重金属对油菜种子萌发和胚根生长的影响

分析了Hg2 、Cd2 、Ni2 、Co2 、Zn2 5种重金属离子对油菜种子萌发和胚根伸长的影响,以及金属离子K 、Mg2 和Ca2 与重金属的交互作用。结果表明:(1)重金属对油菜种子萌发的抑制作用依次为Hg2 >Cd2 和Co2 >Ni2 >Zn2 ,而对胚根生长的毒害作用依次为Hg2 >Cd2 >Co2 >Ni2 >Zn2 。(2)萌发率为40%以上时,K 和Ca2 可以提高Ni2 、Zn2 和Co2 胁迫下油菜种子的萌发率,却进一步降低了Hg2 、Cd2 胁迫下种子的萌发;Mg2 可以提高Ni2 、Zn2 、Cd2 和Co2 胁迫下种子的萌发率,但对Hg2 毒害却没有缓解。(3)胚根伸长率达到60%以上时,K 和Mg2 增强了Ni2 、Hg2 、Cd2 和Co2 对胚根生长的抑制,而Ca2 则缓解了Zn2 、Ni2 和Co2 对胚根生长的抑制作用。研究结果对于重金属复合污染土壤中植物种子的萌发和定植具有理论和实践意义。     

植物内生细菌修复重金属污染土壤作用机制研究进展

内生细菌生活在植物组织内部,长期以来与宿主植物形成了紧密的共生关系。内生细菌在重金属吸收、耐受和解毒方面具有优良的特性,为修复重金属污染土壤提供了有效的新方案。综述了内生细菌强化植物修复重金属污染土壤的作用机制,包括内生细菌通过产生植物生长调节激素,分泌ACC脱氨酶和几丁质酶等,促进宿主植物在重金属胁迫条件下的生长;通过改变重金属的生物有效性/毒性,减轻植物重金属毒害;通过与植物形成联合修复体,加强植物抗重金属毒性的能力。分析了近几年超富集植物内生细菌多样性及其影响因素,探讨了联合修复过程中影响内生细菌强化修复效果的主要因素,包括内生细菌的来源、活性和环境胁迫等各种生物因素和非生物因素,并对内生细菌与植物联合修复的研究方向进行展望,涉及内生细菌自身存活原因和如何耐受重金属的机制研究,植物内生细菌的行为动力学和代谢,以及内生细菌、植物及土壤之间的生态互作效应等,以期推动内生细菌大规模应用于植物修复重金属污染土壤。     

解磷微生物修复土壤重金属污染研究进展

土壤重金属污染问题日益严重,具有普遍性、隐蔽性、表聚性、不可逆性等特点,已经成为环境污染治理中的热点、难点问题。解磷微生物能够依靠自身的代谢产物或通过与其他生物的协同作用,将土壤中的难溶性磷转化为可供植物吸收利用的磷,具有多重植物促生长功能和重金属解毒能力,可在重金属毒害水平下,促进植物生长、提高植物抗病能力、克服重金属对植物生长的不利影响,从而增强重金属修复植物的生存竞争力。从解磷微生物的研究现状入手,介绍了解磷微生物对土壤重金属污染的修复能力,综述了解磷微生物对土壤重金属污染修复的作用机制,分析了目前解磷微生物在重金属修复过程中存在的问题,并提出了今后研究的方向,为重金属污染土壤的修复提供了新思路。     

盐生植物种子萌发对环境的适应对策

盐生环境是一种严峻的胁迫环境,对植物的生长、发育、繁殖等生活史的各阶段都产生着重要的影响。盐生植物是生长在盐渍土壤上的一类天然植物区系,它们在长期的进化过程中形成了一系列适应盐生生境的特殊生存策略。一般情况下,盐生植物种子对环境的适应能力,是植物对盐生环境适应性的重要体现;而植物发育早期对盐度的适应能力又是决定物种分布和群落组成的关键因素。在对国内外相关文献进行分析归纳的基础上,从盐分对种子萌发的影响机理及植物种子萌发对盐生环境的适应对策两个方面综述了植物种子休眠萌发与盐生环境的关系。     

土壤重金属生物毒性研究进展

世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注.土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应.综述了国内外近年来土壤重金属生物毒性的研究进展,介绍了土壤重金属污染对陆地生态系统中植物、动物和微生物生长的影响;土壤重金属生物毒性的影响因素;土壤重金属生物毒性的研究方法;土壤重金属生物毒性的预测模型,最后提出了问题和展望.     

