沈阳张士灌区彰驿站镇土壤与水稻植株镉污染分析

采集张士灌区下游彰驿站镇水田土壤及水稻植株样品,测定土壤和水稻植株各部位中总镉浓度及土壤中不同形态镉浓度,采用单因子污染指数法分析了水田土壤及糙米的镉污染现状,并根据镉在水稻中的迁移系数、富集系数、土壤中不同形态镉对植株的贡献率及镉形态与土壤理化性质的关系探讨了影响植株镉吸收因素。结果表明:采样区土壤镉含量在0.47~2.49 mg·kg-1,均已超过国家土壤环境质量二级标准(GB 15618—1995),且超过当地背景值1.47~12.11倍;土壤中镉形态特征分布为残渣态弱酸提取态可还原态可氧化态;水稻植株各器官镉含量分布趋势为根茎叶糙米;有41.6%的糙米样品超过国家相应的食用标准,目前多以轻度污染为主;水稻对镉的富集能力、镉在水稻植株中的迁移能力及土壤中镉的形态分布是影响水稻吸收土壤中镉的重要因素,其中土壤中弱酸提取态和可还原态对水稻植株镉的吸收贡献率最大,且二者与土壤pH和CEC之间的相关性达到显著性水平。     

土壤镉胁迫对田七体内镉分布及富集特性影响

田七(Panax notoginseng)是我国的一种传统珍贵的草本药用植物,其重金属污染问题已经引起广泛关注。为了分析田七不同部位对镉毒害的响应,明确不同浓度镉污染对田七体内镉分布的基本特征以及不同部位的富集特性,以揭示镉胁迫对田七不同部位的影响机制及富集转移特性。该研究在"田七之乡"广西靖西市田七园以3年生田七为材料,土培条件下以不施镉处理为空白对照,设置6个镉浓度(5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1))梯度,研究了在不同浓度镉胁迫下田七不同部位镉积累特征以及转移特性。结果表明:在不同器官(叶、茎、剪口、须根、主根)随着镉浓度的增加各器官镉的积累量均显著(P0.05)增加,呈现出正相关关系。田七不同部位镉含量的分布特征表现:空白对照下田七各器官镉累积分布表现为须根剪口主根茎叶;当镉浓度为5、10、20、30、40、50 mg·kg~(-1)时,田七镉分布表现为剪口主根须根茎叶;地下部的镉含量显著高于地上部的镉含量;随着镉浓度的增加,无论地下部生物富集系数还是地上部生物富集系数均表现为逐渐降低的趋势。     

一株短小芽孢杆菌及其在降低镉污染中的应用

镉进入人体后可蓄积并抑制机体的酶系统,从而导致一系列疾病的出现。水稻能够吸收高含量的镉,这对以大米为主食的人群造成了巨大的安全隐患。为了了解微生物修复技术在低镉污染条件下对水稻安全生产的作用,本研究采用短小芽孢杆菌Bacillus pumilus SD1-1对土壤进行修复,结果表明在供试土壤镉浓度为0.5 mg/kg (纯Cd计)时,添加短小芽孢杆菌SD1-1 (10 g/kg土壤)的水稻根部,茎叶部以及籽实中的镉浓度相对于对照组减少11.36%、11.9%和11.76%。这表明特定微生物在土壤中对镉具有吸附作用,从而降低水稻根部对镉的积累,进而减少镉向茎叶部的运输,最终达到降低水稻籽实镉浓度的作用。本研究对低镉污染环境下水稻的安全生产提供了一定的理论基础和指导意义。     

