玉米对重金属累积与转运的品种间差异

通过田间试验,研究了8个玉米品种对重金属Cd、Pb、Zn和Cu累积与转运的品种差异,以期筛选出适合广东地区冬季种植的低累积玉米品种.结果表明,8个玉米品种问籽粒和茎叶Cd、Pb、Zn和Cu含量存在显著差异.对玉米籽粒Cd、Pb、Zn和Cu含量进行聚类分析,可将8个玉米品种划分为3类:灵丹20、正丹958和高优1号属Cd、Pb、Zn和Cu较低累积类群,蠡玉6号、丰田1号、超甜38和华宝1号属Cd、Pb、Zn和Cu中等累积类群,粤糯1号属Cd、Pb、Zn和Cu高累积类群.根据玉米籽粒生物量、籽粒重金属含量以及重金属转运系数等指标进行评价,认为饲料玉米灵丹20和正丹958可作为广东地区冬季种植的低累积玉米品种.     

茄子苗对镉积累和耐性的品种间差异

通过盆栽实验方法研究了13种茄子幼苗对镉(Cd)积累与耐性的品种间差异。结果表明,这些茄子幼苗根及地上部Cd含量均随土壤中外加Cd的量的增加而提高。品种间存在着显著差异(P<0.05),其中Cd含量最高品种根部和地上部的Cd含量分别为Cd含量最低品种的2.1、2.4倍(2mg·kg-1Cd处理组)和1.5、1.6倍(4mg·kg-1Cd处理组)。不同品种幼苗对Cd的富集系数均大于1,表现出较强的富集能力。但转运系数均小于1,Cd从根部向地上部转移能力较弱,大多数品种间差异不大。当Cd添加量为2mg·kg-1时,只有绿龙长茄地上部生物量显著下降(P<0.05)。当Cd添加量提高到4mg·kg-1时,6个品种地上部生物量显著下降(P<0.05),这些品种对Cd的耐性较弱。综合评价,辽茄三号对Cd积累的含量最低,富集系数和转移系数也较低,对Cd具有较强的耐性,具有Cd低积累特征。     

不同玉米品种对重金属铅镉的富集和转运能力

通过土培试验研究了10个来自不同产地的玉米(Zea mays)品种对重金属铅和镉的累积特性。结果表明,重金属铅(400 mg·kg-1)和镉(10 mg·kg-1)复合胁迫条件下,玉米不同生育期累积铅的能力从大到小依次为成熟期、拔节期和苗期,累积镉的能力从大到小依次为苗期、拔节期和成熟期。玉米各部位铅镉吸收量从大到小依次为根、茎、叶和籽粒。供试的10个玉米品种中籽粒铅含量均超过GB 2715—2005《粮食卫生标准》中的规定(≤0.2 mg·kg-1),广甜3号、国审浚79-5、兴黄单892、晋单51和北科4号籽粒镉含量符合GB 2715—2005中的卫生标准(≤0.1 mg·kg-1)。其中,广甜3号对镉的累积量最小,可以在中、轻度污染土壤上推广种植。     

不同品种小麦Pb积累差异性研究

通过在轻度污染耕地的田间试验,研究了20个小麦品种对重金属Pb的吸收差异,并探讨小麦对Pb的转运与富集规律,以期筛选出对Pb低积累小麦品种。对小麦籽粒重金属Pb含量的聚类分析表明花培8号、平安8号、周麦20、豫农201和同舟麦916具有低积累特性。上述5个品种籽粒中Pb含量均符合GB 2715—2005《粮食卫生标准》,Pb从根部向籽粒的平均转运系数(0.001 1)和富集系数(0.037 4)均小于1,且各品种产量均较高。研究初步认为花培8号和周麦20具有成为低积累特性品种的潜力,经进一步验证后可用于轻度污染耕地的种植生产。     

不同品种水稻糙米含镉量差异

采用盆栽土培法研究7个类型共46种水稻糙米含镉量的差异。结果表明,不同水稻品种糙米含镉量差异显著。在土壤含镉量为2 mg.kg-1时,46种水稻糙米含镉量变化范围为0.428~2.558 mg.kg-1。7种类型水稻糙米含镉量从高到低依次为特种稻、常规早籼稻、三系杂交晚稻、两系杂交晚稻、常规晚籼稻、常规粳稻、爪洼稻。     

