类芦根系抗氧化酶和植物螯合肽对Cd、Pb胁迫的应答

类芦(Neyraudiarey naudiana)是中国南方金属矿区最为常见的耐性植物,且能大量富集重金属,是修复重金属污染的潜能植物。为研究其对重金属胁迫的应答机制,采用营养液培养的方法研究了不同浓度(0、25、50、100μmol·L~(-1))Cd、Pb处理24 h后,类芦根系氧化损伤、抗氧化酶活性和非蛋白巯基化合物含量的变化。结果表明,在Cd、Pb胁迫下,类芦根系H_2O_2和O_2~(·-)含量显著增加,且伴随有MDA含量的升高,当Cd、Pb浓度为100μmol·L~(-1)时,MDA分别达到6.72和16.12nmol·g~(-1),发生膜脂质过氧化,造成植物氧化损伤。Pb胁迫下,SOD,POD活性随着处理浓度的增加呈现先上升后下降的趋势;Cd胁迫下SOD活性变化趋势与Pb胁迫的相似,而POD活性呈下降趋势。根系非蛋白巯基化合物含量检测显示,Cd、Pb处理下,GSH和PCs均呈先增加后下降的趋势。综合分析得出,类芦根系对不同重金属的不同浓度胁迫响应不一,其能通过调节抗氧化酶活性和植物螯合肽等的合成水平,降低重金属的毒性及其对植物的伤害,从而维持自身的稳态。     

外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发的影响

本文研究了添加外源褪黑素对As~(3+)胁迫下水稻种子萌发及生理指标的影响。结果表明:添加外源褪黑素能促进As~(3+)胁迫下水稻种子的萌发,提高水稻的发芽势和发芽率,促进水稻幼苗的生长。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加100μmol·L~(-1)褪黑素能使水稻种子发芽率和总根长比对照分别提高57.1%和50.0%。添加褪黑素能显著提高As~(3+)胁迫下水稻幼苗中抗氧化酶系统过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,并降低水稻幼芽中丙二醛(MDA)的含量。当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,添加50μmol·L~(-1)和100μmol·L~(-1)褪黑素导致水稻幼芽中POD活性比对照处理分别提高57.5%和114.8%,CAT活性提高29.4%和53.8%,SOD活性提高31.5%和56.0%,丙二醛含量比对照处理降低16.5%和31.9%。添加褪黑素也能显著提高As~(3+)胁迫下水稻的根系活力,当As~(3+)浓度为100μmol·L~(-1)时,50、100μmol·L~(-1)褪黑素处理后根系活力比对照分别提高42.4%和124.1%。这说明添加外源褪黑素可缓解As~(3+)胁迫对水稻的脂质过氧化损害,有效降低As对水稻内膜的破坏,显著缓解As污染对水稻的毒害作用。     

镉胁迫对水稻生长发育的影响及伤流液与稻米镉含量的相关性研究

立足于我国水稻受镉污染的实际情况,研究镉胁迫对水稻生长发育的影响,并探讨伤流液镉含量与稻米镉含量之间的关系,为镉污染地区稻米安全生产提供数据支持和科学指导。采用营养液培育试验方法,选择中嘉早17和泰优390两个水稻品种,设置CK(0μg·L~(-1))、Cd10(10μg·L~(-1))、Cd50(50μg·L~(-1))、Cd200(200μg·L~(-1))、Cd500(500μg·L~(-1))和Cd1000(1 000μg·L~(-1)) 6个Cd浓度处理,分析不同浓度镉胁迫对水稻生长发育的影响以及各部位镉含量与糙米镉含量的相关性。结果表明,与CK相比,ρ(Cd)≤10μg·L~(-1)处理对水稻生长有促进作用,但未达显著水平(P0. 05),当ρ(Cd)10μg·L~(-1)时有抑制作用,Cd浓度越高,抑制作用越明显。水稻各部位镉含量随着镉胁迫浓度的增大而增大,伤流液中镉含量增加幅度与各部位变化趋于一致。伤流液镉含量与糙米镉含量之间存在极显著正相关(P0. 01),且在分蘖期伤流液镉含量能较好地用于预测水稻镉毒害程度。     

