镉铅复合胁迫下根表铁锰氧化胶膜厚度对美洲商陆富集镉的影响

为了探讨根表铁锰氧化胶膜厚度及共存离子铅(Pb)对美洲商陆富集镉(Cd)影响,采用水培的方法,诱导培育了胶膜厚度具有极显著差异的美洲商陆(低膜美洲商陆、中膜美洲商陆和高膜美洲商陆),分别进行低Cd低Pb、低Cd高Pb、高Cd低Pb、高Cd高Pb等4种不同金属组合的胁迫处理,观察美洲商陆生长状况、测定植株对Cd的富集量、抗胁迫生理活性物质的表达量.结果表明:中膜和高膜美洲商陆侧根发达,新生根较多,高Cd胁迫对根系发育有较强的抑制作用.高Cd条件下,植株对Cd的富集量为高膜美洲商陆中膜美洲商陆低膜美洲商陆,高膜美洲商陆Cd总富集量可达89765.69 mg·kg-1(以干重计).低Cd条件下,植株对Cd的富集量为低膜美洲商陆高膜美洲商陆中膜美洲商陆.高Pb处理,可提高低膜和高膜美洲商陆Cd富集量,但显著降低中膜美洲商陆Cd富集量.根系分泌的可溶性还原糖含量、叶及根部合成的可溶性蛋白含量与根表铁锰氧化胶膜的厚度成正相关.中膜和高膜美洲商陆叶片及根部可溶性蛋白含量还受到不同金属组合胁迫的影响.镉铅复合胁迫使美洲商陆叶片及根部可溶性蛋白含量极显著高于对照组.     

美洲商陆和籽粒苋对接种伯克氏菌的生理生化响应及其对富集铯的影响

利用盆栽试验研究一株具有重金属耐性的伯克霍尔德氏菌(Burkholderia sp.D54)对美洲商陆和籽粒苋生长及对铯富集的影响.结果表明,接种菌株D54,美洲商陆和籽粒苋总干物重分别比对照处理增加19.8%～33.4%和22.9%～76.6%,美洲商陆和籽粒苋地上部铯含量分别增加4.9%～22.4%和8.1%～19.4%,根中铯含量分别增加6.8%～15.7%和1.1%～10.8%.同时,接种微生物还增加了植物对钾的吸收,提高供试植物的光合反应速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用率,增加铯胁迫条件下植物的抗氧化酶CAT、POD、SOD的活性,降低了MDA的含量.     

美洲商陆生物炭对Zn、Pb、Cd和Cu的吸附特性分析

为探究美洲商陆生物炭对Zn、Pb、Cd和Cu的吸附特性,研究了溶液初始浓度和pH、吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间等因素对其吸附效果的影响,并利用SEM、EDS以及XRD对生物炭进行表征。结果表明:该生物炭吸附重金属后其结构发生显著改变,且生物炭表面生成较多的金属化合物。4种重金属之间对该生物炭的吸附位点存在竞争关系,并且Pb、Cu具有更强的竞争力。大量H+的存在会抑制美洲商陆生物炭对Zn、Cd和Cu的吸附,但对Pb的吸附影响较小。在吸附剂投加量达到0. 2 g时,4种重金属均能得到充分的吸附,去除率接近100%。生物炭对Zn、Pb和Cd的吸附数据与Langmuir等温方程拟合的相关系数更大为0. 1651～0. 9657,但Cu的吸附数据与Freundlich等温方程拟合更好,相关系数为0. 4494～0. 9372。在吸附动力学方面,准二级动力学模型对4种重金属的吸附具有更好的拟合效果。美洲商陆生物炭对4种重金属均具有相对较强的吸附能力。     

垂序商陆叶细胞壁结合锰机制研究

垂序商陆是一种典型的锰超积累植物,细胞壁在其累积解毒锰的过程中起了一定的作用.通过细胞壁吸附实验,研究不同p H和不同锰浓度对细胞壁吸附锰的影响,并采用傅立叶红外光谱及同步辐射X-射线吸收光谱技术探讨了其吸附机制.结果表明,垂序商陆叶细胞壁吸附锰的最适p H值为5~6;其吸附行为可用Langmuir模型较好地描述(R2=0.978 5),并计算得其最大吸附量为62.50μmol·g-1.细胞壁上的羟基(—OH)和羰基(—CO)是结合锰的主要位点;锰周围第一配层为氧原子,其配位数为6.3,Mn—O键长为0.216 nm,细胞壁与锰主要以内配层模式相结合.     

