水杨酸对镉、锌复合胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响

在水培条件下,以辽春10号小麦品种为供试材料,研究了10-4mol.L-1、10-5mol.L-1、10-6mol.L-13种不同浓度的水杨酸(SA)对1mmol.L-1Cd2+、5mmol.L-1Zn2+复合胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:与对照组(未加SA处理的Cd2+、Zn2+复合污染)相比,经SA处理Cd2+、Zn2+复合胁迫下小麦幼苗地上及地下生物量都有明显增高,特别是10-4mol.L-1SA处理组分别增加23.78%和24.7%;10-4mol.L-1SA处理组小麦幼苗根系活力提高6.74%。在试验第6 d、11 d根系和叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)分别达到峰值且以10-4mol.L-1SA处理组最高;在整个试验期间3个SA处理组过氧化氢酶(CAT)活性始终高于对照,其中10-4mol.L-1SA处理组为对照组的146.6%;SA处理使丙二醛(MDA)含量降低,在试验第11 d,10-4mol.L-1SA处理组叶片和根系中丙二醛含量分别为对照组的85.5%和87.6%。但是在试验第14 d各组小麦幼苗叶片和根系中丙二醛含量全部有所回升。综合来看,不同浓度的SA处理均能提高小麦幼苗的抗氧化酶活性且高浓度SA(10-4mol.L-1)处理效果最明显。这表明,水杨酸能够通过促进保护酶活性的升高,抑制活性氧含量的增加,从而有效缓解Cd2+、Zn2+复合胁迫对小麦的毒害。     

产表面活性剂根际菌协同龙葵修复镉污染土壤

从某矿区重金属污染的土壤中分离筛选出一株能产生物表面活性剂的根际细菌LKS06,经生理生化特征及16S rDNA序列分析,将其鉴定为假单孢菌属(Pseudomonas sp.LKS06).生物学特性的测定表明,菌株LKS06对多种重金属有很高的耐受性,且具有分泌吲哚乙酸、产铁载体和ACC脱氨酶活性的能力,并对土壤重金属...     

重金属Zn、Pb和Cd对可口革囊星虫的急性毒性作用

研究了必需元素Zn及非必需元素Pb、Cd对可口革囊星虫(Phascolosoma esculenda)的急性毒性作用,得到Zn2 的48 h LC50和96 h LC50分别为61.09、10.91 mg/L;pb2 的48 h LC50和96 h LC50分别为29.44、10.59 mg/L;Cd2 的48 h LC50和96hLC50分别为10.69、4.46mg/L.估算得到Zn、Pb和Cd对可口革囊星虫的安全浓度分别为0.55、0.53和0.22mg/L.     

Biofilm-overproducing Bacillus subtilis B12ΔYwcc decreases Cd uptake in Chinese cabbage through increasing Cd-immobilizing related gene abundance and root surface colonization

Biofilm-producing bacteria can decrease Cd uptake in vegetables, but mechanisms underlying this effect are poorly characterized. In this study, two mutant strains B12ΔYwcc and B12ΔSlrR were constructed from a biofilm-producing Bacillus subtilis strain B12. Then, the impacts of strain B12 and its high biofilm-producing mutant strain B12ΔYwcc and low biofilm-producing mutant strain B12ΔSlrR on Cd availability and uptake in Chinese cabbage and the related mechanisms were investigated in the Cd-polluted soil. Strain B12 and its mutants B12ΔYwcc and B12ΔSlrR increased the dry biomasses of edible tissues by 54%–130% compared with the controls. Strain B12 and its mutant B12ΔYwcc reduced the soil available Cd content by 36%–50% and root and edible tissue Cd contents by 23%–50% compared with the controls. Furthermore, the mutant strain B12ΔYwcc reduced the edible tissue Cd content by 40% and increased the polysaccharide content by 23%, invertase activity by 139%, and gene copies of the cumA by 4.5-fold, epsA by 7.1-fold, and cadA by 4.3-fold, which were involved in Cd adsorption in the rhizosphere soils, respectively, compared with strain B12. The polysaccharide content and cumA, epsA, and cadA gene copy numbers showed significantly reverse correlations with the available Cd content. Notably, the mutant strain B12ΔYwcc showed better ability to colonize the vegetable root surface than strain B12. These findings demonstrated that the biofilm-overproducing mutant strain B12ΔYwcc increased the polysaccharide production and Cd-immobilizing related cumA, epsA, and cadA gene copies, resulting in lower Cd availability and accumulation in Chinese cabbage in the Cd-polluted soil.     

