镉离子对菠菜叶绿体色素蛋白质复合物及激发能分配的影响

Cd~(2+)使叶绿体低温(77K)荧光发射光谱中 F686/F736及 F696/F736和激发光谱中F480/F436比值降低,说明 Cd~(2+)不利于激发能向 PSⅡ传递。SDS-PAGE 分析表明,Cd(2+)处理后叶绿体类囊体膜中光系统Ⅱ捕光叶绿素蛋白质复合物 LHCⅡ的部分寡聚体解聚成单体,且 LHCⅡ的总量也减少了。分析表明 Cd~(2+)使属于 LHCⅡ的多肽减少。已知LHCⅡ在光能吸收、传递以及激发能在两个光系统间的分配和调节方面起着重要作用,Cd~(2+)引起部分 LHCⅡ解聚和总量减少,必然导致由 LHCⅡ捕获和向光系统Ⅱ中心传递的能量减少。     

重金属镉(Cd)在植物体内的转运途径及其调控机制

重金属镉(Cd)的毒害效应与其由土壤向植物地上部分运输有关,揭示Cd~(2+)转运途径及其调控机制可为提高植物抗镉性以及镉污染的植物修复提供依据。对Cd~(2+)在植物体内的转运途径,特别是限制Cd~(2+)移动的细胞结构和分子调控机制研究进展进行了回顾。Cd~(2+)通过共质体和质外体途径穿过根部皮层进入木质部的过程中,大部分在皮层细胞间沉积,少部分抵达中柱后转移到地上部分。为了免受Cd~(2+)的危害,植物体产生了多种限制Cd~(2+)吸收和转移的生理生化机制:1)环绕在内皮层径向壁和横向壁上的凯氏带阻止Cd~(2+)以质外体途径进入木质部;2)螯合剂与进入根的Cd~(2+)螯合形成稳定化合物并区隔在液泡中;3)通过H+/Cd~(2+)离子通道等将Cd~(2+)逆向转运出根部。植物共质体和质外体途径转运重金属镉的能力以及两条途径的串扰尚待进一步明晰和阐明。     

耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附特性研究

开展了一株高耐镉真菌Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果及影响因素的研究。结果表明获取Paecilomyces lilacinus 6-20p最大生长量的培养时间为108 h。Paecilomyces lilacinus 6-20p对培养液中Cd~(2+)的去除率随pH、培养温度、培养时间呈现先增高后降低的趋势,对Cd~(2+)吸附的最佳条件为pH 3.5,30℃培养108 h。培养液中Cd~(2+)初始浓度小于35.2 mg/L时,Paecilomyces lilacinus 6-20p的生长未受到抑制。当Cd~(2+)浓度大于35.2 mg/L时,其对培养液中Cd~(2+)的去除率随Cd~(2+)初始浓度增加而降低。pH、培养温度、培养时间以及Cd~(2+)初始浓度等因素均能显著影响Paecilomyces lilacinus 6-20p对Cd~(2+)的吸附效果,在菌株应用过程中应充分考虑这些因素。     

香根草对镉毒害的生理响应——采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)

为阐明香根草(Vetiveria zizanioides)对镉(Cd~(2+))胁迫的耐性机理及其对重金属Cd~(2+)的积累特征,通过水培试验,采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究在不同Cd~(2+)浓度处理时香根草根、茎、叶化学组分的变化,同时测定香根草叶Cd~(2+)的亚细胞分布和其重金属Cd~(2+)含量。结果表明,其根组织在2927 cm~(-1)处峰高先下降后上升,表明在低Cd~(2+)(Cd~(2+)3 mg/L)处理条件下香根草分泌的有机酸不断螯合Cd~(2+),造成羧酸O—H的减少,但随着Cd~(2+)含量的升高,其羧酸螯合力变弱,有机酸含量渐渐升高;茎组织在1631 cm~(-1)峰高处先上升后下降,表明在低Cd~(2+)(Cd~(2+)3 mg/L)处理条件下香根草产生氨基酸、多肽和蛋白质等物质,通过渗透调节来增强抗逆性,但随着Cd~(2+)含量的升高,蛋白质二级结构中肽键间氢键的结合力受影响较大。当Cd~(2+)处理浓度为7 mg/L时,香根草生长10 d后,地上部分及根组织富集Cd~(2+)量分别高达212.49 mg/kg和290.59 mg/kg。香根草地上部分的Cd~(2+)含量随Cd~(2+)处理浓度的增加而增加。香根草叶片富集的Cd~(2+)主要分布于细胞质中,其次为细胞壁,而在线粒体和叶绿体中含量最低。     

