耐性真菌HA吸附铅、锌的影响因素及吸附机理研

【目的】从铅锌矿区分离筛选出耐铅锌性菌株,并研究其吸附铅、锌的影响因素及吸附机理,为重金属污染微生物修复提供参考。【方法】以从铅锌矿区筛选出的耐铅锌真菌HA作为试验菌株,考察影响其对铅、锌去除能力的主要因素(初始浓度、pH、接种量),同时通过等温吸附模型、动力学分析及红外光谱分析探讨其相关的吸附机理。【结果】经鉴定,从矿区筛选的对Pb2+、Zn2+有较强耐性的菌株HA为米曲霉(Aspergillus oryzae);在初始铅、锌浓度的实验范围内(100-800mg/L),HA对铅、锌离子的去除率随着其初始浓度增加而减小,25h后HA的生长进入平稳期,且对铅、锌离子的去除率趋于稳定。当铅、锌初始浓度为100mg/L、pH为5.0时,HA对铅、锌离子的去除率均达到最高,分别为97.8%、54.1%;当HA接种量为1mL时,其对铅、锌去除率的增长率达到最大。HA对铅、锌的吸附过程满足Langmuir吸附模型,其吸附以单层吸附为主。在动态吸附过程中,HA对Pb2+、Zn2+离子吸附性能与准二级动力学吸附方程的拟合程度更高,且对Pb2+的吸附效果明显高于Zn2+。红外光谱分析表明,HA细胞中羟基、烷基、酰胺基、羰基、磷酸基等参与了Pb2+、Zn2+的吸附过程。【结论】HA是一株对铅、锌有较强吸附能力的真菌,其吸附铅、锌影响因素及吸附机理研究结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

三株耐铅锌菌的分离、鉴定及其吸附能力

以铅锌矿渣盆栽试验中长势较好的耐性植物夹竹桃(Nerium indicum)的根际土壤为材料,进行耐铅锌优势菌株的分离鉴定,探讨影响铅锌吸附的因素及其吸附机理。结果表明:(1)从土样中分离筛选出3株耐铅锌菌株(B1、B4、B14),3株菌均能在Pb2+、Zn2+浓度为600 mg·L-1的牛肉膏蛋白胨培养基上生长,经形态和分子生物学鉴定分别为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)或炭疽杆菌(Bacillus anthracis)、解硫胺素硫胺素芽孢杆菌(Aneurinibacillus aneurinilyticus)和藤黄微球菌(Micrococcus luteus)。(2)对影响菌株吸附铅、锌的p H、吸附时间、初始菌量3个因素进行分析,发现菌株B1在p H为5.0、吸附时间为50 min、初始菌量为0.06 g时,对Pb2+、Zn2+的去除率分别可达84.22%和70.66%。菌株B4在p H为6.0、吸附时间为50 min、初始菌量为0.18 g时,对Pb2+、Zn2+的去除率分别可达72.63%和54.17%。菌株B14在p H为4.0、吸附时间为60 min、初始菌量为0.10 g时对Pb2+、Zn2+的吸附率分别为77.56%和50.63%。(3)扫描电镜观察和红外光谱分析显示:3株菌对Pb2+、Zn2+的吸附主要是细胞表面的吸附,还存在一定的内部吸收;羟基(O-H)、胺基(N-H)、烷基、酰胺基(CONH-)是吸附、络合或螯合金属离子或原子的主要活性基团,重金属与菌株表面的活性基团结合反应是其吸附Pb2+、Zn2+的主要作用机制。     

