六价铬胁迫对李氏禾根系分泌物和微生物组成的影响

为探讨Cr(Ⅵ)与李氏禾根系分泌物组分的相互作用关系,并找出与Cr(Ⅵ)还原相关的关键微生物,研究了6个Cr(Ⅵ)处理浓度(0,40,60,80,100,120 mg/L)对人工湿地微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)中李氏禾根系分泌的有机物种类及含量的影响,同时测定了对照和最优铬处理浓度下系统中的微生物群落。结果表明：1)铬胁迫对李氏禾根系分泌物的影响呈先增加后降低的趋势,当Cr(Ⅵ)处理浓度为80 mg/L时,根系分泌物的化合物最多。2)根系分泌物以脂类、烷类、酚类、烯类和醇类物质为主,其中烷类物质居多。3)六价铬胁迫显著增加了Geobacter在CW-MFC系统中的丰度,这可能是李氏禾中参与铬还原和富集相关的关键微生物。     

扁穗牛鞭草对铬的吸收积累特征研究

采用盆栽实验法,研究不同浓度铬胁迫下扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)对Cr的吸收积累及生理特征.结果表明,在梯度实验中,植物体内的富集系数＞1.0,转移系数除对照组外都＜1.0.当铬处理浓度达80 mg/L时,根、茎和叶中铬的含量分别为1565.83 mg/kg、57.38 mg/kg和763.6...     

李氏禾耐铜胁迫的积累特征及生理响应

在重金属铜(Cu)的胁迫作用下,通过水培李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)研究其对Cu的耐受积累能力及生理响应特征,为植物修复Cu污染土壤提供理论支撑。结果表明:在不同Cu处理浓度下,李氏禾茎和叶部分对Cu的最大积累量可达到841. 65 mg/kg;高浓度Cu胁迫作用下,李氏禾叶片中的叶绿素含量降低,丙二醛(MDA)含量显著增加,叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(CAT)、过氧化氢酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的酶活性呈先升后降的趋势。随着Cu处理浓度的增加,脂质过氧化作用加剧,生长细胞受到严重损伤,李氏禾生长受阻,生物量下降。李氏禾虽不是典型的Cu超富集植物,但却对高浓度的Cu污染水体有较好的富集效果,可作为Cu污染区域的潜在修复植物。     

腐植酸对李氏禾-红壤处理系统中铬赋存形态、微生物群落及酶活性的影响

研究了不施加和施加10g/kg腐植酸后,李氏禾(Leersia hexandra Swartz)-红壤处理系统中基质和李氏禾体内铬赋存形态、微生物群落数量及酶活性的变化。结果表明:施加腐植酸后,基质中以残渣态铬为主;李氏禾茎叶中以残渣态铬为主,根中则以盐酸提取态铬为主。腐植酸能显著促进细菌、真菌和放线菌生长繁殖,3大菌群数量最大值分别为6.76×107,4.48×107,7.71×107CFU/g。酶活性分析表明,施加腐植酸有利于提高蔗糖酶、碱性磷酸酶活性,降低过氧化氢酶和多酚氧化酶酶活性。相关性分析表明,多酚氧化酶和过氧化氢酶活性均与细菌数量和腐植酸浓度呈负相关,细菌、真菌和放线菌数量与腐植酸浓度呈正相关。3大菌群数量均与基质残渣态铬含量呈正相关。蔗糖酶与基质和李氏禾体内铬形态含量均呈负相关;多酚氧化酶活性与李氏禾体内大部分铬形态含量呈正相关。     

单一与复合胁迫下油菜对镉、铅的吸收效应

以干旱区绿洲灰漠土为供试土壤,油菜(Brassica campestris L.)为供试植物,通过盆栽试验研究了Cd/Pb单一和复合胁迫下其在油菜体内的吸收和富集特征,并解析了油菜条件下Cd、Pb的交互作用.结果表明,Cd/Pb单一和复合胁迫下油菜体内Cd、Pb的含量均随着其胁迫浓度的增大而增大,但复合胁迫下油菜对Cd、Pb的吸收互为拮抗作用(Cd最大胁迫浓度<7mg.kg-1,Pb最大胁迫浓度<1 500 mg.kg-1);Cd单一胁迫下油菜对其富集能力和其在油菜体内的迁移能力均随着其胁迫浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,Pb单一胁迫下油菜对其富集能力和其在油菜体内的迁移能力则均随着其胁迫浓度的增加而持续减小;复合胁迫降低了油菜对Cd、Pb的富集能力和Pb在油菜体内的迁移能力,但提高了Cd在油菜体内的迁移能力;油菜对Cd的吸收能力和其在油菜体内的迁移能力均远远大于Pb;油菜对重金属Cd、Pb的吸收和迁移模式均符合二次方程.     

