速生柳树苗对土壤铅的耐性、积累与分配特性研究

耐性植物为环境污染植物修复提供了一条良好的途径。通过盆栽试验研究了垂柳(Salix babylonica Linn.)和苏柳172(Salix jiangsuensis J172)扦插苗对人工添加土壤铅污染的耐性及其对铅的积累和分配。结果发现:柳树生物量与土壤有效铅含量呈显著负相关关系,中低浓度的铅污染对两种柳树的根系生物量影响不大,Pb2+浓度为1600 mg·kg-1时显著降低垂柳根系生物量,苏柳172在Pb2+浓度为1 200和1 600 mg·kg-1时根系生物量极显著降低,说明垂柳对高浓度的Pb2+耐性要好于苏柳172;垂柳和苏柳172根系长度、根表面积、根体积和根直径随着土壤铅浓度的增加持续下降,在Pb2+浓度为1600 mg·kg-1时,垂柳根系长度、根表面积、根体积和根直径分别比对照下降了50.40%、45.15%、44.44%、9.10%,苏柳172分别下降了45.00%、45.88%、47.02%、37.14%。柳树吸收的铅绝大部分积累在根部,迁移到茎部和叶部的数量较少,铅在2种柳树体内不同部位的积累量均为根茎叶。当Pb2+浓度为800 mg·kg-1时,垂柳和苏柳172的耐性指数为91.15%和84.26%,其对土壤中铅的吸收量达140.20和149.49 mg,表明两种柳树对中等土壤铅污染的修复具有较大潜力。     

外源水杨酸对铝胁迫下菊芋根系分泌物的影响

为探究铝胁迫对菊芋根系分泌物的影响以及外源水杨酸(SA)的缓解作用,该文以耐铝型南京菊芋和铝敏感型资阳菊芋为试验材料,采用土培法,设置铝浓度500 μmol·L^-1,分析了不同浓度(10、100、1 000 μmol·L^-1)SA对铝胁迫下菊芋根系分泌物中有机酸、氨基酸以及根尖相关代谢酶活的影响。结果表明:(1)单铝胁迫会导致菊芋根系分泌物中柠檬酸、草酸、苹果酸浓度升高,且南京菊芋升高幅度大于资阳菊芋; 柠檬酸合酶和苹果酸脱氢酶在单铝胁迫下活性增强; 脯氨酸含量显著提升,总氨基酸浓度均显著减少。(2)外源SA加入后,南京菊芋根系分泌的柠檬酸、草酸、苹果酸浓度均得到不同程度提高,但经高浓度(1 000 μmol·L^-1)SA处理后资阳菊芋根系分泌草酸显著降低,且在各浓度SA处理下苹果酸浓度均无明显变化; 柠檬酸合酶活性出现不同程度的增强,但对南京菊芋根尖中苹果酸脱氢酶活性影响不大,且高浓度(1 000 μmol·L^-1)SA处理后显著降低了资阳菊芋根尖中苹果酸脱氢酶活性; 脯氨酸含量显著下降,从总氨基酸浓度变化来看,南京菊芋在高浓度(1 000 μmol·L^-1)SA、资阳菊芋在低浓度(10 μmol·L^-1)SA处理下得到最大缓解效果。因此,菊芋通过分泌有机酸应对铝毒侵害,外源SA可促进菊芋根系有机酸代谢速率,分泌更多的有机酸来缓解铝胁迫,这种缓解效果在耐铝性相对较强的南京菊芋中表现更好。     

