Metabolic responses of Azolla pinnata to cadmium stress: photosynthesis,antioxidative system and phytoremediation

This present study deals with the growth, photosynthesis, oxidative stress and phytoremediation character of Azolla pinnata L. exposed to different levels (0.05, 0.1, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1) of cadmium (Cd). Significant accumulation of Cd in Azolla fronds was noticed after 24 and 96 h of exposure and the accumulation rate was dose and time dependent. Growth of A. pinnata increased significantly after both exposure times with and without metal. At lower Cd doses (0.05 and 0.1 mg·L^?1), growth and photosynthesis of A. pinnata showed a marginal increase over the respective control, however, at higher Cd doses (0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 mg·L^?1), a decreasing trend was noticed. At lower doses, Azolla fronds could counterbalance the negative effect of enhanced levels of superoxide radicals (SOR) and hydrogen peroxide (H₂O₂) through the greater activity of antioxidative enzymes. The decaresing trends in catalase and peroxidase activity at higher Cd doses suggest that Azolla fronds were not able to mitigate the negative effects of H₂O₂, hence an increase in malondialdehyde content was noticed. The study concludes that up to 0.1 ,mg·L^?1 Cd, A. pinnata can flourish and be used as biofertiliser and for phytoremedial purposes in Cd-contaminated fields; beyond this concentration poor growth may restrict its application.     

附着物对菹草光合作用速率的抑制效应

年5月对白洋淀不同营养水平的8个区域进行现场调查,研究了菹草(Potamogeton crispus)附着物的生物量(以w计)与营养盐水平的关系及其对菹草光合作用速率的影响. 结果表明,随着ρ(TN)、ρ(TP)的增加,菹草上附着物的生物量、w(Chla)和净初级生产力逐渐升高,在营养盐水平较高的王家寨〔ρ(TN)为6.074mg/L,ρ(TP)为0.161mg/L〕达到高峰,附着物的生物量为0.073~0.384mg/g,w(Chla)为0.019~0.112 mg/g,净初级生产力为0.007~0.154mg/(g·h). 附着物对菹草的光合作用速率产生明显的抑制作用,并且随着附着物生物量的增加,抑制作用明显增强,在营养水平较高的王家寨,抑制率可达72%;南刘庄和端村次之,抑制率分别为64%和55%;而在营养水平较低的光淀,抑制率仅为11%. 初步推测附着物对菹草的光合作用的影响可能源于附着物的遮荫作用.      

纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响

使用硼氢化钠还原硝酸银,聚乙烯醇(PVA)作为分散剂,制备出粒径为(7 ± 3)nm的纳米银,分别使用计数法和溶解氧法,研究了纳米银对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、光合作用和呼吸作用的影响,并调查了对叶绿素a的抑制状况.结果显示,黑暗条件下加入3mg/L的纳米银,基本抑制了小球藻的呼吸作用,当暴露于4mg/L的纳米银时,小球藻生长的抑制率为93%;而光照条件下加入10mg/L纳米银时,才能抑制其光合作用,此时对小球藻生长的抑制率达到90%.光照时,叶绿素a在10mg/L纳米银的作用下,抑制率达到77%.研究表明了纳米银对小球藻呼吸作用有很强的抑制作用,对光合作用的影响可能通过抑制叶绿素a的合成或破坏叶绿体的结构来完成;光照能够明显减弱纳米银的毒性.     

酸雨胁迫下黑壳楠Lindera megaphylla Hemsl.幼苗在夏季和秋季的生理生态特性

浙江为酸雨危害严重地区之一,而植物在酸雨胁迫下的生长和生理变化情况可以衡量其对酸雨的耐受能力,亦可作为植被引种、经营和管理的参考依据.采用盆栽法,研究了在不同季节不同强度酸雨胁迫下黑壳楠Lindera megaphylla Hemsl.的生理生态特性,设置了3个酸雨处理:重度酸雨处理(pH2.5)、中度酸雨处理(pH4.0)和酸雨对照处理(pH5.6).研究结果表明:①酸雨、季节以及酸雨和季节的交互效应对黑壳楠的株高、地径和叶绿素相对含量没有显著影响.②黑壳楠的最大净光合速率(Amax)、表观量子效率(AQE)、光补偿点(LCP)和暗呼吸速率(Rd)对酸雨胁迫敏感,而季节并未显著影响到植物的光合特性.③酸雨胁迫显著影响黑壳楠的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE).季节对黑壳楠的蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)影响显著.酸雨和季节的交互效应极显著影响到植物的胞间CO2(Ci)浓度和蒸腾速率(Tr).研究表明夏季黑石楠受酸雨胁迫的影响比秋季严重.重度酸雨胁迫严重影响到黑壳楠的生理生长,在酸雨危害严重地区如浙江不适宜大量种植黑壳楠.     