基于定量评价方法研究不同水稻品种的镉积累差异

为筛选出高产且适用于粮食安全生产的镉低积累水稻品种，本研究以18个早、中、晚熟稻品种为供试材料，比较了不同品种水稻在中轻度镉污染农田的生长情况以及对镉吸收、积累差异，并通过综合定量评价方法进行评估。结果表明：根据综合定量筛选评价方法将糙米镉浓度、稻谷产量、转运系数和秸秆积累量作为评价指标并赋予不同权重，通过计算综合得分筛选出的高产且镉低积累水稻品种有JR-9(沪香粳106)、JR-2(沪早香软1号)、JR-7(8333)、JR-15(宝农34)和JR-8(南梗9108);品种JR-8水稻产量最高，品种JR-9、JR-7和JR-15水稻产量均显著高于其他品种；不同水稻品种的稻米镉含量差异较大，JR-9、JR-15、JR-7稻米镉含量显著低于其他水稻品种；品种JR-2转运系数最低，更多的镉保留在秸秆中，表现出最高的秸秆积累量，最终成为候选品种。本研究采用的综合定量评价方法可对高产、低Cd的水稻品种进行科学评价，并初步筛选了5个适用于中轻度Cd污染农田推广的Cd低积累水稻品种，其稻米Cd含量达到国家粮食安全限量标准。     

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。     

水稻土施硅对土壤-水稻系统中镉的降低效果

水稻中镉的积累造成人类健康的风险,增加水稻硅素能减轻镉中毒症状,降低稻米镉积累,但是硅对重金属的作用机理尚不清楚。主要研究了在中度和高度镉污染的土壤中,通过施用固态和液态的富硅物质对土壤-水稻系统中镉的吸收和转运的影响,探明决定镉和硅在根与芽的质外体和共质体中的作用机理。试验结果表明:(1)在中度和高度污染的土壤中,镉在土壤-作物系统中的转移和积累情况是不同的,可以通过富硅物质中的单硅酸与镉离子的相互作用,增加镉在硅物质表面的吸附来减少镉在土壤中的流动;(2)富硅物质可以降低水稻根和芽中镉的积累,在高度镉污染的情况下,施用硅可以使镉大量积累在水稻根及其共质体中,并降低根及其共质体中镉的转换和积累;(3)新鲜土壤中水萃取态的单硅酸含量与镉在土壤-作物系统中的流动性、转运以及积累等主要参数密切相关。     

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。     

秋茄对镉的吸收、积累及净化作用的研究

采用砂培研究红树植物秋茄幼苗在含镉0.0025—25ppm海水培养液中对镉的吸收积累、净化作用以及镉对秋茄的毒害作用。试验结果表明：秋茄植物体镉含量大小顺序为：根>胚轴>茎>叶．各器官镉含量(y)随培养液镉浓度(x)的增加而增加,两者呈显著的双对数线性正相关,根与培养液镉含量的回归方程为;logy=1.8039+0.4311logx。在含镉培养液中培养4个星期,不同器官对镉的富集作用明显,镉处理2.5ppb,叶、茎、胚轴、根的富集系数分别为62.4、113.6、187.2、705.2．吸收的镉主要积累于根部。25ppm镉处理组每株幼苗(干重6.18g)吸收镉量为239.47μg,其中根占植物体总镉量的75.6%．在所有浓度处理中,秋茄植物体对镉的吸收量为培养液总加镉量的2.4—36%。2.5ppm镉处理组10个星期内,根部镉积累量为538.74μg／g,未见明显受害,表明秋茄对镉的吸收积累能力和耐性都较强。幼苗受镉的毒害程度主要与根部镉含量有关。从天然条件生长的红树植物器官镉积累量来看,也表明秋茄群落对镉污染的吸收净化效果显著。     

磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P2O5·kg-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明:在0.10 g·kg-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8％、9.8％和11.8％,NH4OAc提取态镉含量降低9.5％、7.1％和7.1％;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9％ ～ 50.8％),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

