氯化钙对互花米草镉积累及胁迫的影响

采用蛭石盆栽试验研究了低、中、高浓度CaCl2对互花米草Cd积累与胁迫的影响.结果表明,在200 μg·g-1CdCl2浓度下,互花米草的株高、分蘖数、过氧化氢酶活性、地上和地下部分干重都有所降低,脯氨酸含量显著升高;在200 μg·g-1CdCl2浓度下添加CaCl2以后,随着CaCl2浓度的增加,互花米草的株高、分蘖数、地上干重、地下干重和过氧化氢酶活性呈现先增长后降低的变化,说明一定的Ca浓度增加了互花米草耐受Cd的能力.与单独CdCl2胁迫相比,CaCl2的添加降低了互花米草脯氨酸含量,缓解了重金属Cd对互花米草的毒害作用.互花米草体内的Cd主要积累在地下部分,随着CaCl2浓度的增加,互花米草地上和地下部分Cd含量及转运系数均显著升高,说明CaCl2对Cd有一定的活化作用,能够提高互花米草对重金属Cd的吸收积累和向地上部分的转运能力.     

Cd、Zn及其交互作用对互花米草中重金属的积累、亚细胞分布及化学形态的影响

通过盆栽试验,研究了Cd、Zn及其交互作用下互花米草中Cd、Zn的含量及积累量,并分析了Cd、Zn在互花米草中的亚细胞分布及化学形态。结果表明：Cd-Zn处理组互花米草地上部及根部Cd含量显著高于Cd处理组;Cd-Zn处理组根部Zn含量显著低于Zn处理组,但地上部差异不显著,说明Zn促进Cd的吸收,Cd抑制Zn的吸收。Cd-Zn处理组互花米草地上部Cd积累量显著高于Cd处理组,但是根部Cd积累量却显著低于Cd处理组;Zn处理组地上部及根部Zn积累量均显著高于对照组及Cd-Zn处理组。Cd单因素胁迫下,Cd主要分布在细胞壁,Cd-Zn交互作用下,Cd在胞液中的分配比例高于其他细胞组分;Zn单因素及Cd-Zn交互作用下,Zn在胞液中的分配比例均较高,总的分配比例呈现以下趋势：胞液>细胞壁>细胞器,说明Zn的添加影响了Cd的亚细胞分布,Cd的出现对Zn在互花米草细胞中的分布影响不明显。Cd和Zn在互花米草叶中主要以氯化钠提取态存在,表明互花米草中Cd和Zn多以果胶酸盐结合态或蛋白质结合态存在。     

蒌蒿对镉的富集特征及亚细胞分布特点

以镉(Cd)富集植物蒌蒿(Artemisia selengensis)为试材, 采用超声波细胞破碎处理和超速离心的方法, 对蒌蒿根和叶中亚细胞水平的Cd分布状况进行研究, 同时测定Cd在蒌蒿不同器官中的富集效果。结果表明, 在30 mg·kg^–1Cd胁迫下, 蒌蒿叶片中Cd的富集浓度是根和茎中的2–3倍, 但因叶片所占植株的生物量比例较小, 其对Cd的积累量远小于茎和根; Cd在蒌蒿叶片细胞壁、胞液和细胞器中含量比为16:5:1。细胞壁固定是叶片对Cd的主要防御机制。随着Cd处理浓度的增加, 细胞壁和胞液中的Cd含量大幅上升, 但细胞器中Cd含量仍维持在较低水平。长时间和高浓度的Cd胁迫可使细胞壁解毒机制失活并诱导细胞器中的Cd含量增加, 导致植株死亡。根中液泡的Cd贮存量较大, 解毒效果显著。     