羧基化多壁碳纳米管与铅镉对蚕豆幼苗叶片的氧化损伤

蚕豆幼苗悬浮培养于含有羧基化多壁碳纳米管MWCNTs-COOH(0、2.5、5.0和10.0 mg·L~(-1))、20.0μmol·L~(-1)Pb+5.0μmol·L~(-1)Cd(简称Pb+Cd),以及MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合溶液中,15 d后检测叶片生理生化指标的变化,以期为MWCNTs与Pb、Cd复合污染的植物毒性和生态风险性评价提供科学依据。结果表明,随着MWCNTs-COOH浓度的增加,与对照组比较,MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合溶液均诱导了叶片O_2~(·-)和H_2O_2产物的明显积累,并伴随着超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及愈创木酚过氧化物酶(POD)同工酶及其酶活性的升高。2.5 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH单一或与Pb+Cd的复合显著诱导CAT酶活性,10.0 mg·L~(-1)MWCNTs-COOH与Pb+Cd的复合导致CAT酶活性降低至对照组以下,CAT酶可作为早期诊断MWCNTs-COOH或MWCNTs-COOH复合重金属环境污染的敏感的生物标志物。MWCNTsCOOH还诱导了蛋白羰基化、热休克蛋白70(HSP70)、非蛋白巯基(NPT)产物和内肽酶(EP)同工酶活性的增加,与Pb+Cd复合后HSP70产物趋于降低,而蛋白羰基化和NPT产物以及EP酶活性显著升高。叶片抗氧化酶和EP酶活性的升高、HSP70和NPT产物的增加缓解了上述氧化胁迫与损伤,是蚕豆幼苗重要的防御机制。综上,MWCNTs-COOH诱导了蚕豆叶片的氧化胁迫和应激响应,与Pb+Cd复合后则加剧了叶片的氧化损伤与蛋白降解。     

低浓度镉对忍冬生长及光合生理的影响

采用营养液水培方式,以中高浓度镉(25 mg·L~(-1)Cd)为参照,研究不同胁迫水平低浓度Cd对忍冬(Lonicera japonica Thunb.)生长及光合生理的影响.结果表明,低浓度Cd(2.5 mg·L~(-1))对忍冬的生长具有一定促进作用,而25 mg·L~(-1)Cd对其生长并未产生较大影响.当Cd处理浓度为2.5—10 mg·L~(-1)时,其叶绿素含量和净光合速率(P_n)均比对照显著增加,说明低浓度Cd对忍冬生长和光合作用具有一定的毒物兴奋效应.而25 mg·L~(-1)Cd处理对忍冬生长及光合作用产生的影响,可能与膜脂过氧化损伤指标丙二醛(MDA)含量增加相关.当Cd处理浓度为10 mg·L~(-1)时,叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性达到峰值875.51 U·g~(-1),而随着Cd处理浓度的增加,根系中SOD活性持续升高,表明忍冬对Cd具有很强的抗性,这对于Cd污染土壤的实地修复具有重要的现实意义.     

重金属Cd、Pb对褐菖鲉肝脏组织中HSPs基因表达的影响

为了解重金属污染对海洋鱼类热休克蛋白(HSPs)基因表达的影响,将褐菖鲉(Sebastiscus marmoratus)分别暴露于1.6、8、40、200、500μg·L~(-1)Cd、Pb溶液中,用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAM P)定量检测褐菖鲉肝脏HSP60、HSP70、HSP90、HSC70 mRNA表达量。结果表明:Pb仅在40μg·L-1时显著抑制HSP60、HSP90、HSC70 mRNA表达量,8μg·L~(-1)时即可显著抑制HSP70 m RNA表达量,并在40μg·L~(-1)时达到最小值;Cd对HSP60、HSP90、HSC70的诱导不明显,但能显著诱导HSP70,并在500μg·L~(-1)时达到最大值。相比之下,褐菖鲉肝HSP70基因对重金属Cd、Pb污染较为敏感,有潜力成为监测海洋重金属污染的预警分子。     

