红外速测定量模型。[方法]基于近红外光谱法,选取各等级片烟样品共284个,使用偏最小二乘法(PLS)建模,定量分析贵州主要产区的复烤片烟中的水溶性糖(总糖、还原糖)和烟碱含量。人工确定光谱区间为9 002.45~4 069.19 cm~(-1),采用一阶导数结合Savitzky-Goly(SG)平滑滤波进行光谱预处理。考察了模型精密度,并将标准方法和近红外方法测得的结果进行了对比。[结果]复烤片烟中的总糖、还原糖、烟碱3种成分预测模型的相关系数r分别为0.996 8、0.987 2、0.9951,交互验证均方差(RMSECV)分别为0.354、0.558、0.067。[结论]模型精密度良好,2种方法不存在显著差异,近红外方法适合烟草中的水溶性糖和烟碱快速定量分析。     

低浓度镉对大白菜苗期生长及营养元素吸收积累的影响研究

在实验室用水培模拟轻度污染土壤,研究低浓度 Cd(5 1.μmol/L)对不同Cd耐性的4个大白菜品种苗期生长及营养元素吸收积累的影响.结果表明,低浓度Cd对耐性强的品种的生长有促进作用,对耐性差的品种的生长有抑制作用.5umol几Cd显著促进大白菜根系对S、Cu的吸收,分别增加22.0%～58.0%、45.9%～116.0%,但抑制S、Cu向地上部转运;大白菜地上部K、P、Ca、Mg、Mn、Zn含量受到Cd的较强抑制,且抑制程度存在品种差异.     

镉胁迫对多年生黑麦草种质幼苗生长的影响

通过盆栽试验研究镉胁迫对20份多年生黑麦草(Lolium perenne)种质材料苗期存活率、株高、分蘖数、地上和地下生物量的影响及品种间的耐镉性差异。结果表明,随着镉浓度的增加,多年生黑麦草的相对存活率和相对地下生物量显著降低(P＜0.05);相对株高、相对分蘖数和相对地上生物量呈先上升后下降的趋势。20份多年生黑麦草种质的耐镉性存在显著差异。通过隶属函数法进行综合评价,来自日本的全明星(L.p12)和荷兰的阿诺(L.p13)耐镉性较强;来自美国的李恩(L.p18)和英国的雷维尔勒(L.p16)耐镉性较差。