羽衣甘蓝对镉的耐性和富集特征研究

以观赏绿化植物羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala DC.)为试验材料,采用盆栽试验,研究其对镉的耐性和富集特征,探讨羽衣甘蓝对镉污染土壤生物修复的可行性。结果显示:(1)随着镉处理浓度的增加,羽衣甘蓝干重呈先升高后降低的趋势,20~80mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,100~120mg·kg-1镉处理虽然显著抑制了根系的生长,但是促进了地上部的生长,整体而言对全株生长无明显影响,表明羽衣甘蓝对镉有较强的耐性,且地上部的耐性高于根系。(2)所有镉处理下,羽衣甘蓝叶片的SOD、POD和APX活性较高,MDA含量和电解质渗漏率与对照无差异;而镉处理浓度高于80mg·kg-1时,根系的SOD、CAT和APX活性显著降低,MDA含量和电解质渗漏率显著升高,引起严重的膜脂过氧化伤害,这可能是羽衣甘蓝地上部的镉耐性高于根系的原因之一。(3)羽衣甘蓝地上部的镉含量高于根系,且随着镉处理浓度的增加均逐渐增加,在镉处理浓度为120mg·kg-1时达到最大值,分别为50.15mg·kg-1(根系)和52.01mg·kg-1(地上部);植株对镉的转运系数大于1,地上部镉富集量高于根系,地上部最大富集量为每株343.19μg。研究表明,羽衣甘蓝对镉有很强的耐性和富集、转运能力,是一种良好的修复镉污染土壤的观赏绿化植物资源。     

不同类型茄对镉的富集及嫁接对镉富集特性的影响

以普通茄(Solanum melongena,绿健)和野生茄(S.torvum,托鲁巴姆)为实验材料,通过对嫁接处理前后7叶龄植株开展7d含Cd水培实验(Cd浓度为0.1 mg· L-1),研究Cd在不同类型茄体内的富集特征以及嫁接对茄体内Cd运输途径和富集特性的影响.结果表明:绿健对Cd的富集能力强于托鲁巴姆.不同部位器官中Cd的分布特征为根＞叶＞茎,其中植株吸收的Cd 80.0％左右富集于根部;不同部位叶片,Cd优先富集于植株顶端幼叶中.嫁接使得Cd在茄地上部的富集量明显减少,接穗Cd的富集量均显著低于砧木:以绿健为对照,正向嫁接减少了48.4％,反向嫁接减少了34.2％,托鲁巴姆自嫁接减少了88.5％;以托鲁巴姆为对照,仅自嫁接地上部Cd富集量减少了58.0％.嫁接减少Cd在茄体内富集的原因可能是嫁接使接穗与砧木植物韧皮部结构产生了差异,由此推断Cd在茄体内的长距离运输过程中韧皮部起到了关键作用.     

四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征

以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考.结果 表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量...     

缢蛏(Sinonovacula constricta)对海水中镉富集规律的研究

论文利用微波消解-石墨炉原子吸收法,研究在不同Cd²⁺浓度(0.005 mg·L^-1、0.025 mg·L^-1、0.05 mg·L^-1、0.1 mg·L^-1)暴露下缢蛏对水体Cd²⁺的富集规律。结果表明,缢蛏对重金属Cd²⁺有一定的富集能力,其软体组织对Cd²⁺的富集量、富集速率随暴露剂量增加而升高,并在168 h的暴露时间内,体内Cd含量及其富集倍数(BCM)与暴露时间呈显著的正相关关系(P<0.01);缢蛏不同组织对Cd的富集能力(富集量、富集速率、富集倍数)存在显著差异,其消化腺、鳃和肌肉组织对Cd富集能力的大小表现为:消化腺>鳃>肌肉。与其他贝类对Cd的富集情况相比,缢蛏不是Cd的强净积累者。     