小蓬竹根际土壤微生物及内生真菌多样性分析

为了解喀斯特典型物种-小蓬竹根际土壤微生物及不同部位内生真菌多样性,采用沿等高线等距离取样法采集小蓬竹根际土壤及健康植株,通过可培养对根际土微生物及内生菌进行分离,利用分子技术对其进行鉴定,根据鉴定结果构建系统发育树,并计算小蓬竹根际土壤微生物和根茎叶内生真菌多样性。结果如下：（1）共从根际土壤、根、茎、叶分离得到139个真菌菌株,隶属于27属,其中根际土壤分离得到34个真菌菌株隶属于12属,根部分离得到的63个内生真菌菌株隶属于17个属,茎部分离得到的14个内生真菌菌株隶属于8个属,叶部分离得到28个内生真菌菌株隶属于9个属;（2）根际土壤共分离得到41株细菌菌株,隶属于7个属26个种,20株放线菌菌株,隶属于1属15种;从Shannon-Wiener多样性指数、均匀度指数、Simpson指数排序来看,真菌主要表现为根 > 根际土壤 > 茎 > 叶,细菌和放线菌多样性均较低。（3）按层次聚类分析可分别将真菌、细菌、放线菌聚为3支。小蓬竹根际土壤、根、茎和叶具有丰富的微生物多样性,不同部位菌群组成存在差异性（P<0.05）,且存在以假单胞菌属、芽孢杆菌属等为优势属的抗盐耐旱菌群,这有助于揭示小蓬竹对喀斯特生境的适应性,以及为微生物-植物群落之间相互关系提供一定基础数据,为后期寻找小蓬竹相关耐性功能菌奠定基础。     

云南个旧锡矿区可培养细菌多样性及其重金属抗性

摘要:【目的】揭示个旧锡矿区尾矿库和矿坑土壤中可培养细菌的多样性;发掘一批锡矿区土壤细菌菌株并对其Pb2+、Cd2+耐受性进行评价。【方法】采用纯培养法和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析对样品中可培养细菌多样性进行研究,平板法评价代表菌株对Pb2+、Cd2+的耐受性。【结果】使用2种培养基从尾矿库和矿坑土壤中分离到214 株细菌,对其中107株代表菌株的16S rRNA基因序列系统发育分析结果显示,菌株分属细菌域的5个门、12个目、25个科、42个属;其中变形菌门(Proteobacteria)是优势类群,占总菌株数的69.2%;假单胞菌属(Pseudomonas)菌株是优势物种,占24.8%;2株菌代表了2个潜在新类群。对105株代表性菌株的重金属耐受性研究表明,耐受浓度1000 mg/LPb2+或Cd2+的菌株分别占73.3%和8.6%,菌株对Pb2+的耐受性明显好于Cd2+;分离自锡尾矿库的菌株耐受不同浓度Pb2 +和Cd2 +菌株比例明显高于矿坑来源的菌株;分离自锡尾矿区的2 株菌(DT47-2A 和DT50-1)对1000 mg/L浓度Pb2+和Cd2+均具耐受性。【结论】个旧锡矿区土壤可培养细菌具有丰富的多样性,而且蕴含着不少潜在新类群;该环境中含有大量Pb2+、Cd2+耐受菌株,并对Pb2+、Cd2+具有较强的抗性或适应性。     

乌鲁木齐市道路林带土壤抗重金属细菌的筛选及重金属去除能力

【背景】道路重金属污染问题日益严峻,寻找高效的微生物资源用于环境修复已迫在眉睫。【目的】从乌鲁木齐市道路林带土壤中筛选抗重金属菌株,并对其重金属去除能力进行探究。【方法】使用含5种重金属离子(铅、镉、锌、铜、镍)的4种培养基进行抗性菌株筛选,通过形态学特征和16S rRNA基因序列进行鉴定,采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)检测分离株对重金属离子的去除情况。【结果】4种分离培养基中,TSA是抗重金属菌株筛选的最适培养基,共筛选出16株抗重金属菌,其中4株抗Pb菌、4株抗Cd菌、4株抗Zn菌、3株抗Cu菌和1株抗Ni菌,其抗性分别高达3 000、800、600、300和400mg/L,16株菌中以芽孢杆菌属(Bacillus)数量最多。在初始浓度为700mg/L Pb²⁺下,菌株Pb6的去除率高达92.48%,菌株Pb11、Pb3和Pb9的去除率分别为27.70%、40.37%和58.88%;在200mg/L Cd²⁺...     

