镉胁迫对烟草愈伤组织抗氧化系统的影响

镉(Cd)是烟草(Nicotiana tabacum L.)生长的非必需元素,但容易在烟草体内残留,危害其生长发育。本实验设定0~50 mg·L-17个梯度浓度的Cd2+,以MS+1.0mg·L-16-BA+0.5 mg·L-1NAA为基本培养基,诱导产生烟草叶片愈伤组织。待45 d愈伤组织丰富之后,每间隔3 d测定一次烟草愈伤组织内抗氧化系统相关酶活性、活性氧水平及丙二醛含量。结果表明:短期(45~51 d)Cd2+胁迫可导致烟草愈伤组织内活性氧水平升高,抗氧化酶系统活性增强,但长期(51~57 d)高浓度Cd2+胁迫导致抗氧化系统活性下降,膜质过氧化程度加重。     

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     

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.     

镉胁迫对烟草根抗氧化能力和激素含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫对烟草(Nicotiana tabacum)根内的超氧阴离子含量、可溶性蛋白质含量、抗氧化系统SOD、POD、CAT、APX、GR活性、膜质过氧化水平及激素IAA、ABA、GA3、ZR含量的影响。结果显示烟草根中的超氧阴离子含量随着镉浓度增大而升高;镉浓度为5mg/L时,可溶性蛋白质含量增加,但随着镉浓度增加,可溶性蛋白质含量急剧下降;SOD、CAT、APX活性在镉浓度为5mg/L时上升,但随着镉浓度升高其活性下降;POD,GR活性在镉浓度为5-25mg/L时上升,在镉浓度为50mg/L时下降,但仍高于对照;MDA含量随着镉浓度增加而升高;IAA氧化酶活性在镉浓度5mg/L时下降,但随着镉浓度的升高而降低;IAA含量在镉浓度为5mg/L时上升,但随着镉浓度增加,IAA氧化酶活性升高,导致IAA含量逐渐下降;镉胁迫对烟草根中ABA合成表现为促进作用;GA3含量在镉浓度为5mg/L时上升,但随着镉浓度的增加其含量逐渐下降;ZR含量在镉胁迫下迅速减少。     

Hg,Cg及其共同作用对为烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响

本文报道了Ｈｇ、Ｃｄ及二者共同作用明显不同程度地影响烟草绿素含量及抗氧化酶系统。受Ｈｇ、Ｃｄ胁迫后。随着土壤中Ｈｇ、Ｃｄ浓度的增加,叶绿素含量、叶绿素ａ／ｂ值、ＣＡＴ活性逐渐减小,ＳＯＤ活性先升后降,ＰＯＤ活性则逐渐增加。同时也表现出单一Ｈｇ、Ｃｄ对烟草叶绿素含量及抗氧化酶系统的影响明显大于Ｈｇ、Ｃｄ二者的共同。。用     

镉对烟草光合特性的影响

烟草植株经镉处理后,其叶片光合速率和希尔反应活力受抑制,叶绿素含量、叶绿素α—荧光发射强度和光系统Ⅱ活力下降。     

镉与锌复合污染对栝楼幼苗生理特性的影响

通过室内盆栽实验,研究镉(Cd)、锌(Zn)复合污染对栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim.)幼苗生理特性的影响.结果显示,随着Cd、Zn浓度的升高,叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、可溶性糖及紫外吸收物含量下降;超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高再下降,过氧化物酶(POD)活性及类胡萝卜素含量呈升—降—升趋势;丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量分别呈S"型及倒N"型曲线变化.与对照相比,在不同浓度复合污染条件下,光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白、紫外吸收物含量及SOD活性均有所下降,POD活性和MDA含量上升.研究表明,栝楼幼苗对Cd、Zn胁迫具有一定的耐受力,但高浓度Cd、Zn对幼苗正常生长有较为显著的抑制作用.     

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.     