不同种类蔬菜对芘的耐性和累积特性差异研究

多环芳烃会影响蔬菜的生长发育,导致其产量和品质降低,最终通过食物链危害人体健康。通过温室盆栽土培试验,测定不同质量分数(0、50、100、200、400 mg·kg^-1)芘作用下小白菜(Brassica chinensis L.)、胡萝卜(Daucus carota L.)、番茄(Solanum lycopersicum L.)的生长指标(根长、株高、鲜质量)、叶绿素质量分数、品质指标(可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C)和蔬菜各部位芘质量分数等,对芘处理下不同种类蔬菜的耐性和累积特性进行了比较研究,筛选出高耐芘性和低富集能力的蔬菜品种。结果表明,1)芘处理降低了3种蔬菜的生长参数,抑制了蔬菜的光合作用,3种蔬菜耐芘能力大小顺序为：番茄>小白菜>胡萝卜。2)蔬菜品质方面,小白菜和胡萝卜可溶性蛋白随土壤芘质量分数的升高而降低,番茄可溶性蛋白表现为先增加后减少;小白菜、胡萝卜和番茄可溶性糖质量分数均降低且400 mg·kg^-1芘处理下分别降低了21.6%、36.2%和19.1%;芘处理刺激了蔬菜维生素C的生成,其中番茄维生素C质量分数增幅...     

几个菜心品种硝酸盐累积差异的研究

通过对7个菜心品种在2种氮源形态下进行水培试验,以及对植株和吸收液的分析测试,探讨菜心品种间的硝酸盐累积、氮素营养特性及养分吸收的差异,为制定硝酸盐调控措施和选育低硝酸盐菜心品种提供依据。     

不同品种水稻对Cu积累分配的差异

以21个水稻品种（包括常规稻、二系杂交稻、三系杂交稻）为材料,通过室内盆栽试验探讨了Cu在不同品种水稻根-茎-叶-籽粒（糙米）中的积累分配的差异。结果表明,供试水稻品种根、茎、叶、籽粒中Cu含量的均值分别是67.35、16.24、8.29、11.62mg·kg-1,多数水稻品种Cu的含量顺序是根茎籽粒（糙米）叶,但也有少部分水稻品种Cu的含量顺序是根籽粒（糙米）茎叶。各器官的Cu含量在不同品种间存在显著差异,其中以根和籽粒Cu含量的差异最大,茎次之,叶最小。常规稻根部Cu含量显著低于杂交稻,而叶中Cu含量显著高于杂交稻,但两者的茎和籽粒中Cu含量没有明显的差异。三系杂交稻根、茎、籽粒Cu含量显著高于二系杂交稻,而叶的Cu含量两者差异不显著。不同遗传背景的水稻各器官对Cu积累也存在不同程度的差异。相关分析结果表明,不同品种水稻相邻器官（根与茎,茎与叶）的Cu含量呈极显著正相关,相间器官（根与叶、籽粒,茎与籽粒）的Cu含量呈显著正相关,地上部各器官Cu的转运系数相互之间呈极显著的正相关。     

不同水稻品种对镉积累的差异及其与镉亚细胞分布的关系

采用土培试验,以籽粒Cd低积累水稻品种(越冬稻和R1088)和籽粒Cd高积累水稻品种(IR34582和太粳558)为试验材料,研究成熟期水稻在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下,Cd在水稻各组织中的积累差异及其与Cd亚细胞分布的关系,为培育Cd低积累水稻品种和水稻安全生产提供科学依据。结果表明:(1) Cd胁迫下,约65%～83%的Cd积累于根系,低积累品种根系Cd含量显著高于高积累品种,而地上部却相反;(2)高积累品种往地上部转运Cd的效率以及地上部各组织往籽粒转运Cd的效率均显著高于低积累品种;(3) Cd胁迫下,低积累品种根中细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)中Cd含量显著高于高积累品种,而茎、叶鞘和叶中却相反;(4)低积累品种根和茎中F1中Cd分配比例均显著高于高积累品种,而F4中Cd分配比例却相反;在叶鞘和叶中,F1、F4中Cd分配比例在不同品种之间无显著差异。(5) Cd胁迫下,TF_(根-茎)和TF_(茎-糙米)均与F1中Cd分配比例成显著负相关关系,而与F4中Cd分配比例成显著正相关关系。综上,高积累品种往地上部转运Cd的能力强于低积累品种;低积累品种根和茎中细胞壁限制了Cd的迁移;而高积累品种根和茎中可溶部分在Cd从根部向上以及从茎向籽粒转运过程中起着重要作用。     

