羽衣甘蓝对镉的耐性和富集特征研究

以观赏绿化植物羽衣甘蓝(Brassica oleracea L.var.acephala DC.)为试验材料,采用盆栽试验,研究其对镉的耐性和富集特征,探讨羽衣甘蓝对镉污染土壤生物修复的可行性。结果显示:(1)随着镉处理浓度的增加,羽衣甘蓝干重呈先升高后降低的趋势,20~80mg·kg-1镉处理能促进植株的生长,100~120mg·kg-1镉处理虽然显著抑制了根系的生长,但是促进了地上部的生长,整体而言对全株生长无明显影响,表明羽衣甘蓝对镉有较强的耐性,且地上部的耐性高于根系。(2)所有镉处理下,羽衣甘蓝叶片的SOD、POD和APX活性较高,MDA含量和电解质渗漏率与对照无差异;而镉处理浓度高于80mg·kg-1时,根系的SOD、CAT和APX活性显著降低,MDA含量和电解质渗漏率显著升高,引起严重的膜脂过氧化伤害,这可能是羽衣甘蓝地上部的镉耐性高于根系的原因之一。(3)羽衣甘蓝地上部的镉含量高于根系,且随着镉处理浓度的增加均逐渐增加,在镉处理浓度为120mg·kg-1时达到最大值,分别为50.15mg·kg-1(根系)和52.01mg·kg-1(地上部);植株对镉的转运系数大于1,地上部镉富集量高于根系,地上部最大富集量为每株343.19μg。研究表明,羽衣甘蓝对镉有很强的耐性和富集、转运能力,是一种良好的修复镉污染土壤的观赏绿化植物资源。     

中国沙棘幼苗对土壤镉生理耐性和富集转运特征的性别差异

为探究中国沙棘对土壤镉(Cd)胁迫的性别响应差异,该研究以中国沙棘2年生幼苗为材料,利用盆栽试验研究在不同浓度Cd处理下(0(CK)、25、50、100和200 mg·kg^-1)雌、雄株幼苗的生长、叶片生理特性以及Cd富集特征的差异。结果表明：(1)Cd处理下中国沙棘幼苗雌、雄株的株高和基径生长以及各器官生物量均表现出低浓度(<50 mg·kg^-1)促进,高浓度(> 100 mg·kg^-1)抑制的现象;低浓度Cd处理下雌株的株高、基径增长率和生物量的增幅均高于雄株;高浓度Cd处理下(200 mg·kg^-1)雄株株高增长率、叶生物量和总生物量分别较CK显著降低,而雌株均未显著下降。(2)随着Cd浓度升高,雌、雄株叶片光合色素含量和抗氧化酶活性呈先升后降的变化趋势,丙二醛(MDA)和渗透调节物质含量呈上升趋势;Cd浓度为50～200 mg·kg^-1时,雌株叶片的光合色素含量、抗氧化酶活性和渗透调节物质含量均高于雄株,而MDA含量始终低于雄株。(3)随着Cd浓度升高,雌、...     

四种抗寒花卉对镉的生理响应和富集特征

以矮型四季菊、羽扇豆、欧报春和虞美人等冬春季常见花卉为试验材料,通过盆栽试验,研究了不同浓度Cd处理下4种花卉对Cd的生理响应和富集特征,探讨利用这4种花卉在冬春季寒冷时期修复Cd污染土壤的可行性,为提高植物修复技术的效率提供参考.结果 表明:(1)在所有Cd处理下,羽扇豆各部位生物量与对照均无差异;欧报春仅根系生物量...     

曼陀罗和苍耳对污染土壤中镉的吸收与富集

目的:研究曼陀罗和苍耳对重金属镉的吸收与富集特征.方法:室外盆栽试验和室内原子吸收测定曼陀罗和苍耳体内的镉含量.结果:土壤中的镉刺激了植物的生长,曼陀罗和苍耳的生物量都比对照有所增加;曼陀罗和苍耳体内的镉含量随土壤中镉浓度的增加而增加;当土壤中镉浓度为100mg·kg-1时,曼陀罗地上部分富集系数为1.15,大于1,而在其它测试浓度下均小于1;苍耳地上部分的富集系数在所有测试浓度下都小于1.结论:曼陀罗和苍耳都不属于镉的超富集植物.     