营养调控影响滇杨幼苗镉积累的效应模型分析

营养调控是强化植物修复效率的重要手段。滇杨(Populus yunnanensis)作为修复土壤镉(Cd)污染的重要候选树种,Cd耐受能力较强,但Cd积累量不高。以滇杨为研究对象,采用“3414”试验设计,开展氮(N)、磷(P)、钾(K)三因素四水平(0、100、200、400 mg·kg^-1)共15个处理的营养调控盆栽试验。通过肥料效应模型推算最佳施肥量、最大Cd积累量以及提升滇杨Cd积累量的最佳施肥方案。结果表明,施加N、P、K均能提升Cd胁迫下滇杨的生物量,提升比例为70.5%-132%,生物量随N、P和K浓度增加而呈现先增加后降低趋势,均在200 mg·kg^-1时达到最大值,施N对生物量的促进最显著。滇杨Cd积累量受N影响最大,其次为P,再次是K。无N处理(N0P0K0、N0P2K2)的Cd积累量最低,高N、高P处理(N2P4K2、N4P2K2)的Cd积累量最高。一元模型拟合结果显示,N以374.704 mg·kg^-1施加时可获得最大Cd积累量(2.168 mg·pot^-1),拟合方程为y=...     

铅、镉对南荻种子萌发和幼苗生长的影响

以中国特有的非粮能源植物——南荻(Triarrhena lutarioriparia)为试验材料,采用水培法研究重金属铅(5、10、20、50、80 mg·L~(-1))、镉(0.5、1、5、10、20 mg·L~(-1))对南荻种子萌发和幼苗生长的影响,旨在为植物修复重金属污染土壤提供一定的依据。结果表明,南荻种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均与铅、镉处理质量浓度呈极显著负相关(P0.01),铅处理质量浓度(≤50 mg·L~(-1))显著增加异常发芽率(P0.05)。铅对南荻根长抑制作用显著(P0.05),当铅质量浓度达到10 mg·L~(-1)时,芽伸长开始受到抑制;镉胁迫对南荻种子根和芽的生长均表现为低浓度促进、高浓度抑制的作用,镉质量浓度为0.5、1 mg·L~(-1)时,南荻根长较对照分别增加18.8%、10.8%,当镉质量浓度≥5 mg·L~(-1)时,根长抑制率与芽长抑制率均显著增大(P0.05)。铅、镉处理对南荻种子根长的抑制作用大于对芽长的抑制作用。回归分析表明,南荻铅胁迫下种子萌发和幼苗生长的临界浓度和极限浓度分别大于镉胁迫对应的浓度,说明南荻种子对铅的耐性强于镉。铅、镉对南荻种子的毒害作用不可逆。     

磺胺二甲嘧啶与镉单一和复合污染对生菜生长的影响

为阐明磺胺二甲基嘧啶(SM2)与镉(Cd)对生菜(LachicasativaL.)的单独和复合毒性效应及其毒性机制,采用随机区组试验研究了水培条件下,SM2(0、0.5、2、10 mg·L~(-1))与Cd(0、1、5 mg·L~(-1))单一和复合污染对生菜种子发芽、幼苗生长和污染物积累的影响。结果表明,单一SM2处理对生菜幼苗根伸长具有一定的毒性效应,与对照相比,单一SM2处理下,随SM2质量浓度的增加(0.5-10 mg·L~(-1)),根长抑制率增加了11.51%-51.87%;但单一SM2处理对生菜发芽率、生物量则无显著影响。而单一Cd处理对生菜发芽率、根生物量以及根伸长均无显著影响。Cd的加入可以增强SM2对生菜的毒害作用,与10 mg·L~(-1) SM2处理相比,10 mg·L~(-1) SM2+5 mg·L~(-1) Cd处理的发芽率降低了7.14%;加入1、5mg·L~(-1)Cd后SM2的根伸长半抑制浓度IC50分别降低了7.89%、23.68%。单一污染条件下,生菜对Cd/SM2的积累随污染物质量浓度的增加而增加。低浓度Cd处理(1 mg·L~(-1))条件下,加入SM2可显著降低生菜根系和地上部Cd含量,但是对于高浓度Cd(5 mg·L~(-1)),加入SM2可以增加根系和地上部Cd积累量。低浓度SM2(0.5、2 mg·L~(-1))条件下,加入Cd可显著促进生菜根部SM2的累积,但高浓度SM2(10mg·L~(-1))条件下,Cd的加入却显著降低生菜根部SM2的累积。SM2处理下,Cd的加入对生菜地上部SM2的积累无显著影响。SM2/Cd在生菜中的富集和迁移受其性质、投加量及质量浓度组合影响,复合污染下生菜对Cd的积累能力在较高Cd质量浓度时表现出协同作用,而对SM2的积累能力则在相对低质量浓度时表现出协同作用。这可能与Cd和SM2复合存在条件下会形成络合物,以及络合物对生菜产生的毒性效应有关。     