镉离子污染条件下微生物群落中细菌与藻类的相互作用

【背景】水体微生物有着丰富的多样性,不同种类的微生物之间的相互作用对水体生态系统的组成结构与功能具有重要影响。水体内的藻类与某些微生物可以发生多种相互作用,然而人们对逆境条件下的菌藻有益相互作用尚缺乏深入研究。【目的】为了研究镉对水体微生物群落的影响以及镉胁迫下菌藻之间可能的相互作用。【方法】本研究运用了基于16S rRNA基因的高通量测序技术,分析在不同Cd~(2+)条件下微生物群落结构的变化,利用微生物相互作用网络分析菌藻之间可能发生的相互作用。【结果】通过分离培养筛选出了与集胞藻PCC6803互作抗Cd~(2+)的关键细菌Y9菌株。【结论】研究结果表明Y9菌株属于Phyllobacteriaceae科,与微生物群落组成和微生物互作网络的分析结果相符。本研究为探索水体环境中微生物种间相互作用、菌藻互作抗Cd~(2+)的生态效应提供参考依据。     

梯棱羊肚菌Morchella importuna对重金属离子的耐受性研究

以加入6种不同浓度的重金属离子的培养基对梯棱羊肚菌Morchella importuna进行培养的方法,研究其对重金属离子的耐受性。以平板进行培养,测量和计算菌丝平均生长速率和生长促进率,绘制生长曲线获取菌丝生长最佳耐受浓度;采用定性方法对气生菌丝浓密、菌核大小和数量进行描述,获得菌核生成最佳耐受浓度。结果显示:在试验浓度内梯棱羊肚菌对Cr~(6+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)、Mo~(6+)、Cu~(2+)具有较强的耐受性,这些重金属离子促进了羊肚菌菌丝生长,而对Cd~(2+)耐受性差,低浓度抑制菌丝生长。促进菌丝生长最适浓度分别为Cr~(6+)100.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)50.0mg/L、Mo~(6+)20.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L,促进菌核生成最适浓度分别为Cr~(6+)50.0mg/L、Mn~(2+)100.0mg/L、Cd~(2+)5.0mg/L、Pb~(2+)20.0mg/L、Mo~(6+)10.0mg/L、Cu~(2+)100.0mg/L。Cd~(2+)抑制菌丝生长临界浓度为介于20.0mg/L与50.0mg/L之间。     

ZmOPR5参与玉米耐镉性生理机制的初步研究

植物在重金属镉(Cd)胁迫环境下通过体内生理生化水平的改变来做出响应,其中一个重要的环节就是清除由重金属胁迫诱导的活性氧过程。本研究利用玉米Cd耐性自交系B73与敏感自交系Mo17为材料,分析了玉米Zm OPR5基因在Cd胁迫处理后根系和茎叶中的表达差异,结合相对干物质产量、丙二醛(MDA)含量、超氧自由基O_2~-、H_2O_2、Cd~(2+)含量和Cd~(2+)转移系数进行分析,以期揭示玉米Cd耐性差异的生理机制。结果表明:Zm OPR5受Cd胁迫诱导,存在明显的基因型和组织部位差异。Zm OPR5相对表达量与H_2O_2含量、MDA含量、Cd~(2+)转移系数和Cd~(2+)含量均呈高度正相关关系,在Cd耐性自交系B73根系中与上述性状的相关系数分别为0.778、0.879、0.893和0.822,已达显著或极显著水平,由此表明Zm OPR5可能参与了玉米由Cd胁迫引发的抗氧化胁迫反应过程。此外,其他性状也存在基因型和组织部位差异的特征,性状间的相关系数在不同的材料和组织中表现不同。在B73根系中,Zm OPR5相对表达量,MDA含量,Cd~(2+)转移系数和Cd~(2+)含量均保持较高水平,因此推测,B73根系能吸收较多的Cd~(2+),并引发活性氧爆发,但高表达的Zm OPR5参与了活性氧自由基的清除过程,同时,B73根系中较高的Cd~(2+)转移系数能够迅速将Cd~(2+)转移至茎叶,并贮存于液泡中。以上研究结果对揭示自交系B73和Mo17具有Cd积累和耐性差异特征的生理机制具有一定的意义,同时也为进一步解析Zm OPR5参与玉米根系应答Cd胁迫响应的生理机制提供了一定的参考。     

