Cd胁迫对桐花树同工酶的影响

利用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳方法,研究了不同浓度Cd胁迫对桐花树幼苗叶片过氧物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、酯酶(EST)同工酶酶谱的影响.结果表明:Cd胁迫下POD和EST同工酶组成发生了较大的变化,酶带颜色深浅和条数均有变化.部分同工酶基因表达在镉胁迫下完全关闭而酶带消失,另一部分同工酶基因表达则被启动而有新的酶带产生.而SOD同工酶酶带的亮度强弱也有明显的变化.这说明桐花树体内POD,EST和SOD同工酶确实能够适应Cd胁迫而产生相应变化,从而调节细胞代谢,以抵抗逆境胁迫.     

SO2对作物幼苗超氧化物歧化酶同工酶的影响

SO_2伤害小麦,绿豆,豇豆、四季豆、南瓜,丝瓜幼苗后,引起超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)同工酶谱出现新酶谱带,而且随着污染次数增加,此新同工酶谱带越明显,说明SOD同工酶的变化与SO_2伤害有一定关系,经分析新出现的酶谱带属Cu-Zn-SOD类型。     

壳寡糖缓解小麦镉毒害的某些生理特性研究

利用不同浓度壳寡糖溶液对小麦种子浸种,种子萌发后,对小麦幼苗进行Cd胁迫,研究了不同浓度的壳寡糖对小麦幼苗生长、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:不同浓度壳寡糖浸种,对镉胁迫下小麦幼苗生长有促进作用,幼苗高度、根长、生物量均有增加;幼苗叶片中叶绿素含量增高;SOD、POD和CAT活性增加。随着镉胁迫时间的延长,SOD和CAT活性降低,但降低幅度小于对照;POD活性却表现增加,增加的幅度大于对照。壳寡糖不同浓度之间比较,低浓度壳寡糖对镉毒害的缓解效果优于高浓度。说明壳寡糖预处理对镉胁迫有缓解作用。     

种子中镉的积累对蚕豆(Vicia faba)质量的影响

由于镉在蚕豆种子中的积累而使其品质显著变劣,生活力下降,种子蛋白质、氨基酸和淀粉含量与镉的积累量间呈显著负相关。当镉积累量高于5ppm和5.65ppm后,种子必需氨基酸和可溶性糖含量分别低于对照。种子脂肪含量与镉积累量之间无线性相关。含镉种子萌发时,蛋白水解酶、淀粉酶活性均随镉积累量的增加而降低;过氧化物酶及其同工酶活性则随镉积累量的增加而升高,同工酶酶谱区带数也比对照多出2—4条,显示了含镉种子萌发时生理活性的改变。     

镉胁迫对菜豆幼苗基因组DNA多态性的影响

采用随机扩增多态性DNA (RAPD)等技术,检测不同浓度镉(Cd)胁迫对菜豆幼苗叶片DNA损伤及相关生理特性的影响.结果表明,随着Cd处理浓度(0,20,40,80mg/L)的增加,菜豆幼苗中的Cd含量及叶片中丙二醛(MDA)含量升高;叶片中可溶性蛋白、脯氨酸、还原型谷胱甘肽在低浓度(20mg/L)Cd处理下含量增加,中、高浓度(40,80mg/L)Cd处理下减少.选取8条寡核苷酸引物(10bp),利用RAPD随机扩增技术,对菜豆幼苗叶片细胞基因组DNA进行扩增,8条引物均产生特异性谱带.正常叶片基因组DNA的RAPD图谱得到46条谱带.与正常组相比,Cd处理下利用不同引物扩增得到的RAPD图谱发生改变,呈现不同程度的谱带强度增强或减弱、谱带缺失或新增,与对照的RAPD图谱存在明显差异.Cd胁迫下基因组模板稳定性下降,并随Cd处理浓度的增加,稳定性下降幅度增大.利用RAPD技术获得的DNA多态性变化,可指示镉毒害生物遗传效应,并为镉污染地区蔬菜品种的选育及镉毒性的评价提供依据.     

