根系分泌物及其在植物营养中的作用

论述了根系分泌物的种类和影响因素，根系分泌物在植物营养中的调节作用、异种克生作用，根系分泌物与根际微生物的相互作用。在铁胁迫条件下，许多高等植物都能产生一系列生理和形态方面的适应性反应，禾本科植物通过根际特定分泌物——麦根酸类物质来自动调节其体内的铁营养状况；在磷胁迫条件下，根系分泌的低分子有机酸种类主要有柠檬酸、草酸、酒石酸和苹果酸，它们在植物根际的富集能明显促进土壤中磷的释放，提高作物对磷的吸收，缓解植物的磷胁迫；在锌胁迫条件下，双子叶植物的根系分泌物对锌的活化作用不明显，而禾本科植物的根系分泌物可以活化石灰性土壤中难溶性锌。     

根系分泌物对土壤重金属活化及其机理研究进展

植物通过调节根分泌物的组成来改变根际状态以适应外界环境。在重金属胁迫下,植物根系分泌物种类和量会发生显著变化。根系分泌物可通过溶解、螯合、还原等作用活化土壤重金属,提高重金属的植物有效性,或固定和钝化重金属,降低重金属的移动性。文章就根系分泌物对土壤重金属形态、有效性及其在重金属吸附解吸中的作用,根系分泌物活化土壤重金属的影响因素等国内外研究进展作了综述,并对该领域今后的研究方向进行了探讨。     

海洋微生物胞外分泌物(EPS)对船用结构钢腐蚀行为的影响

目的研究微生物活性与船用钢DH32腐蚀行为之间的关系,并通过胞外分泌物的提取,研究分泌物浓度对材料腐蚀性能的影响。方法通过傅里叶红外光谱(FT–IR)分析胞外分泌物的组成,通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析金属离子的含量,并使用用原子力显微镜(AFM)观测去除腐蚀产物后的表面形貌。结果通过电化学阻抗谱的拟合分析,短期内,EPS通过阻碍溶解氧的扩散抑制腐蚀速度,EPS浓度越高,效果越好,即实验初期试样腐蚀的速度与EPS浓度成反比。随着时间的延长,EPS浓度低的溶液中,其EPS络合金属离子的能力很快达到饱和,所以尽管其络合行为能促进试样的阳极溶解,但影响作用有限,此时起到主要影响的还是EPS抑制溶解氧扩散。对于浓度高的EPS溶液,其过量的EPS会促进EPS的官能团与材料表面更多的Fe~(2+)/Fe~(3+)离子键合,使得沉积的EPS保护层变得疏松失去隔离溶解氧的作用,进而加速试样腐蚀。结论海洋微生物胞外分泌物对船用钢腐蚀行为的影响与胞外分泌物的结构与浓度有关,随着浓度升高,EPS从抑制腐蚀变为加速腐蚀。     

植物及其根系分泌物对污水净化效果的影响

为了弄清不同植物对污水的净化效率以及其根系分泌物对污水净化效果的影响,对植物根系分泌物与脱氮及COD去除之间的关系进行了研究。结果表明,在净化时间相同的情况下,茭白（Zizania cadaciflora）对污水COD的去除效果要好于美人蕉（Canna generalis）,美人蕉对污水TN的去除率要高于茭白,系统中N去除主要依靠硝化反硝化脱氮;美人蕉根系比茭白根系能分泌更多的溶解有机碳（DOC）,这些可溶性的有机碳可以为污水中微生物提供碳源,有利于氮的反硝化去除,但同时也会增加出水COD的浓度。而茭白比美人蕉具有更强的硝化能力,可促进其硝化反硝化作用。     

根系分泌物及其在植物修复污染土壤中的作用

根系分泌物种类和数量的最根本影响因素是环境的变化。根系分泌物对完成污染土壤的植物修复具有重要的理论及实际意义。文章在阐述根系分泌物的定义和种类的基础上,综述了根系分泌物在植物修复重金属及有机物污染土壤中的作用机理及影响因素。探讨了该研究领域目前存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望。     

两种微藻胞外分泌物与NO2-、NO3-对2，4-D光解的影响

在模拟太阳光照射下,利用旋转式光化学反应装置,研究了海水小球藻(Chlorella vulgaris)和新月菱形藻(Nitzschia closterium)的胞外分泌物(EOM),以及分别在NO-2或(和)NO-3共存条件下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)光解的影响.实验结果表明,2,4-D在海水小球藻和新月菱形藻EOM及分别在NO-2、NO-3共存下的光解过程均符合准一级动力学反应.研究发现,2,4-D的光解速率随海水小球藻和新月菱形藻EOM浓度的增加而减小,表明这两种微藻EOM可抑制海水中2,4-D的光解.当在微藻EOM溶液中分别加入不同浓度的NO-2或NO-3后,微藻EOM对2,4-D光解的抑制作用减弱,且随着NO-2和NO-3浓度的增加,2,4-D光解速率明显增加.特别是当微藻EOM与NO-2或NO-3三者共存时,可进一步促进2,4-D的光解.     

