铅在镉在被金鱼吸收积累过程中的相互作用

采用混合体系暴露和顺次暴露的方法研究了铅和镉在被金鱼吸收过程中的相互作用。结果表明,混合暴露条件下,保持镉暴露量不变,增加铅的投放量,鳃镉与肝镉含量与单独暴露的结果无显著性差异,肾镉含量则随铅暴露浓度增加而减少。保持铅浓度不变,增加镉的投放理可导致鳃放肾铅含量下降。在镉、铅顺序暴露后则没有观测到锶、肝和肾铅含量的规律性变化。     

铅与镉在被金鱼吸收积累过程中的相互作用

采用混合体系暴露和顺次暴露的方法研究了铅和镉在被金鱼吸收过程中的相互作用.结果表明,混合暴露条件下,保持镉暴露量不变,增加铅的投放量,鳃镉与肝镉含量与单独暴露的结果无显著性差异,肾镉含量则随铅暴露浓度增加而减少.保持铅浓度不变,增加镉的投放量可导致鳃和肾铅含量下降.在镉、铅顺序暴露后则没有观测到鳃、肝和肾铅含量的规律性变化.     

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

东南景天(Sedum alfredii Hance)已被鉴定为一种中国原生的新的锌超积累植物。 本文主要研究了锌(Zn)、镉(Cd)复合处理水平对东南景天的生长及其对锌、镉的吸收积累特性的影响。 结果表明,在Zn/Cd复合水平为500/100 祄ol/L时,植物生长最佳。Zn/Cd在东南景天叶片、茎部和根系中含量随着Zn/Cd处理水平的提高而增高。在Zn/Cd 复合水平为50/400 祄ol/L时茎叶中Cd含量达最高,其中叶片Cd含量达12.1 g/kg;在Zn/Cd 复合水平为1 000/50 祄ol/L时茎叶中Zn含量达最高, 其中茎中Zn含量达 23.2 g/kg。 植株各部位Cd含量的分布为:叶片>茎>>根系,而Zn在体内的分布为: 茎>叶片>>根系。 Zn、Cd在地上部和根部的积累量也随着处理水平的提高而增加,分别在Zn/Cd复合水平为250/400和500/100 祄ol/L下达高峰值。 东南景天地上部积累最高Zn和Cd的量分别达11和5 g/plant, 其比根系的积累量分别大10和25余倍。 Zn、Cd对东南景天的生长、吸收积累的相互作用依赖于Zn/Cd复合水平和植物部位。 在适宜Zn/Cd 处理水平范围内,Zn和Cd的吸收和积累具有相互促进作用。 高Zn或高Cd处理均抑制了植物对Zn和Cd的吸收和积累。 本研究结果表明,东南景天不仅具有忍耐高Zn/Cd复合污染,而且具有超量积累Zn和Cd的特异能力。 它为进一步研究植物Zn、Cd     

重金属镉对水稻根毛细胞钾离子吸收过程的影响

重金属镉进入植物体后会引起一系列的毒害反应,然而迄今为止有关镉毒害的机制并不明了。本研究综合使用了膜电势测定、非损伤微测和膜片钳等电生理学实验技术,检测了镉对水稻根毛细胞钾离子吸收过程的影响。研究结果显示,外源施用50μmol·L-1 CdCl2能明显造成水稻根毛细胞膜的去极化,抑制根毛细胞质膜内向K＋通道活性,同时诱导外向K＋通道开放,导致根系内K＋外渗,进而降低了水稻根部K＋含量。通过上述影响,镉扰乱了水稻根系对钾离子的吸收过程,造成钾元素缺失,成为植物体镉毒害作用的机理之一。     

伴矿景天-水稻轮作及磷修复剂对水稻锌镉吸收的影响

采用盆栽试验,将锌镉超积累植物伴矿景天与镉低积累水稻中香1号轮作种植于重金属污染土壤,并向土壤添加钙镁磷肥和磷矿粉,研究两种磷修复剂对伴矿景天和镉低积累水稻生长及地上部重金属积累性的影响.盆栽试验结果表明,在轻污染土壤上施用50 g·kg^-1磷矿粉时伴矿景天地上部的Zn、Cd吸收量分别达到每盆11.5 和0.79 mg,效果好于施用4 g·kg^-1钙镁磷肥处理.在重金属污染土壤上种植伴矿景天使后茬水稻地上部Zn、Cd浓度上升,但钙镁磷肥的施用显著降低了水稻体内的Zn、Cd积累量.种植伴矿景天后添加钙镁磷肥稳定调控剂对土壤中水溶态及NH₄OAc提取态Zn、Cd的稳定效果明显优于磷矿粉,且在高污染土壤上效果更佳.田间试验结果显示,施用钙镁磷肥不仅可增加水稻产量,且可一定程度上降低水稻地上部的Zn、Cd吸收量.     