重金属Cd2+和Cu2+胁迫下泥蚶消化酶活性的变化

为了探讨重金属Cd²⁺和Cu²⁺胁迫对泥蚶消化酶活性的影响,运用酶学分析的方法,按《渔业水质标准》（GB 11607）规定的Cd²⁺、Cu²⁺最高限量值的1、2、5、10倍设置重金属离子Cd²⁺、Cu²⁺浓度及其组合,研究了在重金属Cd²⁺、Cu²⁺胁迫下,30d内泥蚶3种消化酶活性的变化规律。结果表明：与空白对照组相比,在重金属Cd²⁺、Cu²⁺或其组合的胁迫下,较低浓度组泥蚶的淀粉酶活性实验前期增强（即被诱导）,实验后期减弱（即被抑制）,较高浓度组泥蚶的淀粉酶活性从实验一开始就减弱,并保持在较低水平,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合Cu²⁺ > （Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cd²⁺;泥蚶脂肪酶的活性实验前期增强,实验后期转为微减弱或减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺;泥蚶胃蛋白酶的活性实验前期增强,且活性呈现升高-降低-再升高-再降低的变化,实验后期分别表现微增强、微减弱和减弱,毒性比较,同一重金属高浓度 > 低浓度,不同重金属及其组合（Cd²⁺+Cu²⁺）组合 > Cu²⁺ > Cd²⁺。可见：环境中的Cd²⁺和Cu²⁺对泥蚶的消化酶活性起着明显的影响作用。     

Cu2+胁迫对2种速生柳幼苗生长及生理特性的影响

以营养溶液中培养的‘苏柳172’(Salix jiangsuensis CL J-172)和垂柳(Salix babylonica Linn)幼苗为材料,分析它们在不同浓度Cu2+溶液(0、20、40、80、100、200、300μmol.L-1)下的生长以及部分生理指标的变化,以明确2种速生柳树用于植物修复的潜力。结果显示:2种柳树幼苗的生物量、叶片色素含量、根系活力以及根系形态的各指标都随Cu2+浓度的增加而显著降低。它们叶片SOD和POD活性以及脯氨酸含量随Cu2+浓度的增加呈先上升后下降的趋势,‘苏柳172’和垂柳中SOD活性在Cu2+浓度为20μmol.L-1时最大,其POD活性分别在Cu2+浓度为100和40μmol.L-1时达到最大,而其脯氨酸含量在Cu2+浓度为200μmol.L-1时达到最大。可见,2种柳树生长均受到Cu2+胁迫的抑制,它们能够在一定程度上通过增加保护酶活性和脯氨酸含量来提高对Cu2+的耐受性,且‘苏柳172’对Cu2+的忍耐力强于垂柳。     

镉胁迫下杞柳对金属元素的吸收及其根系形态构型特征

采用水培方法,研究了杞柳(Salix integra)2个品种在0-90 μmol/L Cd处理下不同组织对Cd的吸收和积累规律,探讨了镉胁迫下杞柳根系形态学功能响应特征以及对矿质离子吸收的影响。结果发现,镉在杞柳2个品种不同组织的含量均表现为根>韧皮部>木质部>叶。2个品种地上部组织对镉的吸收和积累规律相似:在0-70 μmol/L Cd处理浓度范围内,随着溶液Cd浓度的增加,叶、木质部、韧皮部中镉的含量逐渐增加,到50 μmol/L时,镉在地上部组织的含量达到最高,当Cd处理浓度达90 μmol/L时,地上部各组织中Cd含量出现下降趋势。而2个品种根系对Cd的吸收则不同,"微山湖"品种在溶液Cd达70 μmol/L时,根系镉的积累量最大,在90 μmol/L时,根系Cd的积累量明显下降;"一枝笔"品种根系在0-90 μmol/L范围内,根系Cd的积累量均为增加趋势。通过分析2个品种根系形态学参数变化发现,Cd胁迫抑制了杞柳2个品种根的伸长,促进了"微山湖"品种根的径向生长,导致根系平均直径增加;进一步对叶片矿质营养状态分析发现, Ca、Mn的吸收受镉胁迫的影响较大,在高浓度镉胁迫下(50-70 μmol/L)"微山湖"和"一枝笔"对Ca和Mn的吸收明显下降;Cd胁迫对Fe在叶片的含量影响不明显;同时发现,在50 μmol/L Cd处理下,Cu²⁺在叶片的积累明显增加。由此可见,杞柳2个品种间对镉的吸收和积累差异主要体现在根系,地上部对镉毒害的响应差异不大。     

