有机酸存在下小麦体内Cd的生物毒性和植物络合素(PCs)合成的关系

采用溶液培养方式 ,研究了有机酸存在下小麦体内 Cd的生物毒性和植物络合素 (PCs)合成的相关关系 ,试图寻求一种与小麦体内 Cd的生物毒性高度相关的评价指标。结果显示 ,Cd胁迫对小麦产生明显的毒害效应并诱导小麦根系内 PCs的大量合成。EDTA、DTPA、柠檬酸、苹果酸和草酸的适量供应可不同程度减轻或消除 Cd的生物毒性 ,其强弱顺序为 EDTA >DTPA 柠檬酸 >苹果酸≈草酸。与此同时 ,小麦根系内 PCs的诱导量也有明显下降 ,与 Cd的生物毒性保持一定的线性关系 ,且在EDTA、DTPA和柠檬酸供应下尤为显著。表明 PCs可以作为一项敏感的生化指标 (biochem ical indicator)用来评价和预测环境中 Cd的污染 ,并有望成为重金属生物有效性评价系统中一种新的补充方法     

有机酸对Pd 、Cd的土壤化学行为和植株效应的影响

有机酸对Pd,Cd的络合作用将其对土壤吸附Pd,Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸,草酸与Pd,Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pd,Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pd,Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pd,Cd的吸附,水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦,水稻幼苗的毒害,柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶,根中Cd含量下降,Pd和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pd吸收量增加,Pd存在抑制水稻植株对Cd的吸收。     

Cd胁迫下黄菖蒲幼苗根系生长与Cd积累的研究

采用水培法研究了Cd胁迫对黄菖蒲（Iris pseudacorus L．）幼苗根系生长和Cd含量的影响,用透射电镜观察了Cd胁迫对根尖细胞亚显微结构的影响并确定了Cd沉积部位。结果表明,10mg·L^-1 Cd处理对黄菖蒲幼苗根系的生长有一定促进作用,根毛数量及不定根上侧根的数量、密度和长度均高于对照;Cd浓度高于25mg·L^-1时,根系的生长发育受到抑制,上述指标均显著低于对照。用10～40mg·L^-1 Cd处理后,黄菖蒲幼苗不定根上侧根中的Cd含量均显著高于未长侧根的不定根和去掉侧根的不定根（P〈0．05）,说明不定根上的侧根对Cd沉积有重要作用。100mg·L^-1 Cd处理能导致根尖细胞质浓缩、质壁分离和液泡变大,且大量Cd颗粒沉积在细胞壁上和细胞间隙中,表明细胞壁和细胞间隙对Cd的沉积作用可能是黄菖蒲幼苗耐Cd胁迫的重要机理之一。     

Cd、Pb及其复合污染对烤烟叶片生理生化及细胞亚显微结构的影响

本研究以水培的烤烟给予不同浓度的Cd、Pb及其复合物处理10d后的烟叶为材料,分析了烟叶过氧化氢酶、硝酸还原酶的活性变化,测试了烟叶可溶性糖含量的变化情况,通过透射电子显微镜观察到了Cd和Pb对烟叶叶肉细胞亚显微结构的改变,特别是对叶绿体、线粒体和细胞核结构的损伤情况进行了详细观察。并探讨其毒害机理。研究结果表明：1)烟叶过氧化氢酶的活性剧烈地被Cd抑制;而随着Pb浓度的增加,其活性则表现为先增加后减弱的变化。2)Cd对硝酸还原酶活性的影响表现为先刺激增强,当Cd浓度超过50mg·L-1后,Cd剧烈地抑制其活性,当Cd浓度为200mg·L-1时,其活性几乎为零;Pb抑制烟叶硝酸还原酶的活性,仅在1000mg·L-1时出现一个低于正常活性的抗性峰。3)烟叶可溶性糖含量对Cd、Pb及其复合污染非常敏感,在较低浓度的污染处理时,其含量就明显下降,烟叶可溶性糖含量的变化可作为监测Cd、Pb污染的指标。4)Cd对烟叶叶肉细胞亚显微结构具有较强的损伤诱变作用,对细胞核、叶绿体和线粒体造成不可逆转的伤害,破坏了细胞正常生理活动所需的结构基础。电镜观察表明Cd严重地破坏细胞的膜结构。这可能是由于Cd离子与蛋白质结合而使蛋白质变性,从而使得以蛋白质为重要组成成份之一的膜的结构改变,功能丧失。5)在细胞膜的外面可以看到大量的Pb沉积粒,细胞膜可以阻止部分Pb进入原生质体内部,但在细胞质和叶绿体中仍可看到Pb沉积粒。Pb同样的损伤叶绿体、线粒体、细胞核的亚显微结构。     

外源Ca2+浸种对Cd2+胁迫下红三叶种子萌发和幼苗生长及其生化特性的影响

用不同浓度Ca2 溶液浸种处理红三叶种子后、用0.1 mmol·L-1Cd2 溶液培养,探讨外源Ca2 对Cd2 胁迫下红三叶种子萌发、幼苗生长及其保护酶活性和子叶叶绿素含量的影响.结果显示:(1)0.1 mmol·L-1Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 胁迫的影响,可使红三叶种子发芽势、发芽指数及活力指数显著升高,全苗长、胚根长和胚根/胚芽显著增加(分别增加21.38%、44.06%和38.63%),并显著提高叶绿素含量(14.59%);(2)0.11、.0 mmol·L-1Ca2 浸种预处理均能显著提高Cd2 胁迫下红三叶幼苗子叶SOD活性(43.17%、218.95%)和POD活性(34.00%、14.28%),并显著降低其CAT活性(17.43%、29.19%)和MDA含量(21.92%、24.51%).结果表明,0.1mmol·L-1外源Ca2 浸种处理能显著缓解Cd2 (0.1 mmol·L-1)胁迫对红三叶种子萌发及幼苗生长及其保护酶活性的抑制作用,可明显提高红三叶幼苗对Cd2 胁迫的抵抗能力,缓解效果最优.     