汞对小麦幼苗生长发育和生理功能的影响

本文比较系统地研究了汞对小麦幼苗生长发育和生理功能的影响。汞处理的小麦发芽率、幼苗生长发育受到抑制,蒸腾强度、叶绿素含量降低。不同处理的小麦幼苗呼吸强度也发生了明显地变化,其影响程度与苗龄有关,汞处理还有诱导小麦幼苗过氧化物酶同工酶产生新谱带的作用,使小麦幼苗过氧化物酶同工酶带增加了两条,酶的活性也有所变化。这些特性都是小麦幼苗对汞伤害的生理反应。     

细胞分裂素类物质对镉胁迫下玉米幼苗生长和抗氧化酶活性及脯氨酸含量的影响

采用水培试验,研究了镉胁迫下喷施细胞分裂素类物质6-苄氨基嘌呤(6-BA)和激动素(KT)对玉米幼苗生长、叶片叶绿素含量、脯氨酸含量、植株镉含量和活性氧清除酶活性的影响.结果表明,与单纯镉胁迫相比,喷施6-BA和KT提高了玉米幼苗的生物量、根和地上部镉含量、叶绿素和脯氨酸含量,降低了叶片丙二醛(MDA)含量,促进了叶片过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高,但对超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响不明显.说明细胞分裂素类物质6-BA和KT可缓解镉胁迫对玉米幼苗的伤害,其机制可能与细胞分裂素物质能维持叶绿素稳定、刺激细胞内H2O2清除酶类活性及促进脯氨酸积累有关.当6-BA浓度在0～20mg·L-1之间时,其对玉米幼苗镉胁迫的缓解效应随喷施浓度的提高而增强,而KT的最适喷施浓度为70mg·L-1.     

镉胁迫下大豆幼苗生理生化特性分析

研究了镉对大豆发芽率、株高等形态指标和叶绿素含量、POD、SOD活性生理指标的影响。随着镉浓度的增高，叶片和根中过氧化物酶（POD）活性明显升高；超氧物歧化酶（SOD）活性也有提提高；大豆叶片叶绿素的含量受不同浓度镉处理的影响，且随镉浓度的增加，含量明显下降；镉危害下，细胞原生质膜遭到破坏，致使膜透性增加。     

氧化铜纳米颗粒对水稻幼苗根系代谢毒性的研究

为阐明氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)暴露对植物生长的影响,分别用CuO NPs悬浮液、氧化铜大颗粒(CuO BPs)悬浮液和硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液进行处理,以蒸馏水(d H2O)作为对照,水培水稻幼苗,研究了CuO NPs对水稻幼苗根系相关生理生化行为的影响.结果表明,不同处理对水稻幼苗根系的影响有很大差异,经CuO NPs悬浮液处理后,水稻幼根受损较严重,根系活力明显降低,根内丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性明显增强.不同处理对水稻幼苗根的影响依次为:CuO NPs>CuSO4·5H2O>CuO BPs>d H2O.说明氧化铜纳米颗粒对水稻根的毒害作用不仅是由于释放离子引起的,纳米颗粒本身也起着重要作用,氧化损伤可能是CuO NPs的主要致毒机制之一.     

镉胁迫下外源壳聚糖对小麦幼苗生理特性、抗氧化能力及镉吸收的影响

为探究壳聚糖（CTS）缓解小麦幼苗镉（Cd）毒害的机制,通过水培试验,以百农207小麦为试验材料,研究外源壳聚糖对Cd胁迫下小麦幼苗的生理特性、抗氧化能力和Cd积累的影响,并利用偏最小二乘（PLS）回归模型定量分析幼苗各理化指标与镉积累量间的关系.结果表明,相较于CK,10 μmol·L^-1和25 μmol·L^-1 Cd胁迫显著抑制了小麦幼苗的叶绿素含量（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和总叶绿素）、光合作用和生物量的积累,使得幼苗根系变短变粗且侧根减少,同时改变了超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,增加了H₂ O₂ 和丙二醛（MDA）的积累.镉胁迫下,外源壳聚糖使小麦幼苗茎叶和根系镉含量分别降低13.22 %~21.63 %和7.92 %~28.32 %,镉积累量分别降低5.37 %~6.71 %和1.91 %~4.09 %.不同镉水平下,外源壳聚糖使小麦根系和茎叶中H₂ O₂ 含量显著降低了38.21 %~47.46 %和45.81 %~55.73 %,MDA 含量显著降低了37.65 %~48.12 %和29.87 %~32.51 %;根系中SOD和POD 含量分别提高2.78 %~5.61 %和13.81 %~18.33 %.外源壳聚糖可通过提高Cd胁迫下小麦幼苗的光合特征和抗氧化酶活性的方式,降低小麦地上部和根部的Cd含量与积累量,减轻细胞膜脂质的过氧化程度,进而缓解Cd胁迫对小麦幼苗生长的毒害作用.     