木耳菜在4种土壤中对Cs的吸收与转运研究

土壤类型是Cs污染植物修复技术的重要影响因素。采用盆栽试验,将木耳菜分别移栽在紫色土、水稻土、红壤和黄壤土中,待3叶期,分别施加不同浓度的Cs[0、20、40、80、120mg·kg~(-1) CsCl]处理10、20、30d后取样,分析木耳菜在4种土壤中对Cs的吸收与转运差异,探讨不同土壤类型、土壤pH值以及速效钾含量对木耳菜富集Cs的影响机制。结果显示:(1)不同土壤类型中木耳菜的Cs含量均与Cs施加浓度和处理时间呈显著正相关关系,植物各器官间Cs积累量大小依次为根叶茎,表明木耳菜的根、茎、叶在不同类型土壤中均能积累Cs,随着处理时间的延长,其吸收量随Cs施加浓度的增大而增加,但以根部的富集能力最强、积累量最大。(2)在不同土壤类型中和不同处理时间段,木耳菜对Cs的富集系数和转运系数均存在显著差异,其富集与转运能力随着Cs施加浓度的增大以及处理时间的延长表现为先增后减,其地下部分富集系数显著高于地上部分,且黄壤土中木耳菜对Cs的富集能力明显高于其它3种土壤。(3)土壤中的钾含量和pH值影响木耳菜对Cs的吸收和富集,与紫色土、水稻土和红壤相比,黄壤土中的速效钾含量较低,pH适中,在不同处理时间段,木耳菜在黄壤土中对Cs的富集效率都最高,表明土壤中低含量的速效钾以及适中的pH值更利于木耳菜对Cs的吸收。     

施硒对两种类型玉米硒元素分配及产量、品质的影响

通过盆栽试验,以普通玉米品种郑单958(ZD958)和糯玉米品种京紫糯218(JN218)为试验材料,研究了不同硒水平(0、10、25、50 mg·kg-1)下,玉米植株各器官对硒的分配和转运差异以及硒对玉米产量和籽粒品质的影响.结果表明： 低含量(≤10 mg·kg-1)硒促进了玉米生长,植株生物量和籽粒产量均显著增加;高含量(≥25 mg·kg-1)硒抑制了玉米生长,植株干物质积累量减少,籽粒产量和品质下降.施硒显著提高了玉米植株各器官的硒含量,硒在各器官的分配为根系>叶片>茎秆>叶鞘,两种类型玉米各器官硒含量均与土壤硒含量呈显著正相关.JN218在自然低硒土壤环境中具有较强的硒富集能力,而ZD958在10 mg·kg-1 硒水平下硒积累量高于JN218.如果以籽粒和地上部营养器官的硒积累量为评价标准,自然低硒(025 mg·kg-1)或高硒(25 mg·kg-1)土壤适宜种植JN218,而富硒(10 mg·kg-1)或硒污染(50 mg·kg-1)土壤适宜种植ZD958.     

植物吸收、转运和积累镉的机理研究进展

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。     

施硅对镉胁迫下水稻镉吸收和转运的调控效应

探讨镉(Cd)胁迫下,施硅处理对水稻镉积累的影响。以水稻"泰优390"为材料,通过营养液培养的方法,研究水稻在3种镉胁迫浓度(Cd1、Cd2、Cd3)下施用4种不同浓度硅(Si0、Si1、Si2、Si3)对水稻镉积累的影响。结果表明:施用硅浓度越高,水稻产量增加越大,对水稻各部位镉含量具有显著降低效果;施硅能显著降低水稻各部位转运系数,阻控镉向地上部转移,且对水稻伤流液中镉含量也能起到显著降低的作用;表明施硅能有效阻控水稻吸收镉,且施硅浓度越高效果越显著,但考虑成本因素,不同程度镉污染应该施用相应量的硅,以达到国家食品中污染物限量标准;施硅与镉胁迫对水稻农艺性状以及镉吸收和转运存在交互作用。本试验结果为科学管理和合理利用重金属污染土壤以及适量施用硅肥提供依据,对生产安全稻米有一定的指导意义。     

