铜胁迫对蓖麻根系有机酸分泌及Cu吸收的影响

通过盆栽试验并结合原子分光光度法和高效液相色谱法,研究了土壤Cu浓度对蓖麻根系有机酸分泌及Cu吸收的影响。结果表明,蓖麻对Cu表现出较强的转运、富集能力,根部是积累Cu的主要器官。蓖麻根分泌物中含有草酸、苹果酸、乳酸、柠檬酸和酒石酸,其中草酸、苹果酸含量分别占39.93%和31.53%。各种有机酸对Cu的响应不同,草酸含量随土壤Cu浓度升高逐渐减少。土壤Cu浓度300 mg/kg时,酒石酸、苹果酸、乳酸和柠檬酸含量随着Cu浓度升高而上升,土壤Cu浓度为300 mg/kg时达到最大,分别为对照的6.887、1.497、2.058和2.346倍;土壤Cu浓度300 mg/kg时,苹果酸、乳酸、柠檬酸含和酒石酸含量随着Cu浓度升高而逐渐减少。苹果酸含量与蓖麻的Cu含量的相关系数最大,其次是乳酸、草酸和柠檬酸。因此,蓖麻对Cu的转移和富集中苹果酸可能发挥主导作用,乳酸、草酸和柠檬酸次之。     

改性蓖麻油酸的制备及其破乳性能研究

以天然有机物蓖麻油酸为原料,分别以正丁醇、乙二醇、丙三醇和季戊四醇为改性剂,经酯化、磺化反应制备了一系列改性蓖麻油酸磺酸盐(分别记为M1,M2,M3和M4),并采用红外光谱验证了其结构。HLB值和表界面张力的测定结果表明:M1~M4的HLB值在13.1~14.9,且依次降低;CMC值均在400 mg/L左右,且降低油水界面张力的能力依次增强。另外,破乳评价结果表明,M1~M4对含水率为45%~65%的W/O乳状液有较好的破乳效果,且随着产物支链化程度的增加,破乳效果依次增强;破乳效果最好的是M4,400 mg/L、80℃下,针对含水率为65%的乳状液2 h时其脱水率为97.44%。     

Cadmium accumulation and tolerance of two castor cultivars in relation to antioxidant systems

To investigate the effects of Cd on tolerance and antioxidant activities of castor, two different castor（Ricinus communis L.） cultivars（Zibo No. 5 and Zibo No. 8） were used for a hydroponic experiment（0, 1 and 2 mg/L Cd） and a pot experiment using Cd-contaminated soil（34 mg/kg） with the addition of ethylenedinitrilotetraacetic acid（EDTA）. The results indicated that there were significant differences between the two cultivars with respect to Cd uptake in shoots（113–248 mg/kg for Zibo No. 5 and 130–288 mg/kg Zibo No. 8）, biomass tolerance indexes（64.9%–74.6% for Zibo No. 5 and 80.1%–90.9% for Zibo No. 8） in the hydroponic experiment and survival rates（0% for Zibo No. 5 and 100% for Zibo No. 8）determined by the addition of EDTA in the pot experiment, suggesting that Zibo No. 8 has higher tolerance than Zibo No. 5. Moreover, the castor cultivars have low bioconcentration factors（4.80% for Zibo No. 5 and 5.43% for Zibo No. 8） and low translocation factors（〈1%）.Consequently, Zibo No. 8 can participate in Cd phytostabilization in highly Cd-polluted areas. The results indicated that glutathione（GSH） as a non-enzymatic antioxidant, and antioxidant enzymes including superoxide dismutase（SOD）, catalase（CAT） and guaiacol peroxidase（GPX）, were cultivar- and dose-dependent. The higher tolerance of Zibo No. 8compared with Zibo No. 5 can be attributed to the higher GSH levels in the root and higher GPX activity in the leaf.     

从蓖麻粕中提取复合氨基酸

从蓖麻粕中提取复合氨基酸,研究水解反应中酸浓度、反应时间、温度等因素对氨基酸收率的影响。粗品收率为16．40％,纯度38．14％,测定了水解液中含有17种氨基酸,为蓖麻粕的综合利用开辟了一条新途径。     

蓖麻对重金属锌的耐性与吸收积累研究

采用60d温室盆栽试验研究蓖麻对土壤中重金属Zn污染的耐性和积累效应。通过不同Zn浓度下蓖麻植株生长状况和叶绿素变化及蓖麻根、茎、叶各部分对Zn的积累量的研究,发现蓖麻对土壤Zn污染有较高的耐性,分别在叶、茎、根中对Zn有不同程度的积累,随着土壤Zn浓度的增加积累量也增大。说明蓖麻适合较高程度Zn污染土壤的修复。     

Evaluation of phytoextracting cadmium and lead by sunflower, ricinus, alfalfa and mustard in hydroponic culture

Soil contaminated with heavy metals cadmium(Cd)and lead(Pb)is hard to be remediated.Phytoremediation may be a feasible method to remove toxic metals from soil,but there are few suitable plants which can hyperaccumulate metals.In this study,Cd and Pb accumulation by four plants including sunflower(Helianthus annuus L.),mustard(Brassica juncea L.),alfalfa(Medicago sativa L.), ricinus(Ricinus communis L.)in hydroponic cultures was compared.Results showed that these plants could phytocxtract heavy metals, the ability of accumulation differed with species,concentrations and categories of heavy metals.Values of BCF(bioconcentration factor)and TF(translocation factor)indicated that four species had dissimilar abilities of phytoextraction and transportation of heavy metals.Changes on the biomass of plants,pH and Eh at different treatments revealed that these four plants had distinct responses to Cd and Pb in cultures.Measurements should be taken to improve the phytoremediation of sites contaminated with heavy metals,such as pH and Eh regulations,and so forth.     