土壤镉暴露对玉米和大豆的生态毒性评估

以中国东北黑土为培养基,通过室内急性毒性实验,采用Trimmed Spearman-Karber方法计算EC50值(半抑制浓度),并分析作物的生物累积系数(BAF),定量化评估了土壤中镉对玉米和大豆的生态毒性及生物有效性.测量终点为种子发芽率、根长和幼茎长.结果表明,土壤镉暴露给农作物带来一定的负生长效应.种子发芽率不是评估土壤镉生态毒性的敏感因子,根生长是敏感的毒性测量终点.镉在植株体内的累积及迁移与作物种类和土壤镉浓度有关.玉米植株体内累积了较大量的镉,而大豆植株体内镉由根向幼茎的迁移较为显著.     

Cd胁迫对大豆各发育阶段生长及生理指标的影响

采用土壤盆栽试验方法,研究了不同浓度Cd胁迫下,大豆幼苗期、花荚期和成熟期植株的生长及叶片叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明,大豆植株的生长在3个生长期均表现为低浓度Cd(￡0.50mg/kg)下的刺激效应和高浓度Cd(31.00mg/kg)下的抑制效应;随着Cd胁迫浓度的累积,大豆生长整体上受到抑制.在幼苗期,大豆植株的叶绿素含量下降、SOD活性受到抑制、POD活性迅速激活,共同缓解Cd毒性;在花荚期,大豆植株的防御系统得到有效激发,保护性酶POD、SOD的活性急剧升高,叶绿素含量呈上升趋势;在成熟期,因为长时间的Cd毒害,尤其是Cd浓度较高的情况下,大豆植株的SOD、POD活性和叶绿素含量急剧下降.在Cd胁迫下,大豆植株的生长发育以及生理生化指标在大豆的3个生长期的变化模式差异显著,且大豆植株的生物量和株高与SOD活性在整个生长期均表现出显著的相关性.     

套种和化学淋洗联合技术修复重金属污染土壤

联合不同的重金属污染土壤修复技术可以弥补单一措施的不足,其中植物提取联合化学淋洗技术就是有效的途径之一.本研究通过盆栽试验,在东南景天和玉米套种情况下,用不同浓度和种类的混合试剂对土壤进行化学淋洗,测定淋洗液中重金属含量、植物的吸收量以及土壤重金属的剩余量.结果表明,第1季10 mmol.L-1的混合试剂对套种系统淋洗,Zn、Cd的总去除量(植物提取量和淋洗量)最高,两季合计对Zn、Cd的总去除率分别达到6.0%、40.46%,大于单一植物提取.土壤测定结果表明,通过两季(约9个月)套种植物联合淋洗技术处理后,土壤重金属Cd、Zn和Pb的降低率分别达到27.8%～44.6%、12.6%～16.5%和3.6%～5.7%.50 mmol.L-1的混合试剂对套种系统淋洗,会影响后季东南景天的生长,而且淋洗结束后用清水淋洗产生的淋出液浓度高于其他低浓度处理,风险较大.EDDS(乙二胺二琥珀酸)混合试剂亦能促进东南景天吸收Zn和Cd,但不能有效淋洗出土壤中的Pb.在该套种+淋洗联合技术中,Zn、Cd的去除主要靠植物提取,Pb的去除主要靠淋洗,套种+淋洗加快土壤修复,而且可能解决Zn/Cd/Pb复合污染问题.     

