丛枝菌根真菌和纳米磁性氧化铁对玉米生长和Fe吸收的影响

采用温室盆栽试验方法,模拟不同纳米磁性氧化铁(Fe_3O_4)施加水平(0.1、1.0和10.0 mg·kg~(-1))的土壤,研究接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌Glomus caledonium对玉米(Zea mays)植株生长的影响。结果表明,纳米Fe_3O_4在10.0 mg·kg~(-1)施加水平下显著降低(P0.05)玉米植株地上部和地下部生物量、AM真菌侵染率和玉米植株养分(N、P、Ca、Zn)含量,显著增加(P0.05)玉米植株地上部Fe含量。与未接种处理相比,在10.0mg·kg~(-1)的纳米Fe_3O_4施加水平下,接种AM真菌显著提高玉米植株总Fe吸收量和地下部Fe含量(P0.05),但显著降低Fe的转运比率和玉米植株地上部Fe含量(P0.05),改善玉米植株体内养分含量,最终显著促进玉米植株生长(P0.05)。该结果表明接种AM真菌可提高Fe在植物根系的分配比例,降低Fe向植株地上部的转运,从而缓解纳米Fe_3O_4对宿主植物的毒害作用。     

美人蕉不同生长期生物量分配格局与重金属累积、分配特征

为了探讨美人蕉不同生长期对土壤重金属的生态适应,通过盆栽试验探究了幼苗期、花蕾期、盛花期美人蕉植株的根系和地上部分的生物量及其累积重金属含量的特征与差异.结果表明,随美人蕉龄的增长,美人蕉整株生物量增长速度先快后慢,地上部分生长速度远高于根系,植株生物量分配格局逐渐向地上转移;美人蕉各生长期对As、Pb、Zn、Mg、Cd和Mn等重金属的富集能力各异,在幼苗期、花蕾期和盛花期对As、Pb、Zn、Mg的蓄积均为典型的根部积累型;对Cd和Mn的蓄积在幼苗期为根部积累型,在花蕾期和盛花期为地上积累型;美人蕉地上部分和根系累积的Cd、Pb、As含量分别高达11.096—25.692 mg·kg~(-1)和13.503—20.923、9.206—24.57 mg·kg~(-1)和51.126—161.783、0.914—1.447 mg·kg~(-1)和1.228—7.254 mg·kg ~(-1).美人蕉能修复复合重金属污染土壤.     

不同钾水平对延胡索幼苗的生理特征和铬吸收影响

为了探讨外源钾(K+)对重金属铬(Cr~(6+))胁迫下延胡索(Corydalis yanhusuo)幼苗的缓解作用,以延胡索块茎为实验材料,采用土培方法,从生理学角度研究不同添加水平外源K+(0~2.78g·kg~(-1))对不同水平Cr~(6+)(0~240mg·kg~(-1))胁迫下延胡索幼苗株高、可溶性糖含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及延胡索幼苗地上和地下部分对重金属Cr~(6+)积累的影响。结果表明,(1)在0~60mg·kg~(-1)范围内,Cr~(6+)促进延胡索生长,Cr~(6+)处理水平为60mg·kg~(-1)时株高最大,比对照组(未加Cr~(6+))升高了48.65%;而高处理水平Cr~(6+)(60mg·kg~(-1))抑制延胡索生长。添加不同水平外源钾时,延胡索幼苗株高均比对照组(K0)显著增高,在添加0.67g·kg-1(K2)的外源钾时延胡索株高的增幅达到最大,为26.71%~138.21%。(2)随着Cr~(6+)处理水平的增加,延胡索幼苗中可溶性糖含量和CAT活性先增加后下降,MDA含量和POD活性不断增加,SOD活性不断减少。添加不同水平外源钾,与对照组(K0)相比,延胡索幼苗中可溶性糖含量和SOD、POD和CAT活性显著增加,MDA含量显著减少,特别是添加0.67g·kg~(-1)外源钾(K2)时这种显著性最为明显,分别为对照组(K0)的55.24%~180.77%、13.08%~47.39%、8.22%~115.49%、12.73%~89.00%和13.33%~50.44%。(3)延胡索幼苗体内Cr~(6+)积累随Cr~(6+)处理水平增加而增加,且地下部分Cr~(6+)累积大于地上部分,添加外源钾能抑制延胡索对Cr~(6+)的累积,当钾添加量为0.67g·kg~(-1)(K2)时,与对照组(K0)相比,延胡索体内Cr~(6+)的积累量降低了25.26%~50.71%。此外,外源钾对Cr~(6+)从延胡索地下部分向地上部分转移有一定的促进作用。     