降低水稻籽粒镉砷累积的研究进展

矿山开采、废弃物排放及污水灌溉等引发区域农田土壤重金属污染,并通过食物链富集、传递,严重威胁人类健康。水稻是重要主食,且极易吸收镉(Cd)和砷(As),已成为Cd、As进入人体的主要膳食来源。因此,通过调控措施降低水稻籽粒Cd、As含量,对保障水稻及其制成品的食用安全与人体健康具有重要的现实意义。概述了降低水稻Cd、As含量的调控措施,主要包括：(1)利用生物质炭、铁盐、肥料等材料钝化土壤中Cd、As,降低其生物有效性,从而降低水稻Cd、As吸收;(2)外源添加硫(S)可消除植物的膜脂过氧化胁迫,促进水稻体内植物络合素等非蛋白巯基形成,将Cd固定在水稻组织器官液泡中,减少其向籽粒的转移,降低籽粒Cd积累;(3)外源添加硅(Si),Si可与亚砷酸盐(As³⁺)形成吸收竞争,降低水稻As吸收;(4)控制稻田水分可改变根际土壤氧化还原状态,影响水稻Cd、As吸收积累,同时根系泌氧促进根表铁膜形成,调控土壤氧化还原状态促进As氧化为砷酸盐(As⁵⁺),增强根表对As⁵⁺的吸附固定,从而降低水稻对As的吸收量;(5)调控转运蛋白表...     

不同生育期类型水稻对镉积累的研究

以江苏省有代表性的早熟中粳、中熟中粳、迟熟中粳、早熟晚粳和中熟晚粳5种生育期类型的56个粳稻品种为材料,在Cd污染农田中研究不同生育期类型粳稻品种Cd积累特性.结果表明,56个供试水稻品种籽粒Cd含量变化范围为0.014～0.054 mg·kg-1,水稻籽粒Cd含量在品种间差异显著(P＜0.05),其中籽粒Cd含量最高的品种是ELTO,扬粳687、泗阳1382、广陵香粳和武香粳9号水稻籽粒Cd含量较低.不同生育期类型水稻籽粒Cd含量以早熟中粳较高,中熟中粳较低,分别为0.024和0.020 mg·kg-1.不同生育期类型水稻籽粒Cd富集系数差异不显著,而不同生育期类型间转运系数存在差异.     

马缨丹对镉的生长响应及其富集、转运和亚细胞分布特点研究

镉是植物非必需且生物毒性最强的重金属元素之一,然而镉富集植物能通过一定的响应机制来减少镉对自身产生的毒害,且不同植物之间镉的解毒机制存在差异。马缨丹（Lantana camara L.）是四川汉源铅锌矿区镉污染土壤的修复植物,但是关于其镉的分布特征和解毒机制并不明确。因此本文采用盆栽模拟试验,分别设置0（对照,不添加镉）、30、90、150、210 mg·kg-1镉5个处理,研究马缨丹对镉的富集、转运及其亚细胞分布特点,探讨马缨丹对镉的耐性和解毒机制,以期为植物耐镉的生理和分子生物学机制提供一定的理论依据。结果表明：镉质量分数低于90 mg·kg-1时对马缨丹生长没有影响,而镉质量分数高于150 mg·kg-1时对马缨丹生长有显著的抑制作用;随着镉质量分数的增加,马缨丹各器官中镉的质量分数逐渐增加,表现为根＞茎＞叶,且其转运系数小于1,表明马缨丹对镉有较强的根部滞留能力,可限制过量的镉向地上部器官的转运,减少镉对地上部的毒害,这可能是马缨丹耐受镉胁迫的机制之一;随着镉质量分数的增加,马缨丹地下部和地上部的镉富集量总体上均呈增加趋势,在210 mg·kg-1镉处理时,均达到最大值,分别为142.8和1031.6μg·plant-1,不同质量分数镉处理下,马缨丹地上部的镉富集量较大,占全株镉富集量的94.0%~88.3%;镉在马缨丹根和叶细胞可溶性组分中的分配比例最高,分别占62.1%~54.2%和59.8%~52.6%,其次在细胞壁中,分别占23.8%~34.4%和28.7%~39.5%,在细胞器和细胞膜中的较低,表明可溶性组分和细胞壁是镉在马缨丹根和叶细胞中的主要分布位点,液泡区隔化和细胞壁固持可能是马缨丹对镉的重要解毒和耐性机制之一。     

