水杨酸在植物缓解重金属镉胁迫中的作用

重金属污染是全球都面临的重大环境问题。重金属镉(Cd)是威胁有机体最大的重金属之一,它不仅影响植物正常的生长发育过程,还会通过植物的吸收与累积威胁人类及动物的生命健康。因此,缓解重金属Cd对植物的毒害是植物及环境污染研究领域的一项重要课题。水杨酸(SA)是植物体内普遍存在的一种小分子酚类物质。当植物受到生物或非生物胁迫时,SA可以作为一种信号分子参与植物特异性反应的表达过程,提高植物的抵抗能力。SA对植物Cd胁迫的缓解作用已得以广泛研究,文章就内源SA、外源SA对Cd毒性的缓解作用,内在缓解机理方面的研究进展进行综述,并提出了该领域研究出现的问题及未来的研究方向。     

脱落酸调控植物重金属耐受性及其机制研究进展

重金属污染是21世纪面临的最紧迫的环境问题。土壤中过量的重金属会抑制植物的生长,造成生产力的下降,同时还会经食物链传递给人类和动物,威胁生态安全和生命健康。脱落酸（ABA）是一种重要的植物非生物胁迫诱导激素,在植物生长发育和应对各种逆境胁迫中起调节作用。近年来大量的研究发现,外源ABA能缓解重金属对植物的胁迫,改善植物重金属耐受性。其机制包括,调控植物对重金属的吸收和积累,改善重金属对植物光合系统的损伤,参与胁迫下植物细胞抗氧化系统的平衡,影响植物组织中其他激素的水平,以及胁迫下植物的营养元素吸收和平衡。在分子层面上,ABA通过调控ABA响应基因,特别是调控相关转录因子和载体蛋白基因的表达,实现对植物各种生理生化过程的再平衡,提高对重金属胁迫的耐受性。     

植物促生菌在重金属生物修复中的作用机制及应用

重金属污染是导致生态和环境退化的主要因素之一.土壤重金属污染会降低土壤质量、农作物产量和品质,甚至威胁人类健康.因此,优化土壤重金属污染治理措施,对于农业高产优质可持续具有重要意义.诸多国内外学者在重金属污染植物修复方面开展了大量研究,但由于受土壤和气候环境条件的影响,其修复效率受到制约.微生物与植物的协同修复被认为是环境胁迫条件下提高重金属污染修复效率的一种有效手段.耐重金属的植物促生细菌（PGPB）不仅可以促进植物生长,提高对生物胁迫（如病原菌）和非生物胁迫（如干旱、高盐、极端温度和重金属等）的抗性,还可以改变土壤中重金属的生物利用度和毒性,从而提高植物对重金属的修复效率.系统地梳理了耐重金属的PGPB在促进植物生长,增强植物抗逆性和影响重金属生物利用度方面的作用机制,并进一步综述了近年来国内外关于PGPB在生态修复中的应用和研究进展.     

生长调节物质在重金属污染植物中的应用研究进展

植物生长调节物质参与多种植物响应生物和非生物胁迫的调控。外源植物生长调节物质的应用有助于缓解植物重金属毒性,增强植物的重金属抗性,提高植物对重金属的提取能力。该文简述了重金属对植物的毒性,综述了植物生长调节物质对重金属毒害植物的毒性缓解及抗性增强的作用以及植物生长调剂物质在植物提取重金属过程中的作用及应用研究进展。提出了生长调节物质在农业生产以及重金属植物修复中的应用潜力及今后的研究和发展方向,旨在为中国重金属污染地区农业生产及植物修复的发展提供参考。     

钾肥对延胡索植株铜污染的缓解作用

缓解重金属污染对植物伤害的方法是目前研究的热点之一。铜(Cu)是植物生长发育所必需的微量营养元素。过量的Cu则对植物的生长发育有抑制作用。钾(K)是植物生长所必需的营养元素,施用钾肥(K2SO4)能明显增加植物的抗逆性。为了探讨外源K对Cu胁迫下延胡索植株生理生化响应的调节作用,为延胡索高效经济,优质高产的栽培模式提供理论与实践指导,以小叶型延胡索(Cf)和大叶型延胡索(C)为研究材料,采用土培的方法,研究外源K对Cu胁迫下2个延胡索叶型植株生长、抗氧化酶系统和Cu积累等的影响。结果表明:各浓度Cu胁迫下外源K的最适缓解浓度均为200 mg/kg。200 mg/kg K能明显缓解Cu胁迫对2种叶型(C和Cf)植株生长的抑制作用,增加植株的耐Cu性;尽管存在一定的叶型差异,但外源K能使2种叶型叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)的活性降低,降低了叶片中的可溶性糖含量和丙二醛(MDA)含量,从而缓解Cu对延胡索植株的毒害。另外,外源K影响Cu对延胡索植株地上部分和地下部分Cu的积累,其影响程度与延胡索叶型有关,其中能显著降低大叶型延胡索植株地下部分Cu含量(p0.05)。机制较复杂。     