干旱及镉污染对巨菌草生理和镉富集特征的影响

巨菌草因具有生长迅速、生物量大等优点而成为重金属污染修复的良好材料,干旱是影响其生长和修复能力的主要原因。该研究采用盆栽实验方法,探讨了干旱处理(25%土壤田间持水量)、镉处理(3mg·kg~(-1))及其交互处理对巨菌草生长、光合、抗氧化酶活性、活性氧含量、镉积累与分配特征的影响。结果表明:(1)与对照相比,干旱处理、镉处理及其交互处理对巨菌草生物量积累和光合作用均有一定抑制作用,但各处理巨菌草的耐性系数均较高;叶片中丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在各处理下均不同程度升高,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在交互处理下显著升高,而超氧化物歧化酶(SOD)活性在镉处理和交互处理下显著降低。(2)与单一处理相比,无论从生物量积累,还是叶片活性氧引起的细胞膜受损伤程度(用MDA表示)来看,交互处理并没有引起更严重的负面效应。(3)镉和交互处理下巨菌草各器官的镉含量均显著增加,且主要积累在根部;与镉处理相比,交互处理显著降低巨菌草的镉富集量,但未显著降低其地上部镉富集量。研究发现,巨菌草具有较强的耐旱性和抗镉污染的能力,干旱与镉交互处理并不会造成更严重的叠加负面影响,但会显著降低巨菌草地下部的镉富集量;在受到干旱及镉污染交互影响的区域种植巨菌草具有良好的修复前景。     

AMF和植物富集土壤中铅和镉的效应

为了筛选更适合修复土壤重金属污染的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和寄主植物组合,对二月兰(Orychophragum violaeeus)、龙葵(Solanum nigrum)和麦冬(Ophiopogon japonicus)接种AM真菌摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根内球囊霉(Glomus intraradices),通过测定Pb(1 000 mg/kg)和Cd(1.5 mg/kg)污染土壤中上述3种植物生长状况及其对Pb和Cd吸收与富集能力的影响,旨在获得富集重金属能力较强的AM真菌+植物组合。结果表明,施加Cd土壤中二月兰和麦冬的生物量高于对照,施加Pb或Cd处理显著降低龙葵的生长。龙葵对Pb和Cd富集能力最强,麦冬最弱;二月兰对Pb和Cd的转移能力最强。供试植物对Cd的富集能力和转移能力均大于对Pb的富集能力和转移能力。在Pb和Cd的胁迫下,摩西管柄囊霉和根内球囊霉均能促进供试植物的生长发育,并增加植株对Pb和Cd的富集系数,其中,摩西管柄囊霉对龙葵生物量、Pb和Cd富集系数的效应最大。综合考虑植物本身的生物量、对Pb和Cd的耐受力和富集能力,结论认为摩西管柄囊霉+龙葵组合是修复Pb或Cd污染土壤的高效AM真菌+植物组合之一,相关机制有待进一步研究。     

外源有机酸对镉胁迫下秋华柳镉积累特征的影响

为探究外源有机酸在加强秋华柳(Salix variegata Franch.)镉积累效率中的应用潜力,采用营养液培养方法,研究了5种100μmol/L外源有机酸(草酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸)对50μmol/L Cd胁迫下秋华柳生长适应性及Cd积累特征的影响,并通过化学平衡程序VISUAL MINTEQ v3.0计算溶液中不同化学形态Cd(游离态和螯合态Cd)的含量。结果表明:柠檬酸、酒石酸、苹果酸和琥珀酸的添加有效缓解了Cd对秋华柳的毒害,明显促进了秋华柳的生长。除草酸处理组外,其余4个有机酸处理组培养液中游离Cd~(2+)含量均得到较大提升,显著促进了秋华柳对Cd的吸收。柠檬酸、酒石酸、琥珀酸和苹果酸的添加显著提高了秋华柳植株的Cd积累量,分别是未加入有机酸Cd处理组的210%、190%、190%和178%。外源有机酸的施加提高了介质中游离Cd~(2+)的含量,并通过与重金属的络合等作用提升了植株对Cd的吸收和积累能力。但不同有机酸对秋华柳Cd积累特征的影响差异明显,柠檬酸加入后通过提高秋华柳根生物量和根中Cd含量,显著增加了根系Cd积累量;酒石酸、苹果酸和琥珀酸的应用则明显提高了秋华柳地上部分Cd积累量。因此,外源酒石酸、琥珀酸和苹果酸的应用可提高秋华柳地上部分的Cd积累效率,更有利于对Cd污染土壤的修复。     

中国镉超富集植物种类组成及分布特征研究

为丰富镉(Cd)超富集植物种质资源的筛选,促进植物修复技术研究,以现有文献报道的Cd超富集植物为基础,统计分析了Cd超富集植物的种类组成、区系分布特征及在中国的地理分布,并对后续Cd超富集植物的筛选及应用研究提出建议.结果 表明,目前已筛选出的镉超富集植物共计80种,隶属29科69属,菊科植物种类占比最大,十字花科次之...     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以\"甘农三号\"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

