超积累和非超积累生态型东南景天茎、叶内生细菌多样性分析

【目的】探究和比较超积累和非超积累生态型东南景天茎、叶微生物群落结构的异同。【方法】采用高通量测序技术研究野外两种生态型东南景天茎和叶片的内生细菌群落结构。【结果】4个样品总共得到366 783条有效序列和39 948个OTU(97%相似度)。从Shannon指数得知:两种生态型东南景天叶片内生菌的多样性均高于茎;超积累生态型东南景天叶片内生菌的多样性高于非超积累生态型,但非超积累生态型东南景天茎组织中内生菌多样性高于超积累生态型东南景天。超积累生态型东南景天的叶片和茎中的内生菌分别包括26和21个门,123和117个科;非超积累生态型东南景天叶片和茎中的内生菌分别包括43和22个门,175和83个科,4个样品的优势菌群均为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和蓝藻细菌门(Cyanobacteria)。在属分类水平上,超累积生态型东南景天叶片和茎第一优势菌属分别为Synechococcus和Plesiomonas;非超积累生态型东南景天叶片和茎组织第一优势菌群分别为Pseudomonas和Dechloromonas。【结论】两种生态型东南景天的叶片和茎中均具有丰富的内生细菌,但超积累生态型东南景天叶片内生菌多样性最大,且存在一些独有的功能菌群。     

几种有机添加剂对遏蓝菜和东南景天吸收提取Zn的效应

通过盆栽试验,比较研究乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)、味精废液、柠檬酸、乙酸、草酸和混合试剂(柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KC l=10∶1∶2∶3)对Zn超累积植物遏蓝菜(T h lasp i caeru lescens)和东南景天(S edum a lf red ii)吸收提取Zn的影响。结果表明:各种添加剂均提高土壤中的水提取态和NH4NO3提取态Zn的含量,其顺序为EDTA混合试剂>味精废液>有机酸。除乙酸和味精废液外,其余添加剂都显著促进遏蓝菜的生长,以混合试剂的增产效果最好;但只有EDTA和混合试剂在浓度为10mm o l/kg土时提高了东南景天的生物量。混合试剂在浓度为6~10 mm o l/kg土时促进遏蓝菜对Zn的吸收和向地上部转移;EDTA和浓度为10mm o l/kg的混合试剂能显著促进东南景天对Zn的吸收和向地上部的转移。因此东南景天配合环境风险较小、用量为10mm o l/kg土的混合试剂较适合我国南方的Zn污染土壤。     

镉对超积累和非超积累生态型东南景天内生细菌多样性的影响

重金属胁迫对植物内生细菌群落结构的影响在很大程度上是未知的,目前也很少有研究超积累植物内生细菌的群落结构与多样性对根际土壤中重金属的响应。【目的】探索在不同镉污染水平下,超积累(HE)和非超积累生态型(NHE)东南景天的根系、茎和叶片中内生细菌的群落结构与多样性的变化及其差异性,试图从植物-内生菌之间的相互关系的角度补充解释2种生态型东南景天对有效态镉忍耐和积累能力的差异。【方法】采用Illumina新一代测序方法分析了在不同Cd~(2+)浓度土壤上生长的2种生态型东南景天根、茎和叶中的内生细菌群落结构。【结果】高浓度Cd~(2+)抑制NHE东南景天的生长,内生细菌的丰富度和多样性也降低;然而,高浓度Cd~(2+)促进HE东南景天的生长,茎和根系内生细菌的丰富度增加。在3种土壤上,2种生态型东南景天叶片、茎和根系内生细菌均以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)占优势。随着土壤中Cd~(2+)浓度的增加,HE东南景天叶片中Gammaproteobacteria纲、Negativicutes纲和Clostridia纲的相对丰度显著增加,茎中Alphaproteobacteria纲的相对丰度显著增加,Clostridia纲的相对丰度显著减少;NHE东南景天叶片中Alphaproteobacteria纲、Gammaproteobacteria纲和Clostridia纲的相对丰度没有显著变化,茎中Negativicutes纲的相对丰度显著减少,根系中Betaproteobacteria纲和Clostridia纲的相对丰度显著减少,Negativicutes纲却显著增加。在高Cd~(2+)污染土壤(50mg/kg)上,HE东南景天叶片中Sphingomonas属和茎中Veillonella属的相对丰度均大于NHE,且HE东南景天根系内生细菌的第一、第二、第三优势菌Veillonella、Sphingomonas、Prevotella属细菌均没有出现在NHE东南景天根系。【结论】土壤Cd~(2+)污染水平对2种生态型东南景天叶、茎、根中的内生菌群落结构有显著影响。     