发展低碳环保蓖麻生物质产业潜力巨大

蓖麻作为绿色可再生"矿源"是最有前景的油料作物和能源作物。本文从发展蓖麻产业的必要性及意义出发,研究发展蓖麻产业的基本思路及发展步骤,旨在探索一条适合于我国的蓖麻产业发展之路,发展低碳环保的蓖麻生物质产业潜力巨大。     

镉对蓖麻耐性生理及营养元素吸收转运的影响

通过营养液栽培实验,研究了不同浓度Cd(0、25、50、100、200μmol·L-1)处理对能源植物蓖麻生长、生理特性、Cd积累以及营养元素吸收的影响.结果表明,200μmol·L-1的Cd处理使叶片、茎部鲜重和植株总鲜重分别下降了63.68%、55.21%和52.69%,根系鲜重则无显著变化;叶片过氧化氢和丙二醛含量分别提高了3.81和2.22倍,产生了明显的氧化胁迫作用;酸溶性巯基、还原型谷胱甘肽和植物络合素含量分别提高了1.73、12.63和1.62倍,GSH对于蓖麻Cd胁迫具有显著的缓解作用.根系Cd积累量和植株总积累量分别增加了3.15和2.41倍,蓖麻主要将Cd富集在其根系,有助于减轻Cd对地上部的毒害.Cd抑制蓖麻植株K和Ca的吸收,促进根系和茎部P吸收,高浓度Cd抑制P向叶片的转运;植株Zn和Cu含量、根系和茎部Mg含量表现为低促高抑,植株Mn含量及根系Fe含量表现为低抑高促.可见,Cd处理对不同营养元素的吸收有着不同的影响,应根据Cd胁迫条件下不同营养元素吸收特性来合理调控其供应.     

蓖麻对镉的耐性、积累及与镉亚细胞分布的关系

本研究以淄蓖麻3号为供试材料,通过营养液栽培实验,研究了不同Cd浓度(0、10、25、50、100、200、400μmol·L-1)对蓖麻生理特性、镉积累和亚细胞分布特征的影响,揭示镉细胞分布特征对镉耐性与积累的影响.结果表明,镉处理对蓖麻叶片丙二醛含量影响不显著,叶绿素含量则对镉具有较强的敏感性,可作为蓖麻镉耐性的评价指标.随着营养液镉含量的增加,蓖麻根、茎、叶镉含量均呈上升趋势,各器官镉含量呈现出根茎叶的分配特征,根系对镉具有较强的积累能力和滞留作用.镉在蓖麻根系和叶片各亚细胞组分的含量均为可溶组分细胞壁细胞器,随着镉胁迫的增加,蓖麻根系细胞壁中镉的相对含量呈增加趋势,可见液泡区隔化和细胞壁固持是蓖麻应对镉胁迫的重要耐性机制.镉在蓖麻体内的茎-叶转移系数为0.35~0.62,而根-茎转移系数仅为0.02~0.11,可见镉从根系向茎的转移能力较弱是降低蓖麻地上部镉富集的重要原因.统计分析表明,蓖麻根系镉的亚细胞分布特征对镉从根向茎的迁移转化能力有显著影响.根-茎转移系数随着根系细胞壁和细胞器镉分配比例的增加而递减,随可溶组分镉分配比例的增加而递增.     

镉胁迫下蓖麻对镉及矿质元素的富集特征

目前中国农田遭受镉污染的情况日益严重。蓖麻(Ricinus communis L.)是一种能源作物,同时对镉有较高的耐性和富集能力,因此利用蓖麻资源为合理利用镉污染农田提供了一种可行的途径。在温室条件下(5~32℃)采用盆栽试验,设定2个镉质量分数梯度(2.396和5.396 mg·kg-1),研究镉胁迫下30种蓖麻品种茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)吸收和富集特征,以及矿质营养元素与镉富集的相关性。结果表明:镉在不同组织的分布情况为茎叶果实,铝、钼、硫、锰和铁在不同组织的分布为叶果实茎,钙和镁在不同组织的分布为叶茎果实,铜、锌和磷在不同组织的分布为果实叶茎。在低镉质量分数(2.396 mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为0.600~1.670、0.310~1.970和0.130~0.909 mg·kg-1,平均值分别为1.030、0.831和0.362 mg·kg-1。在高镉质量分数(5.396mg·kg-1)处理条件下,茎、叶和果实中镉质量分数变化范围分别为1.012~4.032、0.698~3.514和0.227~1.525 mg·kg-1,平均值分别为1.964、1.583和0.694 mg·kg-1。蓖麻茎、叶和果实对镉和矿质元素(铝、钼、铜、钙、锌、硫、磷、镁、锰和铁)的富集受蓖麻品种和土壤中镉含量的显著影响。钙、硫、镁、铁的积累与镉的吸收呈显著正相关关系;锌、锰、铜、磷的积累与镉的吸收呈显著负相关关系,而铝、钼的积累与镉的吸收无显著相关关系。因此,合理调控污染土壤中矿质元素的含量可以提高蓖麻对镉污染土壤的修复效率。