pH值和Fe、Cd处理对水稻根际及根表Fe、Cd吸附行为的影响

通过营养液-蛭石联合培养试验,设置系列pH值(4.5—7.5)和Fe、Cd处理,研究不同pH值及Fe、Cd浓度对水稻和蛭石表面Fe、Cd吸附的影响。结果表明,不同pH值处理下的根际氧化还原电位和酸度不同,0.9 mg/L Cd处理下的根际氧化势低于0.5 mg/L Cd,50 mg/L Fe处理下的根际酸度高于30 mg/L Fe处理。根表吸附Fe、Cd组分和数量都受根际Eh、pH值制约,根表Fe、Cd吸附量在处理pH值6.0时最低,并分别在处理pH值7.5和处理pH值4.5达到最高。但根系表面对Fe、Cd的吸附机制与蛭石表面不同,蛭石吸附Fe主要为晶态Fe,占到总沉积Fe的73%—87%;水稻根表沉积Fe以非晶态Fe为主,占总沉积Fe的91%—95%;与处理pH值和根际Eh间有显著的相关性(蛭石晶态Fe:ppH=0.011、pEh=0.042;水稻根表非晶态Fe:ppH=0.050、pEh=0.004)。蛭石表面交换态Fe及交换态Cd与处理pH值和Eh间存在显著的相关性(pH值:pFe<0.001、pCd=0.009;Eh:pFe=0.016、pCd=0.002),而根表交换态Fe及交换态Cd仅与处理pH值间有显著的相关性(pFe=0.007,pCd=0.048)。不同Fe、Cd浓度处理对根际Eh、pH值的升降和根表Fe、Cd吸附均有影响。与对照相比,增Cd处理可以降低根际Eh和升高pH值,减少溶液Cd浓度并增加根表Cd吸附量;增Fe处理则可以升高根际Eh和降低pH值,增加溶液Fe、Cd浓度并减少根表Fe、Cd吸附量。这是水稻应对Fe、Cd浓度胁迫的生理反应之一。     

镉胁迫对丹参生理特性和代谢特征的影响

采用盆栽实验以及液相色谱-质谱联用技术,对镉(Cd)胁迫下丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)的生理和代谢特征进行研究。结果显示：Cd胁迫下丹参根中的Cd、脯氨酸和可溶性蛋白含量均显著增加;丙二醛(Malondialdehyde, MDA)含量显著下降;还原型谷胱甘肽(Glutathione, GSH)含量和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase, SOD)活性变化不显著;过氧化物酶(Peroxidase, POD)活性显著下降,但过氧化氢酶(Catalase, CAT)活性显著增加。同时也发现丹参代谢物含量发生了变化,共筛选出51个差异标志代谢物(主要是有机酸和氨基酸);L-脯氨酸和L-组氨酸的差异倍数(Fold change, FC)均大于2.5,是上调较多的氨基酸;3,4,5-三甲氧基苯甲酸和迷迭香酸FC值均大于5,是上调较多的有机酸;Cd与差异标志代谢物(尤其是氨基酸和有机酸)呈显著正相关。研究结果说明丹参可积累一定量的Cd,高浓度的Cd胁迫可引起丹参膜脂过氧化,限制其抗氧化酶的活性,影响其代谢过程。丹参主要通过调节氨基酸和有机酸代谢,上...     

镉胁迫对小麦幼苗生长及生理特性的影响

主要研究了重金属Cd污染对小麦生长和部分生理特性的影响。结果表明,叶绿素含量在0 2 5mmol·L-1Cd处理浓度时达到峰值,随Cd浓度的增加,含量下降。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性随Cd浓度的增加而增加。丙二醛含量和细胞膜透性同样呈上升趋势。根系活力表现为先升高后下降的变化趋势。Cd胁迫下,小麦的生长受到一定程度的抑制,并随溶液中Cd浓度的增加,抑制加重     

土壤镉含量对高粱属植物生理生化特性的影响

通过盆栽模拟试验研究了土壤镉(Cd)含量对一年生高粱属植物(甜高粱、高丹草和苏丹革)根系活力、叶片脯氨酸含量和细胞膜透性等生理生化指标的影响.结果表明,土壤Cd含量＞25 ng·kg-1时,3种高粱属植物根系活力均显著下降(P＜0.05);3种高粱属植物叶片中脯氨酸的含量在各浓度处理下均显著增加(P＜0.05);Cd胁迫影响了3种高粱属植物叶片和根系的细胞膜通透性,表现为不同程度的增加.     

外源一氧化氮对镉胁迫下绿豆幼苗根尖抗氧化酶的影响

采用水培法研究外源一氧化氮对镉(Cd)胁迫下绿豆幼苗根尖抗氧化酶活性的影响。结果表明:0.01mmol/L和0.1mmol/L一氧化氮供体硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)显著促进上胚轴生长,1mmol/LSNP则抑制绿豆幼苗生长。Cd单独处理抑制根尖抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性而刺激脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)、谷胱甘肽转硫酶(glutathione S-transferase,GST)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase,GR)和过氧化物酶(guaiacol peroxidase,POD)活性上升。0.1mmol/LSNP预处理能够明显缓解Cd对根生长的抑制,降低根尖中MDA含量,提高根尖APX和SOD活性,降低LOX和POD活性,但不影响GST和GR活性。