重金属对植物种子萌发胁迫及缓解的机制

重金属元素一般为植物生长的非必需元素,具有较强的毒性,极易被植物吸收积累,降解困难,且能通过食物链危害人类健康。综述了近年来重金属对植物种子萌发过程中形态学指标、生理生化指标以及分子水平上的影响,主要包括重金属对植物种子萌发、幼苗生长、淀粉酶酯酶等水解酶活性、抗氧化酶活性、可溶性糖与脯氨酸含量及在细胞遗传毒性效应和蛋白基因表达水平上的影响,并总结了缓解植物重金属毒害的方法及治理措施,探讨了目前该领域研究中存在的问题,以及治理植物重金属毒害的研究方向,旨在为重金属污染研究与治理工作提供参考。     

高寒草甸15种植物种子发芽的比较研究

对高寒草甸 15种植物种子的发芽进行了比较实验研究。结果显示 ,冷湿层化、温度变幅及光照条件能够提高或者降低多数高寒草甸植物种子发芽率。其中 ,13种植物对层化、11种对光照条件、14种对温度变幅处理有显著性响应。 15种植物中 ,有14种对单一因子或因子组合有反应 ,仅藏嵩草种子发芽对设定的因子或因子组合没有响应。根据不同植物种子对不同处理及其组合的发芽反应可将植物种子划分为不同的反应类型 ,通过对种子进行冷湿层化处理 ,可以部分或者全部地替代某些植物种子发芽对光、温需求。探明植物种子在特定环境因子组合条件下的发芽表现 ,对通过种子恢复退化草甸是至关重要的。     

重金属在土壤生态系统中的富集及毒性效应

对清水塘重金属污染区土壤生态系统重金属的富集及毒性效应的研究结果表明,土壤中 主要富集的重金属元素为生物毒性较强的Cd、Hg、As以及具有一定毒性的Zn、Pb、Cu,平均综 合污染指数为640.大型土壤动物重金属含量的分析结果表明,重金属富集量随污染程度的 增加而增加,尤其某些巨蚓科种类对Cd表现高富集,富集系数为1196.通过染毒试验进一 步证明,土壤动物种类和数量随Cd浓度的增加而减少.同工酶分析表明,Cd对蚯蚓同工酶活性 有明显的毒性效应.污染区主要种植蔬菜作物,而重金属在蔬菜体内的富集量也随污染 程度的增加而增加,其中蔬菜对Cd的富集有明显的品种间差异.     

土壤重金属生物毒性研究进展

世界范围内土壤重金属污染不断加重,由污染所带来的问题以及如何治理污染已经受到人们越来越多的关注.土壤重金属将对土壤生物产生影响,而土壤生物在重金属的胁迫下也会产生不同的响应.综述了国内外近年来土壤重金属生物毒性的研究进展,介绍了土壤重金属污染对陆地生态系统中植物、动物和微生物生长的影响;土壤重金属生物毒性的影响因素;土壤重金属生物毒性的研究方法;土壤重金属生物毒性的预测模型,最后提出了问题和展望.     

小麦不同生育时期Cd、Cr、Pb污染监测指标体系

以小麦为供试材料,分别采用发芽试验、溶液培养、土柱栽培等毒理试验方法,研究了小麦萌芽期、幼苗期及成株期受重金属污染毒害的指标体系。结果表明,①小麦根伸长抑制率可作为萌芽期重金属污染评价的一项生物指标;Cd、Cr、Pb对小麦根生长的7d半效应浓度(EC50)值分别为1.39、0.20mmo.lL-1和2.75mmol.L-1,据此得到3种重金属对小麦同一性状的毒性次序为CrCdPb;此外各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用双曲线模型y=x/(a+x/100)或指数曲线模型y=a(1-exp(-bx))较好模拟。②Cd、Cr、Pb单一污染胁迫对小麦幼苗性状的毒性次序均以影响叶面积和冠部干重为主,表明叶面积和冠部干重为幼苗期污染监测的敏感指标;重金属对除根干重外所有性状的毒性次序:CrCdPb,该毒性次序是根据引起50%抑制的临界浓度即EC50值确定的;各性状抑制率与胁迫浓度的关系可用直线模型、或双曲线模型、或指数曲线模型较好模拟。③重金属单一污染胁迫造成小麦籽粒产量下降幅度是CdCrPb;二元互作对产量影响的重要性次序为CdCrCdPbCrPb;在Cd、Cr、Pb复合污染胁迫条件下,穗数可以作为成株期重金属污染监测的首选指标。以上指标可为农田小麦重金属污染的监测和综合治理提供一些理论依据。     

