强化龙葵富集镉根际促生菌的分离、筛选与鉴定

【背景】植物-微生物联合修复土壤重金属污染日渐兴起,获取与超富集植物高效互作的微生物是实现联合修复技术进步的关键。龙葵在镉农田污染修复中广泛应用。【目的】筛选可促进龙葵生长及富集镉的耐镉根际促生菌。【方法】从龙葵根际土分离耐镉菌株,筛选具有良好促生特性的菌株,水培试验考察镉胁迫下菌株对植物生长及镉富集能力的影响,确定可促进龙葵生长及富集镉的微生物菌株,通过生理生化特性和16S rRNA基因序列分析进行菌株的初步鉴定。【结果】分离得到NT1、AXY1、AW2和AW1四株强化龙葵富集镉促生菌,经鉴定分别为Lysinibacillus sp.、Beijerinckia fluminensis、Achromobacter animicus和Herbaspirillum huttiense。上述菌株均可有效促进龙葵生长,增加其株高和干物质积累,提高地上部镉富集量。其中,NT1可使株高、地上部干重分别增加31.33%和62.65%,AW2可使地上部镉富集量增加37.29%。【结论】筛选所得菌株可为提高植物修复效率提供实践依据,为研制田间施用生态功能菌剂做铺垫,用于农田镉污染的微生物-龙葵联合原位修复。     

干旱胁迫下镉处理对互叶醉鱼草幼苗生长、镉积累及光合生理的影响

为探究干旱条件下,互叶醉鱼草(Buddleja alternifolia Maxim.)幼苗对重金属镉胁迫的生长及光合生理响应机制,以两年生互叶醉鱼草幼苗为试验材料,设置对照与干旱两个水分处理组(土壤相对含水率分别为:65%—60%,35%—30%),每个水分处理条件下再分别设置3个镉处理浓度(0.28、(0.6+0.28)、(1.2+0.28)mg/kg),共6个处理。测定不同水分及镉处理对互叶醉鱼草生长、生物量、光合参数及体内重金属含量的影响。结果表明:干旱与镉复合胁迫下植物的存活率为100%。镉胁迫、干旱与镉复合胁迫均不同程度抑制了互叶醉鱼草幼苗生长、生物量积累、植株的光合作用及叶绿素含量,且其光合和叶绿素含量的降幅明显大于单一镉胁迫。镉胁迫下,互叶醉鱼草幼苗单株最高镉富集量为69.33 mg/kg,而复合胁迫下单株最高镉富集量为50.68 mg/kg。以上结果表明:干旱胁迫能够加重镉胁迫对植物的影响,使复合胁迫下互叶醉鱼草生长、光合生理及镉富集能力下降。但单一镉胁迫下,互叶醉鱼草对镉具有更强的耐受性,并有较高的生物富集能力,且干旱与Cd复合胁迫下互叶醉鱼草幼苗仍有一定的镉积累量。因此在干旱半干旱区园林绿化以及Cd污染地区的生态建设中,互叶醉鱼草是一种具有巨大应用潜力和前景的灌木树种。     

珙桐幼苗生理生化指标对重金属铅、镉胁迫的响应

铅和镉在土壤中表现出很强的毒性,严重危害植物的生长发育.该研究着眼于中国特有濒危珍稀植物珙桐,探究盆栽实验条件下其抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及游离脯氨酸、可溶性蛋白对不同浓度重金属铅、镉胁迫的响应规律.结果表明:(1)不同浓度铅处理下,珙桐幼苗MDA浓度均显著高于对照组,而镉胁迫条件下除10 mg·kg-1浓度外...     