废弃铅锌矿石和钨矿砂中可培养细菌多样性分析

为了了解废弃铅锌矿石和钨矿砂中可培养细菌的多样性,发掘其中的微生物新资源,采用3种培养基(R2A、无磷R2A、无磷R2A+Cd2+)分别对其中的可培养细菌进行分离纯化和培养。再通过16S rRNA基因测序获取相关的分类学信息,并进行系统进化分析。从2种材料中共分离到可培养细菌152株。其中,废弃铅锌矿石中的可培养细菌涵盖了5个门、7个分支,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria、Deinococcus-Thermus、Actinobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes,以Massilia、Methylobacterium、Deinococcus和Sphingomonas为主要类群;而钨矿砂中的可培养细菌涵盖了3个门、4个分支,分属于Alphaproteobacteria、Betaproteobacteria、Actinobacteria和Firmicutes,以Methylobacterium、Massilia、Ralstonia和Microbacterium为主要类群。废弃铅锌矿石中可培养细菌的多样性和新分类单元发现率均大于钨矿砂,且两者的可培养细菌类群组成存在较大差异。此外,向培养基中添加重金属Cd2+降低了可培养细菌的多样性。研究分离到的Cd2+耐受菌株主要属于3个属：Methylobacterium、Herbaspirillum和Ralstonia,其能耐受2 mmol/L Cd2+,是金属尾矿中重金属耐受菌的优势种群。研究结果为金属尾矿中微生物新资源的深入发掘提供了依据。     

粤东铅锌尾矿三种优势植物对重金属的吸收和富集特性研究

为探讨铅锌矿废弃地优势植物在重金属污染土壤植物修复中的应用潜力,利用野外采样分析法,从粤东梅县丙村铅锌尾矿区采集其三种优势植物类芦、黄荆、盐肤木的根、茎、叶和土壤样品,测定和分析Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属含量.结果表明:该矿区土壤污染严重,Pb、Zn、Cd含量远超土壤环境质量的三级标准,Cu超出二级标准;根际土壤和非根际土壤重金属含量均为Pb＞Zn＞Cu＞Cd,但根际土壤的重金属含量显著低于非根际土壤;这三种植物对Pb、Zn、Cu的转移系数大于1.0,对Cu的富集系数最高,Pb最小,但对四种重金属的富集系数均小于1.0,均未达到超富集植物临界含量标准.三种植物为该矿区的优势植物,说明它们对土壤的重金属污染有很强的耐性,虽然并非典型的超富集植物,但对污染土壤仍有较好的修复效果.     

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。     

香蒲对不同浓度Pb~(2+)胁迫的生理应答及其细胞超微结构变化

通过室内水培试验,研究了不同浓度Pb2+(0、0.25、0.50、1.00和2.00mmol·L-1)胁迫对东方香蒲根和叶中Pb含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性以及亚细胞结构的影响。结果显示:(1)随着外源Pb2+浓度的增加,Pb在香蒲根和叶中的积累量均显著高于对照,且Pb在根中的含量明显高于叶中,并与外源Pb2+浓度呈显著正相关关系。(2)香蒲叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量随着外源Pb2+浓度的增加呈先升后降趋势,均在处理浓度为0.50mmol·L-1时达到峰值。(3)胁迫处理叶片的MDA含量与对照相比变化不显著,但根中MDA含量呈显著下降趋势。(4)叶片中SOD活性在1.00mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后下降,但始终高于对照,CAT和POD活性则均低于对照组;根中SOD活性除1.00mmol·L-1 Pb2+处理组外均显著低于对照组,CAT和POD活性分别在0.25和0.50mmol·L-1 Pb2+处理时达到峰值,然后随处理Pb2+浓度升高而下降。(5)电镜观察发现,Pb2+胁迫使香蒲叶细胞中叶绿体被膜破裂,类囊体膨胀、破损;根和叶细胞中的线粒体被膜均破裂、内腔空泡化,细胞核核膜破损、核仁消失、染色质凝集。研究表明,Pb2+胁迫致使东方香蒲根、叶生理代谢失衡,亚细胞结构出现不可逆的损伤,这为从分子水平研究Pb2+作用的具体机理以及香蒲在重金属污染修复中的应用提供了依据。     