Methylopila sp.SD-1与大豆联合修复苯磺隆污染土壤

分离得到1株苯磺隆降解菌株SD-1,根据表型、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,将其鉴定为Methylopila sp.SD-1,为首次报道能够降解苯磺隆的Methylopila属菌株,其在4d内完全降解50mg/L苯磺隆,最适降解温度、pH值分别为30℃和7.0,降解中间产物对大豆的毒性显著降低.大豆根系分泌物能促进菌株SD-1的生长,培养5d,菌株SD-1的数量由1.0×10⁷CFU/mL增至6.7×10⁷CFU/mL.分泌物中含有16种氨基酸,菌株SD-1对其中的Asp、Glu和Phe表现出明显的趋化性.接种菌悬液至苯磺隆污染土壤（3mg/kg）并种植大豆幼苗,培养4d,菌株SD-1依赖趋化性向大豆根系运动并定殖,存活率提高,根际土壤中苯磺隆的降解率相较于未种植大豆的处理提高36.0%.     

Zn、Cd单一及复合污染对黑麦草根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响

采用根袋土培试验,研究了锌、镉单一及复合污染对重金属富集植物黑麦草生长、锌镉积累、根分泌物及根际Zn、Cd形态的影响.结果表明,锌镉共存下(8 mmol/kg Zn+2 mmol/kg Cd),黑麦草对锌、镉的吸收为协同效应;仅镉污染时(2 mmol/kg Cd),镉对植株吸收锌为抑制效应.黑麦草吸收的锌、镉主要集中在地上部,以锌、镉复合污染时植株地上部对锌、镉的富集量最大,分别达到3 108.72、73.97 mg/kg,具有作为土壤重金属锌、镉污染植物修复材料的潜力.根际的松结合态锌、镉（交换态、碳酸盐结合态和铁锰结合态）含量大于其非根际的松结合态锌、镉含量.Cd污染和Zn、Cd复合污染的根际和非根际土壤镉形态均以交换态>碳酸盐结合态>铁锰结合态>残渣态>有机结合态.Zn污染及Zn、Cd复合污染根际和非根际土壤各锌形态以铁锰结合态>碳酸盐结合态>残渣态>有机结合态>交换态,而Cd污染的根际和非根际的锌形态则以残渣态>铁锰结合态>有机结合态>碳酸盐结合态>交换态.Zn、Cd污染促进了黑麦草根系氨基酸的分泌,降低了根际土壤的pH值,以Zn、Cd复合污染根际土壤氨基酸总量最大,分别为对照、Zn和Cd污染的1.95、1.54和1.40倍,根际土壤的pH值最低(5.18).根际氨基酸含量在重金属胁迫下明显增加,可能与黑麦草适应重金属胁迫有关.根际pH值高于非根际是根际Zn、Cd有效性大于非根际的重要原因.     

根系分泌物对五氯酚的增溶作用和影响机制

采用室内模拟培养方法研究了植物根系分泌物对五氯酚(PCP)溶解性的影响及其反应机制,结果表明,根系分泌物属于表面活性物质,提高了PCP溶解性,增加了PCP的表观溶解度,而且其对PCP增溶作用与根系分泌物浓度呈线性正相关,向日葵根系分泌物中大分子组分含量比紫花苜蓿的高,其对PCP的增溶效果比紫花苜蓿的大,根系分泌物降低了PCP的正辛醇/水溶液分配系数,且各体系中IgKow分配系数的大小顺序与增溶作用大小顺序正好相反,产生上述结果是因为根系分泌物中的大分子组分能够形成疏水微区,促进PCP的分配作用,提高PcP的溶解性,而且根系分泌物中大分子组分愈多,其对PCP增溶作用愈强.     

芘对玉米根系分泌氨基酸的影响

植物根系释放分泌物是根际修复土壤多环芳烃污染的重要机制之一,但对于多环芳烃污染下根系分泌物的研究很少.以玉米Zea mays L.为供试材料,通过土培培养试验方式研究了在多环芳烃芘处理下,玉米根系分泌氨基酸的变化.结果表明,种植玉米2 1 d后,低质量分数芘(75 mg·kg-1)处理和高质量分数芘(600 mg·kg-1)处理种植玉米土壤芘的去除率分别为36.0%和28.2%.氨基酸分泌总量随着芘胁迫的加强显著增多,低质量分数芘处理和高质量分数芘处理下氨基酸分泌总量分别是无芘胁迫处理下的1.25倍和5.12倍.不同芘质量分数处理下玉米根系分泌的氨基酸的种类和数量的变化情况不相同.