重金属铜、锌、镉复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化的影响

该研究以Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)单一胁迫为对照,探讨不同浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫对麻疯树幼苗生理生化指标的影响。结果表明:随着Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)浓度的增加,麻疯树幼苗叶片中的蛋白质(Pro)、丙二醛(MDA)含量均逐渐增加,其叶片叶绿素含量随着Zn~(2+)胁迫浓度的增加呈现出先降后升的趋势,在中等浓度(100 mg·L-1)的Zn~(2+)胁迫时含量最低、随着Cu~(2+)胁迫浓度的增加叶绿素含量先升高后降低,在Cu~(2+)浓度为200 mg·L-1时含量最高,达到1 200 mg·g-1FW; Cd~(2+)胁迫对叶绿素含量和根系活力无明显影响。根系活力在Zn~(2+)浓度为100 mg·L~(-1)时最强,随着Cu~(2+)浓度的增加而减弱。低浓度的Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)对过氧化物酶活性和可溶性糖含量都具有促进作用。Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)复合胁迫时对可溶性蛋白、叶绿素和丙二醛含量均无明显影响,随着复合胁迫时浓度的增加,可溶性糖含量和根系活力先增后减。这表明麻疯树对三种重金属的胁迫具有一定的抗性,过高浓度的胁迫会影响麻疯树幼苗生理生化的一些指标,但是麻疯树可以通过自身的防御系统使伤害降到最小。此外,重金属复合胁迫可以在一定程度上减轻单一胁迫对麻疯树幼苗造成的毒害作用。     

Cd~(2+)和Pb~(2+)对花翅摇蚊幼虫的毒性及对三种生物化学标志物的影响

【目的】为了探讨花翅摇蚊ChironomuskiiensisTokunaga对重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫响应。【方法】测定Cd~(2+)和Pb~(2+)对花翅摇蚊4龄幼虫的急性毒性、联合毒性以及体内3种生物化学标志物(CAT、SOD活性和MT含量)的影响。【结果】花翅摇蚊幼虫暴露于重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)及混合离子中表现出典型的中毒症状,且24 h和48 h重金属Cd~(2+)致死中浓度LC50显著低于Pb~(2+)的LC50。混合离子Cd~(2+)和Pb~(2+)的联合毒性随着不同配比和作用时间呈现差异性;24hCd~(2+)+Pb~(2+)1︰1配比表现为部分相加作用,Cd~(2+)+Pb~(2+)2︰1和1︰2配比表现为拮抗作用;而作用48 h不同配比联合毒性均为部分相加作用。2种单一和混合重金属Cd~(2+)+Pb~(2+)均不同程度对摇蚊体内SOD和CAT产生抑制作用,而暴露于Cd~(2+)和Pb~(2+)及其混合离子作用下MT含量显著高于对照,且随着时间表现为先增加后降低。【结论】重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)对摇蚊幼虫具有急性和联合毒性,体内抗氧化酶系CAT、SOD及体内MT参与了重金属污染物的胁迫的应答响应,并表现出时间-剂量效应,可作为水体环境质量监测的生化标志物。     