外源钒胁迫下甜玉米植物可溶性蛋白含量的动态变化

采用盆栽试验,研究了不同浓度的钒(V)胁迫对甜玉米植株根、茎和叶蛋白含量的影响.结果表明,随着V胁迫浓度增加,玉米植株各器官蛋白含量呈现先上升后下降的变化趋势,当V浓度达200 mg·kg~(-1),根、茎和叶蛋白含量达最大,分别为63.63 mg·g~(-1)、42.74 mg·g~(-1)和120.08 mg·g~(-1),相比于对照增加52.1%、80.1%和165.7%(34 d),随着V浓度继续增加,植物中蛋白含量下降,但始终高于对照.当V浓度为500 mg·kg~(-1),根、茎和叶中蛋白含量分别降低为55.52 mg·g~(-1)、31.08 mg·g~(-1)和102.2 mg·g~(-1)(34 d).V胁迫时间不同,玉米植株各器官蛋白含量变化趋势不同,在相同V浓度胁迫下,随着胁迫时间的增加,叶蛋白含量先降低后增大,玉米茎蛋白含量变化不大,根蛋白含量则显著下降,当V浓度为500 mg·kg~(-1)时,玉米根蛋白含量分别为27.86 mg·g~(-1)(61 d)和20.63 mg·g~(-1)(91 d),比对照下降了31.4%和43.5%.在低浓度V和短时间胁迫下,玉米植物被诱导作出应激反应,使体内一些参与缓解氧化胁迫的酶活性上升,从而产生相关具有解毒作用的蛋白,使植物蛋白含量增加;当V浓度超过了植物耐受限度,打破了植物新陈代谢平衡,对细胞产生毒性,蛋白合成机制受到破坏,表现为随着V浓度和胁迫时间增加植物蛋白含量下降显著.     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

草甘膦与镉复合胁迫对玉米幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

为了探讨草甘膦(PMG)与重金属镉(Cd)复合胁迫对作物(玉米幼苗)生长的影响作用机制。通过温室盆栽试验,分别进行了不同浓度的PMG单一处理(浓度分别设计为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))和不同浓度的PMG(浓度分别为0、1.25、2.5、5、10、20 mg·kg~(-1))与浓度5 mg·kg~(-1)Cd2+的复合处理。采用分光光度法和连续激发式荧光仪分别对玉米幼苗抗氧化酶(过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT、超氧化物歧化酶SOD)、丙二醛(MDA)、叶绿素含量、荧光动力学曲线及相关参数进行了测定。结果表明,单一和复合胁迫分别在PMG浓度为1.25~5 mg·kg~(-1)、1.25~2.5 mg·kg~(-1)时,玉米幼苗通过增大抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,清除积累过多的活性氧自由基,提高叶绿素含量的合成,加大光合作用速率,促进玉米幼苗的生长;单一和复合胁迫分别在PMG浓度为5~20 mg·kg~(-1)、2.5~20 mg·kg~(-1)时,由于玉米幼苗积累了过多的膜脂过氧化物,导致抗氧化系统损坏,阻碍叶绿素含量的合成,同时也损害了PSII的功能(MO、φPO、ΨO、φEO、φDO、ABS/RC、TRO/RC、ETO/RC、DIO/RC、PIABS),导致玉米幼苗光合作用受到抑制,阻碍幼苗的生长。研究表明,草甘膦单一胁迫和与重金属镉复合胁迫,对玉米幼苗酶活性及光合作用的影响,均随处理浓度的升高表现为双阶段性,低浓度促进,高浓度抑制;与同浓度的PMG单一处理相比,Cd2+的存在,加大了PMG单独存在时的损害作用,使得玉米幼苗对PMG胁迫的敏感浓度点从5 mg·kg~(-1)降低到2.5 mg·kg~(-1)。     