环境气体对植物种子萌发影响的作用过程研究进展

种子萌发受多种外界环境因素诱导和调控，且一旦种子萌发启动，胚将不可避免的生长或死亡，是一个不可逆的过程，决定着植物种群的繁衍、进化和农林业生产。大气和土壤中的多种气体对植物种子萌发具有重要影响，与固液物质相比，环境气体扩散速度快、影响范围大，是影响植物种子萌发的重要生态因子。目前，已知影响植物种子萌发的气体物质有环境气体分子、植物燃烟和植物挥发物3大类，其中环境气体分子包括氧气(O₂)和二氧化碳(CO₂)，以及一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H₂S)、二氧化硫(SO₂)、乙烯(C₂H₄)和氢气(H₂)等气体信号分子；植物燃烟包括纤维素衍生的karrikins和木质素衍生的丁香醛及多种植物源燃烟；植物挥发物包括烯类和烷类物质及多种植物组织挥发物。本文综述了环境气体对植物种子萌发影响的作用过程研究进展，分析了这些气体物质对植物种子萌发的影响作用方式，并提出了今后开展研究的建议，以期为气体物质调控种子萌发技术研发，实现种子萌发时...     

植物内生细菌在植物修复重金属污染土壤中的应用

土壤重金属污染是威胁人群健康和经济可持续发展的重要环境问题。植物修复具有经济、环保等特点,已成为治理重金属污染土壤的重要技术。如何提高植物对重金属的抗性、促进植物生长是影响植物修复效率的关键之一。内生菌群-植物共生关系在此方面具有独特优势。其中,植物内生细菌可改善植物营养、降低植物病菌感染、影响酶活性,以及分泌激素、含铁载体和有机配位体等,进而提高超积累植物对重金属的吸收作用。本文综述了近年来国内外关于抗重金属植物内生细菌筛选与应用的研究进展,分析了内生细菌促进植物生长、增强植物对重金属抗性、促进重金属向茎叶转移的机理,阐述了植物内生细菌在重金属污染土壤修复中的应用前景与研究重点。     

红树植物抗重金属污染研究进展

综述了重金属污染对红树植物生长的影响,红树植物吸收重金属并在其体内分布以及在这种污染环境下红树植物可能存在的抗性机制。红树植物是通过根部吸收重金属的,进入其体内的重金属除少量分布在叶表面的各种腺体组织中外,主要富集在根部;对吸收到体内的重金属红树植物通过细胞壁沉淀,液泡的区域化等有效方式以降低其毒性;红树植物还可通过渗透作用把重金属排除到体外以减少对自身的毒害;另外,生长在此环境下的红树植物以增强自身抗氧化系统来加强其抗重金属的能力。对今后有关这方面的研究趋势提出了一些看法。     

强化植物修复重金属污染土壤的策略及其机制

重金属对生态环境、农业生产、人类健康等诸多方面造成重要危害。植物修复因其具有经济有效、绿色生态等优点,已经成为土壤重金属污染修复研究领域的热点。由于植物重金属毒害、修复耗时过长等因素致使植物修复技术受限于研究阶段而不能广泛应用于实践。采用科学合理的强化措施提高植物修复的效率可能是解决该矛盾的关键之一。讨论了根瘤菌、丛枝菌根真菌、溶磷微生物和内生真菌构建的微生物-植物共生系统在强化植物修复过程中的具体应用;概述了EDTA、EDDS等螯合剂在改变土壤中重金属可溶态,促进重金属从土壤向植株转运的重要作用;介绍了植物中编码金属转运蛋白、金属硫蛋白、植物螯合肽等与重金属转运和代谢相关的基因在植物修复领域的实际应用;归纳了上述强化策略主要机制为微生物促进植物生长、缓解重金属植物毒性以及提高了土壤中重金属生物利用度,从而促进重金属在富集植物中积累和植物生物量的增加;最后总结并展望了植物修复强化技术在今后研究的重点及存在的问题。综述植物修复技术采用的主要强化策略及其机制,旨在为利用植物修复技术治理土壤重金属污染提供重要参考。     

一氧化氮对植物重金属胁迫抗性的影响研究进展

一氧化氮(NO)作为一种重要的信号分子,在调节植物重金属胁迫抗性方面上起着非常重要的作用。综述了NO在植物体内的产生途径,重金属胁迫下植物体内内源NO含量的变化以及外源NO与内源NO对植物重金属胁迫抗性的影响。大量研究表明外源NO能够增强植物对重金属胁迫的抗性,一方面是通过增强植物细胞的抗氧化系统或直接清除活性氧,另一方面是通过影响植物对重金属的吸收以及重金属在植物细胞内的分布。然而内源NO在调节植物重金属胁迫抗性上的功能角色仍存在争议。有些研究表明内源NO是有益的,能够缓解重金属胁迫诱导的毒性;但是也有证据表明内源NO是有害的,能够通过促进植物对重金属的吸收以及对植物螯合素进行S-亚硝基化弱化其解毒功能,从而参与重金属诱导的毒害反应和细胞凋亡过程。     