光合细菌球形红杆菌摄磷能力的研究

研究了光照、碳源、酸碱对光合细菌球形红杆菌摄磷能力的影响。试验结果表明,在微好氧培养条件下,不同因素对该菌摄磷能力有很大影响,在光照条件下该菌从培养基中摄磷能力增强,甚至有过量摄磷现象。相反,在黑暗条件下,该菌体向培养基中释放磷,出现磷释放现象;以乙酸钠为碳源时该菌的摄磷量大于以乙醇为碳源时的摄磷量;向培养基中滴加3M的氢氧化钠（使pH保持在7.5左右）时,该菌出现过量摄磷现象,相反,向培养基中滴加1.5M的硫酸（使pH值保持在6.5左右）时,该菌出现磷释放现象     

模拟酸雨对五爪金龙幼苗光合生理特性的影响

在华南地区,酸雨引起的农作物和经济作物生长发育障碍常导致严重的经济损失,而一些有害入侵种在酸雨条件下仍在扩散,危害性未受到明显的抑制.因此,酸雨条件下入侵种生物学特性研究有助于揭示其入侵规律.在人工环境条件下（光照培养箱的温度为30 ℃,相对湿度为47.6%,光合有效辐射为63.6 μmol·m^-2·s^-1）进行五爪金龙（Ipomoea cairica L）盆栽试验.五爪金龙幼苗每天喷施营养液.采用模拟酸雨（pH梯度为2、3、4、5、6）对幼苗进行胁迫实验,利用LI-6400便携式光合仪和分光光度法测定其光合生理特性指标.结果表明：五爪金龙叶片净光合速率随酸雨pH值的下降而降低.当光合有效辐射（PAR）低于200 μmol·m^-2·s^-1时,不同酸雨处理叶片的净光合速率均随光合有效辐射强度的增加而增大;当光合有效辐射高于200 μmol·m^-2·s^-1时,同一光合有效辐射不同pH处理叶片的净光合速率均为：CK（对照） 〉 pH6.0 〉 pH5.0 〉 pH4.0 〉 pH3.0 〉pH2.0.随着酸雨pH值的下降,光饱和点、光补偿点、最大净光合速率、表观量子效率和暗呼吸速率均呈下降的趋势.其中,pH3.0和pH2.0酸雨处理对各项光合特性参数的抑制作用均达到了显著水平.酸雨胁迫导致五爪金龙叶片叶绿素含量下降,丙二醛含量（MDA）和可溶性糖含量均显著增加,表明酸雨胁迫对叶片细胞膜系统产生了破坏作用.pH6.0、pH5.0和pH4.0酸雨处理对五爪金龙的光合生理特性影响较小,pH值为3.0和2.0的酸雨处理对五爪金龙的光合能力抑制显著.酸雨胁迫导致五爪金龙利用强光能力下降,提高了其利用弱光的能力.五爪金龙光合生理特性对酸雨环境较为敏感,对酸雨胁迫具有一定的耐受性和适应性.     