镉对不同品种苜蓿种子萌发及幼苗生长的影响

通过培养皿滤纸萌发实验,研究了不同Cd~(2+)浓度(0、5、10、20、50、100、200mg·L~(-1))对7种苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,5～20 mg·L~(-1)的Cd~(2+)处理对不同品种苜蓿的萌发指标有不同程度的促进效应,10 mg·L~(-1)的处理显著增加了甘农1号和阿尔冈金的鲜重。Cd2+对不同品种苜蓿萌发指标的抑制效应差异较大:Cd~(2+)浓度5～200、20～200、50～200和200 mg·L~(-1)的处理分别显著降低了皇后、牧歌、中兰1号和中兰2号的发芽势; 50～200、100～200和200 mg·L~(-1)的处理分别显著降低了中兰1号、牧歌(阿尔冈金)及中兰2号(皇后)的发芽率; 50～200、100～200和200 mg·L~(-1)的处理分别显著降低了中兰1号、牧歌(阿尔冈金)和中兰2号(皇后)的发芽指数; 20～200 mg·L~(-1)的处理均显著降低了所有品种苜蓿的活力指数; 50～200 mg·L~(-1)的处理均显著降低所有品种的鲜重,不同Cd~(2+)浓度对7种苜蓿的根长和/或芽长均有显著抑制效应。所有萌发指标中,发芽率、发芽指数和鲜重与Cd~(2+)浓度之间的Pearson相关性达到极显著水平,Cd浓度的变化对这些指标变化的解释量均超过83%。利用隶属函数值综合评价7种苜蓿对Cd~(2+)的耐受性,皇后以其高的发芽率及Cd~(2+)耐受性,可作为修复重金属污染土壤的优推品种。     

铜、镉对三种豆科植物生长及氮磷钾含量的影响

为了解豆科植物在Cu、Cd单一污染土壤中的生长状况及对土壤养分的吸收利用特点,采用盆栽实验研究了Cu~(2+)、Cd~(2+)单一污染下紫花苜蓿、红三叶、沙打旺3种豆科植物的株高、根长、生物量和叶、茎部N、P、K、Cu和Cd含量的变化情况.Cu~(2+)、Cd~(2+)处理浓度分别为:0、400、800、1200 mg·kg~(-1)和0、1、10、20 mg·kg~(-1).结果表明,3种豆科植物对Cu和Cd均有较强的吸收能力,除红三叶叶片中Cu含量外,3种豆科植物根、茎、叶中Cd和Cu的含量均与土壤中重金属添加量呈显著正相关.3种豆科植物在严重Cd~(2+)污染的土壤中均能正常生长.在Cu~(2+)添加量≤1200 mg·kg~(-1)时,红三叶能正常生长,而紫花苜蓿的生长则受到显著抑制作用,沙打旺在Cu~(2+)添加量≥800 mg·kg~(-1)时生长受到抑制.土壤Cu~(2+)添加量≤1200 mg·kg~(-1)时,能促进紫花苜蓿对N、P、K的吸收;Cu~(2+)添加量≤800 mg·kg~(-1)时,对红三叶N、P、K含量没有明显影响;Cu~(2+)添加量≤400 mg·kg~(-1)时,可提高沙打旺中N、P、K含量,但当Cu~(2+)添加量≥800 mg·kg~(-1)时则显著降低.土壤Cd~(2+)添加量≤20 mg·kg~(-1)时,对紫花苜蓿和红三叶茎叶以及沙打旺茎部的N、P、K含量有促进作用,但对沙打旺叶片的N、P、K含量起抑制作用.总体来看,3种豆科植物对Cu~(2+)和Cd~(2+)均有一定的耐性,红三叶对Cu~(2+)的耐性较好,紫花苜蓿对Cd~(2+)的耐性较好.