Cu胁迫对狭叶香蒲体内元素吸收分配的影响

采用水培法,研究了不同浓度Cu²⁺胁迫下狭叶香蒲（Typha angustifolia）体内Cu及其他元素吸收分配的变化。结果表明：狭叶香蒲地上部和根系累积的Cu量均随Cu²⁺浓度升高显著增加;在同一浓度Cu²⁺胁迫下,根中Cu的累积量明显高于地上部。根系同一组织中的Cu百分含量随Cu²⁺浓度的升高均显著增加;同一Cu²⁺浓度下,根系各组织中Cu含量均表现为：中柱>皮层>表皮。低浓度（1和5 mg·L^-1）Cu²⁺对地上部及根中Ca、Mg含量及地上部Mn含量均无显著影响,但高浓度（80和100 mg·L^-1）Cu²⁺可促进植株对Ca的吸收,显著降低对Mg﹑Mn和Zn的吸收。较高浓度（55～100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫后,根系各组织对Ca的吸收增加,对Zn的吸收降低;55～80 mg·L^-1 Cu²⁺胁迫下根系不同组织对Cl和K的吸收增加,但高浓度（100 mg·L^-1）Cu²⁺胁迫下则显著降低。根系累积的Ca、Zn和K主要分配到中柱中,Cl主要分配到皮层中.     

Cu2+对喜树愈伤细胞中喜树碱合成的影响

喜树碱是一种从木本植物喜树(Camptotheca acuminata)中分离得到的抗癌活性物质,通过细胞培养合成喜树碱是喜树碱生产的一条重要途径。研究Cu²⁺对喜树愈伤细胞培养中喜树碱积累的影响,结果表明,在B5培养基中添加0.008mg/mL Cu-Cl²时,对喜树愈伤细胞的生长没有明显影响,但是对喜树愈伤细胞合成喜树碱的促进作用最强,喜树碱含量比未诱导前增加了约30倍。Cu²⁺阻止培养细胞后期过氧化物酶活力的下降,并抑制花青素的生成。与黑暗培养相比,光照条件下添加Cu²⁺更利于喜树愈伤细胞诱导合成喜树碱。     

Cd2+结合肽的筛选及与重金属离子的亲和作用*

利用噬菌体随机十二肽库和亲和层析技术对重金属Cd进行亲和筛选,共获得两条Cd结合肽序列。将展示有Cd²⁺结合肽的噬菌体单克隆扩增物对不同重金属离子(Cd²⁺、Cr²⁺、Cu²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺)螯合的树脂进行亲和测定,结果表明Cu²⁺、Co²⁺、Zn²⁺、Ni^2+<     

亚硒酸钠对巨噬细胞内游离Ca2+和Mg2+的影响

用单细胞阳离子测定系统研究了SeO^2-₃对巨噬细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的影响.实验结果表明:SeO^2-₃高于10^-4mol/L时,有显著的细胞毒性.SeO^2-₃对细胞的毒性作用使细胞内游离Ca²⁺和Mg²⁺的浓度升高但Ca²⁺浓度的升高速率比Mg²⁺快.还有,高于10^-4mol/L的SeO^2-₃对红细胞膜上的Ca²⁺-ATP酶活性有明显抑制作用.     

拟南芥根皮层细胞质膜内向K+通道电生理特性分析

利用膜片钳技术对模式植物拟南芥根皮层细胞原生质体的内向跨膜钾电流进行了全细胞记录 ,并对内向K⁺通道的特性进行了分析 .结果表明 ,拟南芥根细胞质膜上的内向K⁺通道由超极化膜电位所激活 ;该通道具有较高的K^+/Na⁺选择性 ,可被TEA⁺和Ba^{2 +}等K+通道阻断剂所抑制 ,而且对胞内自由Ca^{2 +}浓度变化不敏感 .这为进一步利用模式植物拟南芥进行植物K⁺吸收机制以及植物抗盐机制的研究奠定了基础 .     

