垂序商陆对污染水体重金属去除潜力的研究

以超积累植物垂序商陆为实验材料,通过温室实验,探讨其应用于污染水体的植物修复潜力.选取生长一致的垂序商陆幼苗置于不同重金属水平(Mn2+,Zn2+和Cd2+)的生长介质,分别在0,2,4,6,8和10 d测定溶液中的重金属含量;10 d后收获垂序商陆,并将植株分为地上部和根系,用原子吸收法测定植物不同部位的重金属含量.研究结果表明:10 d内垂序商陆对Mn2+,Zn2+和Cd2+的去除率分别为35.4%～49.7%,38.1%～40.0%和50.8%～53.7%;在不同条件下垂序商陆体内重金属含量不同,但均随着生长介质中重金属水平的提高而上升;垂序商陆地上部分锰含量较高,而锌和镉则主要吸附在根系;垂序商陆对水体重金属的去除能力表现为植株吸收和根系吸附作用的复合;利用垂序商陆种苗实施低浓度重金属废水的植物修复具有广阔的应用前景.     

锰对美洲商陆和小飞蓬根系形态及根系分泌物的影响

为进一步阐明植物对锰毒的耐性机制,从根系出发,以美洲商陆与小飞蓬为实验材料,设置了5个锰处理浓度:0.005,1,5,10和15 mmol/L,用水培方法进行实验,处理14 d时分别对2种植物根系进行扫描,并测定其根系分泌物中的总糖、氨基酸和有机酸含量.结果表明:美洲商陆在锰浓度大于1 mmol/L时促进根系生长,表现为其根长、根体积随锰浓度的升高而增加,根直径随锰浓度的升高而逐渐变小;小飞蓬的根长与根体积随着锰浓度的增加而逐渐变小,根直径的变化无明显的规律;随着锰浓度的增加,2种植物根系分泌物中的有机酸含量增加,氨基酸与总糖含量先增加后减少,美洲商陆根系分泌物中总糖、氨基酸和有机酸的含量均高于小飞蓬,这可能是其耐性机制之一.     

锰胁迫下商陆生理响应的FTIR分析

以新发现的锰耐性植物商陆为实验材料,研究在不同Mn2+浓度下(0.005,02,0.5,1 0,2.0,5 0和10.0 mmol/L)商陆不同组织器官的傅里叶红外光谱(FTIR)图谱变化.研究结果表明:茎组织在3 420和2 926 cm-1处峰高先上升后下降,反映糖类和氨基酸等有机物在低Mn2+条件下往往作为渗透性调节物质出现,其含量升高;但随着Mn2+浓度的升高,其合成和运输受限,有机物含量逐渐下降;根组织在2 926 cm-1处峰先减弱后增强,说明商陆分泌的有机酸不断螯合Mn2+,造成羧酸O-H减少;随着Mn2+浓度的升高,其羧酸螯合力变弱;叶组织在1640 cm-1处的显著吸收峰可能与商陆叶中氨基酸、多肽和蛋白质类物质含量升高有关,或与根部输送的羧酸盐过多有关,且与根部此处峰值的下降趋势相吻合;商陆根、茎、叶在1 060 cm-1处和最高浓度下峰值的变化主要表现在膜脂过氧化,这可能与商陆的锰耐性有关.     

镉胁迫对垂柳镉、铁、锰的吸收及生理特性的影响

为了探究镉胁迫下垂柳生长和生理特性的变化,以垂柳枝条为对象,采用水培方式,设置Cd Cl2浓度分别为0(对照组)、10、50和100μmol/L 4个处理组,研究不同程度的镉胁迫对垂柳生长、不同器官对镉、铁、锰的吸收及部分生理特性的影响.结果表明:低浓度的镉胁迫(10μmol/L)不会影响垂柳的生长,高浓度的镉胁迫(50和100μmol/L)则会抑制垂柳的生长,而且随着镉处理浓度的增大抑制作用增强.镉主要富集于垂柳的根系中,其次是叶和新茎.随着镉处理浓度的增大,锰在垂柳不同器官中的含量降低.铁含量在低浓度Cd处理下呈增加趋势,当镉处理浓度达到50μmol/L时铁含量达到最大值,镉处理浓度进一步增加时铁含量下降.随着镉处理浓度的增加,垂柳叶和根中的H_2O_2、MDA一直呈增加趋势,叶中的可溶性蛋白含量随Cd处理浓度的升高而增加,根中可溶性蛋白含量则是先增加后降低.     

