硅对镉胁迫下菜心微量元素吸收与转运的影响

为探讨镉(Cd)胁迫下,施硅(Si)处理对植物体对微量元素吸收与转运的影响,采用营养液培养方式,研究了在低(1μmol·L~(-1))、高(5μmol·L~(-1))Cd胁迫下施Si处理对菜心(Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis)地上部、根部微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)含量,根系质外体、共质体及细胞壁中微量元素含量分配和木质部中各微量元素浓度变化的影响。结果显示,(1)Cd胁迫下菜心地上部对微量元素的吸收均表现出"低促高抑"的趋势,根部吸收紊乱,施Si后,地上部Fe、Cu、Zn含量呈不同程度的增加趋势,但Mn含量降低;根部Fe、Cu、Zn含量在施Si后也普遍增加,但差异不显著,对Mn则表现出拮抗作用。(2)Cd胁迫破坏了根系质外体、共质体、细胞壁中微量元素分布平衡,施Si处理普遍提高根系共质体和细胞壁中Fe、Cu、Zn含量,同时降低了Mn含量,增大了共质体中各微量元素的分配比例。(3)施Si普提高了木质部中Fe、Cu、Zn的浓度,降低了Mn的浓度,缓解了Cd对木质液中微量元素运输的影响。结论:Cd胁迫下,施Si通过提升微量元素在根系共质体及共质体的再分配,增强木质部微量元素的转运能力及其在地上部的富集能力,维持了菜心在Cd胁迫下的微量元素平衡。     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

高、低Cd积累水稻和小麦籽粒中Cu、Zn的富集特性

Cu、Zn含量过低不仅直接关系到稻麦植物的生长发育和籽粒的营养品质,而且与人类的饮食健康密切相关。采集我国水稻优势产区典型土壤,选择Cd高、低积累性明显不同的水稻和小麦品种各2个,通过温室盆栽试验研究稻-麦轮作体系下植物可食部分Cu、Zn吸收性差异。结果表明,高、低Cd积累水稻糙米Cu平均含量分别为5.07和5.75 mg·kg~(-1),Zn平均含量分别为42.10和33.60 mg·kg~(-1),品种间差异显著(P0.05);高、低Cd积累小麦籽粒Cu平均含量分别为4.37和4.94 mg·kg~(-1),Zn平均含量分别为34.40和35.40 mg·kg~(-1),差异不显著。高、低Cd积累小麦籽粒Cu、Zn含量差异不显著,可能与小麦籽粒Cu、Zn变异系数大多属于强变异有关。稻麦籽粒对Zn的富集系数均高于Cu;对于东北地区土壤,高和低Cd积累水稻糙米Cu、Zn富集系数分别为0.31、0.73和0.41、0.64,而高和低Cd积累小麦Cu、Zn富集系数分别为0.19、0.44和0.22、0.42,即糙米Cu、Zn富集能力显著高于小麦。因此,与小麦相比,在北方种植水稻能更有效地提高Cu、Zn在作物中的富集。上述结果表明,从稻麦的安全品质和营养品质方面考虑,种植高、低Cd积累稻麦不会导致Cu、Zn含量过低而引起营养失衡。     

不同淋洗剂对塿土中Cu、Pb的淋洗效果及对其他元素淋出的影响

采用批次实验方法,分别研究了乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、柠檬酸(CIT)、生物表面活性剂皂苷(Sap)及鼠李糖脂(RL2)的4种淋洗剂单用时对污染塿土中Cu、Pb的淋洗效果,以及对污染塿土中Ca、Fe、Mg等常量元素淋出量的影响.结果表明,各淋洗剂淋洗Cu、Pb的最适浓度分别为EDTA(0.03 mol·L~(-1))、CIT(0.05 mol·L~(-1))、Sap(0.2 mol·L~(-1))、RL2(0.15 mol·L~(-1));在此浓度时,各淋洗剂对单Cu土中Cu的最高淋洗百分率分别为EDTA(68.79%)CIT(61.02%)RL2(34.16%)Sap(23.95%),对单Pb土中Pb的淋洗百分率分别为EDTA(97.57%)Sap(55.28%)=RL2(55.28%)CIT(45.93%);各淋洗剂对复合土中Cu的淋洗百分率分别为CIT(61.44%)EDTA(49.56%)RL2(30.26%)Sap(20.32%),对Pb的淋洗百分率分别为EDTA(88.95%)RL2(53.92%)Sap(48.32%)CIT(44.56%).各淋洗剂淋洗后各污染塿土中的Cu、Pb均达到或低于国家土壤质量二级标准(GB15618—1995).随着各淋洗剂有效淋洗塿土中Cu、Pb时,对污染塿土中Ca、Fe、Mg、Mn、Zn、K的淋洗量也随之增加而表现出不同的特征;除柠檬酸外,其他3种淋洗剂淋洗后均增加了土壤中Na的含量,其大小序列为EDTASapRL2,因此在耕地土壤的原位化学及植物修复中应综合考虑不同淋洗剂对土壤中其他元素的影响.     