基于PBPK模型的大鼠体内镉分布的比较:联合暴露及单独暴露

环境中同时存在着多种重金属元素,联合暴露与单独暴露时,重金属在体内的蓄积分布情况也可能有所差异。为探究重金属元素(汞、铬、砷、铅)对镉(Cd)在体内分布的影响,建立了大鼠在Cd暴露下的药代动力学(PBPK)模型,并进行了包括Cd在内5种重金属的联合毒性实验,比较了Cd单独给药与重金属混合物给药2种方式下大鼠肝脏、肾脏中的Cd浓度水平。结果表明,联合暴露高(Hg Cl23.67 mg·kg~(-1),NaAsO_2 3.67 mg·kg~(-1),CdCl_2 10.55 mg·kg~(-1),K_2Cr_2O_7 6.40 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH_3)_2·3H_2O 133.33 mg·kg~(-1))、中(HgCl_20.367 mg·kg~(-1),NaAsO_2 0.367 mg·kg~(-1),CdCl_2 1.055 mg·kg~(-1),K2Cr2O70.640 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH_3)_2·3H_2O 13.333 mg·kg~(-1))、低(HgCl_2 0.0367 mg·kg~(-1),Na As O20.0367 mg·kg~(-1),Cd Cl20.1055 mg·kg~(-1),K_2Cr_2O_7 0.0640 mg·kg~(-1),Pb(OOCCH3)2·3H2O 1.3333 mg·kg~(-1))剂量组大鼠肝脏中Cd浓度分别为13.37、0.78和0.06μg·g~(-1);肾脏中Cd浓度分别为14.41、1.64和0.15μg·g~(-1)。与对照组相比,暴露组中Cd浓度有显著升高,且不同剂量组之间均有显著性差异。同剂量Cd单独暴露的PBPK模拟结果显示,肝脏及肾脏中的Cd浓度水平落在联合毒性实验结果的浓度范围内,初步推断其他4种重金属的联合暴露并没有影响Cd在大鼠肾脏和肝脏中的浓度分布。     

生物表面活性剂和化学螯合剂强化无柄小叶榕修复Cd、Cu重金属污染盐碱地

采用盆栽试验研究海洋细菌和酵母产生物表面活性剂、化学螯合剂对无柄小叶榕(Ficus concinna var.Subsessilis)修复盐碱地重金属Cd、Cu的强化效果.结果表明,强化试验下无柄小叶榕能耐受Cd、Cu胁迫正常生长,且体内重金属含量随生物表面活性剂投加浓度增大而升高,表现为根地上部分;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下,根部Cd含量最大值为313 mg·kg~(-1),1 mmol·kg~(-1)柠檬酸(CA)-300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下,根部Cu最大含量为2156 mg·kg~(-1).强化剂添加下,能显著提高Cd、Cu在小叶榕体内的累积量,无柄小叶榕对土壤Cd、Cu的吸收富集能力显著提高,1 mmol·kg~(-1) CA—300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂强化下Cd的最大富集系数为(9.76±0.10),是对照组S1(1.1±0.02)的8.90倍,300 mg·kg~(-1)酵母产生物表面活性剂单独强化下Cu的最大富集系数为(7.42±0.16),是S1(0.77±0.03)的9.60倍;无柄小叶榕向地上转移Cu的能力较弱,TF1,对Cu的提取修复潜能有限;300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂强化下Cd的最大修复率为2.56%,是对照组S1的4.70倍,300 mg·kg~(-1)细菌产生物表面活性剂—1 mmol·kg~(-1) EDTA联合强化下Cu的最大修复率为1.80%,为S1的3.30倍.综上,无柄小叶榕对重金属污染的盐碱地有良好的修复潜力,生物表面活性剂和化学螯合剂的添加可有效提高小叶榕对重金属Cd和Cu的吸收富集效率.     