模拟淹水对杞柳生长和光合特性的影响

以1年生红皮柳(Salix integra cv.hongpi)和青皮柳(Salix integra cv.qingpi)为试验材料,研究了人工模拟淹水胁迫对两个杞柳品种的生长、气体交换及叶绿素荧光的影响.经过75d的淹水处理,两个品种的存活率均为100％.在试验过程中,红皮柳和青皮柳都产生了有利于吸收氧气的不定根和肥大的皮孔,但在产生的时间上红皮柳较青皮柳迟lOd左右.渍水处理促进了青皮柳的生长和光合作用,而红皮柳在渍水和轻度淹水胁迫处理下的生长、叶绿素含量(Chl)、净光合速率(PN)和气孔导度(Gs)都明显低于对照.随着淹水时间的增加,红皮柳的非光化学淬灭系数(NPQ)持续增加并高于对照,最大光化学量子效率(Fv/Fm)持续下降且明显低于对照;青皮柳的非光化学淬灭的值增加幅度较小,最大光化学量子效率一直在0.8-0.85之间波动,与对照相比都无显著差异.以上的实验结果表明在淹水胁迫下红皮柳的光合运转机构受到了一定程度的损伤,而渍水处理则促进了大青皮的生长,因此青皮柳较红皮柳而言更耐淹,更适合在河岸带和消落区生长.     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

巴郎山异型柳叶片功能性状及性状间关系对海拔的响应

在卧龙自然保护区,按海拔梯度选择了4个异型柳分布地点(2350 m、2700 m、3150 m和3530 m),对各研究地点异型柳进行了叶片光合、CO2扩散导度(气孔导度(gs)和叶肉细胞导度(gm))、δ13C、氮素以及比叶面积(SLA)等参数的测量,以期揭示该植物叶片功能性状及功能性状间关系的海拔响应情况.结果表明:随着海拔的升高,大气温度和压强的降低,异型柳的叶片单位面积氮含量(Narea)、最大羧化速率(Vcmax)和最大净光合速率(Amax)均随之增加,这可能是该落叶灌木对于生长季节缩短的一种响应;同时,植物的光合氮利用效率(PNUE)和SLA却均随海拔降低,原因可能在于随着海拔的升高,植物将越来越多的氮素用于细胞壁等非光合组织的构建,这是高海拔植物对于外界恶劣环境的一种适应;最后,扩散导度和羧化能力是植物叶片δ13C的主要影响因子,而羧化能力较扩散导度对于异型柳叶片δ13C的作用更大些,进而导致该值呈现随海拔升高的趋势.氮素在光合与非光合系统间的分配是巴郎山异型柳适应不同海拔生境的关键.     

K~(+)、Cr~(6+)对网纹藤壶幼虫发育和存活的影响

以华南沿海污损生物群落优势种网纹藤壶(Balanus reticulatus)的幼虫为研究对象,探讨钾、铬2种金属离子对其幼虫存活及发育的影响。实验所用金属离子溶液是将K+和Cr6+母液添加到过滤消毒海水中配制。将活泼健壮的网纹藤壶无节幼虫置于上述溶液中,以亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)为饵料于30℃左右的黑暗环境中培养5d,镜检观察记录幼虫发育状况并进行统计分析。结果表明,K+对网纹藤壶幼虫发育和存活的影响均不明显;而Cr6+对幼虫发育具有一定的毒杀和抑制作用,不仅幼虫存活率低于对照组,而且金星幼虫所占百分率也低于对照组。     

Coordination diversity of N-phosphoryl-N′-phenylthiourea (LH) towards Co, Ni and Pd cations: Crystal structure of ML2-N,S and ML2-O,S chelates

Thiourea, PhNHC(S)NHP(O)(OPrⁱ)₂ (LH) chelates of Co^II, Ni^II, and Pd^II ions have been obtained and investigated by single-crystal X-ray diffraction, UV, IR, NMR spectroscopy, and EI mass-spectrometry. The unusual 1,3-N,S-coordination via sulfur and NP(O) nitrogen atoms has been found in the trans-square-planar NiL₂ and PdL₂ complexes, whereas the 1,5-O,S-coordination is realized in the tetrahedral CoL₂ complex. DFT calculations have revealed significant stabilization of the 1,3-N,S-structures due to stronger crystal field and the NH-OP hydrogen bonds.     