美洲商陆（Phytolacca Americana L.）对铀的富集特征及根际微生物群落功能多样性的响应

在模拟低(25 mg·kg-1)、中(50 mg·kg-1)、高(100 mg·kg-1)剂量铀污染的条件下,采用盆栽试验,研究了美洲商陆富集铀的特点及铀污染对根际微生物群落的影响.结果表明,铀污染对美洲商陆生长的影响可能存在一个阈值,该阈值介于25~50 mg·kg-1之间,低于该阈值时,铀污染能够促进美洲商陆的生长,反之,则会抑制美洲商陆的生长.美洲商陆成熟时,根、茎和叶的最大铀富集量分别为131.69、9.87和45.33μg,是一种较为理想的修复铀尾矿的植物.Biolog-Eco测试结果表明,土壤中铀会对美洲商陆根际微生物群落产生负效应,铀胁迫可使根际微生物代谢迟缓,对碳源的选择发生转移,对糖类、羧酸类和胺类碳源的利用显著减少,对酚酸类碳源的利用显著增加;同时,铀胁迫可导致根际微生物群落功能多样性指数、均匀度指数及优势微生物种类降低.最后,利用培养96 h的平均吸光值进行聚类和主成分分析.结果表明,铀胁迫下美洲商陆根际微生物群落异于对照,美洲商陆根际微生物对铀胁迫的适应是以降低对糖类、羧酸类和胺类等碳源的利用为代价的.     

超积累植物垂序商陆(Phytolacca americana L.)吸收锰机制的初步探讨

垂序商陆是中国境内发现的锰超积累植物,了解其对锰的吸收特性及机制可为植物修复提供基础信息.通过人工培养液温室培养方法,探讨了低锰浓度处理下垂序商陆吸收累积锰的特性;采用同步辐射荧光技术(SRXRF)分析了锰在垂序商陆根横截面的分布特征;应用能量代谢抑制剂2,4-二硝基苯酚(DNP)和矾酸钠(Na3VO4)、钙离子通道抑制剂氯化镧(LaCl3)研究了垂序商陆对锰吸收,并探讨了其吸收机制.结果表明,低锰浓度处理下,锰超积累植物垂序商陆仍然具有较高的吸收和累积锰的能力,5μmol·L-1低锰浓度处理下垂序商陆根、茎、叶锰含量(以干重计)仍可高达402、208、601 mg·kg-1.锰在垂序商陆根横截面中柱含量最高,其次为表皮,皮层锰含量最少,锰从皮层进入到中柱是一个从低浓度到高浓度的过程,表明垂序商陆对锰的吸收可能存在主动运输过程.DNP和Na3VO4对垂序商陆锰吸收有一定的抑制作用,表明锰进入细胞是需要消耗能量的,进一步说明垂序商陆对锰的吸收存在主动吸收的过程.钙离子通道抑制剂LaCl3抑制垂序商陆根对锰的吸收高达30%,表明垂序商陆对锰的吸收与钙离子通道密切相关.     

模拟酸雨对甘蓝种子发芽及幼苗生长的影响

酸雨对环境生态的影响是值得重视的问题。探索酸雨对环境生态的影响效应,是十分重要的。本文就酸雨对甘蓝种子发芽及苗期生长的影响作了研究。一、材料和方法(一)种子发芽选择颗粒大小、饱满度大致相同的甘蓝种子,均匀地撒在垫有滤纸的培养皿中,置于培养箱培养。培养温度70℃。试验处理液的组份,如表1所示。用混合酸(HNO_3:H_2SO_4=1∶6,当量比)调节 pH 至所需要求。以 pH=5.6为对照。在种子达到规定的发芽天数(七天)后,统计发芽率。     