镉对超富集植物滇苦菜抗氧化系统的影响

采用水培实验,研究镉(Cd)对一种新发现的Cd超富集植物——滇苦菜抗氧化系统的影响。结果表明,中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)处理下滇苦菜生物量与对照无显著差异,而高浓度Cd(50-100μmol.L-1)抑制了滇苦菜的生长,整株生物量比对照降低了72%和86%。10μmol.L-1Cd处理下地上部Cd浓度达到270mg·kg-1(干重),转运系数为1.41,符合超富集植物的特征。滇苦菜地上部Cd富集浓度最高达3919mg·kg-1,且64%-87%的Cd分布在地上部。中、低浓度Cd(1-10μmol.L-1)胁迫下,滇苦菜的丙二醛(MDA)和H2O2含量、超氧阴离子自由基(O2.-)产生速率及各抗氧化酶活性与对照没有显著差异。但高浓度Cd(50-100μmol.L-1)胁迫下,地上部MDA、H2O2含量和O2.-产生速率比对照分别提高了5-17、1.6-6倍和2.9-7.2倍,地下部分别提高了1-5、1.4倍和9.5-11倍。同时,高浓度Cd处理下地上部和地下部超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及地上部谷胱甘肽(GSH)含量显著上升,但谷胱甘肽还原酶(GR)和过氧化氢酶(CAT)活性变化不明显。研究表明,滇苦菜对Cd有较强的富集和转运能力。中、低浓度Cd处理未对滇苦菜造成明显的氧化胁迫,高浓度Cd处理时滇苦菜地上部与地下部均受到氧化胁迫,但对抗氧化胁迫的响应方式不同。     

Cd2+ 、Zn2+单一及复合胁迫对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的影响

采用水培法研究了不同浓度Cd2+ 、Zn2+单一及复合胁迫(0.05和0.50 mmol·L-1 Cd2+,0.5和5.0 mmol·L-1 Zn2+)对凤眼莲[Eichhornia crassipes (Mart. ) Solms]幼苗根质膜3种氧化还原酶[NADH氧化酶、Fe(CN)63-还原酶和EDTA-Fe3+还原酶]活性的影响. 结果表明, Cd2+ 、 Zn2+单一及复合胁迫对凤眼莲根质膜NADH氧化酶、Fe(CN)63-还原酶及EDTA-Fe3+还原酶活性的影响效应有明显的差异.0.05或0.50 mmol·L-1 Cd2+单一胁迫处理20 h可使凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性均较对照显著降低(P≤0.05),0.5或5.0 mmol·L-1 Zn2+单一胁迫20 h可导致凤眼莲根质膜NADH氧化酶和EDTA-Fe3+还原酶活性也均较对照显著降低(P≤0.05).随胁迫时间的延长,Cd2+ 、 Zn2+单一及复合胁迫处理均可使凤眼莲根质膜氧化还原酶活性增强,胁迫处理20 d时凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性均高于胁迫20 h的活性.Cd2+-Zn2+复合胁迫对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的影响效应因作用时间和胁迫浓度的不同而有一定的差异;在胁迫20 h时,Cd2+与Zn2+之间对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的作用关系较复杂,因胁迫浓度的不同表现出协同或拮抗的关系;胁迫20 d时,Cd2+与Zn2+对凤眼莲根质膜3种氧化还原酶活性的复合影响表现出明显的拮抗关系.研究结果显示,Cd2+ 、 Zn2+对凤眼莲根质膜氧化还原酶的复合作用效应与Cd2+和Zn2+的浓度比例及胁迫时间均相关.     

小球藻对水溶液中Zn2+、Cd2+的吸附

对小球藻生物吸附Zn^2 ,Cd^2 的影响因素进行了研究,发现小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的物理吸附和缓慢的化学吸附两个步骤;pH值是影响Zn^2 ,Cd^2 生物吸附的一个重要因素,pH值为6-7时,小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的去除率较高,在实验条件下去除率可达87%以上;研究还表明,小球藻干粉比新鲜藻能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。用Freundlich方程模拟吸附等温线,拟合良好。     