莳萝蒿适应盐渍环境的Na~+区域化方式和生理特征

莳萝蒿是广泛分布在我国北方的一种特殊类型的菊科盐生植物,阐明莳萝蒿特殊的耐盐机制和生理特征有助于丰富植物抗盐性研究的内容。用0、100、200、300、400 mmol/L Na Cl处理莳萝蒿7 d后,比较莳萝蒿盐处理植株与对照植株在生长和生理方面的差异,并详细分析了Na+在莳萝蒿体内的积累水平和区域化方式。结果显示:莳萝蒿虽然能够耐受400 mmol/L Na Cl,但盐处理显著抑制了莳萝蒿的生长,整株鲜重随着盐处理浓度的升高逐渐减小。在水分生理方面,随着盐处理浓度的升高,莳萝蒿叶片细胞的渗透调节能力逐渐增强,其叶片肉质化程度却呈逐渐降低的趋势。分析盐处理对光合作用的影响发现,盐处理后莳萝蒿叶片光合速率与气孔导度显著下降,而其PSⅡ光化学活性并未受到抑制,叶绿素含量甚至逐渐增大,说明盐处理后莳萝蒿叶片光合速率的降低主要是由于气孔因素造成的,而不是由于光合结构被破坏。莳萝蒿体内的Na+含量随着盐处理浓度的升高显著增加,400 mmol/L Na Cl条件下叶、茎、根中的Na+含量分别高达321.4、242.1和182.3μmol/g鲜重;莳萝蒿体内的Na+70%以上积累在叶片内,而叶片内98%左右的Na+积累在叶片原生质体中,叶片原生质体中的Na+平均浓度是质外体1.2—1.8倍,推测其叶片细胞内存在着有效的Na+区域化机制。盐处理后莳萝蒿叶片液泡膜V-H+-ATPase的质子泵活性比对照增加了30%—50%,液泡膜Na+/H+逆向转运活性则增加至对照的4—7倍,进一步证实莳萝蒿叶片具有较强的液泡Na+区域化能力。随着盐处理浓度的升高,Na+在叶片中的分布比例相对减少,V-H+-ATPase的质子泵活性和Na+/H+逆向转运活性增幅也减缓。这种Na+区域化能力使莳萝蒿获得了较强的耐盐性,有效保护了其光系统,降低了细胞汁液渗透势。但是盐处理后这种耐盐方式并不能阻止莳萝蒿叶片肉质化程度和光合活性下降,莳萝蒿生长仍然受盐抑制,说明Na+区域化是莳萝蒿适应盐渍环境的必要条件而非充分条件。     

Conformational isomerism of the binuclear N,N-pentamethylenedithiocarbamate cadmium(II) complex, [Cd2{S2CN(CH2)5}4] on multinuclear (N, Cd) CP/MAS NMR and single-crystal X-ray diffraction data

Crystalline N,N-cyclo-pentamethylenedithiocarbamate (PmDtc) cadmium(II) complex was prepared and studied by means of ¹⁵N, ¹¹³Cd CP/MAS NMR spectroscopy and single-crystal X-ray diffraction. The unit cell of the cadmium(II) compound comprises two centrosymmetric isomeric binuclear molecules [Cd₂{S₂CN(CH₂)₅}₄], which display structural inequivalence in both ¹⁵N and ¹¹³Cd NMR and XRD data. There are pairs of the dithiocarbamate ligands exhibiting different structural functions in both isomeric molecules. Each of the terminal ligands is bidentately coordinated to the cadmium atom and forms a planar four-membered chelate ring [CdS₂C]; whereas pairs of the tridentate bridging ligands combine two neighbouring cadmium atoms forming an extended eight-membered tricyclic moieties [Cd₂S₄C₂], whose geometry can be approximated by a ‘chair’ conformation. The structural states of cadmium atoms were characterised by almost axially symmetric ¹¹³Cd chemical shift tensors. All experimental ¹⁵N resonance lines were assigned to the nitrogen structural sites in both isomeric binuclear molecules.