滨海盐渍土壤中不同类型盐生植物富集镉的效应

为了利用被镉污染的滨海盐渍土壤,通过实验对比分析3种不同类型盐生植物对盐渍土中镉的富集效应,以期初步探明不同类型盐生植物在镉污染盐渍土壤修复中的效果。选择的3种盐生植物类型是:聚盐盐生植物,泌盐盐生植物和避盐盐生植物。通过温室盆栽实验,将植物在不同镉含量的盐渍土壤中种植培养60 d,测定和分析不同类型盐生植物对镉的生物浓缩因子、转移系数以及植株内地上部分和根部生物量和镉含量的变化。结果表明,不同镉含量的土壤对碱蓬和芦苇的生长影响较小,对二色补血草的生长影响较大。不同镉含量的土壤中,芦苇地上部分镉的生物浓缩因子变化差异不显著,并且其地上部分吸收镉的百分率较高。碱蓬和芦苇的转移系数大于二色补血草的转移系数,并且碱蓬的转移系数在不同镉含量的土壤中变化不显著;二色补血草的转移系数随着土壤中镉含量的增加而显著增大。3种盐生植物中,碱蓬最具修复镉污染盐渍土壤的潜力,这可能和它是聚盐盐生植物的生理类型有关。芦苇整个植株的地上部分富集镉的总量在3种植物中是最高的,因此,芦苇在镉含量较低时也可以做为镉污染盐渍土壤的修复材料。     

镉胁迫对紫花苜蓿幼苗生理特性和镉富集的影响

以"甘农三号"紫花苜蓿幼苗为材料,在水培条件下,探究了在10 d内不同浓度(0～2.0 mmol·L^-1)镉(Cd)胁迫对其根长、茎长、生物量、叶绿素和丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性、Cd富集及其亚细胞分布的影响。结果表明:低浓度(0.125 mmol·L^-1) Cd能促进幼苗根和茎的生长,增加叶片叶绿素含量,较高浓度(0.5～2.0 mmol·L^-1) Cd显著抑制幼苗根和茎的生长,叶绿素及生物量显著降低; Cd胁迫使MDA含量显著增加,而SOD和POD活性显著增强,其中Cd胁迫浓度为0.5mmol·L^-1时,SOD和POD活性达到最大值,这可能是植物对环境胁迫的一种应激保护反应; Cd在各亚细胞组分中的含量依次为细胞壁>细胞质>线粒体>叶绿体,且均随Cd胁迫浓度的升高而增加。当Cd胁迫浓度为0.125 mmol·L^-1时,水培10 d的紫花苜蓿幼苗单株地上部对Cd的净化率最高可达0.214%,而整盆植株在单位体积内对Cd的净化率最高可达15.5%;当Cd胁迫浓度为2.0 mmol·L^-1时,紫花苜蓿幼苗地上部Cd含量达89.36μg·g-1。这些结果表明紫花苜蓿对Cd具有很强的富集能力,虽未达到Cd超富集植物的临界标准,但从植株生物量、耐Cd能力、富集Cd量及对Cd的净化率等方面综合考虑,紫花苜蓿在Cd污染土壤的植物修复中具备良好的应用价值。     

镉胁迫下春小麦中镉的分布、富集及转移规律

采用盆栽试验,研究了镉胁迫下重金属镉(Cd)在春小麦中的分布、富集及转移规律。结果表明:Cd胁迫下,小麦根、茎、叶和籽粒中Cd积累量随外源Cd的增加而增加,小麦不同部位Cd积累量为根叶茎籽粒;籽粒中Cd含量与土壤中Cd显著相关;小麦不同部位对Cd的富集能力差异显著,且随外源Cd处理浓度的增加,各部位富集系数逐渐降低,低Cd浓度时各部位更易富集Cd;小麦植株地上部的转移系数亦呈递减趋势为茎、叶籽粒;在春小麦全生育期,土壤中Cd含量无明显变化,根对外源Cd的富集吸收于生育期70d左右达峰值,小麦植株中的Cd也在80d左右达到峰值后逐步减少,表明植株中的Cd,随籽粒的成熟逐步转移至籽粒。     