O_3与CO_2浓度倍增对油松针叶抗氧化酶活性的影响

以4年生的油松幼苗为试材,采用开顶箱内气体熏蒸实验,对经高浓度O_3(80nmol·mol~(-1))和CO_2(700 μmol·mol~(-1))单一及复合处理3年后,油松当年生针叶内丙二醛(MDA)含量、活性氧自由基和抗氧化酶等逆境生理指标进行了分析.结果表明:超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性经O_3处理后显著升高,分别比对照上升了43.1%、18.9%、283.5%和142.6%,而CO_2和复合处理仅对APX和CAT活性有明显的诱导作用,但均低于O_3处理;O_3处理导致MDA含量上升51.8%,而外加CO_2则能有效逆转这一趋势;超氧阴离子(O_2~-·)产生速率和H_2O_2含量在所有处理组合间均无显著差异.上述结果说明,O_3能有效地激活油松当年生针叶内的抗氧化酶系统,而CO_2能缓解O_3所带来的不利影响,但并非通过提高抗氧化酶活性这一途径.

Abstract：

Four-year-old Pinus tabulaeformis seedlings were planted in open-topped chambers and treated with elevated O_3(80 nmol·mol~(-1)) and/or CO_2(700 μmol·mol~(-1)). After treated for three years, the malondialdehyde (MDA) content, reactive oxygen species, and antioxidant enzyme activities in the current year needles were analyzed. In treatment elevated O_3, the activi-ties of superoxide dismutase (SOD), aseorbate peroxidase (APX), catalase (CAT) and de-hydroaseorbate reductase (DHAR) increased significantly, being 43. 1%, 18.9%, 283.5% and 142. 6% higher than the control; and in treatments elevated CO_2 and its combination with el-evated O_3, only APX and CAT activities were induced remarkably but still lower than those in treatment elevated O_3. Elevated O_3 increased the MDA content by 51.8%, whereas the combina-tion of elevated O_3 and CO_2 reversed this increase efficiently. No significant differences were ob-served in the superoxide anion (O_2~-·) generating rate and H_2O_2 content among all treatments. All the results demonstrated that elevated O_3 was able to effectively activate the antioxidant enzyme system in P. Tabulaeformis current year needles, while elevated CO_2 could mitigate the negative effects of elevated O_3 through the actions other than enhancing the antioxidant enzyme activities.     

Cd、Zn复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响

主要研究了重金属Cd、Zn单一及复合污染对水车前叶绿素含量和活性氧清除系统的影响。超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化物酶 (POD)、过氧化氢酶 (CAT)活性都在 0 1mg·L-1Cd处理浓度时达到峰值 ,随培养浓度的增加 ,活性下降。叶绿素含量则随处理的浓度的上升而呈递减趋势。在各Cd处理梯度中加入Zn后 ,随加入Zn浓度的增大 ,上述各指标与单一Cd处理差异显著性增强 ,表明Zn增强了Cd的毒害作用 ,显示出协同作用的趋势     

镉污染对烤烟光合特性、产量及其品质的影响

采用盆栽方法,研究了cd污染对烤烟叶片光合特性、烟叶品质及其产量的影响。结果表明,随着Cd处理浓度的增加,烟叶净光合速率（砌）和气孔导度（Gs）逐渐降低,胞间CO2浓度（Ci）随Cd浓度的增加逐渐增大;光系统Ⅱ活性（Fv/Fo）、最大光能转换效率（Fv／Fm）、光化学猝灭系数（qP）、非光化学猝灭系数（NPQ）、电子传递的量子产率（φps Ⅱ）和有效电子传递速率（ETR）则随Cd浓度的增加而降低;烤烟烟叶中的糖,碱比和氮,碱比升高,化学成分组成趋于不协调,不利于烟叶香吃味的形成。     