不同海滨港湾环境条件下互花米草总黄酮积累动态研究

对两个不同海滨地区的互花米草体内的总黄酮（ Ｔｏｔａｌ Ｆｌａｖｏｎｏｉｄｓ ｏｆ Ｓｐａｒｔｉｎａ ａｌｔｅｒｎｉｆｌｏｒａ, Ｔ Ｆ Ｓ）的含量及其随时间和相关环境因子变化进行研究。初步研究结果显示,互花米草 Ｔ Ｆ Ｓ的积累与土壤含盐量呈强正相关关系,与土壤含氮量、土壤有机质呈正相关关系。 Ｔ Ｆ Ｓ的积累是互花米草在高盐度条件下的一种抗逆反应。     

Cd-K双重处理对水稻幼苗生长和Cd吸收转运的影响及相关转运通道分析

以水稻( Oryza sativa Linn.)高 Cd 积累品种‘T 优705’(‘T You 705’)和低 Cd 积累品种‘湘早籼24’(‘Xiangzaoxian 24’)为实验材料,采用水培法对不同浓度Cd(0.0和2.7μmol·L-1 Cd)和K(0、30和60 mmol·L-1 K)处理条件下2个品种幼苗的相对生长量、根系和地上部的Cd含量及其亚细胞分布特征进行了比较,并分析了添加离子通道活性抑制剂TEA和LaCl3后幼苗根系和地上部的Cd和K含量;在此基础上,比较了NSCCs(非选择性阳离子通道)和K专性通道对2个品种幼苗根系和地上部Cd和K吸收贡献率的影响。结果表明：与Cd单一处理组(2.7μmol·L-1 Cd)相比, Cd-K双重处理组(2.7μmol·L-1 Cd-30 mmol·L-1 K和2.7μmol·L-1 Cd-60 mmol·L-1 K)2个品种幼苗的相对生长量显著提高,而幼苗根系和地上部的Cd含量显著下降;随K浓度的提高,2个品种幼苗根系细胞壁和细胞液中的Cd含量显著下降,但细胞壁中Cd含量的分配比例增大而细胞液中Cd含量的分配比例则减小。在含2.7μmol·L-1 Cd和30 mmol·L-1 K的培养液中分别添加5 mmol·L-1 TEA或0.2 mmol·L-1 LaCl3后,2个品种幼苗根系和地上部的Cd和K含量均显著下降,其中,LaCl3处理组的根系Cd含量降幅高于TEA处理组,但LaCl3处理组的根系K含量降幅则低于TEA组。 NSCCs对品种‘T优705’幼苗根系和地上部Cd吸收的贡献率显著低于品种‘湘早籼24’幼苗,而K专性通道对品种‘T优705’幼苗根系K吸收和地上部Cd吸收的贡献率则显著低于品种‘湘早籼24’幼苗。研究结果显示：添加外源K可缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制作用,并通过提高细胞壁与Cd的结合能力来降低细胞液中Cd的积累,以此减弱幼苗对Cd的吸收和转运能力;幼苗体内的K和Cd均可通过K专性通道和NSCCs转运,其中,K吸收和转运主要通过K专性通道完成,而Cd吸收和转运主要通过NSCCs完成。此外,品种‘T优705’可能具有多种离子通道参与Cd的吸收和转运,而品种‘湘早籼24’主要依赖NSCCs参与Cd的吸收和转运,且后者对K的吸收和积累强于前者。     

互花米草生物量变化对盐沼沉积物有机碳的影响

以江苏王港典型互花米草(Spartina alterniflora)盐沼湿地为研究对象,分析光滩及互花米草滩沉积物中有机碳的水平和垂向分布特征,了解互花米草生物量的季节动态变化,探讨二者之间的相互关系,在此基础上研究互花米草生物量分布和季节变化对沉积物中有机碳(TOC)含量的影响。结果表明,互花米草枯落物中的有机碳数量在两个月内衰减了40%,而表层沉积物中TOC含量及其中互花米草来源TOC所占比例的变化,均与互花米草地表枯落物量的季节变化存在两个月的"相位差",这与枯落物快速分解时间大致吻合,说明枯落物是表层沉积物中TOC的重要来源。高达60%的互花米草地下生物量分布在0—20cm深度内,该深度范围内沉积物中TOC含量较高,且TOC主要来源于互花米草。此外,不同深度TOC含量与地下生物量之间存在良好的正相关关系,说明地下生物量是影响沉积物TOC含量的重要因子。研究区互花米草年固碳能力为2274g m-2a-1,盐沼沉积物中TOC埋藏速率达到了470 g m-2a-1,是地表一个重要的碳汇;同时研究区每年向近岸水域输出大量的TOC,是近岸海域生态系统的一个重要碳源。     