超积累植物的金属配位体及其在植物修复中的应用

综述了超积累植物体内金属配位体（包括植物螯合肽、植物金属硫蛋白、有机酸和氨基酸）的生物合成,参与的植物体内金属的吸收、运输、积累的解毒过程的生理及分子机制,并对金属配位体在植物修复中的应用作了评述。     

四种景天属植物对锌吸收和累积差异的研究

采用营养液培养试验,比较研究了4种景天属植物对Zn的吸收、积累和运输特性.结果表明,东南景天(Sedum alfredii Hance)耐Zn毒的能力远强于珠芽景天(S. sarmentosum Bunge)、凹叶景天(S. bulbiferum Makino)和垂盆草(S. emarginatum Migo),其地上部和根系的干物质产量随着Zn浓度的增加而逐渐减少;当浓度≤40 mg*L-1时,东南景天的地上部和根系的干物质产量均随Zn浓度的增加而增加,其地上部Zn含量、积累量及其Zn运输速率均显著高于珠芽景天、凹叶景天和垂盆草;当Zn浓度低于80 mg*L-1时,东南景天地上部Zn含量随着营养液中Zn浓度的增加而增加,在80 mg*L-1浓度,其地上部Zn含量高达19.09 mg*g-1.东南景天的地上部Zn含量/根系Zn含量的比值大于1,而株芽景天、凹叶景天和垂盆草的地上部Zn含量/根系Zn含量比值小于1.东南景天是在我国首次发现的具有生物量大、生长速率快的一种新的Zn超积累植物.     

东南景天对锌、镉复合污染的反应及其对锌、镉的吸收和积累特性

Sedum alfredii Hance has been identified as a new Zn-hyperaccumulator native to China. In this study, responses and metal accumulation of S. alfredii were examined under Zn/Cd complex polluted conditions. The results showed that optimal growth of S. alfredii in terms of the maximum dry matter yield was observed at Zn/Cd complex level of 500/100 祄ol/L. Plant cadmium (Cd) or zinc (Zn) concentrations increased with increasing Cd or Zn supply. During the 20 d treatment, the highest Cd concentration in the leaves reached 12.1 g/kg at Zn /Cd level of 50/400 祄ol/L and that of Zn in the stems was 23.2 g/kg at Zn/Cd level of 1 000/50 祄ol/L. The distribution of Cd in different plant parts decreased in the order: leaf ＞ stem≥ root, whereas that of Zn was: stem ＞ leaf ≥ root. The accumulation of Cd and Zn in the shoots and roots of S. afredii increased with the increasing of Zn/Cd supply levels, peaked at Zn/Cd levels of 250/400 and 500/100 祄ol/L, respectively. The highest Cd and Zn uptake by the shoots was approximately 5 and 11 mg/plant, and was over 20 and 10 times higher than those in the roots, respectively. Zn supply at levels ≤ 500 祄ol/L increased plant Cd concentrations, whereas high Zn supply decreased root Cd but did not affect leaf Cd concentrations in S. alfredii. Low Cd supply increased Zn concentration in the leaves, but Cd supply higher than 50 祄ol/L considerably reduced root Zn concentrations, especially at low Zn level. These results indicate that S. alfredii can tolerate high Zn/Cd complex levels and has an extraordinary ability to hyperaccumulate not only Zn but also Cd. It could provide a new valuable plant material for understanding the mechanisms responsible for co-hyperaccumulation of Zn and Cd as well as for phytoremediation of the Cd/Zn complex polluted soils.     

一种新的铅富集植物--富集生态型东南景天

对浙江一古老铅锌矿区的土壤和植物种群进行调查后发现一种新的具有耐铅特性和铅富集能力的植物--景天科景天属东南景天(Sedum alfredii Hance),称为铅富集生态型植物.进一步比较和分析了不同浓度硝酸铅处理对富集和非富集生态型东南景天的生长及其对铅的吸收特性的影响.结果表明, 320 mg Pb/L处理对富集生态型的地上部分生长无显著影响,而非富集生态型在20 mg Pb/L时即出现受害症状.富集和非富集生态型的地上部分铅含量、根系铅含量以及单株铅积累速率均随处理浓度的增加而表现出先升后降的变化趋势.其中富集生态型的地上部分铅含量、根系铅含量以及单株铅积累速率最高可达到514 mg/kg、13 922 mg/kg和8.62 μg/plant/d,分别是非富集生态型的2.27、2.62和7.16倍.由于具有生长速度快和高积累铅的能力,从植物修复的观点来说,东南景天铅富集生态型在铅污染土壤的修复方面具有巨大的潜力.