干旱及镉污染对巨菌草生理和镉富集特征的影响

巨菌草因具有生长迅速、生物量大等优点而成为重金属污染修复的良好材料,干旱是影响其生长和修复能力的主要原因。该研究采用盆栽实验方法,探讨了干旱处理(25%土壤田间持水量)、镉处理(3mg·kg~(-1))及其交互处理对巨菌草生长、光合、抗氧化酶活性、活性氧含量、镉积累与分配特征的影响。结果表明:(1)与对照相比,干旱处理、镉处理及其交互处理对巨菌草生物量积累和光合作用均有一定抑制作用,但各处理巨菌草的耐性系数均较高;叶片中丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性在各处理下均不同程度升高,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性在交互处理下显著升高,而超氧化物歧化酶(SOD)活性在镉处理和交互处理下显著降低。(2)与单一处理相比,无论从生物量积累,还是叶片活性氧引起的细胞膜受损伤程度(用MDA表示)来看,交互处理并没有引起更严重的负面效应。(3)镉和交互处理下巨菌草各器官的镉含量均显著增加,且主要积累在根部;与镉处理相比,交互处理显著降低巨菌草的镉富集量,但未显著降低其地上部镉富集量。研究发现,巨菌草具有较强的耐旱性和抗镉污染的能力,干旱与镉交互处理并不会造成更严重的叠加负面影响,但会显著降低巨菌草地下部的镉富集量;在受到干旱及镉污染交互影响的区域种植巨菌草具有良好的修复前景。     

杂草对土壤重金属的富集与含量特征研究

对冶炼厂周围的土壤和杂草中的4种重金属元素含量进行测定和统计。结果表明,杂草不同器官重金属的平均含量由高到低分别为根>叶>茎,重金属在植物体内含量的分布Cu>Zn>Ni>Pb,富集系数由大到小为Zn>Cu>Pb>Ni。看麦娘(Alopecurusaequalis)、菰(Zizania latifolia)、鬼针草(Bidens pilosa)、丁香蓼(Ludwigiaprostrata)、双穗雀稗(Paspalumdistichum)、芦苇(Phragmites australis)等植物的根对Cu有较强的富集能力,其富集系数分别为2.54、2.69、4.82、10.74、7.33和4.60。看麦娘、双穗雀稗、丁香蓼、芦苇、鬼针草的根以及井口边草(Pteris multifida)地下部分和小飞蓬(Conyza canadensis)叶中的Cu含量分别高达813.4、1338、1959.65、840.1、1066.6、2030和334.5 mg·kg-1。水蓼(Ploygonumhydropiper)叶对Pb有较强的富集能力,其富集系数是2.15。丁香蓼、蛇床(Cnidium monnieri)和婆婆纳(Veronica didyma)叶以及野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)的茎和叶对Zn有较强的富集能力,富集系数分别是2.28、2.45、3.02、2.25和2.54。杂草重金属含量与土壤中重金属含量的相关性不大。丁香蓼较适合作为重金属Cu、Zn污染地区的恢复植物     

香根草对土壤中几种重金属离子富集能力的比较研究

用组织培养的香根草无菌苗作为试验材料,进行香根草对Cd、Cr、Pb和Ni四种重金属离子的富集能力比较试验,分别测定了香根草体内的重金属含量、香根草与重金属元素的相关性、香根草对重金属的富集系数和根系滞留率.结果表明：香根草对四种重金属离子都具有较高的富集能力.其中,香根草植物体中元素总含量表现为Ni＞Cr＞Pb＞Cd,在茎叶和根中的分含量,均表现为根＞茎叶;香根草与重金属元素的关系中,Cd的相关性最显著;富集系数与重金属浓度呈负相关,以Ni最为明显;从滞留率的角度来看,以Cr在香根草根系的滞留率最大,但对同一种重金属来说,随浓度的变化,香根草根系对它的滞留率却几乎是恒定的.     