Se和K对延胡索植株锌毒害的缓解作用

为了探讨外源硒(Se)或钾(K)对锌(Zn)胁迫(0~900 mg/kg)下延胡索(Corydalis yanhusuo)植株生理生化响应及对其生长和品质的影响,以延胡索为试验材料,采用盆栽试验,研究了外源Se和K对Zn污染土壤延胡索株高、生物量、生理特性、Zn积累及品质等的影响。结果表明:(1)10 mg/kg Se、200 mg/kg K能明显缓解Zn胁迫对延胡索植株生长的抑制作用,增加植株的耐Zn性。(2)添加适宜浓度的外源Se和K不仅能提高900 mg/kg Zn污染土壤延胡索植株叶片保护酶活性(POD活性除外),提高可溶性糖含量,降低丙二醛(MDA)含量从而缓解Zn对延胡索植株的毒害,还能提高延胡索的产量和(药性)品质。(3)适宜浓度外源Se和K能显著影响Zn污染土壤延胡索植株地上部分和地下部分Zn积累。由此,Se和K在药用植物对重金属胁迫的解毒中起着重要作用,其中Se的解毒作用更佳。增施10 mg/kg Na_2SeO_3可缓解重金属对药用植物的毒害,提高产量和药性品质。     

菌根真菌重金属耐性机制研究进展

菌根真菌在自然界中广泛存在,能与大多数陆地植物形成共生体,菌根共生体系对于植物适应各种逆境胁迫具有重要意义.在重金属污染土壤中通常也能发现菌根真菌,某些菌根真菌对重金属表现出较强的耐受性,在污染土壤修复方面显示出应用潜力.本文从生境选择、生理适应、功能基因表达调控等层面综述了菌根真菌重金属耐性机制方面的最新研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,旨在推进相关机制研究及菌根技术在重金属污染土壤修复中的应用.     

转录组分析植物促生细菌缓解高粱微塑料和重金属复合污染胁迫机制

微塑料能成为其它环境污染物（比如重金属）潜在的转运载体,因此微塑料与重金属的复合污染越来越受到研究者的重视.为探究植物促生细菌VY-1缓解高粱微塑料和重金属复合污染胁迫机制,通过水培实验分析菌株接种对高粱生物量和重金属积累的影响,通过转录组学分析接菌对高粱基因表达的影响.结果表明,聚乙烯（PE）和镉（Cd）复合污染相比单一Cd污染使高粱地上部和地下部干重分别下降17.04%和10.36%,表现出复合污染对植物生长毒性效应增强的症状.接种植物促生细菌VY-1能缓解Cd-PE复合污染的毒性,高粱地上部和地下部长度分别增加33.83%和73.21%,干重分别增加56.64%和33.44%.转录组测序结果表明,接种VY-1后高粱根部有904个基因上调表达.促生细菌VY-1接种能上调表达生长素、脱落酸、黄酮类和木质素生物合成通路中多个基因,促进了高粱在Cd-PE复合污染胁迫下的耐受能力,提高其抗性.以上研究结果表明植物促生细菌在微塑料和重金属的复合污染中能通过调节植物基因表达缓解所受到的胁迫,为重金属与微塑料复合污染植物-微生物联合修复提供了参考.     