Abstract：

Aimed to understand the growth status and nutrient uptake of leguminous plants under soil copper-or cadmium contamination, a pot experiment with Medicago sativa, Trifolium pre-tense, and Astragalus adsurgens was conducted, with their plant height, root length, plant bio-mass, and N, P, K, Cu and Cd contents in leaf and stem measured. The application amounts of Cu~(2+) and Cd~(2+) were 0,400, 800, and 1200 mg·kg~(-1), and 0, 1, 10, and 20 mg·kg~(-1), re-spectively. All the test three leguminous plants had strong capability of absorbing Cu and Cd.The Cu and Cd contents in their roots, stems, and leaves, except the Cu content in T. Pratease leaf, were significantly positively correlated with the application amounts of Cu~(2+) and Cd~(2+). Un-der the application of Cd~(2+), all the three leguminous plants grew normally. When the application amount of Cu~(2+) was≤1200 mg·kgM-1, T. Pratense grew normally, while the growth of M. Sativa was significantly inhibited. The growth of A. Adsurgens was inhibited when the application amount of Cu~(2+) was≥800 mg·kg~(-1). An apphcation amount of≤1200 mg·kg~(-1) of Cu~(2+) pro-moted the N, P and K absorption of M. Sativa, but applying≤800 mg·kg~(-1) of Cu~(2+) had little effects on the N, P and K absorption of T. Pretense. The N, P and K contents of A. Adsurgens in-creased when the application amount of Cu~(2+) was ≤400 mg·kg~(-1), but decreased significantly when the Cu~(2+) application amount was≥800 mg·kg~(-1). When the application amount of Cd~(2+)was≤20 mg·kg~(-1) , the N, P and K contents in M. Sativa and T. Pratense stems and leaves and in A. Adsurgens stem increased, while those in A. Adsurgens leaf decreased. As a whole, the three leguminous plants all had certain tolerance to Cu~(2+) and Cd~(2+) stresses, especially T. Prat-ease to Cu~(2+) and M. Sativa to Cd~(2+).     

耐镉甲基营养芽胞杆菌吸附条件的优化及其抗逆性

【目的】对所筛选的1株耐镉甲基营养芽胞杆菌NTGB29进行了环境抗逆性的研究,及影响菌株吸附镉离子效率的条件优化。【方法】以发酵液活菌数为指标,研究其对不同NaCl浓度、酸碱度、镉离子浓度的耐受情况;进一步通过单因素实验和响应面法优化影响菌株镉离子吸附效率的发酵条件;以有效镉离子含量为指标,验证菌株在镉污染土壤中的吸附效果。【结果】结果表明,菌株NTGB29对NaCl浓度、酸碱度、Cd~(2+)浓度的最大耐受值分别为10%、pH11.0、50mg/L;菌株在发酵液初始Cd~(2+)浓度10 mg/L、起始pH 6.4、培养温度37°C、NaCl浓度4.2%、装液量50 mL/250 mL、培养时间24 h时,对Cd~(2+)的吸附率达到79.70%;菌株能有效降低镉污染土壤中的有效镉离子含量,吸附率为29.65%。【结论】菌株NTGB29在较高浓度Cd~(2+)浓度、NaCl浓度及强碱环境条件下仍然能够生长,具有良好的环境抗逆性及Cd~(2+)吸附能力,在镉污染土壤调理剂及微生物功能菌剂的研制方面能够提供有价值的菌种资源。     

活体微藻吸附水体中Cd2+的性能特征

【目的】藻类对重金属吸附和吸收是重金属进入食物链的重要渠道之一。研究活体微藻对水体中Cd~(2+)的吸附性能和吸附机理,旨在为Cd~(2+)等重金属离子进入水体后的去向及去除提供理论依据。【方法】选取地表水普遍存在的4种微藻:钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)和小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)作为试验材料,通过室内模拟实验,利用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)3种等温吸附模型,研究4种活体微藻对Cd~(2+)的吸附规律及吸附参数。【结果】4种微藻对水体Cd~(2+)吸附均可以用Langmuir、Freundlich和D-R模型描述,其中用Langmuir模型拟合钝顶螺旋藻、Freundlich模型拟合小球衣藻、D-R模型拟合铜绿微囊藻和四尾栅藻的吸附效果最佳。四尾栅藻对Cd~(2+)的吸附量最高,而钝顶螺旋藻对Cd~(2+)的吸附量最低,但与Cd~(2+)的亲和力最强,4种微藻吸附Cd~(2+)主要是以离子代换为主的化学吸附。【结论】微藻对Cd~(2+)均有较强的吸附能力,会引起以微藻为食的水生动物Cd~(2+)富集;微藻也是去除水体Cd~(2+)的潜在吸附剂原料。     