锰胁迫对垂序商陆叶片抗氧化系统的影响

通过水培试验研究了不同浓度锰处理（0μmol·L^-1、1000μmol·L^-1、5000μmol·L^-1、8000μmol·L^-1、12000μmol·L^-1和15000μmol·L^-1）对垂序商陆抗氧化系统的影响。结果表明：锰处理15d与30d相比较,两者过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性及H2O2含量与O2^-产生速率的变化趋势基本一致。POD和CAT活性随锰处理浓度增加而上升,在高锰浓度下其活性上升明显,高达12000μmol·L^-1时活性最高;H2O2含量随锰处理浓度增加呈现先下降后上升的趋势;O2-产生速率与SOD活性随锰处理浓度增加均逐步上升。垂序商陆的抗氧化酶系统一直对其机体在胁迫逆境中起着重要的防御和抵制作用。     

锰超积累植物杠板归根系分泌金属离子特性研究

以锰超积累植物杠板归(Polygonum perfoliatum L.)为试验材料,采用水培法,设计5个锰浓度:0.005(对照)、1、5、10、15 mmol/L,进行锰处理30 d时收集根系分泌物,测定6种金属离子含量.结果表明,根系分泌物中的Mn2+含量随着锰处理浓度的升高而升高;而Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Zn2+含量随着锰处理浓度的升高而呈现出先减少后增加的趋势,中低浓度锰处理(1、5 mmol/L)的含量低于对照的,高浓度锰处理(10、15 mmol/L)的金属离子含量则高于对照的,15 mmol/L Mn处理中的Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Zn2+含量分别比对照的增加了37.1%、63.2%、35.2%、220.0%、235.0%;各处理下金属离子含量高低顺序为:Ca2+>Mg2+>Zn2+>Fe2+>Al3+,这与植物对不同金属元素需求量的大小相似.     

锰胁迫对美洲商陆幼苗抗氧化酶系统的影响

在Hoagland培养液中添加不同浓度(0.1、5、10、20 mmol·L-1)的MnSO4溶液模拟锰污染环境,研究重金属锰胁迫对美洲商陆幼苗抗氧化酶系统的影响。结果发现,随着锰处理浓度的增加,美洲商陆幼苗叶片的过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均表现出先上升后下降的趋势。锰离子浓度在0.1～10 mmol·L-1时,两种酶活性随浓度增加而增强,而浓度达到20 mmol·L-1时则酶活性表现出下降趋势。这表明美洲商陆幼苗可以耐受较高浓度的重金属锰胁迫,可以通过抗氧化酶活性的增强来加速消除氧自由基,抵抗重金属污染的危害。本研究结果表明美洲商陆在重金属锰污染土壤的修复中具有潜在的应用前景。     

铝处理对豌豆幼苗生长和热值的影响

用不同氯化铝(AlCl3)浓度(0、2、4、6 mmol/L)的培养液处理豌豆幼苗,研究在Al处理条件下豌豆幼苗的生长和热值变化.结果表明,当Al浓度高于2 mmol/L时,豌豆幼苗的根长、茎长、叶片数及各器官含水量等均下降,生物量、叶绿素含量和热值也随Al浓度的增加而下降,豌豆的光合生长受到显著影响.Al浓度为6 mmol/L时,豌豆根、茎、叶的生物量分别下降22.92 %、22.18 %和56.89 %,以叶片降幅最大;热值分别下降21.87 %、6.58 %和3.49 %,根对Al处理最为敏感.     

蓝莓根系对土壤锰胁迫的生理响应

【目的】了解蓝莓对土壤中锰元素的耐受能力,为蓝莓的高效栽培和安全生产提供依据。【方法】盆栽条件下采用不同浓度(0、1.0、2.5、5.0、10.0 mmol/L)锰离子(Mn~(2+))浇灌处理蓝莓品种‘Gardenblue’和‘Tifblue’,测定根系超氧阴离子■产生速率,以及过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白(SP)、抗坏血酸(AsA)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量变化,通过分析蓝莓根系的生理反应,评估蓝莓对土壤锰的耐受能力。【结果】土壤外源Mn~(2+)处理浓度低于2.5 mmol/L对植株的正常生长无影响,当处理浓度达到或超过2.5 mmol/L时对植株正常生长产生一定的影响。随着Mn~(2+)浓度增加,蓝莓根系中■产生速率和H_2O_2、MDA含量均在2.5 mmol/L Mn~(2+)处理后变化显著,SP、AsA和GSH含量亦变化显著,其中‘Gardenblue’各指标的变化较‘Tifblue’平缓。分析认为蓝莓对土壤锰胁迫具有较强的耐受性,其耐受机理主要是由于植株体内抗氧化物质如SP、AsA和GSH等的增加。【结论】蓝莓植株内存在多种调控锰胁迫的机制,其对土壤锰胁迫具有较强的耐受性,耐受阈值为2.5 mmol/L。     