铅镉抗性菌株JB11强化植物对污染土壤中铅镉的吸收

研究了铅、镉抗性菌株(JB11)和生物降解螯合剂乙二胺二琥珀酸(S,S)-EDDS)提高高羊茅和红三叶草吸收土壤中铅、镉的能力。从土壤样品中筛选出1株对Cd、Pb具有较强抗性的菌株JB11,经鉴定为成团泛菌属(Pantoea agglomerans)。JB11对Pb2+、Cd2+、Cr6+、Cu2+、Zn2+、Ni2+等多种重金属和卡那霉素、氨苄青霉素、链霉素、四环素等抗生素具有抗性,在温度15—35℃和pH为5.0—9.0范围内生长良好,最适生长温度为30℃,最适pH值为7.0左右,在低于3%的NaCl浓度下生长良好。盆栽试验研究了菌株JB11、EDDS及1/2EDDS+JB11 3种处理下对生长在Cd 100 mg/kg、Cd 200 mg/kg、Pb 500 mg/kg和Pb 1000mg/kg的土壤中的高羊茅和红三叶生长及从土壤富集Cd、Pb能力的影响。结果表明,外加JB11能使高羊茅和红三叶的干重分别比对照都有增加。除外加JB11后在经Pb 1000 mg/kg处理的土壤中高羊茅地上部的Pb浓度、经Cd 200 mg/kg处理的土壤中红三叶地上部的Cd浓度以及经Cd 100 mg/kg处理的土壤中高羊茅和红三叶根部的Cd浓度以外,外加JB11后对其他重金属处理植物中Pb和Cd的含量都显著增加。外加EDDS后除在经Pb 500 mg/kg的土壤中高羊茅根部的Pb浓度增加差异不显著,对其余重金属处理都可产生显著的影响(P0.05)。1/2EDDS+JB11的复合处理下植物重金属吸收量多数高于JB11和EDDS单独处理,JB11用于植物修复土壤Pb和Cd污染具有很大的潜力。     

煤矿区耐镉青霉菌的分离鉴定

[目的]分离鉴定煤矸石中耐Cd2+菌株.[方法]用菌落形态和18S rRNA序列分析鉴定菌株,研究菌株的重金属耐性和在酸性煤矸石浸出液的生长能力,分析其抗氧化酶活性对重金属复合污染的响应.[结果]BJKD4菌株为青霉属(Penicillium sp.)菌,能耐29 mmol/L的Cd2+,不同重金属对BJKD4的毒性大小依次为:Cu2+＞Ni2+＞Cd2+＞pb2+或Zn2+＞Mn2+.正交试验表明BJKD4菌株能在不同浓度重金属Cd、Zn、Ni和Mn等复合污染条件下生长,SOD活性在重金属复合污染时升高,CAT活性变化依重金属的种类和浓度不同而不同;此外,BJKD4能在含有煤矸石酸性浸出液的培养基中生长,并提高其pH.[结论]BJKD4菌株能耐多种重金属,具有阻止煤矸石山淋溶液酸化的应用潜力.抗氧化酶在减缓重金属诱导的氧化胁迫中起重要作用.     

重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响

【背景】矿区废渣堆重金属污染严重,废渣堆分布着一些耐重金属的微生物。【目标】探究重金属胁迫对真菌生长及发酵液pH的影响。【方法】从金川矿区废渣堆采集土样,分离培养具有产酸能力的真菌,采用形态学与分子生物学技术鉴定这些菌株,并测定其产酸能力及其对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Zn~(2+)的耐受性。【结果】形态学及18S rRNA基因序列分析获得黑曲霉ZJ-I (Aspergillus niger ZJ-I)和产黄青霉ZJ-V (Penicilium chrysogenum ZJ-V)两个产酸菌株。未加重金属培养时,与不接种真菌对照相比,上述2个菌株的发酵液pH分别下降0.58和0.69;添加重金属处理后,随着重金属浓度的增加,pH变化幅度变小,不同浓度Pb~(2+)使A.nigerZJ-I发酵液pH值分别下降0.53、0.39、0.34和0.39,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.21、0.23、0.14和0.09;不同浓度Cd~(2+)使A. niger ZJ-I发酵液pH值分别下降0.75、0.43、0.39和0.32,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH值分别下降0.62、0.46、0.38和0.49;不同浓度Zn~(2+)可使A.nigerZJ-I发酵液pH分别下降0.87、0.61、0.57和0.43,使P. chrysogenum ZJ-V发酵液pH分别下降1.1、0.34、0.44和0.49;低浓度的Zn~(2+)对菌株A.niger ZJ-I和P. chrysogenum ZJ-V产酸都有促进作用,低浓度的Cd~(2+)对A. niger ZJ-I产酸有促进作用。当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)的浓度分别超过200、400、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株A. niger ZJ-I的抑制率达到80%以上,抑制效果显著;当Cd~(2+)、Zn~(2+)与Pb~(2+)浓度分别超过200、1 000、2 000 mg/L时,3种不同浓度的重金属对菌株P.chrysogenumZJ-V抑制率达到80%以上,抑制效果显著。【结论】两株真菌均具有产酸能力和一定的重金属耐受性,菌株P. chrysogenum ZJ-V发酵液产酸性能与重金属耐受能力都要优于ZJ-I,菌株ZJ-V具备潜在的淋洗重金属污染土壤的能力。     