铈对酸雨和镉双重胁迫下小麦生理指标的影响

以小麦永良4号(Triticum aestivum)为材料,通过营养液水培实验,研究了在酸雨和镉的双重胁迫下,铈对小麦幼苗叶片内丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、硝酸还原酶(NR)活性的影响.实验结果显示:pH2.0+10 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+50 mg·L~(-1) Cd~(2+)、pH2.0+200 mg·L~(-1) Cd~(2+)三种处理都可明显增加MDA含量,提高SOD活性,降低NR活性,双重胁迫的抑制作用明显,且随着Cd~(2+)的质量浓度增加,抑制程度加重;叶面喷施40 mg·L~(-1)的铈预处理后,MIDA含量下降,SOD活性降低,NR活性上升,显示叶面喷施适当质量浓度铈可以有效降低小麦体内氧自由基含量,减轻膜系统的损伤,提高小麦对氮肥的利用能力,缓解镉和酸雨双重胁迫对小麦幼苗生长与代谢的损伤.数据还显示:适当铈对三个测定指标的修复作用不同,表现为SOD>MDA>NR.     

钒在不同品种玉米幼苗中的亚细胞分布和动态变化

为了阐明V在玉米作物的富集特性和毒性机理,分析植物耐受性和亚细胞分布的内在联系,通过水培试验结合差速离心技术,研究了不同钒(V)质量浓度(0、5、15、30 mg·L~(-1))胁迫4、8和12 d,两个品种甜玉米幼苗中V的亚细胞分布和动态变化。结果表明,不同品种玉米幼苗中V含量分布均为:根远大于茎叶,玉米幼苗吸收的V主要积累在根部,美甜糯一号根占总量的73.91%—98.65%,益甜608为63.75%—98.82%。两个品种玉米不同器官中,V的亚细胞分布主要以细胞壁(F_1)和细胞可溶部分(F_4)为主。美甜糯一号和益甜608玉米根中F_1和F_4的分配比例之和分别为76.25%—85.98%和72.35%—83.75%,茎叶中分别为71.94%-86.55%和75.84%—82.34%,在细胞核(F_2)和线粒体叶绿体(F_3)分配较少,说明细胞壁和细胞可溶性组分是V在玉米幼苗亚细胞中的主要结合位点。随着V胁迫浓度和胁迫时间的增加,不同品种玉米幼苗中,V在F_1的分配比例增加,F_4的分配比例减少,美甜糯一号和益甜608玉米根系的F_1分配比在30.31%—62.15%和22.05%—57.11%,F_4分配比在45.94%—23.82%和50.30%—26.64%。两种玉米对V胁迫表现出不同的抗性作用机理,美甜糯一号主要依靠细胞壁的沉积作用,而益甜608则是可溶性组分的区隔化起主要作用,细胞壁固持和液泡区隔化可能是玉米植物应对V胁迫的主要耐性机制。     