脯氨酸对不结球白菜（Brassica chinensis）镉积累的影响

采用溶液培养的方法,研究了过量Cd对不结球白菜（Brassica chinensis）幼苗内源脯氨酸含量的影响及外源脯氨酸在不结球白菜Cd积累中的作用。100μmol？L-1 Cd处理明显增加不结球白菜叶片脯氨酸（Pro）的含量,并且随着Cd胁迫时间的延长,其含量也显著上升。100μmol？L-1 Cd处理明显降低脯氨酸脱氢酶（PDH）活性,而增加δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶（P5CS）的活性。1~5 mmol？L-1外源Pro处理显著降低不结球白菜幼苗地上部Cd含量,对根系Cd含量无显著影响,但外源Pro处理并不能缓解过量Cd对不结球白菜幼苗生物量的抑制作用。外源Pro处理下,不结球白菜叶片中Pro含量与其地上部干重呈显著的负相关关系。     

水稻籽粒发育过程中各器官镉积累量的变化及其与基因型和土壤镉水平的关系

以镉（Cd）积累潜力不同的2个籼稻品种为材料,研究了籽粒发育过程中各器官中Cd含量的动态变化及其与土壤中Cd含量的关系。结果表明,在含Cd的生长环境中,水稻根系中的Cd含量在整个生育期中保持稳定增长的趋势,而茎叶、穗轴和稻壳等器官在营养生长阶段积累了大量的Cd,然后在籽粒充实过程中向外输出,其中旗叶和稻壳中的Cd输出率在50%以上,明显高于其他营养器官。根系和叶片中的Cd含量与土壤中的Cd含量呈高度线性相关,茎秆和籽粒中的Cd含量与土壤中的Cd含量呈抛物线相关,说明根系、茎秆、叶片等营养器官对Cd有储存和“过滤”作用。低积累品种‘X24’穗轴中的Cd含量明显低于高积累品种‘T705’,说明营养器官中的Cd向籽粒中转运的速率是决定籽粒中Cd积累量的关键因素。但是,只有当土壤中的Cd含量为0.3~1.2 mg＆#183;kg-1时,低积累品种精米中的Cd含量才会显著低于高积累品种;当土壤中的Cd含量高于2.4 mg＆#183;kg-1时,2个品种精米中的Cd含量没有显著差异。     

砧用南瓜幼苗对镉的耐性和积累能力研究

采用营养液栽培的方法,研究了不同浓度（0、5和10 mg·L^-1）镉（Cd）对10种砧用南瓜幼苗生长状况、丙二醛（MDA）、地上部Cd含量及转移系数（TF）的影响,利用隶属函数法综合评价其耐Cd能力与Cd吸收积累能力,以期筛选到优良的砧用南瓜。结果表明：（1）‘多美109’、‘鑫力3号’、‘强力1号’、‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’在2种浓度Cd处理下全株生物量均显著低于对照,并以‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’下降幅度最大、耐性最差,而‘野木一雄’、‘青佳砧甲’、‘津油108’和‘抗线1号’在 Cd处理下均与对照差异不显著,生长势良好,耐性强。（2）在2种浓度Cd处理下,‘津油108’幼苗体内各抗氧化酶活性较高,根系和叶片的 MDA含量与对照无显著差异,未受到膜脂过氧化伤害;‘野木一雄’ 幼苗各抗氧化酶活性较高,MDA含量升高幅度较小,为对照的1.01~1.56倍,受到膜脂过氧化伤害相对较小;而‘多美109’、‘强力1号’和‘云南黑籽南瓜’ 幼苗在2种浓度Cd处理下,各抗氧化酶活性显著下降,体内MDA含量升高幅度大,分别为对照的1.30~2.46、1.33~3.11、1.45~3.24倍,受伤害程度最大。（3）‘津油108’与‘青佳砧甲’在2种浓度Cd处理下地上部Cd含量和TF均较小,Cd吸收能力最弱,其次是‘野木一雄’,而‘亮丽佳’、‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’地上部Cd含量和TF最大,Cd吸收能力最强。（4）隶属函数值综合评价结果显示,10种砧用南瓜幼苗对Cd的耐性大小依次为：‘津油108’＞‘野木一雄’＞‘鑫力3号’＞‘青佳砧甲’＞‘抗线1号’＞‘多美109’＞‘黑籽南瓜’＞‘亮丽佳’＞‘强力1号’＞‘云南黑籽南瓜’。研究认为,砧用南瓜品种对镉胁迫的耐受性存在明显差异,并以‘津油108’最佳,其在镉胁迫下生长势良好,耐性强,且镉吸收和转运能力最弱。     