镉胁迫对吊兰及银边吊兰生长及镉富集特性的影响

选择吊兰和银边吊兰为试验材料,采用水培法研究其在不同Cd²⁺处理浓度(0、20、80、200 μmol·L^-1)下生长及生理特性的变化。结果表明: 20 μmol·L^-1镉对两种吊兰的影响较小,单叶面积、总叶面积、叶绿素(Chl)a含量、总叶绿素[Chl (a+b)]含量、类胡萝卜素含量、Chl a/Chl b值、胞间二氧化碳浓度(C_i)和蒸腾速率(T_r)与对照(CK)基本无显著差异;80 μmol·L^-1镉胁迫下两种吊兰叶片初始荧光(F_o)和非光化学淬灭系数(NPQ)升至最高水平;200 μmol·L^-1镉胁迫下,两种吊兰生物量、叶绿素含量、最大净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、最大光化学量子产量(F_v/F_m)、实际光化学量子产量Y_(II)、转移系数(TF)以及各部分生物量均降至最低水平,而两种吊兰的过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及过氧化氢酶(CAT)活性和银边吊兰的丙二醛(MDA)含量均有不同程度的增加。随着镉处理浓度的增加,两种吊兰各器官Cd含量持续升高,且主要富集在根部;吊兰各器官Cd含量及富集系数(BCF)在胁迫处理下均高于银边吊兰。研究表明,两种吊兰对镉具有一定的耐性,其中吊兰对Cd的耐受能力强于银边吊兰,可考虑作为绿化植物用于修复镉污染水体或土壤。     

硒镉处理对萝卜硒镉吸收的影响及其交互作用

采用盆栽试验的方法,研究不同含量的硒、镉单一和复合作用对萝卜生长及其对硒、镉吸收的影响。结果表明:适量的硒(2.5~5.0 mg·kg-1)可以促进萝卜的生长,表现为萝卜发芽率提高43%、叶片SPAD值提高22%、生物量增加50%;镉单一污染时,镉显著抑制萝卜的生长(P0.05);土壤中硒的浓度低于1.5 mg·kg-1时对镉含量5.0 mg·kg-1具有拮抗作用,同时可以促进萝卜的生长;萝卜中硒的浓度随着土壤中硒的添加量的增加而增加,对硒的富集效果明显,且地下部分对硒的吸收能力大于地上部分;土壤中硒浓度5.0 mg·kg-1时,5.0 mg·kg-1镉的存在不影响萝卜对硒的吸收;当土壤中硒的浓度为5.0~10.0 mg·kg-1时,镉的存在虽然影响萝卜对硒的吸收,但萝卜中硒的含量仍处于稳定积累状态;而当土壤中硒浓度≥10.0 mg·kg-1时,镉的存在会抑制萝卜对硒的吸收,且这种作用表现为地上部分强于地下部分;硒能显著降低萝卜对镉的吸收,且这种作用表现为地下部分强于地上部分。因此,在轻度镉污染的土壤中种植富硒萝卜,既能生产营养安全的富硒食品,又可实现污染农田的再利用。     

土壤镉污染与作物

通过土壤镉污染对作物影响的盆栽模拟试验,以揭示重金属镉在土壤—植物系统中的转移、分布规律及其对植物生长、发育的影响。试验证明不同化合形态的镉施入土壤(砂壤质褐土,pH值8.2),水稻对镉吸收的多寡依次为CdCl2>CdSO4>CdO>CdS>CdCO3。白菜的镉吸收表现为CdSO4>CdCl2>CdO>CdCO3。土壤的不同镉浓度(施加CdCl2,以纯镉计)对作物影响的试验结果表明,可食部位达到食品污染标准(谷物含镉量0.4ppm、蔬菜0.2ppm为暂定标准)时的土壤镉污染临界值分别为：小麦、莴苣、白菜<1ppm,茄子、萝卜<2.5ppm,番茄、菜豆<20ppm。土壤因子的处理影响镉的活动性;降低土壤pH值,水稻的镉吸收增加。增施有机肥、ZnSO4、S、CaO、CaSO4可降低糙米含镉量13.4%一30%。白菜的镉吸收,由于增施有机肥、FeSO4、Fe2O3、CaO或S而降低菜叶含镉量28%一61%。以Cd,Zn比1:100或1:200施入土壤,叶内含镉量分别下降61%和76.4%,但白菜产量减少61%和76%。     