Ca~(2+)和K~+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80μmol·L–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况,表明各浓度Cd胁迫下外源Ca2+的最适缓解浓度均为10 mmol·L–1;而K+的最适缓解浓度在低浓度(20和40μmol·L–1)和高浓度(60和80μmol·L–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L–1和20 mmol·L–1。在低浓度Cd胁迫下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化,而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷,酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降;高浓度Cd处理下,添加适宜浓度的Ca2+或K+后幼苗的SOD活性升高,POD活性降低,可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下,添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱,表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P0.05)。以上结果表明,在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下,外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应,缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据,而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

Ca2+和K+对拟南芥幼苗镉毒害的缓解作用

该文探讨了外源钙(Ca)或钾(K)处理对不同程度的镉(Cd)胁迫(0–80 μmol·L^–1)下拟南芥(Arabidopsis thaliana)幼苗的生长和生理特性的影响。综合Ca和K对不同浓度Cd胁迫下拟南芥幼苗生长、根长以及生物量的影响情况, 表明各浓度Cd胁迫下外源Ca²⁺的最适缓解浓度均为10 mmol·L^–1; 而K⁺的最适缓解浓度在低浓度(20和40 μmol·L^–1)和高浓度(60和80 μmol·L^–1)Cd胁迫下分别为10 mmol·L^–1和20 mmol·L^–1。在低浓度Cd胁迫下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗可溶性蛋白和丙二醛(MDA)含量以及超氧化物歧化酶(SOD)活性相比未添加Ca和K的对照组无显著变化, 而过氧化物酶(POD)活性和总酚、类黄酮、花色素苷, 酸溶性硫醇化合物、谷胱甘肽(GSH)、植物螯合肽(PCs)的含量均下降; 高浓度Cd处理下, 添加适宜浓度的Ca²⁺或K⁺后幼苗的SOD活性升高, POD活性降低, 可溶性蛋白、MDA、总酚、类黄酮、花色素苷、酸溶性硫醇化合物、GSH以及PCs的含量也均低于对照组。在各浓度Cd胁迫下, 添加外源Ca或K均使拟南芥幼苗根部细胞DNA损伤减弱, 表现为TT嘧啶二聚体的累积量显著减少(P<0.05)。以上结果表明, 在Cd胁迫(尤其是高浓度Cd胁迫)下, 外源Ca或K通过调节酚类、金属螯合物质的代谢水平以及提高拟南芥的抗氧化能力来缓解Cd对拟南芥幼苗的毒害效应, 缓解细胞DNA损伤。该研究结果不仅能够为深入探讨Ca和K对缓解重金属毒害的分子机理提供实验依据, 而且为Ca和K应用于重金属污染的防治提供参考。     

重金属胁迫下内生菌对宿主植物的解毒机制

采用内生菌联合植物修复是土壤重金属污染修复理论研究和应用实践的新思路。较之根际促生菌,内生菌因生存环境稳定且与植物联系更加紧密,在实际应用中具有更大价值。在重金属胁迫下,部分具有特定功能的细菌可进入植物体内成为内生菌,这些内生菌通常在重金属吸收、耐受和解毒方面具有优良的特性,而且可以协同宿主植物耐受重金属胁迫,表现在直接或间接降低植物体内重金属胁迫强度和提高植物本身对重金属的耐受性两方面。系统分析了内生菌对宿主植物的解毒机制,综述了近年来内生菌增强植物重金属耐受性的研究,展望了重金属胁迫下植物和内生菌互作机制的研究思路和方向。     

重金属镉抗性菌株的筛选及其对镉活化作用的研究

通过在培养基中加入一定浓度的Cd2+,从土壤中分离筛选出2株具有较强镉抗性及产酸能力的细菌JL-4和JC-9。经初步鉴定,JL-4和JC-9分别属于芽孢杆菌属(Bacillussp.)和黄单胞菌属(Xan-thomonassp.)。将菌株JL-4和JC-9接种到添加不溶性镉(100 mg.L-1)的培养液中28℃培养48 h,接菌处理比不接菌对照培养液中有效镉含量分别增加1 392.3%和1 410.8%,培养液pH分别降低了2.87和3.18。将JL-4和JC-9分别接入含不同浓度重金属镉(100、200 mg.kg-1)的土壤中28℃培养20 d,接菌处理比不接菌对照土壤中有效镉含量分别增加17.02%~100%(JL 4)和36.17%~61.80%(JC-9)。菌株JL-4和JC-9的最适生长温度均为28℃,最适pH值分别为7和8。除对镉具有抗性外,两菌株对重金属铅、铜、镍、锌也具有一定抗性。     