龙须草无融合生殖的胚胎学证据

采用石蜡切片技术对龙须草(Eulaliopsisbinata(Rotz)C.E.Hubb)进行了系统的胚胎学研究,证明龙须草为禾本科植物中一种新的无融合生殖材料。龙须草无融合生殖方式为无孢子生殖,在胚珠发育早期,多个珠心细胞特化为无孢子生殖原始细胞,由原始细胞发育为单核胚囊,经两次有丝分裂形成4核胚囊,进一步分化形成两种类型的成熟胚囊:(1)具1个卵细胞,1个助细胞和2个极核,占观察总数的67.6%;(2)具1个卵细胞,2个助细胞和1个极核,占观察总数的32.4%。胚囊发育属大黍型。多个无孢子生殖原始细胞可以同时发育,最后形成2个或多个胚囊,其比例为17.7%。胚珠内没有有性胚囊的发育。胚的发生有两种类型:(1)早发生胚(74%),开花前1~2d,极核未分裂前卵细胞分裂形成胚;(2)迟发生胚(26%),开花后2~3d,极核分裂形成多个胚乳游离核后,卵细胞启动分裂形成胚。存在多胚现象,多胚来自不同胚囊内卵细胞的孤雌生殖,多胚发生率为13%。胚乳由极核不经受精自发分裂产生。     

不同居群龙须草RAPD分析及其分类研究

利用RAPD分子标记和形态特征观察,分析研究了中国12个龙须草居群的遗传差异,16个寡聚核苷酸引物扩增共得到124条带,其中110条为多态性带,占88.7%.Shannon多样性指数(I)为0.359 0,物种水平N e i s基因多样性(H)为0.224 1.12个龙须草居群的遗传相似系数在0.48~0.99之间.聚类结果结合形态学特征分析,12个龙须草居群可划分为4类,其中河南、湖北、陕西山阳的9个居群聚为1类,陕西洋县居群、广东星子山居群、广西百色居群各代表1类.     

龙须草花粉活性及结实率与其无融合生殖的关系

以两种生态型无融合生殖龙须草为材料,经去雄套袋、去掉柱头及相互杂交等处理,比较几种方式下的结实率。结果表明：去雄套袋、截去柱头以破坏授粉和杂交授粉等处理与去雄不套袋作对照之间结实率的差异不显著。两种生态型龙须草的成熟花粉粒都具有活力,在蔗糖溶液中的离体萌发率分别为28％和34％;花粉在柱头上的附着和生长的荧光观察表明：花粉附着率较低,花粉在柱头上可以萌发,但不能进入柱头和花柱。证明龙须草花粉对其结实率没有显著影响;龙须草具有很高的无融合生殖度,是优良的无融合生殖基因供体。     

龙须草叶片形态结构与生理功能的研究

利用定样平行配套观测方法 ,研究了龙须草叶片形态结构和光合、蒸腾等生理功能 ,结果表明 :龙须草叶片呈长剑形 ,叶长为 35～ 1 50 cm,最长可达 2 0 0 cm以上 ,叶宽为 0 .1 9～0 .48cm;功能叶结构具有典型的 C4 “花环结构”;上表皮中具有十分发达的保护水分过度蒸腾的“泡状细胞”;上表皮气孔分布密度大于下表皮。功能叶叶绿素 a/ b值为 3.2 8± 0 .2 6。背面叶平均光合强度为 62 .4( CO2 mg/ dm2 · h)、呼吸强度为 3.57( CO2 mg/ dm2 · h)、蒸腾强度为 372 6( H2 O mg/ dm2 · h)、气孔阻力为 0 .2 1 ( sec./ cm)、水分利用效率为 1 6.747。背面叶的光合强度和蒸腾强度明显高于腹面叶。     

兼性无融合生殖龙须草SSR引物开发及杂交后代的检测

以来自中国5个省份12个居群的龙须草为材料,通过锚定PCR开发复合SSR引物、数据库检索和近缘物种SSR引物的引用等3种方法开发龙须草的SSR引物.结果显示:在锚定PCR开发复合SSR位点所设计的33对引物中筛选到有效扩增引物13对,表现多态性的引物有6对;利用基因特异序列法得到多态性引物3个;所用18条同源物种引物中有83%的SSR引物在供试的12个龙须草居群中都有清晰的SSR条带,其中56%的引物表现出多态性.3种方法在龙须草12个居群中共筛选得到了19对多态性引物,多态性比率约为73%.利用筛选得到的SSR多态性引物对来自2个居群的杂交F1代进行检测,鉴别出只有母本带型的无融合生殖后代和具有双亲带型的杂交后代,在子代中还出现偏父本带型、亲本缺失带型和变异带型等,证明所开发的SSR引物可以揭示龙须草生殖方式的复杂性,适用于龙须草遗传分析及亲缘关系鉴定.     