多壁碳纳米管与镉复合污染对水稻生长的影响

选取水稻(Oryza sativa)为研究对象,采用营养液水培法,以营养液(0 mg·L~(-1) MWCNTs、0 mg·L~(-1) Cd~(2+))为参照,分析不同浓度梯度下多壁碳纳米管(MWCNTs)单一处理、MWCNTs与Cd~(2+)复合处理对水稻生长的影响.结果表明,MWCNTs单一处理中,水稻幼苗的生长与MWCNTs添加浓度呈明显负相关.低浓度的MWCNTs(1.5 mg·L~(-1))对水稻幼苗的生长产生抑制作用,较高浓度的MWCNTs(≥6.0 mg·L~(-1))会显著(P0.05)抑制水稻幼苗的生长.添加5 mg·L~(-1) Cd~(2+)会增强MWCNTs对水稻幼苗的生长抑制,当MWCNTs浓度从1.5 mg·L~(-1)上升到12 mg·L~(-1),单一处理组与复合处理组相比,水稻幼苗的根系活力分别下降6.4%、10.4%、24.4%和13.9%;水稻幼苗的叶绿素含量显著降低;复合处理组的水稻叶片的POD活性略高于单一处理组,分别高出11.0%、46.1%、5.6%、11.6%;水稻幼苗叶片气孔导度变小、胞间CO_2浓度升高、光合速率减慢.MWCNTs与Cd~(2+)对水稻幼苗的生长具有明显的协同抑制效应.     

铅、镉对南荻种子萌发和幼苗生长的影响

以中国特有的非粮能源植物——南荻(Triarrhena lutarioriparia)为试验材料,采用水培法研究重金属铅(5、10、20、50、80 mg·L~(-1))、镉(0.5、1、5、10、20 mg·L~(-1))对南荻种子萌发和幼苗生长的影响,旨在为植物修复重金属污染土壤提供一定的依据。结果表明,南荻种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均与铅、镉处理质量浓度呈极显著负相关(P0.01),铅处理质量浓度(≤50 mg·L~(-1))显著增加异常发芽率(P0.05)。铅对南荻根长抑制作用显著(P0.05),当铅质量浓度达到10 mg·L~(-1)时,芽伸长开始受到抑制;镉胁迫对南荻种子根和芽的生长均表现为低浓度促进、高浓度抑制的作用,镉质量浓度为0.5、1 mg·L~(-1)时,南荻根长较对照分别增加18.8%、10.8%,当镉质量浓度≥5 mg·L~(-1)时,根长抑制率与芽长抑制率均显著增大(P0.05)。铅、镉处理对南荻种子根长的抑制作用大于对芽长的抑制作用。回归分析表明,南荻铅胁迫下种子萌发和幼苗生长的临界浓度和极限浓度分别大于镉胁迫对应的浓度,说明南荻种子对铅的耐性强于镉。铅、镉对南荻种子的毒害作用不可逆。     

铝锰复合胁迫下臭牡丹抗逆性及其DNA损伤的研究

以臭牡丹(Clerodendrum bungei Steud.)幼苗为试验对象,配制Al~(3+)浓度梯度为0.00、0.05、0.20、0.40和0.80 mmol·L~(-1),Mn~(2+)浓度梯度为0.00、2.00、4.00、8.00和12.00 mmol·L~(-1)的胁迫液,在土培条件下进行单一和复合胁迫处理,研究10、20、30 d后臭牡丹幼苗的抗氧化酶含量等生理应答及DNA状态,以探究臭牡丹对Al、Mn胁迫的抗性,以期为臭牡丹的扩大生产提供参考,为植物抗逆性研究奠定基础。实验结果表明:(1)Al-Mn复合胁迫对3种抗氧化酶的互作效应有所不同,超氧化物歧化酶活性随胁迫浓度升高而降低,最高抑制率达45.1%,趋势与单一胁迫处理大致相似;过氧化物酶活性在复合胁迫下呈先升后降趋势,且低浓度复合胁迫处理所受影响小于单一胁迫处理,高浓度下则抑制效应加重;相较铝、锰单一胁迫处理,低浓度复合胁迫使过氧化氢酶活性分别提高84.1%和140.1%,高浓度则分别降低61.5%和40.1%;(2)Al~(3+)、Mn~(2+)共存时均促进丙二醛、脯氨酸含量的积累,表现为协同效应;(3)利用CASP软件对彗星电泳图像进行分析,结果显示,低浓度Al~(3+)、Mn~(2+)单一及复合胁迫下,臭牡丹根系DNA几乎没有受到损伤,而当胁迫较强时(Al 0.80 mmol·L~(-1)、Mn 12.00 mmol·L~(-1)、Al 0.40 mmol·L~(-1)-Mn 8.00 mmol·L~(-1)、Al 0.80 mmol·L~(-1)-Mn 12.00 mmol·L~(-1)),OTM大幅增加,Al 0.40 mmol·L~(-1)-Mn 8.00 mmol·L~(-1)复合胁迫分别是单一胁迫的1.40倍和1.44倍,且T3较T4增幅达67.9%,说明高浓度胁迫造成的损害较严重,复合胁迫产生的损伤较单一胁迫更强。综合分析认为:低浓度单一金属离子对臭牡丹生长具有一定促进作用,而当铝、锰浓度分别大于或等于0.40 mmol·L~(-1)和8.00 mmol·L~(-1)时则会对其造成损伤,且复合处理对不同指标具有不同效应。因而,在实际大规模生产中应考察土壤金属离子的种类和浓度,依据臭牡丹的耐受程度选择合适的培育土壤。     