Cu~(2+)对小麦幼苗形态及相关生理影响的初步研究

对露白小麦幼苗进行Cu2+处理(连续8日),研究不同浓度Cu2+的条件下,小麦幼苗形态及相关生理变化和小麦幼苗的组织内铜含量变化.结果表明:在叶长、根叶重量、叶细胞膜透性、根系活力等形态和生理方面,0.1 mmol/L CuCl2处理下表现最佳,在无CuCl2和0.5 mmol/L CuCl2这两种处理下较差.组织内部铜含量总体上随介质铜浓度的升高而增加,且根系含量相对高于茎和叶片.     

盐胁迫对番茄幼苗热值、能量积累及分配的影响

研究了基质盐度(0、80、160、240 mmol/L NaCl)对番茄(Lycopersicon esculentumMill.)幼苗热值和能量积累的影响.结果表明:番茄幼苗干物质和能量积累存在低盐促进和高盐抑制的现象,最大值出现在80 mmol/L NaCl处,干物质为6.39 g,能量积累达92.20 kJ.随基质盐度升高,干物质和能量积累倾向于叶片中.番茄幼苗干质量热值和去灰分热值存在不同的变化规律.随盐度升高,根干质量热值和去灰分热值显著增加,而在茎叶和整个植株中,干质量热值逐渐下降,去灰分热值最大值则出现在80 mmol/L NaCl处.     

供氮水平对长白落叶松幼苗生物量、氮磷浓度及其季节变化的影响

在温室内以长白落叶松幼苗为材料进行砂培试验,探讨了4种不同氮素浓度(1、4、8、16 mmol/L代号分别为N₁、N₄、N₈、N₁₆)处理对长白落叶松幼苗生物量以及根、茎、叶氮磷分配的影响。结果表明:①氮素供给浓度显著影响幼苗生物量,7、8、9月份均在N₈水平下达最大,从7月份到9月份,叶片生物量占全株比例逐渐降低,而根系生物量所占比例逐渐增加。②随着供氮水平的提高,苗木根、茎、叶中氮浓度明显增加。生长末期根、茎、叶中氮浓度平均达到生长初期的1.46、1.48、1.17倍。不同氮处理下幼苗根、茎和叶全磷浓度呈现波动性变化。③幼苗体内氮贮量随着落叶松的生长呈明显上升趋势。9月份全株氮贮量比7月份平均增加了2.86倍。氮贮量分配在不同部位有很大不同,分配到叶片中的比例在7月份最高,平均为60%,而分配到幼苗根系中氮贮量的比例随苗木的生长而逐渐增加,在9月份相对值最高,达到41%。不同氮处理之间氮贮量分配比例相差不大。④长白落叶松幼苗根、茎、叶磷贮量变化规律与氮贮量一致,只是变化幅度低于氮。     

毛葱的镉吸收积累及亚细胞分布特征

采用营养液培养法、亚细胞组分差速分离技术和电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP-AES),研究不同浓度Cd2+(1、10、100μmol/L)胁迫下,毛葱幼苗不同部位Cd、Fe、Mn、Cu、Zn等金属元素吸收积累的特点,以及根和叶中Cd的亚细胞分布状况.结果表明:(1)随着营养液中Cd2+浓度的增加,毛葱根、茎、叶各器官中Cd的含量均显著增加,Cd主要集中在根部,向地上部分的运输量很少;(2)Cd的吸收积累改变了根、茎、叶中Fe、Mn、Cu、Zn等矿质元素的含量;(3)叶和根各亚细胞组分中Cd的含量为:细胞壁组分细胞质可溶性组分细胞核、叶绿体组分线粒体组分;(4)随着营养液中Cd2+浓度的增加,细胞壁和细胞质组分中Cd增加的幅度远远大于线粒体、细胞核和叶绿体组分,Cd在细胞壁和细胞质组分中的分配比例呈上升趋势,在线粒体、细胞核及叶绿体中的比例呈下降趋势.这说明植物吸收的Cd主要积累在根部,细胞水平上,多数的Cd被细胞壁沉淀螯合和液泡区室化,避免了Cd对新陈代谢旺盛的亚细胞组分的影响.     