田字草对重金属V、Cr胁迫的生理反应及其富集能力

研究分析了田字草在不同V、Cr污染浓度(1,5,15mg/L)下对V、Cr的富集能力以及V、Cr污染对田字草生长状况、生理特性的影响。结果表明:随着V、Cr污染浓度的提高,田字草生长受到明显抑制,相同浓度Cr污染环境下田字草长势明显好于V污染环境下田字草,并且田字草的SOD、POD、CAT活性、MDA含量及叶绿素含量、叶绿素a/b值总体呈现出先升高后降低的趋势;相同污染浓度下田字草体内Cr的富集量均高于对V的富集量,根系对重金属V有着较强的滞留率,均超过50%。在V浓度1,5,15 mg/L情况下植物体内平均重金属浓度分别为360.03,1 170.01,2 058.25 mg/kg。在Cr浓度1,5,15 mg/L情况下植物体内平均重金属浓度分别为505.45,1 397.61,2 426.59 mg/kg,表明田字草对V、Cr均具有一定的富集能力,且对于Cr的富集能力强于V,因此田字草可作为钒、铬污染水体修复植物。     

人工湿地中土霉素胁迫对杂交狼尾草及土壤特征的影响

为了解人工湿地处理养殖废水过程中抗生素对湿地资源型植物(杂交狼尾草)和土壤的影响。采用实验模拟方法研究了杂交狼尾草叶绿素含量、蛋白含量和抗氧化酶系统及土壤酶活性在不同土霉素浓度胁迫下(0~10 mg/L)的响应情况。研究结果指出:植物叶绿素含量和总蛋白含量在高浓度胁迫(>100μg/L和10μg/L)下会被显著毒性抑制,而在低浓度条件下表现为毒性兴奋效应。相比对照组,植物超氧化物歧化酶在不同土霉素胁迫条件下,活性均会被显著激活。而植物过氧化物酶和过氧化氢酶活性在高浓度条件下会明显降低,两者抑制率分别为11.8%~32.8%和54.3%~63.3%。而土霉素对土壤中蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性毒性强度随着投加浓度升高而增加,但在高浓度(>10μg/L)胁迫条件下才会作用显著(P<0.05)。研究结果表明人工湿地处理养殖废水过程中低浓度抗生素的存在,有益于湿地资源型植物的生长,并且土壤环境可耐受其毒性作用。     

六价铬高富集植物筛选的研究

通过测定人工培育的植物体内铬的含量,研究不同浓度的六价铬胁迫对不同植物的生长状况,株高、根长、鲜物质量、干物质量和铬富集的影响以及胁迫前后超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及丙二醛(M DA)的含量变化.目的是筛选出重金属Cr高富集植物,为铬污染土壤的植物修复提供理论依据.结果表明,人工种植的植物中蓖麻的耐重金属Cr的能力较强,对铬的富集量也较高,可以作为一种铬的高富集植物,对于蓖麻果实中铬含量的消除有待作进一步研究.     

两种外源有机酸对土壤Cd形态及秋华柳Cd积累的影响

秋华柳(Salix variegate Franch.)因具有良好的重金属耐受和积累能力,常被作为重金属污染土壤修复工程物种.通过盆栽模拟试验,分析了不同浓度外源草酸和酒石酸处理下土壤Cd形态的变化和秋华柳Cd含量的积累特征,以探究外源有机酸在Cd污染土壤植物修复中的应用潜力.结果表明:添加外源酒石酸可显著降低土壤非有效性Cd含量,增加土壤中以可交换态Cd为主的有效性Cd含量,促进了秋华柳对Cd的积累,同时也显著提升了植株的富集系数,其中添加5 mmol/kg酒石酸的处理效果最佳.与CK相比,添加5 mmol/kg外源酒石酸可显著增加秋华柳根、茎和叶中的Cd积累量,地上、地下部分和全株的Cd积累量分别提升了62.2%、75.9%和78.4%,地上和地下部分富集系数分别提升了173.0%和178.8%.添加外源草酸对土壤有效性Cd含量没有显著影响,秋华柳根、茎和叶的Cd含量和积累量无明显提升.研究显示,添加较低浓度的酒石酸更有利于增加土壤中可交换态Cd含量和有效性Cd含量,促进秋华柳对土壤中Cd的吸收和积累,增强秋华柳对Cd污染土壤的修复能力,可应用于Cd污染土壤的植物修复.      