抗坏血酸存在条件下NO2-对玉米植株镉胁迫的缓解作用

植物所吸收的Cd通过与关键的代谢途径、蛋白质的羧基和硫巯基相互作用,或者通过诱导活性氧的迸发而对植物产生毒害作用.大多数植物甚至暴露于低浓度的Cd就会引起明显的中毒症状,因此,揭示缓解Cd胁迫/或提高重金属污染土壤上作物的生产力是一个刻不容缓的问题.植物中的气体多功能信号分子一氧化氮(NO)被证明广泛参与了植物对Cd胁迫的响应和调节,但由于受到成本等因素的限制,其在生产中的应用还不成熟.因此,本文以玉米为实验材料,系统地研究了酸性条件下由抗坏血酸(Vc)和亚硝酸盐(NO-2)反应所产生的NO对植株遭受Cd胁迫的缓解作用.结果表明,10 mmol·L-1的Vc和浓度为0、500、1000、1500、2000、3000、4000、5000μmol·L-1的NaNO2分别进行反应,其缓解Cd胁迫的作用呈先促进后抑制的现象,NaNO2最佳浓度为3000μmol·L-1.与对照相比,适度的Vc+NO-2预处理能够显著增加Cd胁迫下玉米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸氧化酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,相应地减少了活性氧过氧化氢(H2O2)和超氧阴离子(O-·2)的积累,降低了膜脂的过氧化伤害.Vc+NO-2还能显著地缓解由Cd造成的叶片黄化现象,维持叶片叶绿素含量的相对稳定;能够在重金属胁迫下增强植物螯合重金属离子的能力,减缓重金属对植株生长发育和生理代谢的影响.由于具有价格低廉且来源方便的特点,Vc+NO-2来源的NO在大田作物抵抗Cd胁迫中具有潜在的应用价值.     

3-吲哚乙酸协同螯合剂强化植物提取重金属的研究

螯合剂的潜在环境风险以及重金属/金属螯合物对植物的胁迫作用是限制重金属污染土壤的螯合诱导植物提取技术应用的2个主要障碍.以玉米为试验材料进行室内盆栽,通过添加螯合剂EDTA和氨三乙酸（NTA）进行螯合诱导植物提取研究,并以植物激素3-吲哚乙酸（IAA）来缓解重金属对植物的胁迫作用.结果表明,EDTA&IAA处理玉米地上部生物量比EDTA处理增加40.0％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加27.0％、26.8％、27.5％和32.8％;NTA&IAA处理玉米地上部生物量比NTA处理增加29.9％,地上部Cu、Zn、Cd和Pb累积量分别增加31.8％、27.6％、17.0％和26.9％.结果表明,IAA能缓解重金属/螯合剂的植物毒性,促进植物根系伸长,增加植物生物量,协同螯合剂促进植物对重金属的吸收、转运和积累,显著提高植物提取效率.     

微生物在重金属离子污染修复及治理中的应用研究

重金属污染对环境造成了严重破坏,并威胁着人类的生命健康和财产安全。本文从重金属环境污染现状、重金属污染对微生物影响、微生物对重金属离子污染的修复作用、微生物修复方法的作用机理等方面,综述了微生物在重金属污染修复及治理中的研究概况,并对微生物修复及治理重金属污染存在的局限性进行分析,进一步提出相关改进建议,为处理重金属离子污染提供了理论依据。     

大型水生植物修复重金属污染水体研究进展

重金属污染水体的修复是一项艰巨的工程,以往的物理及化学修复不仅投资巨大而且效果不甚理想,而利用水生植物修复重金属污染水体是一种低廉有效的处理方法。文章综述了利用大型水生植物植物修复重金属水体的研究进展,重点阐述了4种生活型水生植物(挺水、漂浮、浮叶和沉水)对重金属的蓄积效果;并对植物修复重金属污染水体的影响因素如植物生活型、生物量、株龄以及重金属的类型、初始浓度和水体的理化性质等进行了讨论。最后,对利用组织培养技术进行植物筛选、利用基因工程技术使水生植物对重金属具有超蓄积能力、水生植物修复重金属污染水体机理机制研究以及应用多种类型植物的组合研究等方面进行了展望,并且提出了水生植物修复重金属污染水体的实际工程应用中需要注意的问题。     

植物一氧化氮响应镉胁迫作用机制的研究进展

镉是一种毒性高、迁移性大的重金属元素,是动植物体内的非必需元素。当含有镉的废水排入河流、土壤,会给植物带来毒害效应。为了尽量减少镉毒性的影响,植物已经进化出一系列的解毒机制。一氧化氮是植物体内重要的气体信号分子,参与植物对镉胁迫的应答反应。本文综述了植物一氧化氮的产生途径、镉胁迫下植物内源一氧化氮含量的变化以及适宜外源一氧化氮对镉胁迫下植物的保护作用。     