锌对镉胁迫下马蔺生长、镉积累及生理抗性的影响

通过溶液培养研究了不同浓度锌(Zn)对镉(Cd)胁迫下马蔺(Iris lacteavar. chinen-sis)生长、Cd积累及抗氧化酶活性等的影响.结果表明:加入1~100mg.L-1Zn后,Cd胁迫下马蔺地上部Cd含量变化不大,而地下部Cd含量显著增加并呈先增后降的趋势;1mg.L-1Zn处理下马蔺地下部Cd含量最高,比对照显著增加51.4%;Zn浓度高于1mg.L-1后Cd含量均出现不同程度的下降,但仍高于对照.与单独Cd处理(10mg.L-1)相比,添加低浓度Zn(1~10mg.L-1)后,马蔺地上部生物量和叶绿素含量呈增加趋势,丙二醛(MDA)含量降低;在10mg.L-1Zn处理下,叶绿素a、b含量达到峰值,分别增加5.21%和22.27%,MDA含量降低25.46%,表明低浓度Zn缓解了Cd对马蔺的毒害.随Zn浓度的增加,Zn对Cd毒害的缓解作用逐渐降低,当溶液中Zn达到一定浓度(100mg.L-1)时,马蔺毒害加重,其生物量、叶绿素含量均下降,MDA含量显著增加.在试验胁迫浓度范围内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性始终呈增加趋势,表明马蔺在受到Cd胁迫及Cd-Zn共存的条件下SOD和POD起着重要的抗氧化保护作用.     

铜镉污染土壤上CO2浓度升高对籼稻稻米品质的影响

采用盆栽试验,利用开顶式气室(Open Top Chamber,OTC)研究了5个籼稻品种在高、低铜镉复合污染土壤上,CO2浓度升高对水稻生长及吸收Cu、Cd和矿质元素Fe、Zn、Ca、Mn的影响,并对稻米中Cd的安全性进行了评价,了解Cd污染对人类健康的潜在风险。结果表明:CO2浓度升高,显著降低了低复合污染土壤上稻米的生物量,而显著增加了高复合污染土壤上的稻米生物量。CO2浓度升高降低了低污染土壤上稻米Cu含量,降低幅度为4.75%—24.49%,增加了高污染土壤上稻米Cu含量,增加幅度为6.60%—40.37%;而稻米Cu的总吸收量在低、高复合污染土壤上均是降低的。低、高复合污染土壤上,CO2浓度升高显著降低了三香优974稻米的Cd含量和吸收量;增加了其他4个品种稻米Cd含量和吸收量。CO2浓度升高对不同品种稻米中Fe、Zn、Ca、Mn含量影响存在显著差异。CO2浓度正常、升高条件下,两种污染土壤上金优463稻米中Cd含量超过食品卫生标准(Cd≤0.2mg/kg),三香优974在正常CO2浓度条件下其稻米Cd含量超过食品卫生标准。在低、高复合污染土壤上,金优463和三香优974稻米中Cd的THQ值均大于1,说明对人体暴露接触的潜在风险比较严重。CO2浓度升高显著降低了三香优974稻米中Cd对人体暴露接触的潜在风险,而对其他4个水稻品种稻米Cd的THQ值影响不明显。     

重金属Cd、Zn、Cu、Pb对土壤微生物和酶活性的影响

采用室内培养实验(25℃),研究了不同培养时间下重金属Cd、Zn、Cu、Pb(浓度分别为50,800,400,800mg.kg-1)污染对土壤微生物和酶活性的影响。结果表明,土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性随着培养时间的增加而显著下降,在培养20d的时候达到最小值,然后酶活性缓慢升高。Cu对脲酶活性以及Cd对酸性磷酸酶和脲酶活性的抑制作用随时间增加而增加。土壤微生物生物量碳、细菌、真菌和放线菌数量随培养时间的增加均表现出先降低后升高的变化趋势。Cd和Cu对微生物生物量氮的抑制作用则随着培养时间的增加而增强,在培养30d时微生物生物量氮到达最低值,分别较培养10天减少了12.6%和16.5%。     

Effect of Cd,Zn, and Pb Compound Pollution on Celery in a Ferric Acrisol

A pot experiment with an orthogonal experimental design L₉(3⁴) was conducted to study the combined effects of Cd, Zn, and Pb on the growth and metal content of celery grown in a ferric acrisol. The uptake of Cd, Zn, and Pb by celery was not only affected by the individual elements, but also by combinations of the elements. The effect of coexisting elements on plant uptake of the heavy metals depended on the concentration ratios of the elements. There is a given ratio where a maximum antagonism or synergism effect occurs. The combinations of elements clearly affected the dry weight of celery and the heavy metal concentration in celery. The removal rate (the ratio of plant total uptake to the total metal content in soil) was in the order of Cd > Zn > Pb, with no obvious difference between the removal rate under single pollution and that under compound pollution.