Cu和Pb对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响

以添加了不同浓度的CuSO_4和Pb(NO_3)_2混合液的f/2培养基培养赤潮异弯藻,通过分析藻的最大生长密度、生长周期及比生长率这3个参数与Cu和Pb之间的相关关系,讨论2种重金属对赤潮异弯藻生长的影响以及2种重金属之间的互作效应。结果表明,Cu为0～0.02 mg·L~(-1)或Pb为0～0.32 mg·L~(-1)时,对赤潮异弯藻生长有促进作用;当Pb浓度不同的条件下,Cu浓度达到0.5～2.5 mg·L~(-1)时,赤潮异弯藻生长受到明显抑制,甚至无法生长;在Cu浓度不同的条件下,Pb在1～9 mg·L~(-1)范围内,随着浓度的增加,对赤潮异弯藻生长抑制作用逐步增强。在Cu浓度为0～2.5 mg·L~(-1)或Pb浓度为1～9 mg·L~(-1)及两者互作条件下,赤潮异弯藻最大生长密度和生长周期都受到显著影响(P0.01)。另外,Cu和Pb对赤潮异弯藻比生长率无显著影响,两者相互作用不明显。结合湛江海域已报道的这2种重金属实际含量,进一步评估了海区中重金属的潜在生态效应。     

高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的毒性作用

Cu(铜)和Zn(锌)是环境中最常见的重金属污染元素,为探究其对白星花金龟幼虫的毒性,采用滤纸接触法、人工土壤法和菌渣培养法研究了高Cu、高Zn对白星花金龟幼虫的生长及氧化胁迫效应。结果表明,滤纸接触法和人工土壤法中试验浓度Cu、Zn对白星花金龟幼虫死亡率无明显影响。菌渣培养法中虫体的取食抑制率和体重增长抑制率均与Cu、Zn浓度呈显著性正相关关系;Cu处理诱导了虫体可溶性蛋白含量的增加,抑制了SOD(超氧化物歧化酶)、GST(谷胱甘肽转移酶)的活性和MDA(丙二醛)的产生,对CAT(过氧化物酶)活性没有显著影响;Zn浓度为3 500和5 000 mg·kg-1的处理组可溶性蛋白含量被显著诱导、MDA含量被显著抑制,浓度为2 000和6 500 mg·kg-1处理组的SOD活性被激活(P0.05),Zn胁迫未对CAT、GST活性造成明显影响。表明Cu、Zn污染对白星花金龟幼虫生长具有毒性效应,在评价高浓度的重金属污染对虫体的毒性作用时,不能仅采用SOD、CAT、GST等指标作为标志物,需要综合其他指标进行分析。     

硅促进水稻种子萌发及缓解幼苗砷毒性的效应研究

通过As~(Ⅲ)胁迫下水稻种子的发芽试验和幼苗毒性试验,研究了外源硅对水稻种子发芽率、幼苗生长的影响及其缓解幼苗砷毒性的效应。外源硅的2种处理方式为种子萌发时添加外源硅(Si1)和采用硅处理液浸种(Si2)。结果表明,发芽时介质中As浓度达到10 mg·L~(-1)时显著抑制水稻种子萌发(P0.05),发芽率仅为80%,但是Si1和Si2处理下发芽率则提高到97%和100%,这说明外源硅可促进砷胁迫下水稻种子萌发;砷浓度≥5 mg·L~(-1)时,Si1和Si2处理均可提高水稻的相对幼苗高度和根耐性指数,提高幅度分别为6.00%~16.8%和57.9%~77.0%、7.10%~23.5%和54.2%~61.2%,并且降低了水稻幼苗砷含量,降低幅度分别为17.8%~21.4%和31.0%~49.1%。这说明外源硅处理可促进砷胁迫下水稻幼苗的生长;不同砷浓度处理与水稻芽长、根长及幼苗干重之间存在"S"型的剂量-效应关系,且外源硅显著提高了相应的EC50,缓解了砷对水稻幼苗生长的毒性。综上所述,砷胁迫下水稻种子萌发时添加外源硅或采用硅处理液浸种均可促进水稻种子萌发和幼苗生长,并降低了幼苗砷累积和缓解砷对水稻幼苗的毒性。     