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。     

粗茎秦艽根茎品质与栽培土壤化学因子的相关性分析

对云南丽江鲁店乡18个样点粗茎秦艽（Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.）的根茎品质指标以及栽培土壤基本养分和矿质元素含量进行了测定;在此基础上,分析了根茎品质指标与土壤化学指标的相关性,并采用逐步回归分析方法筛选出影响粗茎秦艽根茎品质的主要土壤化学因子。测定结果表明：各样点间粗茎秦艽根茎的总灰分、酸不溶性灰分、水分、醇溶性浸出物、马钱苷酸和龙胆苦苷含量的差异较大,平均值分别为2.84%、0.28%、6.21%、28.57%、1.53%和4.70%,均符合相关的药材标准。土壤p H值为p H 4.67~p H 6.83,平均值为p H 5.51;土壤中有机质、速效N、速效P和速效K含量差异明显,平均值分别为7.38%、128.09μg·g-1、86.85μg·g-1和232.33μg·g-1;土壤中交换性Ca、交换性Mg、有效Zn、有效Mn、有效Fe和有效Cu含量也有较大差异,平均值分别为1 391.16、91.87、2.81、56.18、51.07和0.92μg·g-1。相关性分析结果表明：土壤速效P含量与粗茎秦艽根茎中醇溶性浸出物和龙胆苦苷含量分别呈极显著和显著正相关;土壤有效Fe含量与根茎中总灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物和龙胆苦苷含量呈极显著或显著正相关;土壤有效Cu含量与根茎中总灰分含量呈极显著正相关。逐步回归分析结果表明：影响粗茎秦艽根茎中总灰分含量的土壤化学因子是有效Zn、有效Fe和有效Cu含量,影响根茎中酸不溶性灰分和龙胆苦苷含量的土壤化学因子是有效Fe含量,影响根茎中醇溶性浸出物含量的土壤化学因子是速效P含量;而根茎中水分和马钱苷酸含量与各土壤化学因子均无明显的回归关系。综合分析结果显示：云南丽江粗茎秦艽种植区域的土壤均呈弱酸性,基本养分充足、矿质元素含量丰富,适宜于粗茎秦艽的生长;土壤有效Fe含量对粗茎秦艽根茎的品质指标影响最大,在实际生产中应适当喷施含Fe的微肥。     

互花米草浸提液对中肋骨条藻的化感效应

以互花米草凋落物为化感供体材料,研究不同浓度的互花米草凋落物浸提液(0、0.02、0.04和0.10 mg·L~(-1))对中肋骨条藻生长及生理生化特征的化感效应,分离鉴定互花米草浸提液中的抑藻化感物质成分。结果表明:互花米草凋落物浸提液对中肋骨条藻生长的抑制作用随着浸提液质量浓度的增大而增强,当质量浓度为0.10 mg·L~(-1)时,互花米草凋落物浸提液对中肋骨条藻的抑制率达到69.2%;各实验处理组的中肋骨条藻细胞内的叶绿素a含量和抗氧化酶活性均低于对照组,而丙二醛的含量高于对照组;对互花米草凋落物浸提液进行抑藻化感物质的分离鉴定,其化感物质主要为长链脂肪酸,主要成分为十六烷酸、亚油酸、油酸。     