基于菌植互作的植物根际细菌钝化镉作用和机制研究进展

土壤重金属镉(Cd)污染严重危害农产品安全生产,植物根际细菌在钝化土壤Cd和帮助作物抵御Cd胁迫方面发挥重要作用。本文首先概括在修复Cd污染土壤中得到广泛应用的植物根际细菌种类,并从根际细菌直接吸附Cd、调整土壤理化特性、调控土壤微生物群落和其他作用4方面阐述了植物根际细菌对Cd的钝化作用,其次从菌植互作角度阐述植物根系分泌物与根际细菌群落相互影响对土壤Cd的钝化作用。最后展望重金属胁迫下植物根际钝化Cd核心菌群的构建,以在新兴学科与技术的快速发展中探明植物根系-微生物互作体系的分子机制,深入开展植物根际细菌钝化修复重金属污染土壤的理论研究和实践。     

镉胁迫对小报春幼苗生长及生理特性的影响

该研究采用盆栽控制试验,测定不同浓度(0、5、50、100、150、200 mg/kg)土壤Cd胁迫下小报春幼苗生长及生理生化指标,以探究小报春(Primula forbesii Franch.)对重金属镉(Cd)污染的抗性和敏感性,为新型香花地被植物应用于Cd污染土壤提供理论依据。结果表明:(1)低浓度(5 mg/kg)Cd胁迫能促进小报春株高和根长的伸长,高浓度(≥150 mg/kg)Cd胁迫下株高、根长和生物量明显降低。(2)随Cd胁迫浓度增加,小报春幼苗叶片光合作用、叶绿素含量、SOD和CAT活性先上升后下降,而其超氧阴离子产生速率、过氧化氢、丙二醛含量、叶相对电导率和POD活性持续升高。(3)在Cd胁迫条件下,小报春体内K、Zn含量降低,叶和根中Ca、Mg含量显著增加,体内Cd含量明显升高,且根系Cd含量远远高于叶和叶柄。研究发现,小报春幼苗对Cd胁迫具有一定的耐性,低浓度(5 mg/kg)Cd胁迫对小报春生长影响较小,但高浓度(≥150 mg/kg)Cd胁迫对小报春产生明显的毒害作用,影响其正常生长;小报春可能通过增强体内抗氧化酶系统活性、增加叶和根中Ca、Mg含量和根系截留镉来减轻镉胁迫的伤害,提高自身耐受镉胁迫能力。     

接种耐镉细菌对青葙吸收积累土壤中镉的影响

于广东省大宝山尾矿区发现1种镉含量较高的植物——青葙(Celosia argentea),将其幼苗种植于不同浓度的镉污染土壤中培养,研究其镉吸收特性。结果表明,青葙可耐受浓度为40 mg·kg-1以上的镉污染,且植株内镉含量随土壤镉浓度的增加而升高。通过在培养基中加入不同浓度的镉(Cd Cl2·2.5H2O),从镉超富集植物龙葵(Solanum nigrum)叶片中筛选到1株耐受镉浓度达200 mg·L-1的内生细菌DE5,经生理生化试验和16S r DNA序列分析,将其鉴定为争论贪噬菌(Variovorax paradoxu),Genbank登录号为KF051781。温室内设置盆栽试验,以灌根的方式接种DE5发酵液,通过对青葙株高、生物量及镉含量的测定,研究接种内生菌对青葙吸收镉的影响,结果表明,接菌处理的青葙根部干重相比于对照增加125.0%,地上部和全株的镉吸收总量分别增加81.7%和81.1%。研究表明,青葙是一种良好的镉污染土壤修复的植物资源,接种DE5能够强化青葙的镉吸收效果,其作用效果好于浇施螯合剂EDTA,具有一定的应用潜力。     