硝酸铵废液制备新型UAN的作物与土壤生态效应研究

对印制电路板行业退锡废硝酸、经氨水中和沉淀回收锡产品后产生的高浓度硝酸铵废液进行资源化利用,制备出新型尿素硝酸铵溶液。有必要开展农作物生长试验,以保护人体健康和土壤生态安全。采用大白菜(Brassica bara L.)、玉米(Zea mays L.)幼苗盆栽试验,在水稻土上设置3种施肥处理,分别为不施肥对照(CK)、施用商品尿素硝酸铵溶液(CUAN)、新型尿素硝酸铵溶液(NUAN)。大白菜、玉米幼苗收获后,分别测定植株生物量、有害重金属含量(以鲜质量计),土壤NPK全量和速效含量、土壤有害重金属有效含量、土壤中脲酶和脱氢酶活性。结果表明,施用CUAN和NUAN的大白菜与玉米幼苗干物质每盆质量分别为5.13、5.03 g·pot-1,13.82、15.12 g·pot-1。施用CUAN和NUAN处理的大白菜(鲜基)均未检出Hg、Pb,而Cd、As、Cr质量分数分别为0.07、0.08 mg·kg~(-1),0.049、0.018 mg·kg~(-1),0.24、0.08 mg·kg~(-1),主要重金属含量均符合《食品国家安全标准食品中污染物限量》(GB 2762—2012)中叶菜类安全标准;施用CUAN和NUAN处理的玉米幼苗(鲜基)也均未检出Hg、Pb,而Cd、As、Cr质量分数分别为0.06、0.08 mg·kg~(-1),0.035、0.034 mg·kg~(-1),0.82、0.95mg·kg~(-1),NUAN的施用对玉米幼苗主要重金属指标没有产生负面影响。施用CUAN与NUAN处理的盆栽大白菜土壤脲酶和脱氢酶的活性分别为0.13、0.11 mg·g~(-1)·d~(-1),6.35、6.88 mg·g~(-1)·h-1;施用CUAN与NUAN处理的盆栽玉米幼苗土壤脲酶和脱氢酶的活性分别为0.17、0.16 mg·g~(-1)·d~(-1),4.81、4.81 mg·g~(-1)·h-1。所有测定指标的结果表明,两种UAN处理的差异均不显著。因此,NUAN的作物效应、以及对土壤生态的影响与CUAN相当,作为肥料施用是安全的。     

重金属Cd~(2+)对土壤跳虫Folsomia candida金属硫蛋白mRNA转录水平诱导的研究

目前国内普遍采用传统种群和群落指标特征来进行重金属污染对土壤跳虫的研究。在国内首次通过添加不同浓度重金属镉(Cd~(2+))酵母喂食土壤跳虫室内实验种群白符跳(Folsomia candida),对白符跳体内金属硫蛋白(Metallothionein,MT)进行诱导,并采用实时荧光聚合酶链式反应(real-time fluorescent polymerase chain reaction,Real-time PCR)方法,测定其体内MT信使核糖核酸(m RNA)量的变化,从而判断Cd~(2+)诱导作用下MT表达量的变化。结果表明:Cd~(2+)染毒酵母饲料喂食28 d后,处理组与对照组(0 mg·kg~(-1) Cd~(2+))白符跳体内MT基因m RNA转录水平存在差异,MT表达量随Cd~(2+)处理水平的升高而显著上升。在浓度范围探测试验中,1 000 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组和100 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组的MT m RNA转录水平分别是对照组的9 355.53倍和731.13倍;在浓度梯度试验中,500 mg·kg~(-1) Cd~(2+)处理组的MT m RNA水平分别是对照组、12.5 mg·kg~(-1)和250 mg·kg~(-1)处理组的456.54、296.26和7.05倍,250 mg·kg~(-1)和12.5 mg·kg~(-1)处理组的MT m RNA水平分别是对照的64.78倍和1.54倍。这些结果说明:土壤弹尾纲白符跳体内金属硫蛋白m RNA转录水平能够被环境中的Cd~(2+)所诱导,并与之呈正相关关系。以此推测,土壤弹尾虫体内金属硫蛋白m RNA转录水平可作为评价土壤Cd~(2+)污染的潜在生物标志物特征。     

