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相似文献
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1.
植物吸收、转运和积累镉的机理研究进展   总被引:7,自引:0,他引:7  
重金属镉(Cd)虽然不是植物生长的必需矿质元素,但依然能被植物吸收。且部分植物具有富集镉的特点,从而导致农产品镉含量超标,并通过食物链危害人类健康。研究植物吸收、转运和积累Cd的机理,对于培育低镉作物品种、降低农产品镉含量,以及选育超富集镉植物,修复镉污染土壤具有重要意义。从影响植物吸收Cd的因子,植物吸收、转运和积累Cd的机理以及植物拒Cd和富集Cd的分子机制等方面进行综述,以期为低镉作物的研究以及Cd污染土壤的综合治理提供一些参考。  相似文献   

2.
采用营养液培养法,研究了缺硫对万寿菊(Tagetes erecta)各器官镉积累的影响,以及巯基化合物和有机酸等在各器官镉积累中的作用.结果表明:0.1 mg·L-1镉处理7 d,缺硫处理显著降低了植物根、茎和叶中的镉含量,较对照分别降低了47%、38%和61%;缺硫对植物体内半胱氨酸、γ-谷氨酰半胱氨酸、谷胱甘肽和有机酸的合成没有显著影响,而且3种巯基化合物的含量都很低;缺硫植物根部合成的植物络合素的量显著降低,这可能是植物体内镉积累减少的主要原因;在植物的各器官中,叶片中的有机酸含量最高,而在叶片中未检测到植物络合素,由此可推断,叶片中积累的镉主要与有机酸结合;缺硫影响了根部植物络合素的合成,进而降低了植物体内镉的积累,而缺硫没有影响植物体内有机酸的合成,有机酸可能仅是参与植物组织中与镉的络合作用.  相似文献   

3.
滨海盐渍土壤中不同类型盐生植物富集镉的效应   总被引:2,自引:0,他引:2  
弋良朋  王祖伟 《生态学报》2017,37(14):4656-4662
为了利用被镉污染的滨海盐渍土壤,通过实验对比分析3种不同类型盐生植物对盐渍土中镉的富集效应,以期初步探明不同类型盐生植物在镉污染盐渍土壤修复中的效果。选择的3种盐生植物类型是:聚盐盐生植物,泌盐盐生植物和避盐盐生植物。通过温室盆栽实验,将植物在不同镉含量的盐渍土壤中种植培养60 d,测定和分析不同类型盐生植物对镉的生物浓缩因子、转移系数以及植株内地上部分和根部生物量和镉含量的变化。结果表明,不同镉含量的土壤对碱蓬和芦苇的生长影响较小,对二色补血草的生长影响较大。不同镉含量的土壤中,芦苇地上部分镉的生物浓缩因子变化差异不显著,并且其地上部分吸收镉的百分率较高。碱蓬和芦苇的转移系数大于二色补血草的转移系数,并且碱蓬的转移系数在不同镉含量的土壤中变化不显著;二色补血草的转移系数随着土壤中镉含量的增加而显著增大。3种盐生植物中,碱蓬最具修复镉污染盐渍土壤的潜力,这可能和它是聚盐盐生植物的生理类型有关。芦苇整个植株的地上部分富集镉的总量在3种植物中是最高的,因此,芦苇在镉含量较低时也可以做为镉污染盐渍土壤的修复材料。  相似文献   

4.
土壤中镉、铅、锌及其相互作用对作物的影响   总被引:18,自引:0,他引:18       下载免费PDF全文
通过作物盆栽模拟试验(砂壤质褐土、pH值8.2)揭示:土壤中分别施入镉(CdCl2)、铅[Pb(CH3COO)2]或锌(ZnSO4)其影响表现为,植物各器官镉的含量超过对照植物的数倍至500倍。土壤镉浓度<5ppm和<10ppm分别造成某些蔬菜和水稻的污染。铅主要积累在植物根部,土壤铅污染对作物的影响较小。锌主要积累在植物叶片和根部,对水稻产生生长抑制的土壤锌浓度临界值不大于200ppm,此浓度对旱作无影响。土壤中同时施入镉和铅,植物对镉的吸收增加。而土壤中镉的增加却减少了植物体内铅的含量。土壤中由于镉、锌或铅、锌相互作用的结果,水稻对它们的吸收都有增加。在旱地土壤锌浓度的增高,降低了植物对镉、铅的吸收。镉、铅、锌同时施入土壤由于相互作用的结果,除锌之外,植物对镉、铅的吸收有明显下降。评价土壤重金属污染,不仅要看它们的含量及其存在形态,而且要分析它们之间的相互作用(促进或拮抗)特点。  相似文献   