增温和锌复合作用对菠菜富集多环芳烃的影响

目前有关增温和重金属复合作用对植物富集疏水性有机物的影响研究还鲜有报道.本文通过构建土壤-大气-植物密闭微宇宙,分析土壤、大气和植物中多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的浓度及土壤中PAHs降解菌基因的拷贝数,进而探究增温（+6℃）和锌胁迫（100~600 mg·kg^-1）及两者复合作用对菠菜富集4种氘代PAHs及其致癌风险的影响.结果表明,增温使菠菜根部中PAHs的浓度降低了1.5%~20.4%,这是由于增温促进了土壤中PAHs的生物降解,进而导致PAHs自由溶解态浓度降低;另外,增温也降低了根部脂肪的含量,从而降低PAHs在根部的富集作用.然而,菠菜根部中PAHs的浓度随土壤中锌浓度的增加而增加,且增加比例为1.2%~91.7%,这主要是因为锌抑制了土壤中PAHs的降解,进而增加了PAHs的自由溶解态浓度;另外,锌胁迫还增加了菠菜根部细胞膜的通透性,进而促进根部吸收PAHs.增温和锌胁迫条件下,菠菜茎叶中PAHs的浓度分别降低了7.3%~51.1%和增加了3.0%~76.9%,与对根部富集PAHs的影响一致,这归因于茎叶中的PAHs主要来源于根部的向顶运输而非大气的茎叶吸收.增温和锌复合作用对菠菜富集PAHs具有拮抗作用,这是因为两者对土壤中PAHs的生物降解具有相反的影响.在无外源PAHs输入下,增温和锌胁迫分别会降低和增加PAHs的总致癌风险.     

锶胁迫对垂柳光合生理的影响

该文主要探讨水培条件下,不同浓度锶胁迫(~(88)Sr~(2+),0、1、3、5、8 mmol/L)对垂柳(Salix babylonica)光合作用能力的影响,进而为利用木本植物生态治理锶污染奠定研究基础。试验结果表明:随着~(88)Sr~(2+)浓度的升高,荧光参数PSII的实际光能转换效率(Y(Ⅱ))、最大光能转换效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、均随着浓度的升高而呈现出先升高后而下降,在1 mmol/L时达到最大;非光化学猝灭系数(NPQ)在8 mmol/L处理时显著升高,表明高浓度~(88)Sr~(2+)处理,叶片PSII光能转换效率虽然显著下降,但通过增加热耗散对光合器官进行一定程度保护;气体交换参数蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)和光合速率(A)均随着~(88)Sr~(2+)的升高也呈现出先升后降的趋势,均在1 mmol/L达到最大;而胞间CO_2(Ci)浓度则逐渐升高,说明影响光合速率的主要因素是非气孔因素占主导;此外,叶片叶绿素a、b和a/b也呈现出先升后降的趋势,且在1 mmol/L时叶片叶绿素含量最高。研究结果揭示低浓度~(88)Sr~(2+)胁迫处理能够通过增强垂柳叶片光能利用、气体交换能力和叶绿素合成来促进其光合作用能力,但高浓度的胁迫会对植物的光合能力带来明显的损伤进而影响其正常的生长发育。     

铬胁迫下再力花的生长、铬积累及亚细胞分布

在小型模拟湿地系统开展盆栽实验,研究Cr(Ⅵ)胁迫对再力花(Thalia dealbata)的生长、各器官中Cr含量、积累量及其亚细胞分布的影响。结果表明,Cr胁迫下各器官生物量表现为:根>茎>叶,且在铬处理浓度为40 mg/L时各种生长指标(包括株高、根长、生物量)均达到最大。随着Cr胁迫浓度的增加,再力花根、茎、叶中Cr含量显著增加。在相同Cr浓度处理时,Cr含量和积累量总趋势为:根>茎>叶。再力花根、叶中Cr大部分存在于细胞壁、胞液中,少量分布在细胞器中,分布趋势为细胞壁>胞液>细胞器。然而,茎中Cr大部分存在于细胞器中(51.97%~61.19%),在细胞壁和胞液中较少。再力花对铬的耐性指数和滞留率随着Cr处理浓度的增加而显著上升,且Cr转运系数较低,根部对Cr的固持能力较强,而且地上部分(叶、茎)对铬的富集系数较高(最大值为3.05)。综上,再力花具有较强的铬积累力与耐受力,在修复水体重金属铬污染中具有潜在的应用价值。     