镉离子对菠菜叶绿体光系统Ⅱ的影响

环境污染因子重金属离子镉(Cd~(2 ))对菠菜(Spinacia oleracea L.)叶绿体光合作用有明显的抑制作用,其中对光系统Ⅱ(PSⅡ)的抑制作用显著。5mmol/l Cd~(2 )可抑制 PSⅡ放氧活性53％。Cd~(2 )使叶绿体和 PSⅡ制剂的 DCIP 光还原活性降低;可变荧光也受到抑制。加入 PSⅡ的人工电子供体 DPC 仅使被抑制的 DCIP 光还原活性稍有恢复;加入羟胺对被抑制的可变荧光并无明显影响。因此我们认为 Cd~(2 )除了作用于 PSⅡ氧化侧外,还可能直接损伤了 PSⅡ反应中心。不同浓度的 Cd~(2 )处理后,叶绿体全电子链的电子传递活性比放氧活性的速率降低快。这暗示着 PSⅡ氧化侧不是 Cd~(2 )唯一的作用部位,在 PSⅡ与 PSⅠ之间的电子传递链上还存在有对 Cd~(2 )敏感的部位。     

1株具有耐镉降解微囊藻毒素细菌的分离鉴定

从安徽镜湖腐烂的蓝藻中筛选出1株细菌,命名为R1,该菌株具有较强的耐镉、溶藻以及可降解微囊藻毒素能力,经16S r DNA序列对比分析鉴定,R1属于气单胞菌属(Aeromonas)。该菌株对Cd~(2+)有很好的耐受性,在含有50 mg/L Cd~(2+)的培养基中仍能正常生长;细菌通过分泌胞外物质溶解铜绿微囊藻,且该胞外物质耐高温,属非核酸或多糖类物质,丙氨酸和苯丙氨酸协同作用而溶藻;在0. 1 mg/L Cd~(2+)存在的情况下,细菌溶藻能力增强;微囊藻毒素的初始浓度为1. 84 mg/L时,7 d时间降解率为40. 2%。     

不同炭化温度制备的蚕丝被废弃物生物炭对重金属Cd~(2+)的吸附性能

以蚕丝被废弃物为原料,在300、500和700℃高温缺氧条件下热解炭化制备成3种生物炭(BC300、BC500和BC700).利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、比表面积分析仪等对其理化性质进行表征,并研究了不同温度下制备的生物炭对溶液中Cd~(2+)的吸附特性.结果表明:随着炭化温度上升,BET比表面积、pH、灰分均增大,生物炭表面形态结构越来越不规则.XRD结果显示:不同温度下获得的生物炭中均含有一定量的方解石,FT-IR光谱图上的峰主要为-OH和方解石典型的吸收峰;pH对生物炭吸附Cd~(2+)的影响不大;Langmuir方程能更好地拟合3种生物炭对Cd~(2+)的吸附等温过程,其最大吸附量分别为25.61、52.41和91.07 mg·g-1.3种生物炭对Cd~(2+)吸附过程均更符合准二级动力学方程,且BC700对Cd~(2+)的吸附效果最佳.进一步研究离子浓度及阳离子共存对BC700吸附Cd~(2+)的影响,结果显示:NaCl浓度越高,对Cd~(2+)的吸附抑制越明显;共存阳离子中,Cd~(2+)和Mg~(2+)对Cd~(2+)的吸附抑制更明显,而K~+几乎无影响.因此,以蚕丝被废弃物制备的生物炭作为去除水体中Cd~(2+)的吸附剂具有较强的应用潜力.     