污泥植物处理后对玉米生长及土壤重金属含量的影响

为了探明植物处理后污泥作为肥料施用后对后续作物和土壤的影响,将植物处理后的污泥混于土壤,种植后续作物玉米(Zea mays),测定作物产量以及土壤和作物的重金属含量.结果表明,污泥施用2a后仍有肥效,其玉米生物量显著大于无污泥的对照处理,且单种植物处理后的污泥肥效要优于无植物或套种处理的污泥.施用污泥后的2a内,4季玉米的茎叶和籽粒Zn、Cd、Cu和Pb含量均符合饲料标准;但第3季以后玉米籽粒才可作为食用.施用污泥后土壤重金属含量随时间而下降,Zn的年消失率为32%~35%,Cd为28%~33%,Cu为18%~30%,Pb为15%~23%;施用污泥的土壤重金属年下降率高于对照和化肥处理.污泥施用于土壤2a后,表层土壤全Zn和全Pb含量与对照处理已无明显差异.     

镉、铅在玉米幼苗中的积累和迁移--X射线显微分析

用扫描电镜-X射线能谱仪及原子吸收分光光度计,测定经不同浓度镉、铅处理的玉米根、叶中镉、铅的积累。结果表明,铅的积累为皮层>中柱;木质部薄壁组织>导管。镉则相反。铅主要以非共质体途径在根内横向迁移,镉主要以共质体途径在根内横向迁移。原于吸收分光光度计测定表明,镉、铅主要在玉米根内沉积,镉铅复合作用促进了玉米根叶对镉、铅的吸收,镉比铅更易为玉米吸收且更易从根向叶迁移。     

植物套种及化学强化对重金属污染土壤的持续修复效果研究

为了研究植物套种和螯合剂施用对重金属污染土壤的长期修复效果以及对地下水可能的环境风险,采集广东省乐昌市铅锌矿开采造成的重金属污染土壤,通过渗滤池(0.9 m×0.9 m×0.9 m)进行了7次植物种植试验(约2.5 a),共设置了单种超富集植物东南景天(Sedum alfredii)、单种低累积玉米(Zea mays,cv.Yunshi-5)、东南景天和玉米套种、以及套种+MC(混合螯合剂,柠檬酸∶味精废液∶EDTA∶KCl摩尔比=10∶1∶2∶3,5 mmol·kg-1)4个处理,连续监测植物、土壤和渗滤液的重金属含量变化.结果表明,东南景天和玉米套种只适合在春夏季进行,套种显著提高植物对Zn和Cd的提取效率;在秋冬季,套种或混合螯合剂均影响东南景天生长,降低了东南景天对Zn和Cd的提取;总体上单种东南景天处理对污染土壤的Zn和Cd的总提取量最大.然而,土壤Zn、Cd和Pb含量降低幅度最大的为套种+MC处理,与初始值相比降低幅度分别为28%、50%和22%,该处理土壤重金属含量的降低,主要归于混合螯合剂作用下重金属向下层土壤迁移.渗滤水监测结果表明,在试验期内,施加混合螯合剂提高渗滤水重金属浓度,但未明显超过地下水Ⅲ级标准.     

Uptake and accumulation of copper by roots and shoots of maize (Zea mays L.)

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＣｕｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｕｓｕａｌｌｙ20ｔｏ30ｐｐｍｉｎｎｏｎｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌ(Ｎｒｉａｇｕ,1979;Ｓａｌｏｍｏｎｓ,1984),ｂｕｔｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ2000ｐｐｍｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓａｎｄｉｎｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｓｍｅｌｔｅｒｓ(Ｆｒｅｅｄｍａｎ,1980;Ｈｕｍｐｈｒｅｙｓ,1984).ＩｔｈａｓｂｅｅｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈａｔｃｏｐｐｅｒｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｄｅｐｅｎｄｓｏｎｐＨｉｎｓｏｉｌｓ,ａｎｄｉｔｉｓｏｂ…     