镉锌复合污染对龙葵苗期生长和镉锌累积特性的影响

采用营养液培养法研究了苗期龙葵(Solanumnigrum L.)对镉锌复合污染的反应及其对镉锌的吸收和积累特性.结果表明:(1)高浓度镉(200μmol·L-1)、锌(500μmol·L-1)胁迫使苗期龙葵植株生长受到严重抑制,但低浓度镉锌复合处理的部分植株生物量甚至超过了对照.(2)添加锌对苗期龙葵地上部镉积累有显著的影响(P<0.05);当锌浓度为100μmol·L-1时,镉积累量达到峰值,其中的100Cd/100Znμmol·L-1处理组合的镉积累量为所有处理中的最大值(地上部积累量高达171.31μg·plant-1);当锌浓度增加到500μmol·L-1时,植株体内镉积累量则呈现下降趋势.(3)添加镉对苗期龙葵地上部锌积累也有显著的影响(P<0.05);当镉浓度达50μmol·L-1时,根、茎、叶中锌积累量均达到最高值;当镉浓度为200μmol·L-1时,各处理单株地上部锌积累量最低.(4)从植株整体的镉、锌积累量来看,苗期龙葵地上部镉积累量最高达根系的14.67倍,而其锌积累量最高达根系的13.59倍.研究发现,龙葵幼苗根系、茎和叶中镉、锌含量随营养液中镉、锌浓度的增加而显著增加(P<0.05);添加锌在一定程度上缓解了镉对苗期龙葵的毒害效应,低浓度锌还可以提高植株对镉的吸收和积累;添加镉在一定程度上增强了植株对锌的耐受性和吸收富集能力;植株地上部的镉、锌积累量明显高于根系.     

南瓜对镉的吸收积累特性研究

对南瓜进行盆栽试验,通过加入不同含量的镉、CaCO₃和草炭土,研究南瓜对镉的吸收积累特性,利用火焰原子吸收法测定。结果表明,南瓜植株对镉的富集量主要集中在茎、根中;当土壤镉含量小于5mg·kg^-1时,对南瓜根的生长有促进作用,当土壤镉含量大于5mg·kg^-1时,开始对根的生长产生抑制作用,抑制作用随镉含量的增大而加强;在土壤中施CaCO₃,能降低南瓜对镉的吸收;在土壤中加入草炭土,在一定范围内,它能促进南瓜对镉的吸收。     

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.     

根分泌物对根际难溶性镉的活化作用及对水稻吸收、运输镉的影响

采用人工控制光温条件的蛭石－营养液相结合的培养方法,对根分泌物活化难溶性硫化镉以及对水稻吸收、运输镉的影响进行了研究。结果表明,缺铁水稻根分泌物和缺铁小麦根分泌匀能活化水稻根际的难溶性镉（ＣｄＳ）,促进了水稻对这部分镉的吸收和运输;但二者的活化强度不同,缺铁小麦根分泌物对镉的活化作用较缺铁水稻根分泌物强。     

不同营养环境条件下铜、锌、锰等二价金属营养元素对水稻吸收运转镉的调控

利用水培试验研究了在不同营养环境条件下几种二价金属营养元素与镉的互作关系及其水稻吸收运转镉的影响。研究结果表明,培养液中全部营养元素供应水平变化,二价金属元素浓度变化均对水稻吸收镉产生显著影响。Cd浓度保持为2μmol/L不变,随着全部必须元素浓度系数从0. 25提高到2. 0,水稻根系和茎叶Cd含量分别降低42. 5%和64. 5%。在没有其它二价阳离子干扰的情况下,Mg^(2+)、Fe^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Cu^(2+)均强烈抑制水稻对镉的吸收,水稻根系镉含量降低至对照的15. 4%～61. 6%,茎叶镉含量降低至对照的20. 2%～87. 5%。在木村B培养液中增量供应Zn^(2+)或Mn^(2+)均大幅度促进镉在根系、茎叶和稻谷积累,其中增量供应Zn^(2+)处理的水稻根、茎叶和稻谷镉含量分别比对照增加45. 5%、177. 4%、250. 8%,而增量供应Mn^(2+)处理的水稻根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照增加20. 2%、117. 4%、227. 1%。在所有二价金属元素中,Cu^(2+)对水稻吸收Cd^(2+)的拮抗作用最强,而且铜-镉拮抗关系受营养环境的影响较小。培养液中增量供应Cu^(2+)导致水稻吸收镉大幅减少,根系、茎叶、稻谷镉含量分别比对照降低51. 4%、45. 2%、52. 2%;培养液缺Cu^(2+)则导致根系和茎叶镉含量分别比对照增加177%和114%。研究结果表明,在镉污染稻田适度施用铜肥、控制锌锰的输入、在水稻生长发育期保持较高土壤营养水平可能是控制水稻积累镉的营养调控方法。     