吡啶硫酮金属对华美盘管虫抗氧化性的影响

我国近岸局部海域的重金属污染严重威胁着生态环境和人类健康。吡啶硫酮铜(CuPT)和吡啶硫酮锌(ZnPT)在海洋防污和化工产品中的应用近来逐年增加,对其生态毒性及其机理进行研究迫在眉睫。本文以我国南海常见多毛类——华美盘管虫(Hydroides elegans Haswell)为受试生物,研究了CuPT和ZnPT对华美盘管虫的抗氧化系统的影响。试验结果表明在CuPT和ZnPT胁迫下,华美盘管虫体内的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,以及还原型谷胱甘肽含量(GSH)和丙二醛(MDA)含量发生与暴露毒物种类、浓度和时间相关的变化。SOD、CAT和GR的活性在较低浓度(25μg·L~(-1))的CuPT胁迫6 h后呈显著上升趋势,但随暴露时间延长(12 h和24 h),GR的活性显著下降;而暴露于较低浓度(50μg·L~(-1))的Zn PT中,仅SOD活性显著升高,CAT和GR的活性都显著下降。在较高Cu PT(100μg·L~(-1))或Zn PT(200μg·L~(-1))浓度中,CAT和GR的活性都显著下降。GSH含量对Cu PT或Zn PT胁迫的响应呈现明显的时间效应,即随暴露时间的延长,通常由显著上升转为显著下降。MDA含量在Cu PT(100μg·L~(-1))或Zn PT(200μg·L~(-1))高浓度组中呈显著升高趋势。     

镉胁迫对莴苣幼苗生长及抗氧化酶系统的影响

以笋王一号(Lactucasativa L. sativa var.Angustata Irish.cv Sunwang NO.1)为材料,通过营养液水培试验,研究了不同浓度的Cd胁迫对莴苣幼苗生长和抗氧化酶的影响.试验结果表明:10～100 μmol·L-1Cd2+对幼苗株高、根长、叶面积和叶数的增加具有明显的抑制作用,且随着浓度的增加抑制程度加重,但低浓度的Cd2+(1 μmol·L-1)却产生了一定的促进作用;幼苗根、叶中MDA含量和G-POD、叶中SOD活性随着Cd处理浓度的增加明显增加,但根中的SOD在100 μmol·L-1Cd胁迫下明显低于对照,同时,1 μmol·L-1Cd对根和叶片中的APX和CAT活性有一定的激活效应,以后随着Cd处理浓度的提高表现为抑制效应,且随着Cd浓度的增加抑制效应逐渐增强.     

土壤镉、铅及其复合污染胁迫对丁香蓼(Ludwigia prostrata)生长和光合荧光特性的影响

通过室内盆栽土培试验,研究铅(Pb)、镉(Cd)单因素及其复合污染对田间杂草丁香蓼(Ludwigia prostrata Roxb.)生长及光合荧光等生理特性的影响.结果表明:(1)随着Cd、Pb单因素及其复合污染浓度升高,丁香蓼的茎长、根长和鲜重等指标均显著下降(P0.05).(2)叶绿素a、b含量或叶绿素a/b值随胁迫浓度的增加而显著降低.(3)单因素Pb污染对丁香蓼的PSII反应中心(光系统II反应中心)的影响不显著;在单因素Cd的最高浓度T50(80 mg/kg)污染胁迫下,丁香蓼的PSII最大量子产率(QY_(max))、稳态下的有效量子产率(F_v/F_m_Lss)和稳态下的非光化学猝灭(NPQ_Lss)值仅为对照组(CK)的37%、51%、14%;且与对照组相比,Cd胁迫下丁香蓼的F_o、F_m、F_v、F_v/F_o的降幅也均显著高于单因素Pb胁迫下或Pb、Cd复合污染胁迫下的降幅;综合分析表明单因素Cd对PSII反应中心的影响最强,双因素Pb、Cd复合污染影响次之,单因素Pb胁迫下的影响最小.(4)丁香蓼各部位的重金属含量随胁迫浓度增加而上升,且在Pb、Cd复合污染胁迫下,Cd能促进丁香蓼对Pb的吸收.综上表明,丁香蓼对Pb、Cd及其复合污染物均具有较强的耐受性及富集能力,可尝试用于Pb、Cd重金属污染土壤的生态修复.     