燃烧植物产生烟与热的生理生态效应

燃烧植物产生的烟与热对植物的生理生态功能有重要的影响,相关研究已成为生态学研究的热点之一。植物源烟对一些植物种子的萌发和幼苗生长有促进作用,这种促进作用与GA和细胞分裂素的作用相似。在植物烟水溶液中分离得到了具有促进植物种子萌发作用的化合物丁烯羟酸内酯,该物质具有热稳定性、挥发性和有效浓度范围广等特点。丁烯羟酸内酯可以通过纤维素加热产生,因而几乎所有的植物燃烧产生的烟中都可以产生丁烯羟酸内酯。热因子对植物种子萌发有利作用表现为打破种子休眠、清除限制种子萌发的物理、化学因素和减轻种子病原体等方面。大量研究显示,不同植物对烟与热的响应机理存在显著的差异,这是植物群落过火后物种组成改变的重要原因之一。烟与热因子对植物生理生态作用的研究我国开展较少．这与我国是一个森林、草原火灾频繁的国家是不相称的,加强这方面的研究很有必要。另外,今后我国可以在烟与热因子对植物作用的机理,揭示传统用烟火处理土壤促进农林业植物生长的物理和化学本质,以及这些机理在发展有机农业中运用等方面开展深入的研究。     

荒漠植物种子萌发对积雪覆盖变化的响应

以古尔班通古特沙漠10种不同生活型植物种子为对象,研究3种不同积雪覆盖变化(自然降雪、加倍降雪和去除降雪)对荒漠植物种子萌发的影响。根据种子室内萌发结果,将种子可分为高萌速萌、高萌缓萌、低萌速萌和低萌缓型4种萌发类型。总体而言,加雪处理对荒漠植物的种子萌发率具有正效应或无效应,而去雪处理则具有负效应或者无效应。将野外不萌发的种子于室内重新培养,结果显示,积雪变化对总萌发率(野外萌发+室内萌发)具正、负或无3种效应。研究表明,在荒漠生态系统中,植物种子在萌发类型上具有多样性,这种多样性与植物的生存环境密切相关。积雪覆盖可以通过影响植物种子野外萌发率或总萌发率来影响植物生存。不同植物种子萌发对积雪覆盖变化的响应策略大都与生活型无关。这种多样化的种子萌发响应模式,有利于荒漠植物群落在环境剧烈变化中保持结构和功能的稳定,是对环境长期适应的结果。     

羽枝青藓和瘤柄匐灯藓对入侵植物种子萌发和幼苗生长的影响

入侵植物会通过化感作用等手段抑制本地种的生存繁衍,但本土植物尤其是地被层的藓类植物对入侵植物有何影响尚不清楚。本文以本土羽枝青藓和瘤柄匐灯藓为供体材料,以恶性入侵杂草稗草和野胡萝卜为受试材料,从藓丛结构特征和化感作用角度探究藓类植物对入侵植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明: 2种入侵植物种子落入藓丛后其发芽率、发芽势和发芽指数均受到显著抑制,抑制效果为藓丛上部>藓丛下部>无藓丛。稗草种子落入藓丛下部会显著影响其根长和根芽比。施加藓类浸提液均显著降低2种入侵植物的发芽率、发芽势及发芽指数,但呈现不同的浓度效应。施加浸提液在一定程度上增加了稗草幼苗芽长、根长和根芽比,但对野胡萝卜无明显的规律性影响。藓类植物对2种入侵植物种子萌发和幼苗生长的化感综合效应均表现为抑制作用,其中,野胡萝卜的敏感性大于稗草,且高浓度下更加明显。可见,藓类植物对入侵植物种子萌发和幼苗生长具有一定抑制作用。     

海拔对青藏高原东北缘高寒草甸常见植物种子中主要营养成分含量的影响

种子中营养物质的含量及其组成对种子的萌发及幼苗建植发挥着各自的作用,因此其含量的差异可能导致种子采取不同的萌发及幼苗生长对策。为了探讨植物种子中营养物质含量是否随着海拔梯度的变化而产生适应性变化,本研究以青藏高原东北缘甘肃省藏族自治州境内常见的227种植物种子为研究材料,用索式提取法、蒽酮比色法和考马斯亮蓝G-250法分别测定了种子中主要营养成分——粗脂肪、可溶性糖、淀粉和蛋白质的含量,分析了植物种子中主要营养成分含量与海拔之间的关系。结果表明:无论种内还是种间,种子中都在高海拔有较高的脂肪和可溶性糖、较低的蛋白质含量,而淀粉含量没有明显的变化规律。随着海拔的升高,温度逐渐降低,植物种子中储藏较多的脂肪和可溶性糖、较少的蛋白质,可以为种子萌发和幼苗的初始生长提供足够的能量以抵御严寒的环境。因此,这可能是植物应对高寒环境的一种适应性选择。研究结果为进一步探讨高寒草甸植物在种子水平上的适应机制及其进化适应意义提供了理论依据。     