水稻幼苗镉积累特征和离体叶片耐镉性的基因型差异

水稻根系对镉(Cd)的富集能力和向地上部的转运效率直接决定着水稻地上部的Cd积累量,是影响稻米中镉含量的关键因素。提高水稻根系对Cd的阻控能力有助于降低南方稻区大米镉含量超标的风险。以水稻核心种质资源中的高Cd积累品种‘齐头白谷’和低Cd积累品种‘27760’的幼苗和离体叶片为材料,对其Cd吸收转运特性和耐镉能力进行了比较研究。结果表明,根系细胞壁和原生质体的Cd吸收动力学特征都符合米氏方程,‘齐头白谷’的Cd最大吸收速率F_(max)显著大于‘27760’,Km值无显著差异。当根际环境中的Cd浓度高于0.89μmol·L~(-1)时,‘齐头白谷’的细胞壁和原生质体的Cd积累速率显著高于‘27760’。地上部细胞壁和原生质体的Cd吸收速率与根系可溶性组分中的Cd浓度呈显著的线性正相关。当根系可溶性组分中的Cd浓度相近时,‘齐头白谷’地上部细胞壁和原生质体的Cd积累速率显著高于‘27760’。在0.89~8.9μmol·L~(-1)的Cd溶液中,‘齐头白谷’离体叶片的失绿速度明显低于‘27760’。‘齐头白谷’具有耐Cd能力强、Cd积累速率快和转运效率高的特点。水稻离体叶片的耐Cd能力和幼苗根系的Cd积累能力以及幼苗的Cd转运能力高度相关,它们都可作为快速鉴定低Cd积累品种的生理指标。     

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。     

茶树中镉、砷元素的吸收累积特性

通过田间调查及盆栽试验,探讨砷、镉元素在茶树中的分布规律及吸收累积特性。结果表明,砷、镉元素在茶树体内活性较低,大部分被吸收根固定,向地上部运输的比例较低。正常状况下,砷、镉元素在茶树体内由高到低的分布次序是:吸收根>茎(生产枝)或主根>老叶(当年生成熟叶)>新梢(1芽2叶)。茶树受砷、镉污染时,吸收根对阻止土壤砷、镉向新梢转移起到明显的缓冲及屏障作用。当镉添加量为6 mg.kg-1时,茶树的叶绿素含量开始受到显著的负面影响,但光合速率、蒸腾速率及气孔导度变化不明显;当镉添加量为20 mg.kg-1时,上述4项指标均显著降低。砷添加量为50 mg.kg-1时,对茶树光合速率、蒸腾速率及气孔导度产生显著负面影响,但对叶绿素含量的影响不明显;砷添加量为200 mg.kg-1时,则对光合速率、蒸腾速率及气孔导度无显著影响。     

两种菠菜累积硝酸盐特性差异的研究

水培试验结果表明,日本超能菠菜生长后期的生长量较大,硝酸盐累积量较低,氮素吸收量较少,可以肯定其优良性;在生长后期供给等量硝、铵态氮的条件下,日本超能菠菜吸收硝态氮较少,还原硝酸盐的相对能力又较高,因而累积硝酸盐较宁夏圆叶菠菜低;在仅供给铵态氮源的条件下,日本超能菠菜还原硝酸盐能力较小,可能与其易于吸收和利用铵态氮源有关。     

Identification of cadmium-induced genes in maize seedlings by suppression subtractive hybridization

A maize variety, Huatian-1, had an unusually low translocation rate of cadmium (Cd) (59.6 mg·kg^-1 in the roots and 0.093 mg·kg^-1 in the grain) compared to 24 other varieties while being grown in soils with 16.50 mg·kg^-1 Cd. This indicates that this particular species may have special mechanisms that affect the absorption and translocation pattern of Cd. In this paper, the technique of suppression subtractive hybridization (SSH) was used to isolate and identify Cd-induced genes from Huatian-1 hydroponically ?exposed? to? 0.1 mM ?CdCl₂ ?for? 1 h,? 12 h, 24 h, and 48 h. We found a total of 15 differentially expressed genes in the four groups; 2, 3, 4, and 6 genes were from the groups of 1 h, 12 h, 24 h, and 48 h treatment, respectively. Phospholipase PLDb1 mRNA, adenosine triphosphate (ATP) phosphoribosyl transferase 2, and Sp17 were turned on in the maize in response to Cd stress, and it might provide new clues to explain the mechanism of maize tolerance to Cd.     

蚯蚓对垃圾与底泥中镉的富集现象

通过蚯蚓处理垃圾及纳污河流底泥实验研究发现蚯蚓可选择吸收并富集垃圾及底泥中的镉，但对其他重金属元素铅、铜、锌等并无此种富集吸收现象。