喜旱莲子草对Pb、Cd胁迫响应的研究

采用营养液培养法,以喜旱莲子草为对象,选择重金属Pb在浓度梯度0,0.1,10,50,100和200 mg/L条件下,Cd在浓度梯度0,0.01,1,10,20和40 mg/L条件下,研究了不同浓度Pb、Cd单一及复合胁迫对喜旱莲子草生长的影响。结果表明,在试验条件下,对单一Pb及Cd对喜旱莲子草生长及生理影响而言,与对照相比,当Pb处理浓度为0.1 mg/L时,植物最高株高和最长根长分别增加了3.8%和15%。随着Pb处理浓度增加到200 mg/L时,植物生长受到明显抑制,茎叶株高呈显著下降。当Cd处理浓度为1 mg/L时,与对照相比,植物最高株高和最长根长分别增加了9.0%和10.0%,随着Cd处理浓度增加(20~40 mg/L),植物生长受到明显抑制,茎叶株高呈显著下降。随Pb和Cd处理浓度增加,喜旱莲子草叶绿素含量呈下降趋势,POD活性先升后降,MDA含量呈上升趋势,植株体内Pb、Cd积累量呈上升趋势。在研究Pb、Cd对喜旱莲子草生长及生理胁迫的基础上,选择Pb、Cd不同配比浓度,探讨其对喜旱莲子草的复合胁迫作用,研究植物对重金属Pb、Cd富集特性,结果表明,低浓度Pb、Cd处理表现出相互促进吸收富集,高浓度处理表现出相互抑制吸收富集的特性。     

假稻对铬的富集作用及其耐受能力研究

假稻属的李氏禾（Leersia hexandra）是中国境内发现的铬超富集植物。研究以其同属植物假稻（Leersiajapon ica）为材料,测定了假稻对铬（Cr^3＋）的富集能力及其在模拟铬污染的实验条件下的光合、生理和根系形态学指标。结果发现：（1）在0～40 mg·L^-1的Cr^3＋浓度范围内,假稻根茎和叶中铬的含量随铬质量浓度的提高而升高,在培养液中铬浓度为40 mg·L^-1时,根茎中铬含量高达2 292.00 mgLkg^-1,其生物富集系数为57.30;（2）浓度为10～40 mg·L^-1的Cr^3＋处理对假稻的叶绿素a和b含量、胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制（LS）和净光合速率无明显影响;（3）叶片中脯氨酸含量变化趋势呈单峰型,在20 mg·L^-1的Cr^3＋时假稻叶片脯氨酸含量达到最高;（4）随着Cr^3＋浓度的升高,假稻根系的根尖数表现出升高的趋势,而根表面积（相对于对照组）也表现出增加的趋势。以上结果表明,假稻的根茎对Cr^3＋有很强的富集能力,且对Cr^3＋有较强的耐受性,这种耐受性有其光合生理和根系形态学上的基础,说明假稻在净化铬（Cr^3＋）污染的水体环境上很有应用前景。     

黑麦草和牵牛花对铬耐受能力和积累效果的指标表征研究

目前土壤中重金属铬(Cr)污染严重,有效筛选植物修复资源迫在眉睫.本文通过盆栽试验分析了Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)胁迫下黑麦草(Lolium perenne L.)和牵牛花(Pharibitis purpurea(L.)Voigt)的生长、生理及Cr积累等指标,探究了两种植物对Cr耐受能力及积累效果.结果表明,生长指标能直观反映出Cr胁迫下植物的受害程度.低浓度Cr(Ⅲ)(250 mg·kg-1)促进植物生长,株高、根长和生物量显著升高(P0.05),而所有浓度Cr(Ⅵ)(≥25 mg·kg-1)均损害植物生长,且植物根长对Cr毒害更为敏感.植物生理指标既表征了Cr对植物的毒害程度,又可反映植物对Cr的耐受能力.Cr胁迫下,植物根系活力降低、丙二醛含量升高,对植物生理损害的表征具有代表性;而脯氨酸含量升高,既表征了植物的受害程度又提高了植物体内渗透平衡;SOD、POD活性升高,则增强了植物的抗氧化应激水平.Cr积累指标是筛选Cr积累植物的主要指标.黑麦草和牵牛花对Cr(Ⅵ)积累浓度大于Cr(Ⅲ),两种植物根部Cr(Ⅵ)积累浓度最高分别可达957.4 mg·kg-1和743.3 mg·kg-1,地上部最高可达394.7 mg·kg-1和340.4 mg·kg-1;黑麦草根部富集能力优于牵牛花,最大富集系数可达15.55,但牵牛花对Cr的转运能力较好.通过指标表征综合说明黑麦草和牵牛花可作为Cr污染土壤植物修复的备选植物.     