乙酰甲胺磷和汞单一及复合污染对黄瓜发芽及幼苗生长的影响

有机磷农药和重金属是目前我国土壤中较常见的污染物。本文以黄瓜种子为供试作物,研究了重金属汞与农药乙酰甲胺磷单一污染及复合污染对其发芽率以及幼苗生长的毒害效应。结果表明,Hg2+与乙酰甲胺磷单一污染及复合污染对黄瓜种子的发芽率、芽长和根伸长的生态毒性敏感程度依次为:根伸长>芽长>发芽率,Hg2+与乙酰甲胺磷单一污染及复合污染对黄瓜幼苗的毒害效应均较明显。复合污染对黄瓜种子发芽指标和幼苗生长的抑制效应表现为协同作用,其结果是复合污染的整体生态毒性效应增强。研究结果为进一步研究农药和重金属复合污染的生态毒性提供基础资料。     

空气中甲醛对种子发芽影响的研究

用油菜籽、豌豆、绿豆、菟丝子、穄子、大麦、高粱、玉米等种子,在一定容积的塑料袋中配制不同浓度的甲醛,测定对种子发芽的影响.结果发现,这些种子在发芽过程中随空气中甲醛浓度的增加,胚根、幼根、胚芽、幼茎的生长以及种子的发芽率降低.八种种子中对空气中甲醛的敏感最强的是油菜子,其次是豌豆.     

土霉素对小麦种子发芽与幼苗生长发育的生态毒性

研究了土霉素对小麦种子发芽以及早期幼苗生长发育的生态毒性效应.结果表明,土霉素对小麦种子芽长及根长的抑制效应显著(p<0.01),而且它们之间具有良好的剂量-效应关系.根据线性回归方程得出土霉素对小麦种子芽长和根长的半抑制浓度为65.5 mg/L和34.7 mg/L.然而,土霉素对小麦种子的发芽率并没有显著的影响.研究还表明,0.15~2.4 mg/L土霉素暴露21 d后,小麦叶片中的叶绿素含量降低了35.6%~47.3%,叶片及根部的可溶性蛋白含量也均呈显著下降趋势.暴露7 d后,0.15~2.4 mg/L土霉素对小麦叶片和根部SOD与POD活性的抑制效应不显著,但随着暴露时间的延长,土霉素对小麦的SOD与POD酶活性抑制率显著下降;2.4 mg/L土霉素暴露21 d后,小麦根部的SOD活性下降72.3%,说明土霉素对小麦幼苗体内的抗氧化系统具有破坏作用.该实验结果显示,低浓度土霉素长期暴露对小麦幼苗的生长发育具有不良的生态毒性效应.     

铀矿浸出液胁迫对种子萌发和幼苗生长及抗氧化酶影响

研究了不同浓度铀矿浸出液对水稻(Oryza sativa L.)、大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)、玉米(Zea mays L.)和绿豆(Vigna radiata(Linn.)Wilczek.)的种子的萌发率、根系和幼苗的早期生长及其抗氧化酶活性的影响.结果表明:低浓度的铀矿浸出液使4种作物种子...     

聚苯乙烯纳米塑料(PSNPs)对大豆(Glycine max)种子发芽和幼苗生长的影响

为探讨微塑料对农作物的生态毒理效应，研究了两种粒径（20 nm和100 nm）聚苯乙烯纳米塑料（Polystyrene Nanoplastics，PSNPs）在6个浓度梯度（0、50、100、200、500和1000 mg·L^-1）下对大豆（Glycine max）种子发芽和幼苗生长的影响.结果表明，两种粒径PSNPs均抑制种子发芽能力（发芽势、发芽指数、活力指数、平均发芽速度和发芽率），其中，发芽抑制率在一定程度上与暴露时间呈负相关关系.20 nm和100 nm PSNPs对根长、芽长和苗长的影响整体呈"低浓度促进，中高浓度抑制"的规律.20 nm PSNPs对根尖数量无显著影响，而100 nm PSNPs则表现出促进作用.20 nm和100 nm PSNPs对根直径和干重均有抑制作用.综上，PSNPs的植物毒性与粒径和浓度密切相关，在中等浓度（200 mg·L^-1）时，其对大豆幼苗生长的毒害作用最大.     