重金属Cr(VI)、Pb及Cu胁迫对双齿围沙蚕体腔细胞的DNA损伤

为探讨重金属Cr(VI)、Pb以及Cu对沙蚕体腔细胞DNA的毒性效应,以双齿围沙蚕为受试动物,重金属按不同剂量水平,Cr(VI):10、100和200 mg·L~(-1),Pb:5、50和100 mg·L~(-1),Cu:1、10和20 mg·L~(-1),分别胁迫沙蚕24 h,以不加任何重金属离子的海水为对照,采用单细胞凝胶电泳技术,检测其体腔细胞DNA损伤程度。结果表明,与空白对照组相比,3种重金属离子的各浓度组都能引起沙蚕体腔细胞DNA损伤,且3种重金属胁迫浓度与细胞DNA损伤程度之间存在显著的剂量-效应关系。双齿围沙蚕可以作为单细胞凝胶电泳的实验材料用于重金属所致环境污染的生物监测指示生物。     

钒胁迫对水稻幼苗生理生化和富集特性的影响

水稻（Oryza.sativa L.）是我国最重要的粮食作物之一,水稻产量占粮食总产量的一半以上,一旦水稻受到重金属污染,将会影响水稻植株的正常生长和生理特性。目前关于钒胁迫对水稻植株生理特性指标的影响方面报道较少。通过水培实验,研究了不同钒（V）质量浓度（0、4、8、12、16、20 mg·L-1）对水稻幼苗（Oryza.sativa L）生理生化和富集特性的影响。结果表明：随着V胁迫浓度的增加,叶绿素含量、可溶性蛋白含量、过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）等均呈现先上升、后下降的变化趋势。当ρ（V）≤12 mg·L-1,与对照相比较,叶绿素含量、可溶性蛋白含量和酶活性增大了135.3%、104.2%、77.8%（CAT）、84.5%（POD）和273.2%（SOD）;当ρ（V）〉12 mg·L-1,则分别降低37.2%、39.4%、41.1%、24.1%和24.5%。随着 V 胁迫浓度的增加,丙二醛（MDA）含量和细胞膜透性逐渐增大,与对照相比,分别增加了38.5%~289.3%、21.2%~303.2%,根系活力下降了10.9%~82.2%。可见,低ρ（V）（≤12 mg·L-1）对水稻幼苗的生长有一定的刺激作用,水稻幼苗自身保护酶表现出较强的自我调节能力;高ρ（V）（〉12 mg·L-1）明显抑制叶绿素和蛋白合成、抗氧化酶活性和根系活力,伤害了细胞质膜系统,影响水稻幼苗的生长发育。不同V浓度胁迫下,水稻幼苗累积的V含量为：根〉茎叶。随着V胁迫浓度增加,水稻幼苗各器官V含量增大,其中根部增幅远大于茎叶,当ρ（V）从5 mg·L-1增加到40 mg·L-1,与对照相比较,根部增加了0.98~25.3倍,茎叶部增加了0.26~4.74倍。生物富集系数（BF）先增加后降低,最大值为2.8408;迁移系数（TF）下降,最低值为0.1170,说明水稻对V有较强的富集能力,但迁移能力较低,积累的V主要富集在根部,可减轻V对地上部植物的危害。     