伴矿景天-水稻轮作及磷修复剂对水稻锌镐吸收的影响

采用盆栽试验,将锌镉超积累植物伴矿景天与镉低积累水稻中香1号轮作种植于重金属污染土壤,并向土壤添加钙镁磷肥和磷矿粉,研究两种磷修复剂对伴矿景天和锡低积累水稻生长及地上部重金属积累性的影响.盆栽试验结果表明,在轻污染土壤上施用50gkg-'磷矿粉时伴矿景天地上部的Zn,Cd吸收量分别达到每盆11.5和0.79 mg,效果好于施用4g·kg(-1)钙镁磷肥处理.在重金属污染土壤上种植伴矿景天使后茬水稻地上部Zn、Cd浓度上升,但钙镁磷肥的施用显著降低了水稻体内的Zn,Cd积累量.种植伴矿景天后添加钙镁磷肥稳定调控剂对土壤中水溶态及NH4 OAc提取态Zn、Cd的稳定效果明显优于磷矿粉,且在高污染土壤上效果更佳.田间试验结果显示,施用钙镁磷肥不仅可增加水稻产量,且可一定程度上降低水稻地上部的Zn、Cd吸收量.     

水稻镉积累的遗传调控及低镉水稻育种的研究进展与展望

稻田重金属镉污染导致生产的稻米有不同程度的镉积累,长期食用镉污染的稻米危害人体健康甚至致病.因此,研究水稻镉积累的遗传调控机制,培育低镉积累水稻品种,具有重要的理论意义和应用价值.水稻吸收、转运和积累镉的特性存在遗传多样性.近年来,有关水稻吸收和转运镉的遗传调控机制研究取得较大进展,人们鉴定出了多个相关的QTLs、转运...     

土壤水分变化对玉米苗期吸收积累镉的影响

采用土壤盆栽试验研究不同土壤水分含量对玉米苗期吸收积累 Cd的影响。试验结果表明 ,玉米生物量及其吸收 Cd量在玉米不同的生长时期差异较大。2 2 d收获时 ,玉米地上部和地下部生物量均随着田间持水量 (35 %～ 85 % )的增加而提高 ;而 16 d收获时 ,玉米生物量在田间持水量为 35 %和 85 %时比在其它水分时低许多。 16 d和 2 2 d收获时 ,玉米地上部 Cd含量在田间持水量 5 5 %时分别达到最大值 ,5 5 .4 1mg/ kg和 39.33mg/ kg;而在田间持水量 85 %时分别达最小值 ,2 7.97mg/ kg和 2 3.5 2 m g/kg。在玉米根系的影响下 ,土壤溶液 Cd含量基本上随着玉米的不断生长而降低。田间持水量为 6 5 %时的土壤溶液 Cd含量比田间持水量为 75 %和 85 %时大。玉米总吸 Cd量与水分蒸腾量之间呈极显著的线性正相关关系     

水稻中镉积累对粘虫的影响

水稻中重金属积累如何影响水稻害虫尚不清楚,本文拟探讨镉积累的水稻对粘虫Mythimna separata幼虫的影响。通过测定不同浓度氯化镉处理的水稻以及人工饲料对粘虫幼虫生长发育的影响,并进一步研究了氯化镉处理水稻中粘虫诱导的防御化合物含量的变化。研究表明水稻叶片中镉的积累导致粘虫幼虫生长减慢、死亡率上升。不同浓度镉处理可以显著提高粘虫诱导的酚胺类化合物对香豆酰腐胺、阿魏酰腐胺、肉桂酰腐胺以及阿魏酰胍丁胺的含量。不同浓度镉添加的人工饲料对粘虫幼虫的存活率无显著影响,而粘虫幼虫取食1 μM和10 μM氯化镉添加的人工饲料后体重反而高于取食未含镉的人工饲料。综上所述,镉积累提高了水稻中粘虫诱导的防御化合物的含量以及水稻对粘虫的抗性,研究结果有利于加深水稻与不同环境胁迫关系的认识。     