沙质农田作物不同间作采收模式休耕期的防风效应

油沙豆(Cyperus esculentus)是集粮、油、牧、饲于一体的高利用价值新兴经济作物,在我国沙区调整种植结构及沙化土地改良中有重要作用. 油沙豆茎块在采收过程中易破坏表层土壤、引发风蚀,因此,探究油沙豆防风阻沙的保护性耕作模式是实现油沙豆在沙区种植的重要前提. 本文基于乌兰布和沙漠油沙豆农田现有间作模式,通过风洞模拟试验,探究不同风速下6种间作模式(2种间作作物×3种带间距)的防风蚀效果. 结果表明:①不同带间距模式在各风速下的风速廓线均呈对数形式,粗糙度随带间距的增加而减小. ②间作作物对垂直流场结构分布特征有显著影响,间作玉米各带间距模式近地表风速均低于当地起沙风速(6 m/s);间作向日葵各带间距模式近地表风速均高于起沙风速,约为9 m/s. ③风速对各间作模式的防风效能具有显著影响,防风效能随风速的增大呈减小趋势. ④间作带的防风效能随带间距的增加而减小,表现为带间距8 m>带间距16 m>带间距24 m. 间作玉米模式的防风效能大于间作向日葵模式,其中,玉米带间距8 m及16 m的模式其近地表防风效能均大于50%,是油沙豆农田防风阻沙的最优模式. 研究显示,考虑到农田的经济效益,带间距16 m的间作玉米模式是油沙豆农田兼顾生态效益和经济效益的最优间作模式.      

Subterranean clover living mulch: an alternative method of weed control

An alternative method to using herbicides in some crops may be the use of subterranean clover (Trifolium subterraneum L.) as a living mulch for weed control. Subterranean clover is a self-seeding winter annual legume with a geocarpic type of growth for which it is also known as ‘subclover’. From 1986 to 1990 subterranean clover was used in our research with success in several agronomic and vegetable crops.Our initial work was with field corn (Zea mays indentata L.). Included in this experiment were treatments of subterranean clover living mulch, rye (Seacale cereale L.) dead mulch, and no-mulch. Included also were several tillage treatments superimposed on the mulch treatments. These were conventional, minimum, and no-tillage.We later included soy beans [Glycine max (L.) Merr], sweet corn (Zea mays saccharata L.) and several vegetables such as summer squash (Cucurbita pepo L.), spring cabbage (Brassica oleracea capitata L.), snap beans (Phaseolus vulgaris L.), and tomatoes (Lycopersicon esculentum Mill) in our research.We found that subterranean clover used as a living mulch in a no-tillage system provided excellent weed control in all experiments without the use of herbicides. All living mulch-tillage treatments reduced greatly weed biomass. Treatments without subterranean clover living mulch, including the conventional tillage-herbicide treated checks, had higher weed biomass. Yields of corn, sweet corn, cabbage, snap beans and tomato were not adversely affected by the subterranean clover living mulch.     

Uptake and accumulation of copper by roots and shoots of maize(Zea may L.)

The effects of different concentrations of copper sulfate on rootand shoot growth of maize(Zea mays L.) and the uptake and accumulation of Cu2+ by its roots and shoots were investigated in the present study. The concentrations of opper sulfate (CuSO4.5H2O) used were in the range of 10-5-10-3mol/L. Root growth decreased progressively with increasing concentration of Cu2+ in solution. The seedlings exposed to 10-3 mol/L Cu exhibited substantial growth reduction, yielding only 68% of the root length of the control. The shoot growth of the seedlings grown at 10-5-10-4 mol/L Cu2+ were more or less than the same as the control seedlings. The leaves treated with 10-3 mol/L Cu2+ were obviously inhibited in shoot growth. The fresh and dry weights both in roots and shots decreased progressively with increasing Cu2+ concentration.This fits well with the above mentioned effects of copper sulfate on root growth. Zea mays has considerable ability to remove Cu from solutions and accumulate it. The Cu content in roots of Z. Mays increased with increasing solution concentration of Cu2+. The amount of Cu in roots of plants treated with 10-3, 10-4 and 10-5 mol/L Cu2+ were 10, 8 and 1.5 fold, respectively, greater than that of roots of control plant. However, the plants transported and concentrated only a small amount of Cu in their shoots.