柽柳根际一株盐单胞菌Bachu 26的分离、鉴定及其盐胁迫下的促生作用研究

盐渍化是世界性的土壤问题,植物促生根际细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)在盐碱地改良和促进植物生长方面具有独特优势。柽柳是典型的盐生植物,筛选其根际微生物并研究其促生效果与促生机制,以此开发微生物菌肥,具有重要的应用价值。【目的】筛选耐盐碱植物柽柳的根际微生物,对其基本特性、耐盐碱能力、促生功能及促生效果进行评估。【方法】从新疆巴楚境内野生柽柳根际土壤中筛选出一株耐盐碱细菌菌株Bachu 26;通过形态学观察、生理生化特性测定和16S rRNA基因序列分析,对该菌株进行鉴定;利用不同盐浓度(0%–20%)和不同pH(7.0–13.0),对菌株Bachu 26的耐盐耐碱能力进行测定;采用多种功能鉴定培养基测定其促生功能,并对生长素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)进行定量测定;通过二分格培养皿实验验证菌株产生挥发性酸性物质的能力;在普通培养皿上将拟南芥幼苗与菌株Bachu 26共培养,分析菌株对拟南芥幼苗的促生作用;在二分格培养皿上将拟南芥与Bachu 26隔离培养,分析菌株产生的挥发性酸性物质对拟南芥幼...     

一株耐盐甲基杆菌Methylobacterium sp.W-1的分离及促生潜能研究

[背景] 多种甲基杆菌属细菌对寄主植物有促生作用,其分布区域较广。筛选具有耐盐与促生特性的甲基杆菌属菌株可为微生物菌肥的开发提供依据。[目的] 从新疆乌尔禾地区盐渍土壤中筛选耐盐促生菌,对其培养基成分进行优化及促生能力进行研究,为微生物菌肥的开发提供依据。[方法] 采用阿须贝无氮培养基筛选耐盐菌株,对菌株进行基因序列分析及生理生化测定,采用平板试验法初步研究该菌对拟南芥的生长影响。[结果] 筛选出中度耐盐菌株W-1,经鉴定为甲基杆菌属（Methylobacteriumsp.）。菌株生长最佳无机盐为NaCl,最适浓度为1%–3%,最高耐受浓度达7%。最佳氮源为酸水解酪蛋白,产生长素最高达33.53 mg/L。溶磷能力达28.71 mg/L。菌株W-1接种拟南芥幼苗后叶绿素a和叶绿素b含量均高于对照组,同时对其根系发育有显著的促进作用。[结论] 菌株W-1促生性能显著,可为生物肥料制备提供菌种资源。     

镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80 mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90 d时80 mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42 mg/kg和241.54 mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。     

High concentration of cadmium induces AtPCS2 gene expression in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh ecotype Wassilewskija seedlings

In Arabidopsis thaliana, two genes encoding phytochelatin synthase (PCS; EC 2.3.2.15), AtPCS1 and AtPCS2, have been identified. Until now, only AtPCS1 was shown to play a role in response to Cd. To gain insight into the putative role of AtPCS2, three Cd concentrations (50, 100 and 200 μM) and long-term exposure (7 days) were tested on 1-week-old A. thaliana ecotype Wassilewskija (Ws) seedlings. Since 100 μM Cd did not alter seedling metabolism, as shown by unchanged total soluble protein and free proline contents, we investigated plantlet response to this concentration in addition to Cd accumulation. Seedlings accumulated Cd in roots and shoots. As phytochelatins and glutathione (GSH) contents increased in treated seedlings, we suggested that Cd might be translocated via the phytochelatin pathway. Specific enzymatic activities of γ-glutamylcysteine synthetase (GCS; EC 6.3.2.2), glutathione synthetase (GS; EC 6.3.2.3) and PCS were twice much more stimulated in shoots and roots after Cd exposure except GS that remained constant in shoots. As expression of genes encoding GCS and GS was unchanged in response to Cd, we suggested a regulation at translational or post-translational level. Surprisingly, AtPCS1 and AtPCS2 were differentially up-regulated after Cd treatment: AtPCS1 in shoots and AtPCS2 in whole plantlets. This last result suggests that PCS2 could be involved in plant response to high concentration of Cd in Ws ecotype and supports a putative role of PCS2, not redundant with PCS1, in a long-term response to Cd.     

拟南芥基因密码子偏爱性分析

密码子偏爱性对外源基因的表达强度有一定影响,特别是编码蛋白质N端7～8个氨基酸残基的密码子.通过对拟南芥染色体中26 827个蛋白质对应的基因密码子进行分析,得到了编码氨基酸的61种密码子在拟南芥中的使用频率,并与大肠杆菌和哺乳动物进行了比较,结果表明三者间的密码子偏爱性有较大差异.这一分析结果对于动物基因在植物中的表达,及植物基因在微生物中的表达具有一定指导意义.同时提供了一种直接以XML文档为数据源解析巨型XML格式染色体数据的方法.     