5.
超累积植物与高生物量植物提取镉效率的比较   总被引:14,自引:0,他引:14  
杨勇  王巍  江荣风  李花粉 《生态学报》2009,29(5):2732-2737
利用植物修复污染的土壤已受到广泛的关注.采用土壤盆栽试验,比较了超累积植物遏蓝菜与3种高生物量植物印度芥菜、烟草和向日葵对长期施用含镉有机、无机肥料污染的土壤(总Cd,2.87mg·kg-1)的提取效率.研究结果表明,遏蓝菜富集镉的能力明显高于其他3种植物,其地上部镉含量可达43.7mg·kg-1,分别是烟草、印度芥菜和向日葵(叶)的10、27和56倍;而地上部生物量最高的植物烟草,其生物量干重为24.8g· pot-1,分别是遏蓝菜、印度芥菜、向日葵的35倍、3倍、2倍.4种植物提取镉最多的是烟草,每盆可以提取117μg,遏蓝菜和印度芥菜提取镉量分别为35μg·pot-1和30μg·pot-1,向日葵提取量最少,每盆仅为10μg左右.植物对土壤中镉的提取效率分别为:烟草 1%,遏蓝菜0.6%,印度芥菜 0.5%,向日葵0.08%.4种植物种植后,土壤总镉和有效态镉含量没有显著的变化.  相似文献   

6.
硅缓解植物镉毒害的生理生态机制   总被引:8,自引:0,他引:8  
刘彩凤  史刚荣  余如刚  张铮 《生态学报》2017,37(23):7799-7810
镉是对生物毒性最强的污染物之一。过量的镉能够抑制植物的生长和光合作用,干扰矿质代谢并诱发氧化胁迫。硅作为一种有益元素,主要以Si(OH)_4的形态通过主动或被动方式被植物体吸收并转运到地上部分。硅对植物镉毒害具有缓解作用,但其缓解机制在不同物种、品种或生态型之间存在显著差异,并表现出一定的硅/镉浓度依赖性。总体上可概括为避性机制和耐性机制。避性机制包括:(1)在器官水平,减少植物根系对镉的吸收及其向地上部的转运;(2)在细胞水平,增强细胞壁对镉的吸附能力,减少共质体中镉的含量。耐性机制包括:(1)诱导细胞产生小分子螯合剂,增强对镉的螯合作用,减少细胞中游离态镉的含量;(2)增强抗氧化机制,减轻氧化胁迫;(3)改善光合作用和无机营养,促进植物生长。从植物对硅的吸收和转运、镉对植物的毒害作用以及硅对缓解植物镉毒害的生理生态机制3个方面进行了综述,并基于目前的研究现状和薄弱之处,对今后的研究重点进行了展望。  相似文献   

7.
以7种水生植物(长苞香蒲、水生美人蕉、黑藻、粉绿狐尾藻、花叶芦竹、香根鸢尾、水葫芦)为研究材料,构建生物塘系统,通过差速离心法和五步提取法,提取植物各亚细胞组分和不同化学形态的镉,并用原子吸收分光光度法测定镉含量,分析镉在水生植物体中富集特征,揭示植物对镉的耐性机制。结果表明:(1)水生植物根中镉富集量大于茎和叶;3种类型水生植物富集镉能力表现为沉水植物(粉绿狐尾藻、黑藻)浮水植物(水葫芦)挺水植物(长苞香蒲、水生美人蕉、花叶芦竹、香根鸢尾)。(2)镉在黑藻、水葫芦和花叶芦竹中的亚细胞分布量均呈现为细胞壁可溶组分原生质体线粒体,所占比例分别为37.16%~50.86%、20.69%~31.21%、10.81%~23.83%、8.15%~19.83%。(3)赋存化学形态表现为以氯化钠提取态、醋酸提取态为主,所占比例分别为29.37%~56.27%和15.06%~36.19%。研究发现,粉绿狐尾藻、水葫芦、水生美人蕉和花叶芦竹4种植物为富集镉较好的植物,而黑藻、香根鸢尾和长苞香蒲3种植物的镉富集能力相对较弱;镉主要以果胶酸盐、蛋白质结合态或吸附态存在于植物根的细胞壁和液泡中,以减弱镉对根细胞器和植物地上部分的毒害。  相似文献   