镉在黑斑蛙组织的积累与分布

研究民镉暴露实验中黑斑蛙不同器官组织对镉的吸收积累,并对其在不同器官组织中的分布规律进行了分析。结果表明：镉在黑斑蛙器官组织的积累具有选择性,主要积累在肠和肝脏中,其次是皮肤、肌肉,而骨骼中没有积累。     

烟草镉的富集及防控措施研究进展

烟草是富镉耐镉作物,降低烟叶镉含量对人体健康十分重要。从烟草镉含量、烟草镉富集及其影响因素、烟草镉防控措施三方面进行了综述,系统分析了该研究领域的成果、现状和存在问题,并对未来烟叶控镉的工作方向进行了展望,以期为低镉烟叶生产提供参考。     

西番莲对镉、铅的吸收累积特性

以紫果西番莲和黄果西番莲为试材进行盆栽试验,研究镉、铅处理后西番莲体内镉、铅含量变化。结果表明,镉、铅在西番莲体内分布的一般规律是枝蔓> 叶> 果。不同品种西番莲的镉含量未见显著差异,而铅含量则呈显著差异。西番莲枝蔓和叶对镉、铅的吸收量分别随着各自处理浓度的增加而增加;统计显示,西番莲枝蔓和叶的镉、铅含量与各自土壤的添加量呈极显著正相关。值得注意的是,西番莲对镉有较强的吸收能力(枝蔓和叶对土壤镉的富集系数均大于1),而对铅的吸收能力较差。在本试验中,铅处理浓度为1 000 mg/kg时,西番莲果实可食部分铅的含量也低于无公害果品标准,说明西番莲作为果树生产时,即使在铅含量较高的污染土上种植,也是安全的;但要特别注意镉的污染风险。     

大豆籽粒镉积累QTL的整合及其分子标记的验证

该研究在收集大豆籽粒镉积累定位信息的基础上,通过参考图谱分子标记比较整合已有的定位信息,进一步在‘中黄24’(籽粒高积累镉)与‘华夏3号’(籽粒低积累镉)衍生的(F6:7)重组自交系群体中,对大豆籽粒镉积累的QTL位点及其分子标记进行验证。结果表明,在不同群体中定位的籽粒镉积累2个主效QTL(Cda1和Cd1)位于第9染色体同一区域;该区段内候选基因GmHMA1的点突变,在籽粒镉积累不同的‘中黄24’和‘华夏3号’之间是一致的;该位点与‘中黄24’和‘华夏3号’各器官的镉浓度并无连锁关系。研究认为,‘中黄24’与‘华夏3号’间籽粒镉积累差异由其它位点控制,需要利用该重组自交系群体进行全基因组定位。     

水稻镉积累特性的生理和分子机制研究概述

我国的稻米镉超标对国民身体健康造成严重威胁, 而选育低镉积累的水稻(Oryza sativa)品种是降低稻米镉含量行之有效的策略, 因此有必要了解水稻对镉的积累特性及其生理过程和相关功能基因。该文概述了镉在水稻根部的吸收、木质部中的装载与运输、茎节中的分配、叶片中再分配以及籽粒镉积累等过程的生理和分子机制研究进展, 以期为低镉水稻的选育和安全生产提供理论参考。     

镉和砷在植物中的积累及其分子调控机制研究进展

植物源食物是人类摄入有毒金属元素镉(Cd)和砷(As)的主要途径。深化植物对Cd和As积累途径分子机制的认识,有助于培育可食部分中低有毒金属元素含量的作物新种质。该文基于近年来有关植物Cd和As积累在主要模式植物中所取得的实质性研究进展,对植物介导Cd和As吸收的转运蛋白、As形态和生物转化机制以及控制Cd和As根-地上部转运效率和分配的关键因子等方面的研究进展进行综述,并对未来的研究前景进行了展望。