大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望

大型真菌是生物圈中重要的组成部分和生态资源,在自然界物质循环和维持生态平衡中发挥着非常重要的作用.本文从环境重金属污染对大型真菌的生态毒性效应、大型真菌对重金属的生物富集作用、大型真菌对重金属污染的生态适应机制、大型真菌对重金属污染的指示和生态修复作用等方面,较为全面地总结、评述了大型真菌重金属污染生态学的研究进展.随着重金属污染的加剧,加强研究大型真菌重金属污染生态学,对于大型真菌资源的合理利用和污染环境的生态修复具有重要的现实意义.     

微生物与重金属间的相互作用及其应用研究

从多方面阐述了微生物与重金属二者间相互作用,指出微生物在生长代谢过程中能淋滤、吸收和转化重金属,对重金属有一定的抗性和解毒作用;但是,一定浓度的重金属对微生物过程及其种群具有较大的毒性。影响微生物在环境介质中的活动,矿业工程生产工艺已充分利用微生物能淋滤,吸收和转化重金属等特性来处理低品位难浸矿石,环境保护领域也积极利用微生物对重金属的抗性和解毒作用来实现工业废弃物的处理以及被重金属污染土壤的修复。利用微生物的生物量及其活性可以评价环境中不同介质的重金属污染水平。     

蜈蚣草耐铅、铜、锌毒性和修复能力的研究

重金属复合污染是主要土壤污染类型之一。为了探明蜈蚣草修复土壤重金属复合污染的能力,土培试验研究了分别添加不同浓度铅、铜、锌条件下蜈蚣草生物量变化,结果表明,不同浓度铅和较低浓度锌处理下蜈蚣草生物量呈显著性地增加,土壤Pb、Zn添加浓度分别为1750mg／kg和1350mg／kg,蜈蚣草生物量最大。说明蜈蚣草有极强的耐Pb、Zn毒性能力,能在较高有效态Pb或Zn污染土壤上正常生长。蜈蚣草具有一定的耐Cu毒性能力,在Cu耐性方面,蜈蚣草可能存在生态型的差异。以上结果说明,利用蜈蚣草修复萃取Pb—As,Zn—As,Cu-As等复合污染土壤上As有重要的意义。     

石油污灌土壤污染物的残留与生态毒理

土壤样品采自沈阳东部石油污水灌渠的上、中、下游。进行了污染物 (Cd、矿物油 )含量分析和生态毒性试验。重金属采用原子吸收分光光度仪测定 ,矿物油采用紫外分光光度计测定。生态毒性试验分别参照国际标准组织 (ISO)和OECD指南 ,进行了植物毒性试验和蚯蚓毒性试验。植物试验以小麦种子发芽根伸长抑制率为试验终点 ,试验周期 5 0h ,蚯蚓毒性试验以蚯蚓死亡率和体重增长抑制率为试验终点 ,试验周期 2 8d。结果表明 ,所有土壤均有矿物油积累 ,含量为 6 6 2 2～ 1391 14mg·kg-1,重金属Cd略高于土壤背景值 ,含量为 0 0 6～ 0 37mg·kg-1。然而 ,土壤对高等植物表现有不同程度的生长刺激效应 ,对蚯蚓有急性致死及慢性亚致死效应。种子发芽根伸长抑制率为 - 2 8 6 1%～ - 5 4 6 5 % ,蚯蚓 2 8d死亡率最大值为 10 %。蚯蚓 14d和 2 8d体重增长抑制率分别为 - 5 13%～ - 2 8 0 5 %和 - 31 78%～ 8 0 8%。研究表明 ,长期石油污水灌溉土壤中矿物油的低积累和较明显的生态毒性。     

植物修复重金属污染及内生细菌效应

土壤和水体的重金属污染已严重危害人类生存环境与健康。由于受重金属污染的环境分布广泛,迫切需要开发经济的清除环境重金属的技术。植物修复是通过绿色植物降解或移除环境污染物,有望成为重金属污染环境的原位修复技术。植物内生菌是指定殖于健康植物的各种组织和器官内部的细菌,被感染的宿主植物不表现出外在病症,耐重金属的内生菌在多种超富集植物中存在。在植物修复过程中,野生型内生菌或基因工程内生菌的抗性系统能降低重金属植物毒性,促进其迁移金属。耐重金属内生菌还可以通过固氮、溶解矿物元素及产生类植物激素、铁载体和ACC脱氨酶等产物促进植物的生长。主要综述目前植物-内生菌相互作用及其潜在的促进植物修复重金属污染的研究进展。     