镉胁迫对白三叶萌发种子生理特性的影响

通过水培的实验方法,研究镉(Cd)胁迫对白三叶(Trifolium repens L.)萌发种子生理特性的影响。结果表明:随Cd浓度增加,白三叶萌发种子生物量逐渐下降,MDA含量上升,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)仍保持较高活性。Cd浓度在10~50μmol/L时,其MDA含量略微上升,SOD活性显著升高。Cd浓度在1 250μmol/L时,MDA含量显著上升,SOD活性下降但仍高于对照。抗坏血酸过氧化物酶(APX)在Cd浓度为10~250μmol/L时保持较高活性,1 250μmol/L时,其活性与对照相比有所下降。Cd处理下,白三叶萌发种子SOD、POD和CAT协同合作,有效清除其体内的活性氧(ROS),使MDA在一定Cd浓度范围内保持相对稳定,在减少其膜质过氧化损伤和增强其抗性等方面起重要作用,同时也说明白三叶在城市Cd污染土壤修复中具有良好的应用前景。     

硅对锰胁迫下水稻吸收矿质元素的影响

揭示Mn胁迫下硅对水稻中营养元素的影响特点,可为减轻水稻锰毒害提供理论依据.因此,本文通过水培试验,利用两个对Mn耐性不同的水稻品种,研究施Si(1.5 mmol·L-1)对Mn(2 mmol·L-1)胁迫下水稻营养元素的影响.同时,采用同步辐射X射线荧光(SRXRF)分析了营养元素的分布特点,以及各元素分布之间的相互关系.结果显示,高锰胁迫下,耐性品种叶片和根系的Mn含量都显著高于敏感品种.高锰胁迫抑制了敏感品种K元素从根部向叶片的转移,而降低了耐性品种的根部吸收K元素的能力.高锰胁迫下,施硅处理增加了敏感品种叶片中K、Fe和Zn的相对含量;可显著增加耐性品种叶片中K和Zn的相对含量,显著降低其Ca和Fe的相对含量.高锰胁迫下施硅可以促进敏感品种K元素的转运,促进耐性品种Zn元素转运.Si对耐性品种各元素含量保持相对平衡具有重要作用.水稻体内的锰大部分是硫酸锰,高锰胁迫下施硅不改变水稻植株体内的锰形态.     

铅胁迫对蟾蜍抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

对蟾蜍(Bufo bufo gargarizans)采用腹腔注射法给Pb,研究了不同浓度(1～8mg/kg体重)Pb胁迫下蟾蜍肝、肾组织抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px活性及丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明,染毒浓度对抗氧化酶活性产生不同的影响.1mg/kg Pb对蟾蜍的损伤较小,当Pb>2mg/kg时,蟾蜍肝、肾组织SOD、CAT活性显著升高(P<0.05);当Pb>4mg/kg时,肝、肾CAT活性又降至对照组水平甚至被明显抑制;而肝、肾GSH-Px活性则随着Pb浓度的升高而升高,Pb浓度为4,8mg/kg的染毒组显著高于对照(P<0.05).结果还表明,蟾蜍肝、肾组织MDA含量随着Pb染毒浓度的增加而增加,肾在Pb浓度为8mg/kg染毒组显著高于对照(P<0.05),肝在Pb浓度为4,8mg/kg的染毒组显著高于对照(P<0.05).     

聚乙烯与磺胺二甲嘧啶复合胁迫对大豆种子萌发及幼苗生长生理特征的影响

土壤环境中微塑料吸附抗生素产生复合污染已不可避免,但二者复合胁迫下的植物生物效应尚不清楚.以大豆品种晋豆21号为试材,采用种子萌发试验和幼苗盆栽试验研究聚乙烯（PE）和磺胺二甲嘧啶（SMZ）不同单一及复合处理对大豆种子萌发、幼苗生长、光合参数、叶绿素荧光参数和氮代谢的影响.结果表明,单一PE处理对大豆种子萌发和幼苗生长生理的影响总体表现为"低促高抑"的规律,较低水平PE［10 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1）］处理对大豆种子萌发、幼苗生长、光合作用和氮代谢有促进作用,但较高水平PE［100 mg ·L^-1和200 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1）］的抑制作用显著;单一SMZ处理对大豆种子萌发和幼苗生长生理产生不同程度的抑制作用,且抑制程度随着SMZ处理水平的增加呈升高趋势.不同水平PE和SMZ复合处理下,较低水平PE的加入能够缓解单一SMZ处理对大豆的抑制作用,以10 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1） PE+1 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1） SMZ处理的综合缓解效果最佳,具体表现为较单一SMZ处理增加了大豆种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、株高、根长、地上部及根部鲜重、P_n、G_s、T_r、叶绿素含量、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、ETR、qP和NR等氮代谢关键酶活性,降低了种子平均发芽时间、C_i、NPQ、NO₃^--N和NH₄⁺-N含量;而较高水平PE的加入增强了SMZ处理对大豆的抑制作用,且抑制程度随着SMZ处理水平的增加呈升高趋势,其中200 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1） PE+50 mg ·L^-1（或mg ·kg^-1） SMZ处理的抑制程度最大.综上可知,低水平PE能够一定程度缓解单一SMZ胁迫对大豆种子和幼苗的抑制作用,而高水平PE的加入则与SMZ产生协同作用,加剧了单一胁迫处理的毒害效应.     