镉在北京褐潮土中对玉米幼苗及其根际微生物的毒性效应

通过温室盆栽实验,研究了镉在北京褐潮土中对玉米(品种郑单958)幼苗的毒性效应及其生物富集特性,并通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,探讨了镉对玉米根际微生物群落结构的影响。结果表明,高浓度(>100mg·kg-1)镉对玉米幼苗的生长发育有明显的抑制作用,北京褐潮土中镉引起玉米幼苗株高下降1/2的效应浓度(EC50)为654.6mg·kg-1,引起玉米根部和地上部干质量下降1/2的EC50分别为323.6和110.2mg·kg-1,玉米幼苗地上部生物量(干质量)可作为评价重金属生态毒性的适宜终点。玉米幼苗对镉有一定的吸收累积效应,镉在玉米幼苗各组织中的浓度分布为根>茎>叶,其中根部对镉有一定的富集作用(生物富集系数BAF>1)。镉污染可引起玉米根际微生物群落结构发生改变,高浓度(1000mg·kg-1)镉可导致部分微生物种群数量减少甚至完全消失,表明镉污染可对植物幼苗、植物根际微生物以及植物-微生物之间的相互作用造成重要的干扰和威胁。     

石墨烯对高等植物幼苗的毒性及机理探究

随着石墨烯产品的广泛应用和潜在的环境释放,其对生态环境的影响已引起广泛关注。为探讨石墨烯对高等植物生长的影响,探究了其对黄瓜幼苗和玉米幼苗生长的影响及其致毒机理。结果表明,水培条件下,不同浓度的石墨烯(10、50、100、500、1 000和2 000 mg·L~(-1))处理植物幼苗15 d后,对植物幼苗的生长具有抑制作用。且随着处理时间和石墨烯浓度的增加,植物幼苗生长的所有指标,包括根/地上部鲜重和干重、根长、根尖数、株高和叶面积均相应降低。另外,黄瓜幼苗比玉米幼苗对石墨烯更加的敏感。进一步研究发现,石墨烯与黄瓜幼苗根部直接接触导致的物理损伤、氧化损伤,以及营养耗竭是其致毒机理。而石墨烯对玉米幼苗的致毒机理包括物理损伤和营养耗竭。本研究为石墨烯的环境风险评价提供了基础数据。     

山西工矿区土壤二氧化硫与多环芳烃复合污染对小麦种子萌发和幼苗生长的影响

以小麦为供试植物,山西工矿区生黄土为供试土壤,进行了土壤中二氧化硫(SO2)与多环芳烃(PAHs)单一及复合污染对小麦种子萌发率及小麦幼苗株高、根伸长和地下生物量影响的研究,以期考察复合污染的生态毒性效应。结果表明,小麦种子萌发对SO2与PAHs单一及复合污染均不敏感;SO2和PAHs单一污染时,小麦幼苗的株高与根伸长均受到一定程度的影响,低浓度SO2或PAHs处理对小麦生长起促进作用,高浓度则为抑制作用;小麦幼苗株高与SO2浓度呈显著负相关(r=-0.954,P<0.05),但与PAHs浓度的相关性不显著;SO2与PAHs复合污染条件下,对小麦幼苗株高或根伸长的联合作用多体现为协同作用,在低浓度情况下(SO2<500mg·kg-1)表现为协同促进;当SO2达到500～1000mg·kg-1时,对小麦幼苗株高或根伸长的联合作用均体现为协同抑制。SO2和PAHs单一污染时,小麦幼苗地下生物量与SO2、PAHs浓度均为显著负相关(rPAHs=-0.953,rSO2=-0.916,P<0.05);复合污染条件下,在SO2浓度为10mg·kg-1时,对地下生物量的联合作用多体现协同促进作用;而在SO2浓度为1000mg·kg-1,PAHs为50～100mg·kg-1时,对地下生物量的联合作用均体现为协同抑制作用。多元逐步回归分析进一步表明,SO2与PAHs复合污染条件下,小麦幼苗株高、根伸长都受到了SO2及PAHs的共同影响,而SO2是影响小麦幼苗地下生物量的主要因素。     

Effects of microbial inoculations and surfactant levels on biologically- and chemically-assisted phytoremediation of lead-contaminated soil by maize (Zea Mays L.)