稀土元素铈对小麦幼苗镉伤害的防护效应

通过长期暴露（7d,16d)试验和无矿质营养元素竞争短期暴露（24h)试验,研究镉对小麦幼苗生长影响及其生物可利用性,进而研究稀土元素铈对镉造成的小麦损伤的防护效应及生物可利用性的影响。结果表明,镉抑制小麦生长、降低根系及茎叶矿质元素的含量。铈对镉引起的生长抑制及营养障碍无明显的保护作用。但铈可明显降低小麦幼苗茎叶及根系中隔的生物富集量。     

3-吲哚乙酸和水杨酸对芥菜型油菜耐受／积累铅的影响

应用盆栽实验研究土壤受到铅污染时,外源3-吲哚乙酸和水杨酸对芥菜型油菜耐受和积累铅的影响.过量铅降低芥菜型油菜的生物量和叶绿素含量,增加SOD活性和MDA含量.添加外源IAA和SA增加芥菜型油菜的生物量和叶绿素含量.添加IAA增加芥菜型油菜的SOD活性和MDA含量,而施用SA则降低芥菜型油菜的SOD活性和MDA含量.添加外源SA对芥菜型油菜体内铅含量影响不显著.IAA单独施用或IAA/SA联合处理都显著增加芥菜型油菜体内铅含量.     

不同浓度赤霉素溶液对棉花幼苗发育的影响

赤霉素作为一种高效能的植物生长调节物质对棉纤维的分化和发育有着非常重要的影响。实验用不同浓度的赤霉素(GA3)溶液处理棉花幼苗,以期通过对其生根情况及茎叶发育情况的观察研究,寻找到最有利于棉花幼苗发育的最适GA3浓度。结果表明:不同浓度的GA3溶液对棉花幼苗主根、侧根及茎叶的发育均有显著影响。其中,0.2 mg/L的GA3溶液为棉花幼苗发育的最适浓度,该浓度可同时较明显地促进棉花幼苗主根、侧根及茎叶的发育。     

A newly-discovered Cd-hyperaccumulator Solanum nigrum L.

Phytoremediation emerged in early the 1980s is animportant technology for remedying contaminated sites.One of the most promising phytoremediation technologiesis phytoextraction using hyperaccumulators to removeheavy metals from contaminated soils. The ter…     

Effects of metal ions and heat shock on the expression of a metallothionein-like gene htMT2 in Helianthus tuberosus

The expression of htMT2 in tissues of Helianthus tuberosus treated with metal ions and heat shock is studied by Northern blot hybridization. The results indicate that htMT2 is not expressed in roots. The expression in leaves and stems can be reduced by Cu2+ and induced by low concentration of Zn2+. However, the expression of htMT2 can be suppressed by Zn2+ when its concentrations are above 500 μmol/L. The effects of Ca2+ on the expression of htMT2 in leaves are similar to that of Zn2+. But Ca2+ induces the expression of htMT2 in stems. The expression levels of htMT2 in various tissues are not significantly affected by heat shock. The results above demonstrate that the expression of htMT2 can be regulated by metal ions and confirm that htMT2 is a new metallothionein-like gene.     

Pb uptake, accumulation, subcellular distribution in a Pb－accumulating ecotype of Sedum alfredii （Hance）

Lead concentrations in roots, stems and leaves of accumulating and non-accumulating ecotypes of Sedum alfredii (Hance) were studied through a hydroponic experiment with different Pb concentrations sup-plied as Pb( NO3 )2 .Lead concentrations in leaves and stems of the accumulating ecotype were 4-9 times and 3-5 times those of the non-accumulating ecotype, and Pb-accumulated amounts in stems and leaves of theaccumulating ecotype were 4-9 times and 8-1l times higher than those of the non-accumulating ecotype,respectively. The results indicated that the accumulating ecotype had better ability to transport Pb from roots toshoots. The subeellular distributions of Pb in the root, stem and leaf tissues were studied using sucrose differ-ential centrifugation. Approximately 50% of Pb contents was found to be associated with the cell wall fractionin stems of the accumulating ecotype and the percentage increased to 80％ both in roots and leaves, no matter when plants were grown with different levels of Pb. The results indicated that the distribution of Pb on cell walls of the accumulating ecotype could mainly account for the high tolerance to Pb.