青菜幼苗体内几种保护酶的活性对Pb、Cd、Cr胁迫的反应研究

1 引言自从McCord在1969年第一次从牛红血细胞中发现超氧化物歧化酶(SOD)并且证明其功能是清除超氧化物以后,研究者们在植物细胞中也发现了这种酶,并且证明具有同样的功能.后来又发现植物细胞通过多种途径产生活性氧自由基,同时细胞也存在清除这些自由基的多种途径[5],两者形成平衡体系.但是,许多逆境因子如寒冷、干旱、干燥、水淹、重金属Al等都能影响植物体内活性氧代谢系统的平衡,产生大量的氧自由基,它们能够启动膜脂过氧化或膜脂脱脂作     

镉、铅及其相互作用对小白菜生理生化特性的影响

本文研究了溶液培养条件下小白菜对镉,铅的吸收积累规律的镉,铅及其相互作用小白菜生理生化特性的影响,结果表明：植物体内镉,铅含量与培养中镉,铅浓度呈正相关性,镉可降低植物对铅的吸收;镉超过一定浓度后,对叶绿素起破坏作用,并促进抗坏血酸分解,使游离脯氨酸累,抑制硝酸还原酶活性。含镉的培养液中,由于铅的加入,加强了镉对植物的毒害作用。     

镉、铅及其相互作用对小白菜根系生理生态效应的研究

采用溶液培养方法,以镉,铅作为胁迫因子,研究了不同镉,铅浓度对小白菜根系生理生态的影响。实验结果表明;培养液中镉超过０．１ｍｇ／Ｌ,侧根数目减少,根的分枝程度降低,根系生物量和体积下降,根系生长发育受阻,根系不发达,根系对锰,锌的吸收受到抑制,根系活动降低,对硝酸盐吸收能力下降,蛋白质分解加快,游离氨基酸积累,氮代谢紊乱,失调。     

Effects of Cadmium,Chromium and Lead on Growth,Metal Uptake and Antioxidative Capacity in <Emphasis Type="Italic">Typha angustifolia</Emphasis>

This study investigates the modulation of antioxidant defence system of Typha angustifolia after 30 days exposure of 1 mM chromium (Cr), cadmium (Cd), or lead (Pb). T. angustifolia showed high tolerance to heavy metal toxicity with no visual toxic symptom when exposed to metal stress, and Cd/Pb addition also increased plant height and biomass especially in Pb treatment. Along with increased Cr, Cd, and Pb uptake in metal treatments, there was enhanced uptake of plant nutrients including Ca and Fe, and Zn in Pb treatment. A significant increase in malondialdehyde (MDA) content and superoxide dismutase (SOD) and peroxidase (POD) activities were recorded in plants subjected to Cr, Cd, or Pb stress. Furthermore, Pb stress also improved catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione peroxidase (GPX) activities; whereas Cr stress depressed APX and GPX. The results indicate that enzymatic antioxidants and Ca/Fe uptake were important for heavy metal detoxification in T. angustifolia, stimulated antioxidative enzymes, and Ca, Fe, and Zn uptake could partially explain its hyper-Pb tolerance.     

Chromium, Cadmium, and Lead Levels in Urine of Children with Autism and Typically Developing Controls

Although potentially harmful effects of heavy metals are well known, limited numbers of studies exist regarding their relationship with autism. The aim of this study was to investigate urine levels of some heavy metals such as of chromium (Cr), cadmium (Cd), and lead (Pb) in children with autism and healthy subjects. Urine levels of Cr, Cd, and Pb were measured by atomic absorption spectrometry in 30 children with autism and compared with 20 healthy controls. Urine Cd and Pb levels were found as significantly decreased in children with autism compared to healthy subjects (p?<?0.05). On the other hand, urine Cr levels were significantly higher in children with autism than healthy subjects (p?<?0.05). This study suggested that autism may be associated with significant decrease in excretion rate of Cd and Pb and a significant increase excretion rate in the levels of Cr in the urine. These results have indicated that further studies are warranted for investigation of possible roles of heavy metals in autism.     