应用生物配体模型研究铅和镉及其混合物联合毒性

为探讨生物配体模型(BLM)对金属混合物的适用性,以莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)为研究对象,以藻体内短时间(≤60 min)生物积累量为指标,研究了Pb和Cd对莱茵衣藻的联合毒性作用。结果表明:Pb和Cd单独暴露下,藻体内生物积累过程可用米门方程(Michaelis-Menten equation)来描述。计算得到Cd传输位点的最大吸收通量Jmax为(8.312±0.034)×10-12mol·cm-2·s-1,该位点的半饱和系数(米门系数)KM=(1.012±0.032)×10-6mol·L-1,稳定常数KCd=0.988×106(mol·L-1)-1;Pb传输位点的Jmax为(1.28±0.039)×10-11mol·cm-2·s-1,该位点的KM=(3.56±0.34)×10-7mol·L-1,KPb为2.81×106(mol·L-1)-1。Cd和Pb的竞争实验中,当固定Cd的浓度,其吸收通量随Pb的增加而显著降低;固定Pb的浓度,其吸收通量随Cd的增加略有降低。这表明Pb和Cd可能存在相同的传输位点,且Pb对传输位点的结合能力要远大于Cd。在低浓度Pb和Cd的混合暴露溶液中,短时间内绿藻对Pb的生物积累量会远大于Cd。研究结果表明BLM可用于描述低浓度下Cd和Pb的竞争关系。     

有机磷及氨基甲酸酯类农药单独和联合作用对PC_(12)细胞DNA损伤的影响

研究有机磷类农药毒死蜱和对硫磷、氨基甲酸酯类农药克百威和残杀威单独及联合染毒大鼠嗜铬细胞瘤株(PC12细胞)所致的DNA损伤情况及联合作用模式。分别以0μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)、400μmol·L~(-1)的有机磷农药毒死蜱、对硫磷与0μmol·L~(-1)、25μmol·L~(-1)、50μmol·L~(-1)、100μmol·L~(-1)、200μmol·L~(-1)的氨基甲酸酯类农药克百威、残杀威单独及两两联合染毒PC12细胞12 h后进行彗星实验,采用彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩3个指标来衡量DNA损伤程度。结果表明:毒死蜱、克百威、对硫磷、残杀威染毒PC12细胞12 h后,细胞出现拖尾,呈现典型的彗星图像。染毒后PC12细胞彗尾长度、尾部DNA百分含量、尾矩较对照组显著增加,差异有统计学意义(P0.01)。析因分析表明,无论低剂量联合还是高剂量联合,毒死蜱与克百威、对硫磷与残杀威均有交互作用(P0.01),作用模式为协同作用。以上结果提示,有机磷及氨基甲酸酯类农药单独及联合作用均可引起PC12细胞DNA损伤,联合作用后损伤程度要高于单独作用,且低剂量和高剂量联合时均存在交互作用,作用模式为协同作用。     

