砂培条件下施加钙、砷对蜈蚣草吸收砷、磷和钙的影响

在砂培条件下 ,研究施加钙、砷对蜈蚣草生长和砷、磷和钙的吸收及转运的影响。添加砷对蜈蚣草的生物量 (根、叶柄和羽叶的干物重 )虽未达到显著影响 (p<0 .0 5) ,但添加 0 .1 mmol/L砷时 ,表现出刺激生长效应。提高介质中钙浓度明显抑制蜈蚣草根系生长 ,钙浓度过高还会显著限制地上部生长。供应 0 .0 3mmol/L钙时 ,蜈蚣草羽片砷浓度为 42 1 8mg/kg,明显高于 2 .5和 5 mmol/L钙处理下相应的砷浓度。砷的转运系数 (羽片 /根 )随着介质中砷浓度的升高而增大 ,随着介质中钙浓度的升高而减少。这说明一定范围内提高介质中砷浓度促进砷向地上部运输 ,而钙却明显抑制砷向地上部转运。钙和砷浓度过高时 ,植株均会出现中毒症状。钙中毒表现为叶脉变褐和叶肉坏死 ;而砷中毒现象表现在叶尖和叶缘变褐。介质中砷限制蜈蚣草根部对磷的吸收 ,但对地上部磷浓度无显著影响。介质中添加砷 ,植物体内钙浓度升高 ,可能起缓解砷毒的作用。钙、砷对蜈蚣草羽片砷累积量和总累积量均有极显著的交互作用 ,钙是负交互效应 ,砷是正交互效应。添加 2 .5和 5.0 mmol/L钙时 ,相对于 0 .0 3 mmol/L钙处理分别减少地上部砷累积量 2 0 .8%和73.1 %。这表明在应用蜈蚣草进行植物修复时 ,介质中出现过高浓度的钙是不利于提高土壤修复效率     

砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析

蜈蚣草（Pteris vittata）是一种砷超富集植物,能够通过根从土壤中吸收砷,并将其输送至羽叶中富集.为了探索蜈蚣草单个细胞在砷积累和砷抗性中的特性,本文首次通过酶解方法获得了这一砷超富集蕨类植物的原生质体,并研究了原生质体在不同浓度砷胁迫下的生活力.结果显示,蜈蚣草原生质体的抗砷性远高于烟草原生质体的抗砷性,与其整体植株的抗性一致.这为探索砷抗性和超富集机理提供了一个新的研究体系.     

不同生态型摩西球囊霉菌株对蜈蚣草砷吸收的影响

砷超富集植物——蜈蚣草无论是在野外或是在室内均能被丛枝菌根真菌(AM真菌)侵染,但其对蜈蚣草砷吸收及转运的机理尚不清晰.本研究将分离于湖南省郴州市金川塘某铅锌尾矿蜈蚣草根际土壤(Glomus mosseae BGC GD01,简称污染菌株)和云南省未污染土壤(G.mosseae BGC YN05,简称非污染菌株)的2种摩西球囊霉菌株分别接种于非污染生态型和污染生态型蜈蚣草根际,8周后利用菌根化蜈蚣草幼苗在浓度为100 μmol·L-1砷(Na2HAsO4·7H2O)营养液中进行为期24 h的水培试验.结果表明,2种生态型摩西球囊霉菌株分别与蜈蚣草形成中等程度侵染,侵染率为25.2％ ～31.3％.无论是接种污染菌株或是非污染菌株,均明显促进了蜈蚣草根部对磷的吸收.在24 h水培试验期间,接种非污染菌株显著促进了蜈蚣草根部砷的吸收,但接种污染菌株对蜈蚣草根部砷吸收的促进作用有限,说明AM真菌对蜈蚣草砷吸收存在种内差异.     

改良FIASCO方法筛选砷超富集植物蜈蚣草SSR分子标记

蜈蚣草（Pteris vittata L.）是目前用于砷污染土壤修复最好的超富集植物,但其分子水平上的研究数据较少。为了开发蜈蚣草特异性SSR遗传标记,本文采用改良的FIASCO方法从蜈蚣草AG和AC微卫星富集文库中随机挑选100个克隆,分离得到51个微卫星位点,其中60%为完美型（Perfect）SSR。根据这些位点设计、合成了25对引物,并对江西庐山及湖北恩施两地蜈蚣草种群各20个个体进行了遗传多样性检测,结果发现：其中8个完美型及1个间断型（intermittent）SSR位点的引物能够扩增出清晰、稳定且具有多态性的条带。9对引物共扩增出41个等位基因,各位点等位基因数在2~7之间,平均等位基因数为4.56个;期望杂合度在0.0494~0.8169之间;没有连锁不平衡现象发生。采用大叶井栏边草（Pteris multifida Poir.）进行跨种扩增,结果发现其中6对引物能够进行种间扩增。这些SSR分子标记的开发有助于蜈蚣草生态适应性进化分析、揭示蜈蚣草地理分布格局以及探讨蜈蚣草遗传多样性,还可用于品种鉴定及选育等。     