Assessing the potential for zinc and cadmium phytoremediation with the hyperaccumulator Thlaspi caerulescens

Thlaspi caerulescens is a Zn and Cd hyperaccumulator, and has been tested for its phytoremediation potential. In this paper we examine the relationships between the concentrations of Zn and Cd in soil and in T. caerulescens shoots, and calculate the rates of Zn and Cd extraction from soil. Using published data from field surveys, field and pot experiments, we show that the concentrations of Zn and Cd in the shoots correlate with the concentrations of Zn and Cd in soils in a log-linear fashion over three orders of magnitude. There is little systematic difference between different populations of T. caerulescens in the relationship between soil and plant Zn concentrations. In contrast, populations from southern France are far superior to those from other regions in Cd accumulation. Bioaccumulation factors (plant to soil concentration ratio) for Zn and Cd decrease log-linearly with soil metal concentration. Model calculations show that phytoremediation using T. caerulescens is feasible when soil is only moderately contaminated with Zn and Cd, and the phytoremediation potential is better for Cd than for Zn if the populations from southern France are used. Recent progress in the understanding of the mechanisms of Zn and Cd uptake by T. caerulescens is also reviewed.     

内生真菌KLBMP0506对拟南芥的促生作用

【目的】研究植物内生菌Wickerhamomyces sp.KLBMP0506对拟南芥（Arabidopsis thaliana）的促生作用及潜在的促生机制。【方法】本研究以野生型拟南芥为试验材料,将其与菌株KLBMP0506进行平板共培养及盆栽接种试验,并测定拟南芥鲜重、干重、主根长、侧根数、叶绿素含量和可溶性糖含量等生长、生理指标,同时对筛选的与拟南芥侧根、主根形成及生长素合成和运输相关的11个基因进行实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR）分析。【结果】接种目的菌株KLBMP0506后,平板试验的拟南芥鲜重及侧根、盆栽试验的拟南芥鲜重、干重、茎长、叶绿素含量和可溶性糖含量均有一定程度的增加;分隔平板试验及菌株KLBMP0506发酵液中促生活性物质分析显示,该菌株产生的挥发性有机物质及其发酵液中的正丁醇和乙酸乙酯提取物均对拟南芥有明显的促生作用;此外,qRT-PCR分析显示KLBMP0506处理后,拟南芥中与侧根形成相关基因ABI4、FLA1的表达出现不同程度的下调,与生长素合成、运输相关基因AUX1、EIR1、YUC4的表达整体呈上调趋势,表明菌株KLBMP0506可能通过调控拟南芥中与侧根形成以及与生长素合成和运输相关基因的表达,而实现对拟南芥的促生作用。【结论】本研究明确了菌株KLBMP0506对模式植物拟南芥的促生作用,为其开发成为微生物菌肥提供理论依据。     

Phytochelatin synthesis and cadmium localization in wild type of <Emphasis Type="Italic">Arabidopsis thaliana</Emphasis>

AlthoughArabidopsis thaliana is known as a model plant, in molecular studies, as well as heavy metal tolerance of higher plants, there have been no detailed studies of its cadmium accumulation, tolerance and cellular distribution in a wild type of this species. In hydroponic experiments the wild type of A. thaliana (L.) Heynh cv. Columbia plants grew at cadmium concentrations varying from 5 to 100 M with phytotoxicity symptoms depending on the concentration and time of application. The concentration of cadmium in roots and shoots increased from 0.28 and 0.08 mg g^–1 d.wt at 5 M Cd treatment after 7 days to 0.82 and 0.85 mg g^–1 d.wt at 100 M Cd treatment after 14 days, respectively. Most of the cadmium (69–88% of its total pool) was found in shoot. Cd application induced the biosynthesis of phytochelatins (PCs) in root and shoot tissues. Studies with buthionine sulfoximine [BSO, specific inhibitor of glutathione (GSH) synthesis] supported the presence of Cd–phytochelatin complexes and their role in Cd detoxification and tolerance in wild type of A. thaliana. Cellular distribution of cadmium was examined using energy-dispersive X-ray micro-analysis. Particularly interesting was the observation of cadmium localized in the root pericycle.     