8.
本文研究了凤眼莲、芦苇、蒲草、杏菜、黑藻等高等水生植物对含砷、汞、镉污水的监测作用和净化能力以及温度、pH值等因子对植物的影响。初步认为凤眼莲是含砷污水的监测植物,同时又是含砷、汞,镉污水的净化植物。芦苇,蒲草是抗污能力较强的植物,并能吸收积累污水中的砷、汞、镉。水生植物对砷、汞、镉的忍耐力大小是因其植物生活型不同而异,一般为挺水植物>飘浮、浮叶植物>沉水植物。积累量为沉水植物>飘浮、浮叶植物>挺水植物。植物对重金属元素的吸收积累受温度和pH值等生态因子的制约。  相似文献   

9.
重金属污染是全球面临的重大环境污染问题之一。镉是植物生长发育非必需的微量元素,不仅影响植物生长发育,甚至会造成植物死亡,并且可通过在植物体内积累而威胁人类的生命健康。因此,植物对重金属镉的吸收是环境污染研究领域的一个热点问题。现主要从重金属镉对植物生长发育的影响及植物的抗氧化系统、不同类型转运蛋白家族等方面对植物耐受镉胁迫的机理进行综述,并对相关研究领域的一些重点问题进行了展望。  相似文献   

10.
施硅对抑制植物吸收重金属镉的效应研究进展   总被引:6,自引:0,他引:6  
施用化学改良剂是控制土壤重金属污染的有效手段。研究施硅对抑制植物吸收重金属镉的影响及其作用机制,对促进利用硅肥作为改良剂治理重金属污染土壤技术的发展有重要意义。近年来,以硅肥作改良剂对重金属污染的土壤进行治理的研究大量涌现。本文从施硅对抑制植物吸收镉及镉在植物体内的分布、迁移的影响;从植物细胞膜透性、抗氧化物酶系和抗氧化剂等新陈代谢或生理过程及硅-金属复合物的结构组成等方面对植物抗镉胁迫的生理生化效应及其抑制植物吸收重金属镉的机制进行综述,并对今后有待进一步研究的问题提出了建议。  相似文献   

11.
测定了Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+单一重金属胁迫对拟南芥种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明,重金属对幼苗生长的毒性大于对种子发芽的毒性,以抑制种子发芽的IC50为指标,4种重金属的毒性顺序为Hg2+>Cd2+>Pb2+/Cu2+,以幼苗生长为指标,则毒性顺序为:Cu2+>Hg2+>Cd2+/Pb2+,并随着胁迫时间延长,种子萌发率下降.此外,不同重金属在不同发芽时段对种子的毒性也不尽相同,Cd2+的毒性在种子吸水后的0~12 h大于12~24 h,而Hg2+毒性在12~24 h大于0~12 h,其中,种皮对减轻重金属毒性起着十分重要的作用.通过非毒性离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)与重金属离子(Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+)交互作用对拟南芥种子发芽及幼苗生长效应的研究发现, mmol·L-1的Ca2+、Mg2+、K+、Na+可以增强Hg2+对种子发芽的毒性,但对Cd2+的毒性却没有影响.对于幼苗来说,Ca2+、Mg2+、K+、Na+可以显著增强Hg2+的毒性,Ca2+可以缓解Cd2+的毒性,但却增加Cu2+的毒性,K+可以缓解Pb2+对幼苗的毒害作用.最后,本文对重金属的毒害机理进行了探讨.  相似文献   

12.
有机酸对Pd 、Cd的土壤化学行为和植株效应的影响   总被引:46,自引:3,他引:43  
有机酸对Pd,Cd的络合作用将其对土壤吸附Pd,Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸,草酸与Pd,Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pd,Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pd,Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pd,Cd的吸附,水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦,水稻幼苗的毒害,柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶,根中Cd含量下降,Pd和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pd吸收量增加,Pd存在抑制水稻植株对Cd的吸收。  相似文献   

13.
有机酸对Pb、Cd的络合作用将其对土壤吸附Pb、Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸、草酸与Pb、Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pb、Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pb、Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pb、Cd的吸附.水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦、水稻幼苗的毒害.柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶、根中Cd含量下降.Pb和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pb吸收量增加,Pb存在抑制水稻植株对Cd的吸收.  相似文献   