锌对外生菌根植物苏格兰松幼苗锌积累和光合作用的影响

在实验室条件下,对生长在锌(Zn)处理浓度为55mg·L-1和200mg·L-1下的外生菌根苏格兰松幼苗(Pinussylvestris)的锌积累和光合作用进行测定.处理4周后,两种浓度锌处理下菌根苗木Zn积累量分别为非菌根松苗的1 7倍和2 8倍,显示菌根没有减少植物对过量Zn的吸收 但200mg·L-1处理下菌根地上部分Zn与非菌根相同,说明菌根真菌可能通过调节Zn在植物内的分布积累减少重金属毒害.菌根真菌缓解了Zn对植物光合色素合成的影响,使菌根植物叶绿素含量比非菌根高12%和22%,其中叶绿素b都比非菌根的高12%.菌根真菌对Zn胁迫下的植物光合作用的影响,主要表现在缓解PSⅡ电子传递速率的减少,使Zn处理下菌根植物的PSⅡ电子传递速率比非菌根高33%和24%,但净光合强度与非菌根差异不显著.菌根还使Zn胁迫下的植物受伤呼吸减弱,在200mg·L-1Zn处理下比非菌根的呼吸耗氧低25%,减少了呼吸耗能,增加植物抵抗环境胁迫的能力.     

溶解性有机质强化棉花修复镉污染土壤

为探究溶解性有机质(DOM)对棉花修复镉(Cd)污染土壤的影响,通过盆栽试验研究棉花秸秆溶解性有机质(CM)和农家肥溶解性有机质(FM)在3种外源Cd(mg·kg-1)添加含量为0(C0)、5(C5)和10(C10)下对土壤有效态Cd含量、棉花生物量、光合作用参数和Cd积累的影响.结果表明,CM和FM施入能提高土壤有效...     

Alteration of photosystem II activity by atrazine on Chlamydomonas reinhardtii synchronized and asynchronized cell cycle cultures

Inhibition of photosystem II (PSII) activity by atrazine was investigated in the green alga Chlamydomonas reinhardtii during different states of the cell cycle. The algal cultures were maintained under continuous light or under light/dark cycle (16/8?h) to obtain homogenized cell cycle distribution. The cycle state of algal population was determined by the DNA content using flow cytometry and defined as newly divided cells before the initiation of DNA replication (G₀/G₁) and cells at the end of the replication cycle with fully duplicated DNA content (G₂/M). Under different synchronized states of the cell population, the photosynthetic activity was investigated after treatment at 10, 100, and 1000?µmol?L^?1 atrazine exposed for 24?h by using fluorescence parameters related to PSII activity measured with a plant efficiency analyzer and pulse-amplitude modulated methods. In this study, we found that the atrazine effect was different depending on cell cycle phases and the period of illumination. Algal cells under light–dark cycle showed inhibition of the PSII electron transport leading to an increase of heat energy dissipation by the PSII reaction center. Algal cells grown under continuous light was shown to be more resistant to atrazine than the cells grown under light–dark cycle.     

不同外源硒对镉污染土壤中小白菜生长及镉吸收的影响

为探究不同外源硒对镉的解毒作用的差异,并为土壤镉污染控制与农作物安全生产提供科学依据.采用土培盆栽试验,对比了不同施用量（0、0.5、1.0和2.5 mg·kg^-1）的亚硒酸盐和硒酸盐施入天然镉污染土壤,对小白菜生长（根长、株高、生物量和光合指标）及镉吸收、转运的影响.结果表明,低硒处理（≤1.0 mg·kg^-1）对镉的解毒作用优于高硒处理（2.5 mg·kg^-1）,亚硒酸盐对镉的解毒作用大于硒酸盐.其中,外源施入≤1.0 mg·kg^-1的亚硒酸盐和硒酸盐均提高了小白菜的SPAD值、净光合速率、气孔导度、胞间CO₂浓度及生物量和株高,且以1.0 mg·kg^-1亚硒酸盐处理的效果最为显著（胞间CO₂浓度除外）;而高硒处理小白菜的各光合指标均显著低于低硒处理（蒸腾速率除外,P<0.05）.与未施硒处理（对照）相比,各硒处理均降低了小白菜对镉的吸收.其中,施入1.0 mg·kg^-1的亚硒酸盐和硒酸盐使得小白菜地上部的镉含量较对照处理分别显著降低了40.0%和20.5%（P<0.05）,但当施硒量为2.5 mg·kg^-1时两种外源硒均促进了镉向地上部转运,使更多的镉累积在小白菜的地上部.总之,施入适量外源硒对土壤镉有一定的解毒作用,表现为小白菜生物量的提高和镉的积累下降.推荐施用1.0 mg·kg^-1的亚硒酸盐用于镉污染土壤中镉的控制及安全利用.