铅和镉污染对大羽藓生理特性的影响

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⁺稬^-1,the chlorophyll content decreased with increasing ²⁺ and ²⁺ concentrations,which was 18% of the control at 100 mg ²⁺稬^-1,and decreased by 48.6% at 200 mg ²⁺稬^-1.The potassium and calcium contents also decreased with increasing pollutants concentrations,being decreased by 61.1% at 100 mg ²⁺稬^-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⁺.     

不同磷水平下外生菌根真菌对铅的耐性反应

采用液体离体培养的方法,研究了不同磷和铅水平对3个外生菌根真菌生物量、ZC₁菌丝含磷量和含铅量的影响.结果表明,不同水平的磷和铅胁迫下,菌种ZC₁和ZC₂的生物量显著高于菌种GV(Gomphidius viscidus);低磷时（0.16 mmol·L^-1）,3个菌种的生物量随着铅浓度的增加都受到了抑制,在较高的磷水平下(0.81和2.42 mmol·L^-1),铅浓度的增加显著的抑制了菌种GV的生物量,但对菌种ZC₁和ZC₂的生物量没有显著抑制.GV的菌丝含铅量在各处理水平下都显著高于ZC₁和ZC₂.同一铅水平下,GV的菌丝含磷量在低磷时高于ZC₁和ZC₂,在较高磷浓度时却低于ZC₁和ZC₂;铅浓度的增加降低了菌种ZC₂和GV的菌丝含磷量,但菌种ZC₁的菌丝含磷量没有受到显著的抑制.与无污染地采集的菌种GV相比,污染地采集的菌种ZC₁和ZC₂表现出快速生长、低铅积累以及高磷吸收的特点,显示出较高的抗环境胁迫能力.     

匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+ 胁迫的生长响应与阈限浓度

采用砂培法,研究了匍茎翦股颖对Cu2+、Zn2+、Cd2+与Pb2+胁迫的生长响应及阈限浓度,结果表明:种子萌发率随着4种重金属浓度的增加而下降。对株高的影响是当重金属浓度小于100mg/L时会促进株高生长,高于100mg/L则产生抑制作用。Cu2+显著抑制根系生长,并随浓度的增加抑制效应愈加显著;在Cu2+浓度为600mg/L时匍茎翦股颖的根长比对照下降了93.75%。Cu2+、Zn2+、Pb2+浓度小于200mg/L时会促进地上生物量的增加,但高于200mg/L时,地上生物量会随着3种重金属的增加而减少。Cu2+、Zn2+浓度小于100mg/L或Cd2+、Pb2+浓度小于200mg/L会增加叶绿素的含量,高浓度会降低叶绿素的含量;Cd2+在浓度为600mg/L时显著降低叶绿素含量,与对照相比,下降了43.55%。匍茎翦股颖生长的综合效应分析表明,匍茎翦股颖对Cu2+胁迫最敏感,具有较低的阈限浓度,而Zn2+胁迫对匍茎翦股颖的生长影响最小,阈限浓度相对较高。     