Assisted phytoremediation has been widely used for decontamination of potentially toxic elements contaminated soils. A greenhouse experiment was conducted to evaluate the effectiveness of different microbial inoculations and surfactant levels on the phytoremediation of a Pb-polluted calcareous soil by maize. The results showed that application of surfactant increased both root and shoot dry matter yields. Microbial inoculations, however, had no significant effect on the root or shoot dry matter yield. Mean Pb uptake in maize root or shoot increased only following the application of some surfactant levels. Inoculation with microorganisms significantly increased both mean Pb concentration and uptake in maize root but not in maize shoot. Application of 4?mmol surfactant kg?1 along with inoculation with Priformospora indica was effective in increasing Pb phytostabilisation potential. While the application of 2?mmol surfactant kg^?1 along with inoculation with Pseudomonas fluorescens was effective in increasing Pb phytoextraction potential. The fact that the values of translocation efficiencies were low in all treatments, demonstrated the low capability of maize for translocation of Pb from root to shoot. Inoculation with P. fluorescens was the most effective treatment in increasing metal micronutrient uptake. Microbial inoculation and surfactant levels enhanced Pb phytoremediation mostly through phytostabilisation of this metal by maize.     

全氟辛烷磺酸短期暴露对不同作物苗期生长的影响

全氟辛烷磺酸(PFOS)作为一种新型持久性有机污染物,目前国内外对其生态毒性研究主要集中在水环境领域,而高等植物的生态毒性数据尚不完善。因此,本研究采用内培养方式,选取小麦、大麦、小白菜、三叶草、绿豆作为供试植物,利用根伸长、芽伸长、地上部分生物量等评价指标,研究了PFOS短期暴露对不同供试作物苗期生长的影响,建立了PFOS和作物苗期生长的剂量-效应关系,并对不同的评价指标进行相关性分析,筛选出表征PFOS生态毒性的敏感植物。结果表明,不同供试作物培育3 d后,PFOS对其于不同毒性终点的最小EC₅₀值为：小麦352 mg·kg^-1(根伸长)、大麦434 mg·kg^-1(根伸长)、三叶草794 mg·kg^-1(地上部分生物量鲜重)、小白菜829 mg·kg^-1(地上部分生物量鲜重)、绿豆>1 000 mg·kg^-1,因此敏感程度依次为：小麦>大麦>三叶草>小白菜>绿豆。须根系作物小麦、大麦较直根系作物三叶草、小白菜和绿豆敏感,而须根系作物各评价指标的敏感程度依次为：根伸长>地上部分生物量鲜重>芽伸长>地上部分生物量干重,可见小麦的根伸长对PFOS污染最为敏感。各评价指标间均呈正相关关系,表明PFOS对同种植物的不同评价指标影响趋势一致。     

Stress response to nanoplastics with different charges in Brassica napus L. during seed germination and seedling growth stages

● Higher concentrations of PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H inhibited seed germination. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H influenced seedling growth in a dose-dependent manner. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H reduced essential nutrients uptake and plant quality. ● PS, PS-NH₂ and PS-SO₃H increased antioxidant enzyme activities and MDA content. ● Nanoplastic toxicity was related to surface charges. Nanoplastic pollution has become a significant problem in farmland systems worldwide. However, research on the effects of nanoplastics (NPs) with different charges on field crops is still limited. In our study, NPs with different charges, including unmodified polystyrene nanoplastics (PS), positively charged polystyrene nanoplastics (PS-NH₂), and negatively charged polystyrene nanoplastics (PS-SO₃H), were investigated for their impacts on seed germination and seedling growth of rape. The results showed that seed water uptake (after 12 h), seed germination, seed vigour, and relative root elongation were all significantly reduced under exposure to NPs (200 mg/L). Similarly, remarkable decreases in plant biomass (root weight, shoot weight), growth (root length, plant height), photosynthesis ability (chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoids), essential nutrient uptake (Fe, Mn, Zn, Cu), and plant quality (soluble protein, soluble sugar, crude fibre content) of rape seedlings were also observed after exposure to NPs. Among the three kinds of NPs, PS-NH₂ showed stronger effects. Moreover, superoxide dismutase, peroxidase, and catalase activities of rape seedlings were changed, and the content of malondialdehyde was significantly increased under exposure to NPs. Furthermore, positively charged PS-NH₂ showed stronger effects on the phenotype, physiology, biochemistry, nutrient uptake, and plant quality of rape. Notably, a comprehensive toxicity evaluation revealed that PS-NH₂ had the strongest toxicity to rape. The present study provides important implications for the interaction and risk assessment of NPs and crops in soil-plant systems.     