秋华柳和枫杨幼苗对镉的积累和耐受性

以秋华柳和枫杨当年实生幼苗为研究对象,采用向土壤添加外源镉(CdCl₂ · 2.5H₂O)的形式设置了0(对照组)、10 、20 、50、100 mg/kg 5个处理,研究了镉胁迫下秋华柳和枫杨幼苗的生长、生物量变化和根茎叶镉含量,并评价了两树种的耐性指数(Ti)、转移系数(Tf)和生物富集系数(BCF)。结果表明:(1)在镉含量为10 mg/kg时,秋华柳和枫杨幼苗基于生长和生物量参数的耐性指数(Ti)分别为91.72和91.62,与对照组相比无显著变化,其余各组(20、50、100 mg/kg)则显著低于对照植株(P<0.05);(2) 土壤镉浓度小于20mg/kg时,秋华柳植株茎、叶镉积累量分别高达61.73 mg/kg、163.04 mg/kg,根镉积累量为91.05 mg/kg;枫杨植株茎、叶镉积累量最高分别为7.9 mg/kg、5.25 mg/kg,仅为秋华柳茎、叶的12.8%和3.2%,根镉积累量高达190.68 mg/kg;(3) 除对照外,秋华柳幼苗各部分镉含量为叶＞根＞茎,转移系数(Tf)介于0.789-1.513之间,枫杨幼苗各部分镉含量为根＞茎＞叶,转移系数(Tf)介于0.037-0.044之间,远远小于秋华柳Tf;(4)秋华柳和枫杨幼苗在土壤镉浓度为10 mg/kg时具有很高的生长适应性和耐性,秋华柳根吸收的镉向地上部分转移能力、地上部分积累镉的能力都远远大于枫杨,生物富集系数(BCF)进一步证实了这一特性。研究证明,秋华柳植株具有很高的镉耐性、镉转移能力及地上部分积累镉的能力,适合于镉污染严重区域的植物修复。     

海岛棉GbHCT13基因的功能验证

该研究利用海岛棉‘新海21’和陆地棉ND203以及模式植物拟南芥,通过转基因及荧光定量检测等方法探究海岛棉GbHCT13基因(GenBank 登录号MW048849)在纤维发育中的功能。结果显示：(1)成功构建重组载体pCAMBIA3301 GbHCT13,经农杆菌介导法转化、除草剂抗性基因筛选、荧光定量检测方法鉴定获得转GbHCT13基因拟南芥T₃代植株4株;qRT PCR检测表明,转基因植株中GbHCT13基因表达量较野生型极显著增加。(2)转基因拟南芥过表达GbHCT13基因使植株同一时期的生长较野生型旺盛,株形、叶片数、抽薹数和茎秆表皮毛数量均与野生型存在差异;组织化学分析发现,转GbHCT13基因的拟南芥较野生型茎秆初生木质部生长活跃,导管增粗,次生木质部导管细胞壁横截面积变大,但髓质细胞无明显变化;过表达GbHCT13使拟南芥中木质素合成途径基因发生不同程度改变,其中CAD、CCoAOMT、PAL和4CL与GbHCT13基因的表达呈正相关。(3)经大田筛选、分子鉴定,成功获得转GbHCT13基因棉花植株3株;转GbHCT13基因棉花的棉纤维伸长率增加,纤维强度增大;沉默GbHCT13基因使棉花植株木质素含量降低,茎秆表皮毛数量减少,木质部导管细胞数量减少,导管细胞壁中木质素沉积量降低,而棉株并未发生株高上的明显矮化现象,且木质素合成通路中的CAD、CCoAOMT、CCR、PAL 4个基因的表达均呈降低趋势,说明抑制GbHCT13使得棉花生长代谢受阻,影响纤维发育起始。研究表明,GbHCT13基因能影响棉花植株中木质素合成从而调控纤维的生长发育,其功能与GbHCT13基因在模式植物拟南芥中的基本一致。