互花米草黄酮含量分析及其生态学意义

互花米草原产于北美洲大西洋沿岸和墨西哥海湾,经引种和其他原因,已扩散到包括中国在内的多个国家和地区,并对被入侵地生态系统的结构和功能均造成了显著影响。有关该物种的入侵机制和控制策略是当前入侵生态学研究领域的热点。互花米草生物质材料中富含黄酮类物质,与该物种向海扩张的能力可能存在一定联系。鉴于黄酮广泛的应用价值,能否借助黄酮成分的开发带动生物质的收割,以达到有效控制该物种的目的,也是当前研究者所关注的问题。以芦丁为标准参照物,NaNO2-Al（ NO3）3法比较温室互花米草不同器官中总黄酮含量的差异,分析盐城滩涂互花米草越冬芽黄酮含量与所在地理位置之间的关系,采用L9（34）正交试验对干储互花米草叶总黄酮的提取工艺进行优化。互花米草叶片中黄酮类物质远高于根、根状茎、茎、叶鞘、颖稃及种子。盐城滩涂上互花米草越冬芽的黄酮含量随着由陆向海方向基本呈升高趋势。互花米草总黄酮最佳提取工艺为料液比1∶30,乙醇浓度70％,水浴温度80℃,水浴时间2h。互花米草植物材料中,尤其在叶部,黄酮含量十分丰富。该黄酮物质与互花米草在海岸带盐沼生态系统中的适应和向海扩张也存在正相关关系,可作为探索互花米草入侵机制的一个方向。利用本研究中所得优化提取工艺可从互花米草干储生物质中获得稳定的黄酮来源。配合黄酮经济成分的开发而推动生物质材料的收割利用,将成为互花米草生态控制的一项潜在策略。     

美人蕉对镉的胁迫反应及积累特性

美人蕉(Canna indica)是我国城区普遍栽植兼具绿化、观赏和净化环境等重要价值的地被植物。为研究美人蕉对Cd的胁迫反应及积累特性, 使用盆栽方法对美人蕉进行不同含量水平Cd处理, 测定其生长过程中部分形态、生态、生理指标的变化和收获后体内Cd含量。结果表明, Cd含量小于1 mg·kg^-1时对美人蕉生长影响不大, 大于5 mg·kg^-1时抑制美人蕉生长。Cd含量小于5 mg·kg^-1时延长了美人蕉的花期。随着Cd含量的增大, 美人蕉根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低, 可溶性糖含量先升高后降低, 游离脯氨酸含量和细胞膜透性逐渐升高。Cd在美人蕉体内的分布为根系>地上部分, 随着Cd含量的增大, 美人蕉根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低; Cd含量为20 mg·kg^-1时美人蕉对Cd的积累量最大, 为5.89 mg·株^-1。综合分析美人蕉的生长、生理生态变化及富集Cd的能力, 美人蕉适于土壤Cd含量小于1 mg·kg^-1条件下的园林应用。     

Silicon mitigates the Cd toxicity in maize in relation to cadmium translocation, cell distribution, antioxidant enzymes stimulation and enhanced endodermal apoplasmic barrier development

The objective of this study was to assess the effect of different Cd and Si concentrations on the maize plants. The following Cd and/or Si treatments were used: 5 Cd; 10 Cd; 100 Cd; 5 Cd + 0.08 Si; 10 Cd + 0.08 Si; 100 Cd + 5 Si treatments (Cd concentration in μM, Si concentration in mM). The plant growth, photosynthetic pigments content, antioxidant enzymes activities (POX, SOD, CAT), Cd and Si accumulation, translocation and cell wall deposition of the maize plants was observed. Changes in the endodermal cell walls development and late metaxylem elements lignification due to Cd and/or Si treatment were also evaluated. The negative effect of Cd (5 and 10 μM) on the growth parameters was alleviated by Si at 0.08 mM. The positive effect of Si was not observed at higher Cd and Si concentrations. This indicates that the alleviating effect of Si on Cd toxicity depends on the Cd and Si concentrations. Plants responded to Cd toxicity by an increase of antioxidant enzyme activity. Silicon addition in Cd + Si treatment stimulated an increase in the activity of antioxidant enzymes in comparison with the Cd treatment. Chlorophyll and carotenoid content in the Cd treated plants was not significantly affected by Si. The young maize plants retained much more Cd in their roots as they translocated into the shoots. 5 Cd + 0.08 Si and 10 Cd + 0.08 Si treatments correlated with an increase in Cd concentration in the roots and shoots, and in the cell walls. Silicon caused a slight decrease of the Cd translocation into the shoots in 5 Cd + 0.08 Si and 10 Cd + 0.08 Si treatments. Negative correlation between the root Cd cell wall deposition and Cd translocation was observed. Cadmium and/or Si altered root anatomy. Cadmium enhanced suberin lamellae development and late metaxylem lignification; silicon in Cd + Si treatments accelerated suberin lamellae deposition and enhanced the tertiary endodermal cell walls formation in comparison with Cd treatments. Negative correlation between the endodermal cell walls development and Cd translocation was observed.     