罗红霉素对不同生长期小麦土壤氮形态和脲酶活性的影响

抗生素类药物作为添加剂被用于养殖业中,大部分以原形或其代谢产物形式进入土壤环境,对土壤环境造成生态危害。通过盆栽实验,研究了不同浓度罗红霉素(ROX)对小麦各生长期根际土壤微生物生物量氮、脲酶和无机氮的影响。结果表明,添加ROX后土壤微生物生物量氮在小麦苗期、拔节期和抽穗期受到显著抑制,而在灌浆期和收获期,土壤微生物生物量氮却显著增长;与对照相比,低浓度(0.2和0.5 mg·kg~(-1))和中浓度(1.0和2.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫显著抑制小麦生长苗期、灌浆期和收获期的根际土壤脲酶活性,而在拔节期和抽穗期,却显著诱导脲酶活性;但高浓度(10.0 mg·kg~(-1))ROX胁迫却显著抑制小麦生长期内脲酶活性。低、中浓度ROX胁迫显著诱导小麦生长期中根际土壤中铵态氮浓度增长,而高浓度组ROX胁迫显著抑制土壤中铵态氮浓度。ROX胁迫抑制硝态氮,显示出ROX会影响土壤氮循环。     

十溴二苯乙烷对草鱼幼鱼肝脏和肌肉组织氧化应激效应的影响

十溴二苯乙烷(DBDPE)是目前在全球范围内广泛使用的新型溴代阻燃剂,其环境风险已引起广泛关注,但目前仍缺乏针对水生生物的毒性研究数据。作者通过饲料中添加十溴二苯乙烷暴露的方式对草鱼幼鱼进行长期暴露实验,研究500、1 000和3 000 mg·kg~(-1)三个饲料添加剂量暴露组和1个对照组长期暴露对草鱼幼鱼肝脏和肌肉组织中氧化应激酶(SOD、CAT和GSH-PX)活性和抗氧化物质(GSH)含量的影响。结果显示:暴露8周后,随着DBDPE暴露水平的升高,草鱼幼鱼肝脏组织中氧化应激酶(SOD、CAT和GSH-PX)和抗氧化物质(GSH)均表现出低浓度诱导及高浓度抑制的效应。500和1 000 mg·kg~(-1)剂量组草鱼幼鱼肝脏组织中SOD、CAT和GSH-PX活性和GSH含量均显著高于对照组(P0.05),且均在500 mg·kg~(-1)剂量组达到最高。3 000 mg·kg~(-1)剂量组SOD、CAT和GSH-PX活性和GSH含量低于500和1 000 mg·kg~(-1)暴露组,但与对照组无显著性差异(P0.05)。草鱼幼鱼肌肉组织中氧化应激酶活性变化甚微,3个浓度剂量组肌肉组织中SOD、CAT活性和GSH含量以及500 mg·kg~(-1)剂量组GSH-PX活性与对照组均无显著性差异(P0.05)。研究成果表明DBDPE暴露影响草鱼幼鱼肝脏组织的抗氧化防御系统,可以诱导草鱼幼鱼产生氧化应激效应。     

狼尾草根系对阿特拉津长期胁迫的氧化应激响应

通过盆栽实验研究了抗性植物狼尾草根部丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、抗坏血酸(As A)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶(GR)等氧化应激生理指标对不同浓度阿特拉津长期(48 d)胁迫的响应规律。结果表明:当阿特拉津胁迫浓度分别高于20 mg·kg~(-1)和50 mg·kg~(-1)时,狼尾草根系的MDA与Pro含量较对照组显著升高(P0.05);随着阿特拉津胁迫浓度的增加,狼尾草根部SOD和GR活性呈先升高后降低的趋势,其中当阿特拉津胁迫浓度为20 mg·kg~(-1)时,SOD和GR活性达到最大值;供试植物根系中As A含量与阿特拉津胁迫浓度呈正相关。综上,中低浓度(≤20 mg·kg~(-1))阿特拉津处理没有对狼尾草的根系产生明显的氧化胁迫效应,狼尾草根系的上述抗氧化应激生理指标对于发挥阿特拉津抗性起着重要的作用。