钴胁迫下红苋菜中钴积累分布及其生理特性的研究

采用模拟钴污染土壤的方法,研究不同程度的钴(0、20、40、60 mg/kg)胁迫对成熟期红苋菜生长及其体内钴积累分布和生理特性的影响。结果表明:(1)同一钴胁迫下,红苋菜株高差异性大,株高差值(最高与最矮的差值)范围为14~27 cm,远大于对照组的4 cm;(2)在不同程度的钴胁迫下,植株各部位钴含量分布规律不一致,且根部钴含量最高。当胁迫浓度为60 mg/kg,植株长势最差组的根、茎、叶部钴含量最高,分别为对照组的41、44和14倍,此时地上部和单株的钴积累量均最大,分别为1 103和1 275μg,且两者的积累量与MDA含量成极显著正相关;(3)钴胁迫使得叶片叶绿素含量、CAT和POD酶活性均出现不同程度的降低,SOD酶活性仅在低浓度的钴胁迫下上升,而MDA含量则上升;(4)钴胁迫下植株对钴的转运系数为0.20~0.64,地上富集系数为1.96~10.06,同一胁迫下,长势最差组的转运系数和地上富集系数最大。     

零价铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的促进作用

以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株S12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和S12菌的培养体系中,菌株S12对1 mmol.L-1苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的S12菌培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在额外含20 mmol.L-1甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使S12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54%.此外,ZVI的存在可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力.在投加ZVI和菌株S12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol.L-1的苋菜红可在276 h内实现11次有效脱色,而不含ZVI的S12菌培养体系中只能实现3次有效脱色.进一步的研究发现,ZVI与菌株S12协同培养体系的最适反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol.L-1.与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用.本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数.     

外源甜菜碱对苋菜抗盐性与累积重金属特性的影响

用不同盐分(0.2%、0.4%)、重金属污染土壤进行盆栽实验,研究叶面喷施不同浓度甜菜碱(GB,1、10、50 mmol·L-1)对苋菜抗盐性与重金属累积的影响.结果表明,0.4%重度盐分胁迫下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱可大幅提高苋菜茎叶部游离脯氨酸和总游离氨基酸含量;盐分胁迫抑制了苋菜根系对Ca、Mg、K、Fe的吸收,而叶面喷施甜菜碱可显著增强对Ca、Mg、K、Fe的吸收,K/Na、Ca/Na比值随着甜菜碱剂量的增加而逐渐增大.在0.4%盐分下,喷施50 mmol·L-1甜菜碱促使根系K/Na、Ca/Na比值分别增加了40.4%、34.1%,说明盐分越高,外源甜菜碱对苋菜抗盐性更明显.盐分胁迫下,外源甜菜碱明显提高了苋菜根系重金属Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的含量.在0.4%盐分与喷施50 mmol·L-1甜菜碱条件下,苋菜根系对各重金属的累积增幅分别为22.1%、127.1%、63.4%、61.1%、56.1%.由根系重金属与盐分离子的相关性分析可知,0.4%盐分处理后,Pb、Cr、Cu、Zn与盐分离子、重金属的吸收变化呈显著正相关(p0.01);而在0.2%盐分处理下,只有Na与Ca、Cd与Cr、Cu与Zn的吸收变化呈显著正相关(p0.01).说明盐分含量较高,外源甜菜碱对苋菜抗盐胁迫效果越明显,对必需元素及其伴随吸收的非必需重金属元素吸收增加也越明显.     

NaCl胁迫下苋菜中镉的亚细胞分布及转运研究

中国大面积的农田土壤面临盐渍化和重金属的双重污染。探索盐分胁迫下作物可食部分的重金属累积特征将为保障农产品安全提供科学依据。本文主要从镉的亚细胞分布和离子选择性角度探讨盐分胁迫对苋菜（Amaranthus mangostanus L.）镉转运过程的影响。本试验采用水培苋菜的方式,添加不同质量浓度（0、2.5、5.0、7.5和10.0 g·L-1）NaCl和3.0μg·L-1Cd处理,测定台湾白苋菜（耐盐型）和尖叶青苋菜（敏感型）根、茎、叶中Cd和Ca的亚细胞质量分数变化。Cd的亚细胞组分质量分数由大到小顺序均为：细胞壁（FI）>细胞器（FII）>>细胞液（FIII）。NaCl胁迫下,苋菜根、茎、叶中细胞壁（FI）和细胞器（FII）Cd质量分数总体显著下降,下降幅度为16%~71%,胞液（FIII）Cd质量分数基本不变,这主要和Na的竞争吸附和吸收有关。同时耐盐型台湾白苋菜根细胞器,茎、叶细胞壁和细胞器Ca质量分数总体下降,下降范围为20%~70%。敏感型尖叶青苋菜根、茎细胞壁和细胞器组分Ca质量分数均显著下降,叶细胞壁Ca质量分数下降幅度高达80%,说明细胞壁和质膜的生理结构和组成可能发生了变化;另一方面,苋菜的运输选择性比例TSK. Na(根-茎)、TSCa. Na(根-茎)和TSMg. Na(根-茎)显著下降,下降幅度达50%以上,TSK. Na(茎-叶)、TSCa. Na(茎-叶)和TSMg.Na(茎-叶)相较对照急剧上升,上升幅度均在44%以上,表明苋菜根部K、Ca、Mg向茎转移的选择性减弱;而茎向叶转移的选择性增强。苋菜细胞组成和离子选择性的变化使根、茎中细胞壁和细胞器对Cd的截留能力变差,Cd向地上部转移的比例增大,Cd在苋菜的转运系数TF(根-茎)、TF(茎-叶)较对照处理呈现不同程度的上升。台湾白苋菜的TF(根-茎)大于尖叶青苋菜,而TF(茎-叶)小于尖叶青苋菜,表明敏感型苋菜茎细胞对Cd截留能力较强,而耐盐型苋菜根细胞对Cd的截留能力较强。     