Studies on the Characteristic of Element Contents in the Dominant Plant Species of the Three gorges Region in China

The characteristics of the contents of 20 elements (Al, Fe, Mn, Ca, Mg, K, S, Si, P, Cd, Cu, Zn, Ti, Ni, Sr, Mo, Na, B, Cr, V) in 16 plant species collected from the Three Gorges Region in China were investigated. The average contents of Ca, K and Mg were higher than 1 000 μg·g-1, that of Al, P, Si, Fe, S and Mn ranged between 100—1 000 μg·g-1 and Ti, Cu, Ni, Cr, Mo, Cd and V were less than 10 μg·g- 1. The level of Na content was less than that of the reported. The main character of the element contents was of the Ca> K type. The contents of P, S, Ca and K in different plant samples showed a normal distribution pattern, while Al and Mn showed a elements lognormal distribution pattern. Plant species differed greatly in the element contents. On analyzing the coefficient of variation (C. V., % ), Al, Mn, Mg, Ni, Sr and Fe had higher C.V., while the C.V. of K, S, P, Cr, Cd and Cu was less than 60%, and Cu had the lowest C.V. The correlations between Al and Fe, Al and Ti, Al and Cr, A1 and V, Cd and Sr, Cd and Mo, Fe and V, Zn and Cr, Ni and Sr, Mg and Ni, Mo and Sr, Ca and Sr, Cr and Mo, Na and Mg, Na and P, P and S were statistically significant in different plant species. The classification of the 16 plant species and 20 dements by two-way indicator species analysis (TWINSPAN) method may suggest the difference in dement contents of the different plant species.     

菖蒲幼苗对Cd胁迫的响应及其Cd富集能力分析

研究了菖蒲（Acorus calamus L．）幼苗对不同浓度Cd胁迫的响应及其Cd富集能力。结果表明,随Cd浓度的提高（0～25mg·L^-1）,菖蒲幼苗的株高、根长、干质量、叶绿素含量和对Cd的耐性指数均逐渐下降,脯氨酸含量逐渐升高;各处理组的SOD和POD活性均高于对照,且以15mg·L^-1Cd处理组最高。随胁迫时间延长（1—10d）,叶绿素含量持续下降,而SOD和POD活性及脯氨酸含量则先升高后下降。菖蒲幼苗体内Cd含量随Cd浓度的提高而增加,根系对Cd的富集能力高于地上部分。在Cd胁迫条件下,菖蒲幼苗对Cd的转移系数小于1,根系对Cd的滞留率为89．5％-93．9％,表明菖蒲幼苗根系对Cd有较强的滞留作用和富集能力。     