土壤和大气铅对玉米植株内铅积累的影响和贡献率

采用土壤添加Pb和叶面喷施Pb溶液的方式,分别研究了土壤Pb和大气Pb在玉米植株各器官中的积累规律和Pb污染浓度与籽粒Pb含量、叶片Pb含量与籽粒Pb含量的相关性,以及土壤Pb和大气Pb对玉米籽粒Pb的贡献率.结果表明:土壤添加Pb后,玉米各器官中Pb含量表现为根＞茎＞叶＞籽粒,且主要富集在根系中;叶面喷施Pb后,玉米各器官Pb含量大小顺序是叶片＞茎、根＞籽粒,且主要富集在叶片中;随着土壤和大气Pb浓度的增加,玉米各器官Pb含量均呈现不同程度的增加;玉米籽粒中的Pb含量与土壤和叶片Pb浓度呈显著正相关(P＜0.01);土壤施加Pb的毒性临界值为118.95 mg·kg-1;大气Pb对玉米籽粒的贡献率为53.7％,土壤Pb对玉米籽粒的贡献率为46.3％,说明大气Pb通过叶面传输是玉米籽粒吸收Pb的重要途径.     

磷肥对土壤中镉的植物有效性影响及其机理

为寻求保障镉污染农田稻米质量安全的有效措施,采用盆栽方法研究了低镉磷肥(Cd＜0.2 mg·kg^-1)及不同施磷量(0.10、0.20 g P₂O₅·kg^-1)对污染稻田土壤中(潮泥田)镉的植物有效性影响,并探讨了相关机理.结果表明： 在0.10 g·kg^-1磷剂量水平下,与对照(无磷肥)相比,钙镁磷和磷酸二氢钾处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷和过磷酸钙处理显著降低了水稻对镉的吸收累积;当施磷量增至0.20 g·kg^-1时,磷酸氢钙处理显著提高了土壤pH和降低了土壤镉活性,钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙处理下DTPA提取态镉含量降低11.8%、9.8%和11.8%,NH₄OAc提取态镉含量降低9.5%、7.1%和7.1%;5种磷肥处理均显著降低了水稻茎叶中镉含量(降幅24.9%～50.8%),除磷酸氢钙处理外,糙米镉含量的降幅均达到显著水平,钙镁磷和过磷酸钙处理下糙米镉含量接近国家粮食卫生标准(GB 2715-2005).5种供试磷肥中,能提高土壤pH的磷肥(钙镁磷、磷酸二氢钾和磷酸氢钙)降低土壤镉有效性的效果显著,含钙磷肥(钙镁磷和过磷酸钙)降低水稻镉积累的效果较好.磷肥化学性质的差异可能是影响其效果的主要原因,选择碱性含钙磷肥对控制污染农田中作物吸收累积镉更有效.     

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。     

珙桐幼苗生理生化指标对重金属铅、镉胁迫的响应

铅和镉在土壤中表现出很强的毒性,严重危害植物的生长发育。该研究着眼于中国特有濒危珍稀植物珙桐,探究盆栽实验条件下其抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸、可溶性蛋白对不同浓度重金属铅、镉胁迫的响应规律。结果表明:(1)不同浓度铅处理下,珙桐幼苗MDA浓度均显著高于对照组,而镉胁迫条件下除10 mg·kg~(-1)浓度外,其余处理组MDA浓度也显著高于对照组,表明了铅和镉污染加剧了珙桐膜脂过氧化进程。(2)游离脯氨酸随着铅、镉浓度的增加,表现出先增加后降低的现象,分别在铅浓度≥800 mg·kg~(-1)和镉浓度≥20 mg·kg~(-1)处理下显著低于对照组。可溶性蛋白浓度随着铅浓度的增加也表现出先增后减的规律,其浓度在镉胁迫下均显著高于对照组。可溶性蛋白和游离脯氨酸的增加可以提高珙桐抵抗低浓度重金属危害的能力,高浓度重金属对珙桐则产生抑制作用。(3)随着铅和镉浓度的增加,珙桐抗氧化酶活性也表现出先增加后降低的特征,表明了低浓度重金属(铅浓度≤600 mg·kg~(-1),镉浓度≤5mg·kg~(-1))容易激活珙桐抗氧化应激反应,有效地减少重金属的危害,高浓度的重金属则会抑制抗氧化酶活性。(4)通过相关性和主成分分析表明,珙桐幼苗中抗氧化酶、游离脯氨酸可以较好地反映珙桐对两种重金属胁迫的响应规律。