商品氯氰菊酯对斜生栅藻生长的影响及其生理生化效应

研究了商品氯氰菊酯对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)生长及生理生化指标的影响,以了解除虫菊酯农药对水生态系统的影响.在氯氰菊酯暴露下,藻细胞生长受到明显抑制,氯氰菊酯对斜生栅藻生长的72h半效应浓度(EC50)为2.37mg/L.藻细胞所有生理生化指标对氯氰菊酯响应迅速,12h到达最大促进或者抑制效果,48h后趋于平稳.其中12h处理,可溶性糖和可溶性蛋白含量上升,中等浓度组的促进作用最强;超氧化物歧化酶(SOD)活性则呈现出低浓度促进、高浓度抑制效应.氯氰菊酯能促进藻细胞膜脂氧化产物丙二醛(MDA)的产生,且呈现出明显的剂量—效应关系,MDA含量可以作为监测氯氰菊酯污染的生物标记指标之一.研究结果表明,SOD活性抑制以及膜脂氧化是氯氰菊酯对斜生栅藻的重要致毒机理,但自然环境中的氯氰菊酯水平不会对淡水水体浮游藻类的生长产生抑制作用.     

重金属对西红柿种子发芽与根伸长的抑制效应

测定了水溶液和4种土壤中铜、锌、铅、镉单一污染对西红柿种子发芽与根伸长抑制率以及草甸棕壤条件下重金属复合污染的生态效应.结果表明,重金属对西红柿根伸长抑制率均明显大于对种子发芽抑制率.土壤重金属明显低于水体重金属对西红柿根伸长的抑制.抑制率大小排列为红壤>>草甸棕壤>栗钙土>暗棕壤.铜、锌、铅、镉对西红柿根伸长抑制率与土壤有机质、土壤凯氏氮、全钾含量显著线性负相关(P=0.05);与土壤pH值和土壤全磷含量线性不相关(P=0.05).重金属复合污染对西红柿根伸长表现为协同作用和拮抗作用.     

商陆和烟草对锰胁迫的抗氧化响应研究

研究植物的重金属累积能力对于植物修复和植物冶金意义重大.Mn超累积植物商陆(Phytolacca americana L.)的耐性/累积机制至今还不清楚,为了研究商陆在Mn胁迫下的抗氧化酶作用,将萌发6周的商陆和烟草幼苗分别放入1 mmol·L~(-1)或3 mmol·L~(-1)的1/2 Hoagland营养液处理4 d,实验表明商陆叶片光合速率降低幅度显著低于烟草,而烟草MDA含量和电解质渗漏量增加幅度大于商陆.如1 mmol·L~(-1) Mn处理4 d后,与对照相比,商陆和烟草的光合速率分别降低13.3%和75.5%;烟草MDA含量和电解质渗漏量分别增加347.3%和120.1%,而商陆的MDA含量和电解质渗漏量没有明显增加,表明Mn胁迫对超累积植物引起的氧化损伤明显低于非累积植物.随着Mn处理浓度的提高和时间的延长,2种植物叶片SOD和POD活性均迅速增加,其中商陆SOD活性的增加幅度大于烟草;另外,商陆CAT活性持续上升,而烟草CAT活性显著下降.如在1 mmol·L~(-1) Mn处理下,商陆SOD、POD和CAT活性分别提高161.1%、 111.3%和17.5%;烟草SOD和POD提高55.5%和206.0%,而CAT下降15.6%,表明商陆的抗氧化酶,特别是CAT,能够有效地清除Mn毒产生的自由基.这些结果说明抗氧化酶的抗氧化能力是重金属累积植物商陆的Mn耐性机制之一.