Cd2+对二化螟生长发育及雄蛾对性信息素定向行为的影响

本文采用室内添加含6个不同浓度Cd~(2+)[0(对照)、1 mg/kg、5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg]的人工饲料的方法饲养二化螟Chilo suppressalis(Walker)2龄幼虫,测定二化螟的生长发育和雄蛾对性信息素的定向行为,研究稻田重金属镉(Cd~(2+))污染对二化螟生长发育及定向行为的潜在影响。结果表明:二化螟的生长发育和雄蛾对性信息素定向反应率受到了Cd~(2+)的影响。其中取食含Cd~(2+)人工饲料后,二化螟幼虫历期延长3.4-21.9 d,蛹历期缩短0-2.3 d,化蛹率及羽化率分别降低1.9%-35.7%和13.6%-44.9%;低浓度Cd~(2+)(1-10 mg/kg)处理后雌、雄蛹重分别增重4.3-4.8 mg和0.8-3.8 mg,高浓度Cd~(2+)(15-20 mg/kg)处理后雌、雄蛹重分别减轻0.2 mg和5.2 mg;高浓度Cd~(2+)处理的雄蛾接近正常求偶雌蛾的百分率低于它们接近Cd~(2+)处理后求偶雌蛾的百分率,而低浓度Cd~(2+)雄蛾接近正常雌蛾、Cd~(2+)雌蛾的百分率与对照组无显著差异。另外,正常雄蛾接近Cd~(2+)处理后求偶雌蛾的百分率未受显著影响。     

Cd~(2+)和Ni~(2+)对亚洲玉米螟求偶行为的影响

【目的】探索农田重金属Cd~(2+)和Ni~(2+)污染对植食性昆虫求偶行为潜在的影响。【方法】在人工饲料中添加不同类型的重金属,设置成Cd~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)-Ni~(2+)和空白对照(CK)4个处理,重金属浓度均为5 mg/kg。实验室条件下饲养亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)初孵幼虫,系统观察其各代存活雌蛾求偶行为。【结果】重金属Cd~(2+)和Ni~(2+)对亚洲玉米螟3代存活雌蛾求偶百分率、求偶高峰期出现的时间及求偶持续时间都产生了影响。其中第2代求偶百分率与对照组差距最大,第3代受到的影响最小,甚至表现出促进作用;各重金属处理的求偶高峰期出现的时间仅在第2代与对照组保持一致外,第1代、第3代均发生改变;存活雌蛾求偶平均持续时间随着重金属饲养亚洲玉米螟代数的增加而逐代减少。与对照组各代各暗期最长求偶持续时间为4.89 h相比,重金属处理的雌蛾平均求偶持续时间最大值出现在Ni~(2+)处理第1代的第3个暗期,值为5.56 h;最小值为Cd~(2+)处理的第2代的第2、第3个暗期,值均为3.08 h。【结论】重金属Cd~(2+)和Ni~(2+)对亚洲玉米螟存活雌蛾的求偶行为产生了影响。     

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。     

镉离子对微管、管蛋白巯基和在体轴浆转运的作用

大鼠腹角注入~3H亮氨酸,3h后坐骨神经内注射 Cd~(2 )30μl,50mM Cd~(2 )轻度减小标记蛋白的轴浆转运距离,75或 100mM 阻断转运在注射点。巯基抑制剂马来酰胺与 50mM Cd~(2 )伍用的效应相加,使转运也阻断在注射点。巯基供应剂二巯基丁二钠则完全抵消100mMCd~(2 )对转运的阻断作用。Cd~(2 )还使坐骨神经匀浆上清液的巯基含量减少,马来酰胺与Cd~(2 )伍用则巯基进一步降低。自兔脑提取了微管的亚基管蛋白,Cd~(2 )降低管蛋白巯基的程度与其浓度呈线性关系。电镜的验证证明,Cd~(2 )使在体神经的微管解聚、微管减少或基本消失。由于巯基、微管和转运的变化程度均与Cd~(2 )的浓度大小有关,并且同一浓度的Cd~(2 )使微管和转运的受累程度相互对应,因此Cd~(2 )可能借络合管蛋白的巯基使微管解聚而阻断转运。实验进一步证明以前的论断,微管解聚可能是Cd~(2 )等药物阻断转运的一个中间环节,微管可能参与在体轴浆转运的机制。