外源钙对镉胁迫下南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶活性和镉吸收的缓解效应

为了探讨外源钙对重金属镉(Cd)缓解南美蟛蜞菊Wedelia trilobata毛状根毒害的生理机理,采用溶液培养法研究了重金属Cd单独及其与Ca组合对南美蟛蜞菊毛状根生长、抗氧化酶超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及对Cd2+吸收的影响。结果表明,Cd≤50μmol/L时促进毛状根生长;高于100μmol/LCd则抑制其生长,使其侧根短小,根尖变褐或变黑。与对照相比,不同浓度Cd培养的毛状根POD活性、SOD活性和MDA含量都比对照明显提高,但高于100μmol/L Cd培养的毛状根可溶性蛋白含量均比对照降低。与仅添加200μmol/L或300μmol/L Cd的毛状根相比,Cd和10~30 mmol/L Ca组合培养可促进毛状根生长,使其主、侧根变粗;提高其可溶性蛋白含量;降低其MDA含量、POD活性及SOD活性。原子吸收分光光度法测定结果表明,南美蟛蜞菊毛状根能吸收和吸附重金属Cd2+,当Cd2+浓度为100μmol/L时毛状根对Cd2+的吸收量最大,而Cd2+浓度为300μmol/L时毛状根对Cd2+的吸附量最大。外源加入10~30 mmol/L Ca2+可显著减少毛状根对Cd2+的吸收和吸附,并可调节其抗氧化酶活性,降低其膜脂过氧化水平而解除重金属镉对毛状根生长的抑制或毒害。     

胁迫时间与非毒性离子对重金属抑制拟南芥种子发芽及幼苗生长的影响

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.     

Effects of Cd2+ and two cadmium organic complexes on isolated rat liver mitochondria

Effects of Cd2+ and two complexes of bivalent cadmium with 1,3-bis(4-chlorbenzylidenamino)-guanidine and anabasine on ion permeability of the inner membrane and respiration of isolated rat liver mitochondria were studied. Starting from 5 microM, Cd2+ decreased state 3 and DNP-stimulated respiration of mitochondria and increased their state 4 respiration. At 30 microM, Cd2+ decreased state 4 respiration. The complexes, particularly complex of Cd2+ with 1,3-bis(4-chlorbenzylidenamino)-guanidine, inhibited the mitochondrial respiration at lower concentration of Cd2+. Nonenergized mitochondria incubated in media containing 125 mM of NH4NO3 or KNO3 showed more pronounced swelling in experiments with 10 microM of the complexes than with Cd2+. The complexes produced swelling of the mitochondria energized by 5 mM of succinate and incubated in medium containing 25 mM K-acetate and 100 mM sucrose. Uptake of 137-Cs by succinate-energized mitochondria in the presence of 10(-8) M of valinomycin was substantially decreased in experiments with 10 microM of the complexes than with Cd2+. Ruthenium red (7.5 microM) prevented this effect with 10 microM of complex of Cd2+ with 1,3-bis(4-chlorbenzylidenamino)-guanidine and especially complex of Cd2+ with anabasine and Cd2+. These results indicate that the cadmium organic complexes affect respiration and perturb ion permeability significantly stronger than Cd2+.     

Accumulation of cadmium in pancreatic beta cells is similar to that of calcium in being stimulated by both glucose and high potassium

The transport of Cd2+ and the effects of this ion on secretory activity and metabolism were investigated in beta cell-rich pancreatic islets isolated from obese-hyperglycemic mice. The endogenous cadmium content was 2.5 mumol/kg dry wt. After 60 min of incubation in a Ca2+-deficient medium containing 2.5 microM Cd2+ the islet cadmium content increased to 0.18 mmol/kg dry wt. This uptake was reduced by approx. 50% in the presence of 1.28 mM Ca2+. The incorporation of Cd2+ was stimulated either by raising the concentration of glucose to 20 mM or K+ to 30.9 mM. Whereas D-600 suppressed the stimulatory effect of glucose by 75%, it completely abolished that obtained with high K+. Only about 40% of the incorporated cadmium was mobilized during 60 min of incubation in a Cd2+-free medium containing 0.5 mM EGTA. It was possible to demonstrate a glucose-induced suppression of Cd2+ efflux into a Ca2+-deficient medium. Concentrations of Cd2+ up to 2.5 microM did not affect glucose oxidation, whereas, there was a progressive inhibition when the Cd2+ concentration was above 10 microM. Basal insulin release was stimulated by 5 microM Cd2+. At a concentration of 160 microM, Cd2+ did not affect basal insulin release but significantly inhibited the secretory response to glucose. It is concluded that the beta cell uptake of Cd2+ is facilitated by the activation of voltage-dependent Ca2+ channels. Apparently, the accumulation of Cd2+ mimics that of Ca2+ also involving a component of intracellular sequestration promoted by glucose.