硅对镉胁迫下菜心微量元素吸收与转运的影响

为探讨镉(Cd)胁迫下,施硅(Si)处理对植物体对微量元素吸收与转运的影响,采用营养液培养方式,研究了在低(1μmol·L~(-1))、高(5μmol·L~(-1))Cd胁迫下施Si处理对菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis)地上部、根部微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)含量,根系质外体、共质体及细胞壁中微量元素含量分配和木质部中各微量元素浓度变化的影响。结果显示,(1)Cd胁迫下菜心地上部对微量元素的吸收均表现出"低促高抑"的趋势,根部吸收紊乱,施Si后,地上部Fe、Cu、Zn含量呈不同程度的增加趋势,但Mn含量降低;根部Fe、Cu、Zn含量在施Si后也普遍增加,但差异不显著,对Mn则表现出拮抗作用。(2)Cd胁迫破坏了根系质外体、共质体、细胞壁中微量元素分布平衡,施Si处理普遍提高根系共质体和细胞壁中Fe、Cu、Zn含量,同时降低了Mn含量,增大了共质体中各微量元素的分配比例。(3)施Si普提高了木质部中Fe、Cu、Zn的浓度,降低了Mn的浓度,缓解了Cd对木质液中微量元素运输的影响。结论:Cd胁迫下,施Si通过提升微量元素在根系共质体及共质体的再分配,增强木质部微量元素的转运能力及其在地上部的富集能力,维持了菜心在Cd胁迫下的微量元素平衡。     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)对铜(Copper,Cu)胁迫下广藿香(Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)幼苗生长、Cu~(2+)积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10—80μmol·L-1Cu~(2+)降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu~(2+)浓度增大抑制作用增强.与Cu~(2+)胁迫相比,外源添加0.10—0.50 mmol·L~(-1)As A提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量;随As A浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L~(-1)的As A能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40μmol·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu~(2+)胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

不同锰处理对镉胁迫下2种油菜重金属累积和根系形态的影响

采用水培试验,研究Cd胁迫(10μmol·L~(-1))条件下,不同浓度Mn(0,0.1,1,10,100μmol·L~(-1))处理对2种镉累积能力不同的油菜生物量、Cd和Mn含量以及根系形态参数的影响。结果表明,与正常营养处理Mn1相比,缺Mn和Mn过量处理显著降低2种油菜的地上部和镉低积累油菜"华骏"的根部生物量,而对普通油菜"寒绿"的根部生物量没有显著影响。与Mn1处理相比,缺Mn处理下2种油菜的Cd累积总量和"华骏"地上部Cd含量显著降低;Mn过量处理下2种油菜根部和地上部Cd含量均呈升高趋势,2种油菜的Cd累积总量无显著变化或显著降低。随Mn处理浓度升高,2种油菜地上部和根部Mn含量显著升高,缺Mn处理下2种油菜根部的Mn含量低于Mn缺乏的临界值。与Mn1处理相比,缺Mn处理下"华骏"的根长、表面积、体积、平均直径和根尖数显著降低;Mn过量处理下"寒绿"的根长以及"华骏"的根系表面积、体积显著降低;缺Mn处理下2种油菜细根表面积所占的比例增加,粗根表面积比例降低;Mn过量时,"寒绿"的粗根表面积比例增加,细根比例降低,而"华骏"则相反。总的来看,缺Mn处理影响油菜根系和地上部生长,减少地上部Cd含量和植株Cd累积总量;Mn过量处理下油菜生长也受到抑制,但是油菜地上部和根部Cd含量有所升高;2种油菜的根系形态学参数在不同Mn处理下变化规律不同,表现出不同的响应策略。     

3种镉超富集植物毛状根体系对镉胁迫响应的比较

近年来,转基因毛状根组织被越来越多地应用于重金属和有机污染物的植物修复技术研究中,已成为进行污染物毒性响应机制研究的便捷的实验室工具。为了探究龙葵、油菜、芥菜3种镉(cadmium,Cd)超富集植物对Cd毒性胁迫响应的差异,以诱导出的3种植物毛状根为研究材料,从毛状根的生长状态、富集Cd的能力、根组织细胞的凋亡程度和抗氧化酶活性等方面进行了探讨。结果表明:Cd浓度为0~50μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根受Cd毒害的影响都不明显;Cd浓度为75~100μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根均表现出对Cd胁迫的防御响应。在较高的Cd浓度(100μmol·L-1)下,龙葵毛状根的生物量受Cd毒害的影响最小,芥菜次之,油菜受影响最大;同时龙葵毛状根富集的Cd含量最高(745.0μg·g-1),芥菜次之(681.4μg·g-1),油菜最差(505.2μg·g-1)。龙葵、油菜、芥菜毛状根在Cd胁迫下的细胞凋亡水平均随Cd浓度的升高而升高,当Cd浓度为100μmol·L-1时,龙葵毛状根比油菜和芥菜毛状根的细胞凋亡程度均低。同时3种植物毛状根在不同浓度Cd处理下抗氧化酶活性的变化有一定差异。从上述结果综合来看,龙葵毛状根受Cd毒害的影响最小、富集Cd的能力最好,是进一步开展Cd超富集植物转基因改造研究的较好的实验室载体。     