蜈蚣草是观察减数分裂过程的好材料

以蜈蚣草（Pteris vittata Linn.）为材料,介绍了蜈蚣草孢子母细胞减数分裂的制作方法。该方法操作简单、成功率高;主要特点是在同一孢子囊群中,孢子母细胞的减数分裂不同步,可以同时观察到前期到末期Ⅱ之间各个时期的分裂相。蜈蚣草分布广、取材容易,是观察减数分裂过程的一种好材料。     

提取蕨类植物蜈蚣草总RNA 的一种有效方法

介绍了一种提取蕨类植物蜈蚣草(Pteris vittata L.)总RNA的有效方法。由于蜈蚣草富含多酚和多糖,用普通的RNA提取方法很难获得高质量的RNA。本方法通过优化提取缓冲液的条件来抑制多酚氧化,并利用RNA与多酚、多糖在不同浓度的2-丁氧乙醇中溶解度不同的特性来去除多酚和多糖。本方法简便、快速,所提取的RNA质量较高,可直接用于cDNA合成、cDNA文库的构建以及RACE等分子生物学操作。     

砷超富集植物蜈蚣草原生质体的分离及其抗砷性分析

蜈蚣草(Pteris vittata)是一种砷超富集植物, 能够通过根从土壤中吸收砷, 并将其输送至羽叶中富集。为了探索蜈蚣草单个细胞在砷积累和砷抗性中的特性, 本文首次通过酶解方法获得了这一砷超富集蕨类植物的原生质体, 并研究了原生质体在不同浓度砷胁迫下的生活力。结果显示, 蜈蚣草原生质体的抗砷性远高于烟草原生质体的抗砷性, 与其整体植株的抗性一致。这为探索砷抗性和超富集机理提供了一个新的研究体系。     

砷、钙对蜈蚣草中金属元素吸收和转运的影响

蜈蚣草是砷的超富集植物和钙质土壤的指示植物。本试验在砂培条件下,研究砷、钙对蜈蚣草吸收和转运必需金属元素K、Mg、Mn、Fe、Zn和Cu的影响。结果表明。提高营养液中的砷浓度显著降低根部Mg和Zn的吸收。但对根部其它元素的浓度没有明显影响;叶柄中的Mn和地上部的Fe浓度因介质中添加砷而显著减少。其它元素在地上部的分布不受抑制。添加砷限制Fe从地下部向地上部转运,但促进其从叶柄向羽叶中运输;另外,还显著促进Mn由叶柄向羽叶和Zn由根向羽叶的转运。提高钙处理浓度对蜈蚣草吸收Fe、Zn、Cu无显著影响,但显著限制K、Mg和Mn的吸收。Mn是研究的6种金属元素中惟一一种明显向地上部转运富集的元素。从根部到羽叶中。金属元素间的相关性增强,在根部Ca与各种金属元素都无相关性;叶柄中Ca和Fe浓度呈极显著正相关;在羽叶中,Ca与K、Mg、Mn和Zn浓度呈显著负相关。     

蜈蚣草毛状体对砷的富集作用及其意义

利用配备EDX的环境扫描电子显微镜等手段研究了蜈蚣草羽叶的微形态及砷元素在蜈蚣草中的微区分布. 结果表明, 在羽叶的正反表皮观察到大量的毛状体, 其结构为多细胞组成, 呈匍匐状, 平均长度为160 μm, 平均直径28 μm. X射线能谱分析表明, 在加砷处理中, 蜈蚣草的表皮、羽叶毛状体存在有明显的砷峰, 并且毛状体中砷的含量分别为表皮细胞与叶肉细胞的2.4, 3.9倍, 在同一毛状体中, 帽细胞中的砷含量较低, 而在节细胞和基细胞中的砷含量较高. 这一发现为揭示蜈蚣草富集砷和耐砷毒的机理提供了新的线索.     

超富集植物蜈蚣草中砷化学形态的EXAFS研究

采用同步辐射扩展X射线吸收精细结构(SREXAFS)技术研究了超富集植物蜈蚣草(PterisvittataL.)中As的化学形态及其在转运过程中的变化。结果表明,蜈蚣草中的As主要以As(Ⅲ)与O配位的形态存在。As(V)被植物吸收后,很快转化为As(Ⅲ),其转化过程主要发生在根部。As(Ⅲ)向地上部转运的过程中价态基本不变。在植物的根部和部分叶柄中存在少量与As-GSH相似的As-S结合方式,但是在As含量最高的羽叶中基本上未发现这种结合方式。与需要提取和分离过程的化学方法相比,采用EXAFS方法研究植物中的砷形态不需经过预分离或化学预处理就可以直接测定植物样品中元素的化学形态,因此可以避免样品预处理过程对As形态的干扰,并获得可靠的砷化学形态方面的信息。