南方红壤地区种植龙须草对土壤质量的影响

通过对10年生龙须草地与自然野生草地和柑橘地3种不同土地利用方式的比较,对土壤的化学性状、物理性状、生物学性状以及植株生长的小气候环境进行了全面的调查分析。结果表明,10年生龙须草地土壤物理性状、化学性状、生物学性状和草地小气候环境都有不同程度的改善。结果还表明,土壤微生物数量在不同的季节呈现出有规律的动态变化,夏季最高,冬季最低,春、秋两季处于中间,而且龙须草地土壤微生物数量的季节性波动不如自然野生草地的波动大;龙须草地四种土壤酶的活性均比自然野生草地的高。从土地持续利用的角度考虑,再加上龙须草自身有着良好的经济效益和水土保持效益,在中国南方红壤地区种植龙须草是一种较好的土地利用模式。     

Cadmium uptake, translocation and tolerance in the hyperaccumulator Arabidopsis halleri

Arabidopsis halleri is a well-known zinc (Zn) hyperaccumulator, but its status as a cadmium (Cd) hyperaccumulator is less certain. Here, we investigated whether A. halleri can hyperaccumulate Cd and whether Cd is transported via the Zn pathway. Growth and Cd and Zn uptake were determined in hydroponic experiments with different Cd and Zn concentrations. Short-term uptake and root-to-shoot transport were measured with radioactive 109Cd and 65Zn labelling. A. halleri accumulated > 1000 mg Cd kg(-1) in shoot dry weight at external Cd concentrations >or= 5 microm, but the short-term uptake rate of 109Cd was much lower than that of 65Zn. Zinc inhibited short-term 109Cd uptake kinetics and root-to-shoot translocation, as well as long-term Cd accumulation in shoots. Uptake of 109Cd and 65Zn were up-regulated, respectively, by low iron (Fe) or Zn status. A. halleri was much less tolerant to Cd than to Zn. We conclude that A. halleri is able to hyperaccumulate Cd partly, at least, through the Zn pathway, but the mechanisms responsible for cellular Zn tolerance cannot detoxify Cd effectively.     

洞庭湖湿地8种优势植物对镉的富集特征

针对洞庭湖湿地土壤Cd污染严重的现状,对湖区滨岸带8种优势植物的Cd富集特征及其修复效果进行了分析.结果表明,蒌蒿(Artemisia selengensis)对Cd表现出显著的富集特征,对Cd污染的修复效果好,是洞庭湖土壤Cd污染的理想修复材料;南艾蒿(Artemisia verlotorum)对Cd污染具有较好的修复效果,可作为湿地土壤Cd污染修复的备选材料;芦苇(Phragmites australis)和南荻(Miscanthus lutarioriparius)植株的根部对Cd的积累量较高,具有良好的稳定修复效果,且由于二者地上部生物量大、能被连续刈割的特点,对洞庭湖湿地Cd污染治理起到一定的促进作用.     

木槿品种对镉胁迫的生理响应及耐镉能力评价

研究镉胁迫对木槿的生理影响,比较木槿品种的镉耐受能力,为镉污染地区的植物材料选择提供依据.以3个木槿品种为材料,采取盆栽控制试验,测定其生长、生理指标,通过隶属函数分析综合比较品种耐镉能力.木槿的株高与地径增长量、叶绿素A+B与可溶性蛋白含量随胁迫浓度增加呈先上升后降低或逐渐降低趋势,而且随时间延长,降低程度不断加强;...     

植物对重金属镉的耐受机制

镉离子（Cd^2＋）具有强植物毒性,抑制植物生长,甚至使植物死亡。由于长期的环境选择和适应进化,植物发展出耐受机制,可减轻或避免Cd^2＋的毒害。硫转运蛋白、硫还原相关酶类以及半胱氨酸、谷胱甘肽和植物螯合肽合成基因的表达受Cd^2＋调控。同时这些基因的过表达也能提高植物对Cd^2＋的耐性。植物抗氧化系统对Cd^2＋胁迫诱发的活性氧的清除作用,具转运Cd^2＋活性的质膜转运蛋白促进Cd^2＋经共质体途径向木质部运输、装载,而后随蒸腾流向地上部迁移,具转运Cd^2＋活性的液泡膜转运蛋白促进Cd^2＋进入液泡的隔离作用,都在植物对Cd^2＋的耐性中起作用。