氮源对盐藻生长及细胞物质组成的影响

杜氏盐藻(Dunaliella salina)细胞内含有大量的蛋白质、多糖、甘油、脂类、β-胡萝卜素等物质,不仅是水产养殖育苗常用的饵料,而且在食品、医药和保健品等日常生活用品中具有独特的经济价值。研究常见氮源形式和浓度对盐藻生长和细胞物质组成的影响,探索适宜于不同培养目的的氮源供给方式,可为盐藻的大量培养、开发应用提供依据。文章针对NaNO_3、NH_4Cl和CH_4N_2O等3种不同形式及200、600和1 800μmol·L~(-1)等3种不同浓度的氮源,研究了不同的氮源供给条件下杜氏盐藻的生长情况和细胞的物质组成。结果表明,盐藻生长可利用所测试的3种氮源。就氮源形式而言,最终生物量表现为CH_4N_2O≥NaNO_3NH_4Cl,盐藻更偏好有机氮源CH_4N_2O;就氮源浓度而言,最终生物量表现为1 800μmol·L~(-1)≥600μmol·L~(-1)200μmol·L~(-1),600μmol·L~(-1)以上的浓度上升对于进一步提高生物量没有显著性贡献。在200μmol·L~(-1)时,有机氮源CH_4N_2O比无机氮源NaNO_3、NH_4Cl更有利于盐藻生长。氮源形式对盐藻细胞中蛋白质含量的影响不显著,但显著地影响细胞中糖和脂肪的积累。有利于糖积累的氮源形式表现为NH_4Cl≥NaNO_3CH_4N_2O,而有利于脂肪积累的氮源形式表现为NH_4Cl≥NaNO_3≥CH_4N_2O。高氮源浓度有利于盐藻细胞蛋白质的积累,但对糖和脂肪的积累效果不显著,对盐藻细胞糖和脂肪的积累最佳的氮源是200μmol·L~(-1) NH_4Cl。针对以脂肪为目标物质的盐藻培养,推荐采用二段培养方案,即在第一段培养时采用200μmol·L~(-1) CH_4N_2O为氮源,以获得较大的生物量;在第二段培养时采用200μmol·L~(-1) NH_4Cl,以提高单位细胞的脂肪含量。     

镉胁迫对不同水稻品种幼苗根系形态和生理特性的影响

为了解植物根系对重金属镉的反应,以水稻秀水63和秀水09为试验材料,采用溶液培养方法,研究不同浓度镉(0、1、5、10、25、50、100 μmol·L~(-1))对水稻幼苗根系形态和部分生理特性的影响.结果表明:1 μmol·L~(-1)镉处理对2个水稻品种根系生长有一定的促进作用,表现为植株干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力均略有升高.但随着镉浓度(5～100 μmol·L~(-1))增加,表现出一定的抑制效应,与对照相比,秀水63和秀水09分别在10 μmol·L~(-1)和25 μmol·L~(-1)镉处理时的根系干质量、根系总长度、根系表面积、根体积和根系活力明显受到抑制,而根系平均直径、质膜透性均有所增加.不同浓度镉胁迫对两个水稻品种直径≤1.5 mm的根系生长影响最大,其中高于10 μmol·L~(-1)镉胁迫下,秀水63直径≤1.5 mm根系长度、根系表面积和根系体积分别降低了11.89%～55.39%、10.77%～57.27%和18.37%～67.35%,秀水09分别降低了6.84%～40.48%、8.55%～42.79%和16.50%～52.42%.本实验结果表明,2个水稻品种对镉胁迫存在着一定的差异,秀水09对Cd胁迫的耐受能力要强于秀水63.