药食保健野菜——苋菜的开发利用

苋菜是一种具有较高利用价值的药食两用蔬菜,对其进行开发利用已成为国内外医疗保健、食品、化工领域的研究热点。介绍了苋菜的识别特征、固有营养价值、保健作用、微量元素与食疗原理,提出了苋菜资源的开发利用方向。     

不同土壤下苋菜镉吸收规律及其阈值研究

以中国20种典型土壤和苋菜为研究对象,通过盆栽实验揭示不同土壤类型和不同浓度镉污染对苋菜镉累积的相关规律,寻求符合叶菜类卫生标准的土壤镉污染阈值。结果表明:土壤的理化性质不同,不同浓度镉处理对苋菜生长表现出多样性,或促进(盐碱土、黄棕壤和黄绵土)、或抑制(黑钙土和棕漠土)或没有显著影响(黄壤和红壤)。同种土壤条件下,苋菜可食部位镉含量随镉处理浓度增加而升高,而同一浓度处理下,则受土壤pH影响较大。当pH7.5时,随着pH的上升,重金属含量则随之降低。通过土壤理化性质与苋菜富集系数之间的回归方程,可得出符合国家食品卫生标准的土壤镉污染建议阈值,分别为0.3 mg/kg(pH6.5)、0.8 mg/kg(6.5pH7.5)和1.2mg/kg(pH7.5)。根据计算出的阈值,可以为叶菜类蔬菜种植区选择和污染农田土壤的治理提供科学依据。     

苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解

构建了一套可以实时监测苋菜红降解情况的设备,探讨了苋菜红在掺杂氟的二氧化锡导电玻璃上的电化学降解方法.考察了支持电解质、外加电压、溶液pH、降解时间等因素对染料去除率的影响.结果表明,控制外加电压为6 V,用含0.03 mol.L-1氯化钠为支持电解质（pH 8.0）,电解苋菜红溶液（12.0 mg.L-1）10 mi...     

基于苋菜转录组的ARF基因家族鉴定及表达

ARFs(auxin response factors)是重要的生长素响应因子,在植物的生长发育过程中起着关键的作用.基于‘大红’苋菜转录组数据,通过在线分析软件SMART和NCBI-Blastp的注释筛选苋菜ARF基因家族成员(AtrARF);利用生物信息学分析软件,对AtrARFs蛋白的理化性质、二级结构、亚细胞定位、保守氨基酸序列进行预测分析;构建系统进化树,预测可能调控AtrARF的miRNAs.分析AtrARF在蓝光和黑暗处理下苋菜胚轴中,及在不同种类及浓度的生长素处理下苋菜幼苗中的表达水平.分析结果表明,在苋菜中共鉴定得到29个ARF基因,其编码蛋白的长度在80-1 107 aa之间,蛋白分子量约为8.850×10³-123.300×10³,等电点在4.09-9.92之间.亚细胞定位预测结果均定位于细胞核,有15个保守氨基酸序列;系统进化树显示,29个AtrARF分为3个大组;MiRNA预测结果显示,至少有5个AtrARF家族成员受到miRNA调控.定量结果显示,AtrARFs在蓝光和黑暗、不同种类及浓度的生长素处理下表达模式均不相同.本研究表明AtrARFs受光质和生长素调控,在苋菜生长发育过程中发挥重要作用.(图8表4参34)     

用苋菜红体系催化光度法测定痕量碘

提供了痕量碘新的催化光度法测定方法,避免了原方法使用的剧毒试剂。新方法以草酸钠为活化剂,以高碘酸钾氧化苋菜红的催化反应为基点。方法的检出限为8×10~(-10)g/mL,测定碘离子量的线性范围为2.5×10~(-9)～1.3×10~(-7)g/mL,大多数常见离子不干扰测定。