水稻不同品种对Cd吸收累积的差异和机理研究

采用盆栽和水培试验研究了华南地区水稻的主要品种对Ｃｄ吸收累积的差异和引起差异的原因。盆栽试验结果表明,供试的２０多个品种生长在同一污染土壤上,汕优６３,汕优６４等杂交稻,产量较高,但糙米Ｃｄ含量也较高,野奥丝苗,增城丝苗,黑糯等优质稻糙米重金属含量较低;常规稻则变幅较大,作物品种间差异可达１倍以上,在同一Ｃｄ浓度和营养液配方条件下的水培试验显示,与汕优６３相比,糙米Ｃｄ含量较低的野奥丝苗其单位产量     

植物防御素调控水稻镉积累的新机制

镉是我国农产品的主要重金属污染物之一。随着我国土壤重金属污染问题日益突出, 包括稻米在内的农产品重金属超标时常发生。如何防控重金属在作物可食部位的积累, 在保证农产品安全的同时将农田重金属进行移除修复, 已成为我国农业生产急需解决的问题。最近, 中科院上海生命科学院植物生理生态所龚继明研究组和中国水稻所钱前研究组克隆到1个特异调控镉在水稻(Oryza sativa)叶片中积累的主效QTL基因CAL1。CAL1编码1个植物防御素类似蛋白, 通过与镉进行螯合, 将镉从维管束木质部薄壁细胞中分泌出来, 进入木质部参与长距离转运, 从而定向调控镉在水稻叶片等营养器官的积累而不影响籽粒镉的积累。该研究加深了人们对重金属镉在植物体内的转运和再分配机理的认识, 同时也为培育秸秆镉高积累而籽粒镉含量达标的“修复型”水稻品种提供有价值的新基因。研究成果具有重要的理论意义和应用价值。     

有机酸对苗期水稻吸收和运输镉的影响

采用营养液培养法,研究了水(对照)、柠檬酸、苹果酸和乙二胺四乙酸(EDTA)4个处理对不同品种水稻幼苗吸收和转运Cd的影响及其对根中Cd的解析作用。结果表明:与对照相比,EDTA的添加明显抑制了水稻根部对Cd的吸收,使水稻幼苗地上部和根中Cd的含量分别降低了90%和96%;但促进了Cd向地上部的运输,地上部Cd量占总吸收量的43.0%~55.9%(对照组为20.0%~32.2%)。而柠檬酸和苹果酸的添加对水稻根系吸收和运输Cd的影响较弱。3种有机酸对不同水稻品种Cd吸收的影响趋势一致。解析试验的结果表明,EDTA对根中的Cd具有较强的解吸能力,而柠檬酸和苹果酸相对较弱。     

褪黑素对水稻镉积累及其化学结合形态的影响

研究了添加外源褪黑素对水稻幼苗中Cd积累以及水稻体内Cd化学形态分布的影响.结果表明: Cd胁迫显著降低水稻幼苗地上部和根部的生物量,并且显著降低水稻叶片的叶绿素含量.适宜的外源褪黑素添加能明显提高Cd胁迫下水稻的地上部和根部生物量,降低水稻地上部和根部Cd含量.当Cd胁迫浓度为5 μmol·L^-1时,添加20 μmol·L^-1褪黑素使水稻地上部和根部Cd含量分别比对照处理降低48.4%和16.9%,添加100 μmol·L^-1褪黑素水稻地上部和根部Cd含量分别降低67.5%和47.9%.添加外源褪黑素也显著降低了水稻体内Cd的转运效率.当Cd胁迫浓度为20 μmol·L^-1时,添加20 和100 μmol·L^-1褪黑素使水稻Cd的转运效率分别比对照降低24.4%和46.8%.通过逐步提取法对水稻幼苗Cd的化学结合形态进行分析发现,添加外源褪黑素使水稻体内氯化钠提取态Cd的比例提高,而水溶态Cd、乙醇提取态Cd的比例明显降低,说明添加褪黑素可促进水稻体内移动性较强的Cd形态向移动性较弱的Cd形态转移,从而降低水稻对Cd的吸收和转运.