14.
黑麦草生长过程中有机酸对镉毒性的影响   总被引:30,自引:0,他引:30  
研究了低分子量有机酸草酸、柠檬酸、乙酸及高分子量有机酸胡敏酸对黑麦草(Lolium Loinn)生长过程中Cd毒性的影响.结果表明,随着低分子量有机酸浓度增加,Cd毒性有所增强,致使黑麦草中的叶绿素含量降低及黑麦草的生物量降低,递降顺序是草酸<乙酸<柠檬酸.而施入胡敏酸后,Cd毒性逐渐减弱,黑麦草中的叶绿素含量及黑麦草生物量逐渐增加.对低分子量有机酸而言,无论迁移到黑麦草茎叶中,还是迁移到黑麦草根系中的Cd,随着施入的有机酸浓度增加,增加顺序为柠檬酸>乙酸>草酸.对胡敏酸而言,迁移到黑麦草茎叶和根系中的Cd,随着施入的胡敏酸浓度增加,Cd含量减少,说明其具有降低Cd毒性的作用.另外,根系中Cd含量明显高于茎叶中Cd含量,由此得知,黑麦草根系对Cd有较强的富集作用,并阻止Cd向茎叶中迁移.  相似文献   

15.
铅和镉污染对大羽藓生理特性的影响   总被引:12,自引:0,他引:12  
This paper dealt with the effects of 2+,2+ and their combined pollution on the contents of chlorophyll,potassium and calcium in Thuidium cymbifolium.The results showed that except at 0.1 mg 2+-1,the chlorophyll content decreased with increasing 2+ and 2+ concentrations,which was 18% of the control at 100 mg 2+-1,and decreased by 48.6% at 200 mg 2+-1.The potassium and calcium contents also decreased with increasing pollutants concentrations,being decreased by 61.1% at 100 mg 2+-1.2+ had a stronger toxicity than 2+,and the toxicity of their combined pollution was stronger than that of each pollutant.2+ could increase the toxicity of 2+.  相似文献   

16.
四氯乙烯和镉对草鱼的单一与联合毒性效应   总被引:9,自引:0,他引:9  
以静水生物测试法研究了四氯乙烯和重金属镉对草鱼的单一与联合毒性,同时采用Marking相加指数法对二者的联合毒性进行了评价.单一毒性试验表明:四氯乙烯对草鱼24、48、72和96 h的半数致死浓度(LC50)分别为49.12、41.68、36.37和34.30 mg·L-1;镉对草鱼24、48、72和96h的LC50分别为45.58、34.81、28.63和24.05mg·L-1;二者对草鱼均有毒性,而且为高毒,镉的毒性大于四氯乙烯.联合毒性试验表明:二者毒性比为1∶1,暴露时间为24、48、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC50分别为24.63、12.54、9.88和7.08 mg·L-1以及17.11、8.71、6.87和4.92 mg·L-1,相加指数AI(additive index)分别为0.14、0.81、0.95和1.43,联合作用结果为协同效应,并且随着时间的增加,协同作用增强;二者浓度比为1∶1, 暴露时间为24、48 、72和96 h时四氯乙烯和镉的LC50分别为17.00、11.18、10.61和9.19 mg·L-1,AI分别为0.39、0.70、0.51和0.54,联合作用为协同作用.  相似文献   

17.
Effect of nitrogen (N) deficiency on antioxidant status and Cd toxicity in rice seedlings was investigated. N deficiency resulted in a reduction of shoot growth but not root growth. The contents of N-containing compounds such as nitrate, chlorophyll, and protein decreased in leaves of rice seedlings grown under N deficiency. Accumulation of abscisic acid and H2O2 in leaves was induced by N deficiency. The content of ascorbate and the activities of ascorbate peroxidase, glutathione reductase, and catalase in N-deficient leaves were lower than their respective control leaves. However, glutathione content was not affected and superoxide dismutase activity was increased by N deficiency. Cd toxicity in N-deficient seedlings was more pronounced than that in N-sufficient ones. Pretreatment with ascorbate or L-galactono-1,4-lactone, a biosynthetic precursor of ascorbate resulted in a reduction of Cd toxicity enhanced by N deficiency. N deficiency also resulted in an enhancement of Cd uptake in rice seedlings. The possible mechanism of Cd toxicity enhanced by N deficiency is discussed.  相似文献   