抗坏血酸对铜胁迫下广藿香幼苗生长、铜积累和抗氧化酶活性的影响

通过室内水培试验,研究了外源添加抗坏血酸(Ascorbic acid,As A)对铜(Copper,Cu)胁迫下广藿香(Pogostemon cablin(Blanco)Benth.)幼苗生长、Cu~(2+)积累和抗氧化酶活性的影响.结果显示,与对照相比,10—80μmol·L-1Cu~(2+)降低了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量和根系耐性指数,且随Cu~(2+)浓度增大抑制作用增强.与Cu~(2+)胁迫相比,外源添加0.10—0.50 mmol·L~(-1)As A提高了广藿香幼苗的苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及SOD、POD、CAT和APX酶活性,降低其根系相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量;随As A浓度的增加,苗长、根长、植株生物量、根系耐性指数、根系活力以及POD和CAT活性先升高后下降,相对电导率、MDA含量和Cu~(2+)含量先下降后上升,SOD和APX活性则一直增加.结果显示,外源添加0.25 mmol·L~(-1)的As A能提高广藿香幼苗细胞清除活性氧的能力,一定程度上缓解40μmol·L~(-1)Cu~(2+)胁迫对膜系统的伤害,减轻Cu~(2+)胁迫对广藿香幼苗生长的毒害作用.     

3种挺水植物对污水的净化效果及生理响应

为了探明宽叶香蒲(Typha latifolia L.)、茭白(Zizania latifolia Turcz.)及黄花鸢尾(Iris pseudacorus L.)在人工湿地污水处理系统中的抗逆性和适应性,采用人工模拟方法,设置4个处理,分别为:T_0(15 mg·L~(-1) COD,0.2 mg·L~(-1) TN,0.02mg·L~(-1) TP)、T_1(80 mg·L~(-1) COD,15 mg·L~(-1) TN,2 mg·L~(-1) TP)、T_2(160 mg·L~(-1) COD,30 mg·L~(-1) TN,4 mg·L~(-1) TP)和T_3(320 mg·L~(-1) COD,60 mg·L~(-1) TN,8 mg·L~(-1) TP),研究这3种植物对不同浓度污水的净化能力及其抗性生理特征。结果表明,宽叶香蒲、茭白及黄花鸢尾对T_1、T_2、T_3污水中的COD、TN和TP均有较高的净化率。同一浓度污水处理下,各植物对COD的去除效果均无显著差异,黄花鸢尾对TP的去除效果最好,茭白对TN的去除效果表现最佳。T_1污水处理没有增加3种植物的丙二醛(MDA)含量,随着污水浓度的升高,T_2、T_3污水处理下3种植物MDA含量明显上升,表明污水浓度的增加引起3种植物体内膜脂过氧化加剧。此外,污水胁迫也导致了3种植物体内的抗氧化酶活性和脯氨酸含量的变化。茭白的超氧化物歧化酶(SOD)和宽叶香蒲的过氧化物酶(POD)可能在其自由基的清除中发挥重要作用,SOD和过氧化氢酶(CAT)的协同作用代表了宽叶香蒲和黄花鸢尾抵抗污水胁迫的一种防御策略,黄花鸢尾体内脯氨酸的积累可能在其抵抗污水胁迫中扮演着重要角色。综上,宽叶香蒲、茭白和黄花鸢尾对不同污染负荷水体均有较高的净化效果,通过调节抗氧化酶系统和脯氨酸的合成来减少逆境胁迫引起的氧化伤害,高污染负荷水体对3种植物有胁迫作用。     

砷胁迫对狭叶香蒲生理生态及砷亚细胞分布的影响

为探究狭叶香蒲(TyphaangustifoliaL.)对砷(As)的耐受性和解毒机制,采用室内水培模拟实验,分析在不同As质量浓度(0、0.5、2、5、10mg·L~(-1))污染下,As在狭叶香蒲体内的富集、转运和亚细胞分布特征及对植物生长、生理生态特征的影响。结果表明,(1)狭叶香蒲株高、根长和生物量均随As胁迫浓度的增加呈先升高后下降的趋势,在5 mg·L~(-1)As处理时达到最大值。(2)狭叶香蒲吸收的As主要富集在根部,占总富集量的52.92%—93.47%,富集系数和转移系数与As胁迫浓度呈负相关关系。As在根和叶的可溶性组分(F4)和细胞壁(F1)中的分布比例最高,在叶和根中F1、F4分配比例之和分别为64.48%—80.99%和82.21%—92.96%,但累积量分布极不均匀,主要分布在根的可溶性组分中,占植株总累积量的21.21%—67.17%,其次是根的细胞壁中,占19.74%—39.26%。(3)随着As胁迫浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量和净光合速率均呈先上升后下降的趋势,叶绿素a与叶绿素b的比值则相反,As胁迫下丙二醛(MDA)含量为27.91—72.93 nmol·g~(-1),为对照组的1.36—3.56倍。综合分析可知,狭叶香蒲通过减少As向地上部分的转移和细胞壁的固持、可溶性组分的钝化以及调节抗氧化酶活性等,降低As对狭叶香蒲的毒性,从而维持自身正常的生理状态。     