荒漠植物种子逆境萌发研究进展

对水分、温度、光照、沙埋深度、盐分胁迫及以上几种综合因素在逆境条件下对荒漠植物种子萌发的影响进行了综述。降雨次数、雨量大小、分布及土壤湿度是决定荒漠植物种子萌发的重要生态因子;温度是影响荒漠植物种子萌发的关键生态因子之一,变温有利于荒漠植物种子萌发;光照并非大多数荒漠植物种子萌发的必要条件,少部分荒漠植物种子萌发需要光照,有些要在黑暗中萌发,有些则对光照无特殊要求,光照对有些荒漠植物种子萌发有一定的抑制;不同沙埋深度具有不同的土壤湿度,土壤温度和光照等条件,综合调控荒漠植物种子的萌发;盐分胁迫抑制种子的萌发。荒漠植物种子的萌发在以上几种因素的共同协调作用下表现出一定的适应性。随着研究的不断深入和生态环境建设的需求,需要加强荒漠植物生理生态研究的深度和研究的系统性。     

重金属镉对红树植物白骨壤和桐花树幼苗生理特性的影响

通过砂泥栽培实验研究了红树植物桐花树和白骨壤幼苗在含Cd 0.6～30 mmol·L~(-1)系列海水培养液中某些生理特性的变化。当培养液中Cd浓度为0.6 mmol·L~(-1)时桐花树和白骨壤幼苗生长正常,叶绿素含量和光合速率变化不大。当高于12 mmol·L~(-1)时,除桐花树和白骨壤幼苗除POD酶活性越来越高之外,叶绿素含量、光合速率、SOD、CAT酶活性均不断减弱,而且浓度愈高,这些指标下降愈大。结果表明Cd对红树植物桐花树和白骨壤幼苗具有毒害作用,Cd浓度愈高对其毒害愈严重,两种红树植物比较,桐花树抗重金属镉毒害的能力大于白骨壤。     

植物耐重金属的分子生物学研究进展

重金属污染对我国经济发展、人身健康造成重大负面影响,已经成为当今研究热点。综述了近年来重金属对植物的毒害及植物耐性机制等方面的研究进展,主要包括金属对植物的生长发育影响,植物抵抗重金属毒害的防御方式及抵抗重金属胁迫的相关基因和蛋白等,旨在为该领域的相关研究提供资料和借鉴。     

土壤中外源锌对不同植物毒性的敏感性分布

采用逻辑斯蒂克分布(log-logistic distribution)模型结合物种敏感性分布方程Burr-III分析,研究了2种不同土壤中添加不同水平的外源Zn后对8种不同植物毒性的剂量-效应关系及不同植物对外源Zn毒害的敏感性差异。结果表明,土壤中添加低浓度(<100mg·kg-1)Zn能对植物生长产生刺激效应,而过量的Zn则产生明显毒害作用。土壤中Zn毒性的阈值浓度(ECx)在不同植物间有较大差异,这主要与植物种类及土壤性质差异有关。不同土壤中Zn植物毒性的敏感性分布结果表明,不同植物对Zn毒性的敏感性频次分布有明显差异,其中叶菜类植物对土壤中Zn的毒害较为敏感,而禾本科类植物(如玉米)对Zn具有较强的抗性,不同类型植物对土壤中Zn毒害的敏感性分布频次顺序与土壤性质无关。     

稀土钕元素的生物学效应及机制研究进展

本文主要就稀土钕元素的生物学效应及机制研究所取得的一些结果进行了讨论,对钕在植物体内的含量和分布,钕对植物种子萌发和生长发育、植物的矿质营养代谢、抗逆性和光合作用的影响等诸方面以及对微生物和动物影响的研究进行了总结,为其在农业上的广泛应用奠定理论基础。     

沉水植物对重金属的吸收净化和受害机理研究进展

沉水植物对重金属的积累净化和受害机理研究主要集中在4个方面：（1）沉水植物对重金属（包括放射性物质）的吸收、积累和净化作用;（2）沉水植物对重金属的抗性强弱和机制;（3）沉水植物用于监测水体的重金属污染;（4）沉水植物的重金属胁迫机制,包括重金属对植物形态和显微结构的损伤,对植物抗氧化酶系统的影响,对植物的叶绿素、蛋白质以及光合与呼吸作用等生理生化指标的影响,植物对重金属的吸附和转运动力学,以及Zn对Cd毒害的拮抗等。