18.
Yang WW  Miao AJ  Yang LY 《PloS one》2012,7(3):e32300
In the present study, Cd(2+) adsorption on polyacrylate-coated TiO(2) engineered nanoparticles (TiO(2)-ENs) and its effect on the bioavailability as well as toxicity of Cd(2+) to a green alga Chlamydomonas reinhardtii were investigated. TiO(2)-ENs could be well dispersed in the experimental medium and their pH(pzc) is approximately 2. There was a quick adsorption of Cd(2+) on TiO(2)-ENs and a steady state was reached within 30 min. A pseudo-first order kinetics was found for the time-related changes in the amount of Cd(2+) complexed with TiO(2)-ENs. At equilibrium, Cd(2+) adsorption followed the Langmuir isotherm with the maximum binding capacity 31.9, 177.1, and 242.2 mg/g when the TiO(2)-EN concentration was 1, 10, and 100 mg/l, respectively. On the other hand, Cd(2+) toxicity was alleviated in the presence of TiO(2)-ENs. Algal growth was less suppressed in treatments with comparable total Cd(2+) concentration but more TiO(2)-ENs. However, such toxicity difference disappeared and all the data points could be fitted to a single Logistic dose-response curve when cell growth inhibition was plotted against the free Cd(2+) concentration. No detectable amount of TiO(2)-ENs was found to be associated with the algal cells. Therefore, TiO(2)-ENs could reduce the free Cd(2+) concentration in the toxicity media, which further lowered its bioavailability and toxicity to C. reinhardtii.  相似文献   

19.
Cadmium (Cd) is an environmental and industrial pollutant that affects various organs in humans and animals. A body of evidence has accumulated implicating the free radical generation with subsequent oxidative stress in the biochemical and molecular mechanisms of Cd toxicity. Since kidney is the critical target of Cd toxicity, we carried out this study to investigate the effects of diallyl tetrasulfide (DTS), an organosulfur compound derived from garlic on Cd induced toxicity in the kidney of rats and also in the kidney cell line (vero cells). In experimental rats, subcutaneous administration of Cd (3 mg/kg bw/day) for 3 weeks induced renal damage, which was evident from significantly increased levels of serum urea and creatinine with significant decrease in creatinine clearance. A markedly increased levels of lipid peroxidation markers (thiobarbituric acid reactive substances and lipid hydroperoxides) and protein carbonyl contents with significant decrease in nonenzymic antioxidants (total sulphydryl groups, reduced glutathione, vitamin C and vitamin E) and enzymic antioxidants (superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase and glutathione-S-transferase) as well as glutathione metabolizing enzymes (glutathione reductase, and glucose-6-phosphate dehydrogenase) were also observed in Cd intoxicated rats. Coadministration of DTS (40 mg/kg bw/day) and Cd resulted in the reversal of the kidney function accompanied by a significant decrease in lipid peroxidation and increase in the antioxidant defense system. In vitro studies with vero cells showed that incubation of DTS (5-50 microg/ml) with Cd (10 microM) significantly reduced the cell death induced by Cd. DTS at 40 microg/ml effectively blocked the cell death and lipid peroxidation induced by Cd (10 microM) indicating its cytoprotective property. Further, the flow cytometric assessment on the level of intracellular reactive oxygen species using a fluorescent probe 2', 7'-dichlorofluorescein diacetate (DCF-DA) confirmed the Cd induced intracellular oxidative stress in vero cells, which was significantly suppressed by DTS (40 microg/ml). The histopathological studies in the kidney of rats also showed that DTS (40 mg/kg bw/day) markedly reduced the toxicity of Cd and preserved the architecture of renal tissue. The present study suggests that the cytoprotective potential of DTS in Cd toxicity might be due to its antioxidant and metal chelating properties, which could be useful for achieving optimum effects in Cd induced renal damage.  相似文献   

20.
Greenhouse pot experiments were carried out to illuminate the mitigation effects of sulfur (S) on cadmium (Cd) uptake and toxicity in tobacco using two levels of exogenous sulfur of S1 and S2 containing 47 and 38% total S. Results showed that Cd1 and Cd2 treatments of 1 and 5 mg Cd kg?1 soil increased leaf Cd concentration and accumulation but reduced plant height, net photosynthetic rate (Pn) and biomass, with a much severe response in Cd2 treatment. Application of S2 fertilizer alleviates Cd toxicity, markedly decreased Cd concentration and improved photosynthesis, compared with Cd1 and Cd2 alone treatment; but S1 only alleviated Cd toxicity when tobacco was subjected to Cd1 stress. Our results suggest that S2 fertilizer was more effective in reducing Cd accumulation and toxicity in Tobacco than S1, and highlights a promising approach of S fertilizer application to lower leaf Cd accumulation in order to ensure product safety of tobacco grown in Cd polluted soils.  相似文献   

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