Heavy metal action on the dry mass content and surface area of nuclei and cytoplasm during differentiation of cortex cells in pea (Pisum sativum L.) roots

The cortex cells of pea roots (Pisum sativum L.) grown for 144 h in the presence of cadmium, chromium and lead at the concentration 10(-4) M were the object of the present studies. Applied metals reduced dry mass content and concentration of nuclei in meristematic and differentiation zones. Chromium only enhanced nuclear mass concentration in the differentiation zone. The metals also made dry mass content and concentration of cytoplasm reduce, but they diminished mostly the concentration of cytoplasm in the meristematic zone and its dry mass in differentiation zone. Stimulation of cytoplasmic dry mass concentration was visible in the 1st mm (Cr) and 7th mm (Cd). Moreover, chromium caused a marked increase of cytoplasmic dry mass content in the 3rd mm of root. The studied metals reduced nuclear size, calculated as surface area, in the meristematic and differentiation zones. The increment of nuclear dimensions was observed only in the 1-3rd mm (Pb), 3rd (Cr) and 7th mm (Cd). In the presence of the applied metals the surface area of cytoplasm increased only in the 3rd mm and in 5th mm (chromium only). The present observations have shown that the toxicity of studied metals is as follows; Cd greater than Pb greater than Cr (nucleus - dry mass content and concentration, cytoplasmic area), Pb greater than Cd greater than Cr (cytoplasmic dry mass content and concentration and Cd greater than Cr greater than Pb (nuclear dimensions).     

重金属离子对黑斑蛙胚胎及蝌蚪的毒性影响

本文研究了5种重金属对黑斑蛙胚胎期及蝌蚪期的毒性作用,结果表明,各重金属离子对胚胎期中的孵化期和开口期毒性较大,其余各期毒性较小。各重金属离子对胚胎的毒性顺序为Hg     

混合暴露条件下近江牡蛎对重金属的积累与释放特征

选择近江牡蛎作为试验生物,研究了混合暴露条件下8种重金属在近江牡蛎体内的积累和释放特征.结果表明: 近江牡蛎对重金属Pb、Cu、Ni、Cd、Cr和Hg有很强的累积能力,可较好地指示溶液中的重金属浓度水平,但对重金属Zn和As的积累能力很小,不能真实反映溶液中重金属Zn和As含量的变化水平.在随后35 d的释放阶段,8种重金属在近江牡蛎体内的含量没有明显变化,表明近江牡蛎对重金属的释放能力较差.双箱动力学模型可较好地反映混合暴露条件下近江牡蛎对重金属的积累特征,但不适合对其释放特征进行描述.     

Heavy metal uptake capacity of fresh water algae (Oedogonium westti) from aqueous solution: A mesocosm research

The green macroalgae present in freshwater ecosystems have attracted a great attention of the world scientists for removal of heavy metals from wastewater. In this mesocosm study, the uptake rates of heavy metals such as cadmium (Cd), nickel (Ni), chromium (Cr), and lead (Pb) by Oedogonium westi (O. westti) were measured. The equilibrium adsorption capabilities of O. westti were different for Cd, Ni, Cr, and Pb (0.974, 0.418, 0.620, and 0.261 mgg^–1, respectively) at 18°C and pH 5.0. Furthermore, the removal efficiencies for Cd, Cr, Ni and Pb were observed from 55–95%, 61–93%, 59–89%, and 61–96%, respectively. The highest removal efficiency was observed for Cd and Cr from aqueous solution at acidic pH and low initial metal concentrations. However, the removal efficiencies of Ni and Pb were higher at high pH and high concentrations of metals in aqueous solution. The results summarized that O. westti is a suitable candidate for removal of selected toxic heavy metals from the aqueous solutions.     

武汉市蔬菜重金属污染现状的调查与评价

通过对武汉市6种蔬菜的供食部位及所对应的土壤中重金属Hg(汞)、Cu(铜)、Pb(铅)、Cd(镉)、Cr(铬)、Zn(锌)、As(砷)含量及分布特征进行了检测,结果表明:Pb、Cr是武汉市蔬菜中主要的污染元素;Hg、Cd只在个别叶菜类上超标;Zn、Cu、As无超标样。在所时应的土样中,普遍存在污染的是Cd,其它6种重金属元素均未超标。