一株耐碱溶藻菌耐受力及其溶藻特性研究

溶藻微生物能引起水华蓝藻的快速消亡,从而达到控制淡水水华之目的。黄河三角洲盐碱地区采集水样后富集培养,采用涂布平板法,分离获得一株高效耐碱溶藻细菌菌株(编号RZ14),对该菌株进行了细胞学、环境耐受能力和溶藻特性的研究,并对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)丙二醛含量进行了分析。结果表明,该菌株细胞呈短杆状,革兰氏染色阳性,芽孢中生;在所试温度及pH条件下,RZ14菌株均可生长,最适温度36℃,最适pH为10。对盐度耐受能力较好,在0.5%~2%的盐度内生长良好,最适盐度0.5%;对高NH_4~+环境耐受能力较差,在低于1 mol/L可生长,最适NH_4~+浓度为0.5 mol/L。RZ14菌株无菌滤液溶藻效果显著,可促进铜绿微囊藻细胞内丙二醛含量大幅度升高。该菌株是一株耐碱性强的产芽孢菌,具有迟缓的溶藻效果,溶藻方式为间接溶藻,对环境的耐受能力较广,有望开发为盐碱地区治理水华的溶藻生物制剂。     

李氏禾对含金属混合污水的净化效果研究

通过水培实验,研究了李氏禾净化含重金属生活污水的效果。结果表明,李氏禾能有效地去除含重金属生活污水中COD、NH3-N、TP、铜、铬和镍,经8 d的水培实验后,水样中不同初始浓度目标污染物的去除率都较大。COD、NH3-N和TP去除率分别达80.6%~95.8%、94.8%~98.6%和95.7%~98.7%,铜、铬和镍的去除率分别达84.8%~97.8%、99.4%~99.7%和79.7%~90.7%。在试验初始阶段,各污染物的去除速率较快。增加COD、NH3-N和TP的初始浓度可加快Cu、Cr和Ni的去除速率。     

铀胁迫对2种植物荧光生理及累积特性的影响

针对放射性污染水体富集水生植物的筛选及核素处理能力关键技术问题,通过水培试验,研究了铀胁迫对水芹和铜钱草的生理特性、叶绿素荧光特性及吸收富集能力的影响。结果表明:(1)在55 mg/L铀处理下水芹和铜钱草的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量下降最为显著,与对照组相比分别下降了52.54%、65.27%、67.89%和63.20%、79.82%、45.19%,与对照组相比水芹和铜钱草最大光化学效率(Fv/Fm)分别下降了2.3%和1.3%,光和性能指数(PIABS)分别下降了24.3%和30.9%;(2)在铀处理下,2种植物的抗氧化酶系统均受到不同程度影响,SOD、POD和CAT活性均呈先升后降的趋势,在55 mg/L的铀处理下MDA含量达到最高,分别比对照上升了118.63%和91.72%。(3)水芹和铜钱草对铀的富集浓度在55 mg/L处理下达到最大,根、茎和叶各部铀浓度分别达到3 637.2、322.9、373.4 mg/kg和2 908.8、262.7、136.5 mg/kg;水芹和铜钱草对铀均有一定的富集能力和耐受性。     

盐胁迫下BM1259对构树幼苗生长和生理特性的影响

该研究以构树幼苗为试验材料,采用土培盆栽法,初步研究了外源添加巨大芽孢杆菌(BM1259)对盐胁迫下构树幼苗生长生理特性的影响,以期了解微生物巨大芽孢杆菌对盐胁迫下构树幼苗的缓解作用。研究结果表明:在200 mmol/L NaCl盐胁迫下,外源添加浓度为1×10~8CFU/L的BM1259能够促进构树根长、株高和叶面积的增加;提高叶绿素的含量,增强光合效率;显著提高可溶性糖和可溶性蛋白的含量;减少丙二醛的产生以及提高幼苗SOD、POD和CAT抗氧化酶的活性,进而有效缓解盐胁迫对构树幼苗造成的伤害。     

不同浓度草酸对土壤中Cu、Cd形态的影响

用三种不同浓度的草酸(0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L)处理污染土壤,研究草酸对土壤Cu、Cd形态的影响,结果表明不同浓度的草酸对Cu和Cd的形态均产生一定影响。三种草酸作用下,Cu、Cd的可交换态和碳酸盐结合态均下降,其中0.5mmol/L草酸的作用效果最为显著,Cu分别下降了1.31和3.42个百分点,Cd分别下降了3.37和1.58个百分点。通过比较,可以确定0.5mmol/L的草酸是固定Cu、Cd的最佳浓度。作用于土壤Cu、Cd形态的转变主要是草酸络合溶解和酸性水解综合作用的结果。