干旱胁迫过程中外源钙对忍冬光合生理的影响

以不同浓度Ca2＋对干旱胁迫处理下的忍冬进行化学调控,研究外源Ca2＋对干旱胁迫处理下忍冬叶片中叶绿素含量、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、过氧化氢酶活性以及光合速率的影响,以探讨外源Ca2＋对缓解干旱胁迫下忍冬光合作用下降的作用机制。结果表明,干旱胁迫下,忍冬的正常生理代谢明显受到抑制,叶绿素质量分数、可溶性糖质量分数、游离脯氨酸质量分数、过氧化氢酶活性以及光合速率分别降低到0.4 mg·g-1、0.06~0.1 mg·g-1、0.8 mg·g-1、0.25 u.mg-1和12~14μmol·m-2.s-1;当施入钙离子后,干旱胁迫对忍冬的伤害得到不同程度的缓解,并在最大程度上稳定叶绿素含量和CAT活性;并能使脯氨酸和可溶性糖的积累显著减少。说明外源Ca2＋能够在一定程度上弥补干旱胁迫导致的Ca2＋亏缺,使植物维持较正常的生理活动,稳定细胞膜结构,维持体内离子吸收平衡,维持较高的光合速率并保护光合结构。     

低磷胁迫对水稻地上部钙、镁吸收和积累的影响

采用瓮栽试验系统研究了低磷(P)胁迫条件下不同P效率水稻基因型在分蘖期、孕穗期和成熟期的钙(Ca)、镁(Mg)营养特性.结果表明,低P胁迫对不同基因型水稻Ca、Mg吸收的影响因生育期、基因型和部位不同而不同.分蘖期时,低P胁迫使水稻体内Ca含量增加,低P敏感基因型水稻地上部Mg含量增加,耐低P基因型则Mg含量降低.孕穗期时,低P胁迫使不同基因型水稻体内Ca、Mg含量下降.至成熟期,除99056外,其它基因型籽粒内Ca、Mg含量均降低;除99012外,其它基因型茎叶中Ca、Mg含量也降低.各个时期低P胁迫都降低了Ca、Mg在水稻地上部分的积累量,耐低P基因型只在孕穗期表现出相对的优势.低P胁迫同时降低了成熟期茎叶内Ca、Mg向籽粒的转移,但99056却例外.低P胁迫下,较之低P敏感基因型,耐低P基因型水稻对Ca、Mg的吸收和积累并没有表现出明显的优势.图4表7参26     

文山三七(Panax notoginseng)种植区三七与土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的分布特征及评价

为了调查文山州三七(Panax notoginseng)主要种植区(丘北县、砚山县、文山县和广南县)土壤和三七Pb、Cd、Cu和Zn含量,通过GPS定位采集三七根区0~15 cm深度土壤样品和三七样品各30个,分析土壤中重金属总量和不同形态含量及三七中对应重金属含量,并进行空间分布分析。结果表明:(1)土壤Pb、Cd、Cu和Zn平均含量分别为55.56、0.36、43.53和119.62 mg·kg~(-1),超标率分别为6.67%、53.3%、13.33%和0。各形态Pb、Cu和Zn含量表现为残渣态有机物结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态可交换态。各形态Cd含量表现为铁锰氧化物结合态残渣态碳酸盐结合态有机物结合态可交换态。(2)三七和土壤Pb、Cd、Cu和Zn总量和不同形态含量均以丘北县最高,广南县最低。(3)三七根系Pb、Cd、Cu和Zn平均含量分别为2.93、0.35、5.21和11.11mg·kg~(-1),三七植株各部位重金属含量表现为根系剪口茎叶花果。调查区三七和土壤重金属含量存在空间差异,且以土壤Cd污染为主,应采取一定措施降低三七Cd含量。