Cd胁迫下黄菖蒲幼苗根系生长与Cd积累的研究

采用水培法研究了Cd胁迫对黄菖蒲（Iris pseudacorus L．）幼苗根系生长和Cd含量的影响,用透射电镜观察了Cd胁迫对根尖细胞亚显微结构的影响并确定了Cd沉积部位。结果表明,10mg·L^-1 Cd处理对黄菖蒲幼苗根系的生长有一定促进作用,根毛数量及不定根上侧根的数量、密度和长度均高于对照;Cd浓度高于25mg·L^-1时,根系的生长发育受到抑制,上述指标均显著低于对照。用10～40mg·L^-1 Cd处理后,黄菖蒲幼苗不定根上侧根中的Cd含量均显著高于未长侧根的不定根和去掉侧根的不定根（P〈0．05）,说明不定根上的侧根对Cd沉积有重要作用。100mg·L^-1 Cd处理能导致根尖细胞质浓缩、质壁分离和液泡变大,且大量Cd颗粒沉积在细胞壁上和细胞间隙中,表明细胞壁和细胞间隙对Cd的沉积作用可能是黄菖蒲幼苗耐Cd胁迫的重要机理之一。     

大花萱草对镉的耐性及积累特性

通过盆栽试验研究了大花萱草对镉(Cd)的耐性及积累特性。结果表明:Cd浓度为0.5mg·kg-1时刺激大花萱草的生长,大于5mg·kg-1时抑制大花萱草生长,Cd浓度小于5mg·kg-1时延长了大花萱草的绿期和花期;随着Cd浓度的增大,大花萱草根系活力、叶绿素含量和含水量逐渐降低,游离脯氨酸和可溶性糖含量先升高后降低,细胞膜透性逐渐升高;Cd在大花萱草体内分布为根系>地上部分,随着Cd浓度的增大,大花萱草根系和地上部分Cd含量逐渐升高、富集系数和转运系数逐渐降低;Cd浓度为20mg·kg-1时大花萱草对Cd的积累量最大,为1.489mg·株-1。综合分析大花萱草的生长、生理变化及富集Cd的能力,大花萱草适用于浓度小于1mg·kg-1的Cd污染土壤的修复。     

几种黑豆种子维生素E的优化提取及含量对比

以北方三省7种黑豆种子为原料,经过优化提取,对维生素E含量进行对比分析。结果显示:黑豆种子维生素E优化提取条件为;40mmol.L-1显色剂(α,α-联吡啶)、1mmol.L-1反应物(FeCl3)、6mmol.L-1中止反应物质(H3PO4),显色时间为6min;Ⅲ(襄垣)与Ⅳ(灵丘)维生素E含量较高,分别为95.7μg.g-1和70.2μg.g-1;Ⅰ(赤峰)与Ⅱ(齐齐哈尔)维生素E含量较少,分别为23.1μg.g-1和33.7μg.g-1。该优化提取方法简便、易于操作,且精确度高;山西省襄垣和灵丘两地黑豆VE含量较高。研究结果对该地黑豆产品深加工与利用有一定的指导作用。     

硒和碲对缓解糜子镉毒害及减少籽粒镉积累的调控效应

提高糜子(Panicum miliaceum)镉耐受性与低积累能力对镉污染地区糜子的安全生产具有重要意义。该研究以镉耐受和镉敏感糜子品种为材料, 通过苗期水培和全生育期盆栽试验, 分析不同形态硒和四价碲对镉胁迫下糜子生长、根系形态、镉吸收转运和籽粒矿质营养含量的影响。结果表明, 外源添加硒和碲能缓解镉毒害, 其中有机硒缓解效果较好。与单独镉处理相比, 硒和碲能够促进根系直径增加并抑制镉吸收, 最高可使根系镉含量降低33%。此外, 硒和碲能够增加细胞壁和液泡中镉的占比, 提高镉耐受性。叶面喷施硒提高了糜子籽粒中锌、锰和钼等矿质营养元素含量。无机四价硒能更有效地抑制镉从营养器官向籽粒的转运, 在5 mg·kg^-1镉处理下, 可使镉敏感和镉耐受品种籽粒镉含量分别降低11.3%和20.3%。综上, 外源添加硒能够显著提高糜子镉耐受性并减少籽粒镉积累。研究结果可为镉污染地区糜子的安全生产提供参考。