外源脱落酸缓解二氧化硫对胡杨细胞的毒性

二氧化硫(SO_2)是一种常见的大气污染物.前期研究表明,过氧化氢(H_2O_2)和一氧化氮(NO)参与调控SO_2诱导的胡杨细胞毒性.脱落酸(ABA)是一种植物逆境激素,目前关于ABA在植物细胞响应SO_2胁迫中的具体作用并不清楚.因此,本文以胡杨愈伤细胞为材料,采用SO_2衍生物处理,研究外源ABA在植物细胞SO_2毒性缓解中的作用及相关机制.结果发现:2 mmol·L~(-1)SO_2衍生物处理胡杨细胞9 h后,细胞电解质外渗率和细胞死亡率明显增加;外源施用5μmol·L~(-1)ABA可明显缓解SO_2对胡杨细胞的毒性,降低电解质外渗率和细胞死亡率.2 mmol·L~(-1)SO_2衍生物胁迫下,与SO_2单独处理组相比,添加外源ABA能够使胡杨细胞的抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性分别提高23.9%和48.0%,从而减少胞内H_2O_2水平.此外,SO_2胁迫下,外施ABA后胡杨细胞的Pe Nia1、Pe Nia2基因表达受到明显抑制,细胞硝酸还原酶(NR)活性降低24.1%,胞内NO合成减少.以上结果表明,SO_2胁迫下,外源施加ABA可有效降低胡杨细胞内H_2O_2和NO水平,从而缓解SO_2对胡杨细胞的毒性.     

重金属超积累植物的研究进展

土壤重金属污染是当前面临的一个重大环境问题,而土壤重金属污染的植物修复尤其是超积累植物的应用是治理污染土壤的重要手段之一。文章介绍了重金属超积累植物的概念和作用,详细综述了近年来重金属超积累植物的研究成果,包括其富集特征、种质资源、种属及时空地域分布特点以及其吸收重金属的生物学机理等,并对该研究领域存在的问题及今后的研究方向与应用作了简要的探讨。以期引起人们对该领域的重视,并为国内在超积累植物的相关研究方面提供参考。     

生物活性物质改善水环境中重金属对生物的不利影响及其机制

重金属具有高毒性和不可降解等特点,对水生生物的生长、繁殖等产生危害,进而影响水生态系统的平衡.最近研究表明,自然环境中存在多种生物活性物质,或通过人工添加的方式改善重金属对生物的不利影响.这些研究对认识水环境中的自然净化、生态修复与水生态健康评估具有重要价值,但目前对生物活性物质改善作用的总结和深入机理研究还较少.因此,本文调查并总结了多种生物活性物质对水生生物重金属胁迫的改善作用,研究其可能的改善机制.对水生植物而言,生物活性物质主要通过调节植物抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环、叶黄素循环以及维持植物光合色素平衡来改善重金属毒性;对于水生动物,生物活性物质主要通过缓解氧化应激、螯合重金属离子和维持肠道健康来减轻重金属毒性.因此,本文能为预防和改善水环境中重金属对生物的不利影响提供支持,并为进一步研究重金属的自然修复技术、污染控制及水质改善等方面提供科学依据,对水产养殖中生物的日常管理、生态系统的风险评估具有重要的指导价值.     

重金属污染土壤修复技术及其研究进展

土壤污染已经成为一个全球性的环境问题之一,而重金属污染在土壤污染中占有很大的比重,对人类生产和生活以及植物生长造成很大的威胁。本文从物化修复、化学修复、植物修复以及微生物修复等几个方面分别阐述了重金属污染土壤的修复技术及其研究进展。同时还介绍了复合污染中重金属的研究进展,指出了重金属复合污染土壤修复的研究方向。     

铬胁迫对芥菜型油菜生理特性和铬富集的影响

采用盆栽试验研究了重金属铬胁迫对芥菜型油菜来凤芥菜和四川黄籽的出苗率、幼苗生物量、叶绿素含量、丙二醛含量(MDA),超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、铬的亚细胞分布和铬富集的影响.目的是为阐明植物遭受铬胁迫的毒害机制和铬污染土壤的植物修复提供理论依据.结果表明,低浓度铬能够促进芥菜型油菜生长,提高出苗...     

土壤重金属污染植物修复的发展现状

文中介绍了土壤重金属污染植物修复的概念,探讨了处理重金属污染环境的植物修复措施,研究了重金属铅、砷、锌、铜和镉污染环境的植物修复技术发展现状,并对其研究成果进行了展望,为土壤重金属污染的整治及其生态修复提供依据。     

重金属污染土壤修复中杂草资源的利用

对重金属污染土壤植物修复基本原理、作用方式及亟待解决的问题进行了论述,认为现有修复植物均不同程度存在一些弱点,还难以大规模应用于修复实践。杂草具有抗逆境能力强、生长迅速、繁殖能力强以及在环境条件适宜情况下生物量能够急剧提高等特点,可以弥补现有修复植物的缺点和不足,是较理想的植物修复资源。结合笔者的研究情况,对杂草资源在重金属污染土壤植物修复中的利用方式、修复植物筛选方法进行了论述,而且在植物修复生物量处理方面也进行了讨论,试图为重金属污染土壤植物修复进一步发展提供科学依据。