羟基磷灰石对Cd污染土壤中马铃薯生长及品质的影响

通过温室盆栽实验研究了施用羟基磷灰石改良Cd污染土壤对马铃薯生长及品质的影响.实验设置了3个Cd污染水平(0、5、10 mg.kg-1)、6个羟基磷灰石施用量(0、4、8、10、16、30 g.kg-1)和2个马铃薯品种(中薯3号、大西洋).结果表明,土壤Cd污染导致马铃薯单株产量下降(5 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低24%～31%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中降低41%～45%),但是施用羟基磷灰石可以提高单株产量.相对于不施用羟基磷灰石,5 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用10 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产17%～39%,10 mg.kg-1的Cd污染土壤中施用30 g.kg-1的羟基磷灰石可以增产45%～58%.由于羟基磷灰石改善了Cd污染土壤环境,因此马铃薯器官中叶绿素含量和SOD活性明显上升,而MDA含量明显下降.施用羟基磷灰石也提高了马铃薯品质,马铃薯块茎中维生素C含量、淀粉含量以及蛋白质含量也明显提高.随着羟基磷灰石施用量由0 g.kg-1增加到30 g.kg-1,在5 mg.kg-1的Cd污染土壤中,马铃薯块茎Cd含量由0.87～0.95 mg.kg-1下降到0.13～0.21 mg.kg-1,降幅为78%～85%;在10 mg.kg-1的Cd污染土壤中,块茎Cd含量由1.86～1.93 mg.kg-1下降到0.52～0.65 mg.kg-1,降幅为66%～72%.实验表明,羟基磷灰石缓解土壤Cd毒性的主要机制是提高土壤pH值,降低土壤中有效态Cd含量,羟基磷灰石中的Ca阻碍土壤Cd向马铃薯迁移.但是羟基磷灰石对土壤Cd毒性的缓解效应是有限性的,过量施用可能对马铃薯生长和品质产生胁迫作用.在Cd污染土壤中施用适量的羟基磷灰石后中薯3号生长状况和品质好于大西洋,说明不同马铃薯品种对种植环境的改善有不同的响应.     

五溴联苯醚-镉胁迫下蚯蚓抗氧化防御反应

文章采用自然土壤染毒法,研究了Cd2+和DE-71对蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明,两种污染物对蚯蚓的三种酶活性均产生一定的影响,DE-71主要表现为诱导效应,而高浓度的Cd2+则会产生抑制作用,SOD和CAT较POD敏感,对环境污染有很好的指示作用。Cd2+和DE-71复合染毒对抗氧化防御系统产生一定的联合毒性效应,SOD主要由协同转变为拮抗作用;以CAT指示的联合效应则受DE-71染毒浓度的影响,当Cd2+与10和100mg/kg(干重)DE-71复合时,联合毒性作用由协同转变为拮抗,而与400mg/kg(干重)DE-71复合时则呈现协同作用;POD指标下两种污染物间则表现为拮抗作用。总体来说Cd2+与DE-71对蚯蚓的抗氧化防御反应主要表现为拮抗效应。     

某冶炼厂周边土壤环境Cd元素现状调查、污染预警及综合治理

对某冶炼厂以南约30km^3的区域进行了Cd元素土壤地球化学调查,分析了造成Cd富集的原因。通过统计分析,总结了土壤中Cd含量的空间分布特征(包括区域分布和垂向分布),并结合Cd元素的赋存形式、迁移机制对这些特征的成因进行了较为具体的解释。计算了该区cd的污染指数,以及受不同程度污染的土壤面积占研究区面积的百分比。运用“化学定时炸弹”的理论,对该区土壤达到I}缶界含量的年限进行了估测。针对该区的污染来源及状况,提出了综合治理对策。     

Modelling sulphate-enhanced cadmium uptake by Zea mays from nutrient solution under conditions of constant free Cd2+ ion activity

A controlled hydroponic experiment was undertaken to investigate Cd uptake in relation to the activity of Cd species in solution other than the free ion (Cd²⁺) by maintaining a constant Cd²⁺ activity under variable SO₄₂⁻ and Cl⁻ concentrations exposed to maize (Zea mays var. Cameron) plants. The objectives of these experiments were: (1) to distinguish and quantify the different uptake rates of free and inorganic-complexed Cd from nutrient solution, and (2) to model the uptake of Cd by maize with a Biotic Ligand Model (BLM) in a system which facilitates the close examination of root characteristics. Results of the current experiments suggest that, in addition to the free ion, CdSO₄⁰ complexes are important factors in determining Cd uptake in nutrient solution by maize plants. Higher nominal SO₄²⁻ concentrations in solution generally resulted in a greater Cd accumulation by maize plants than predicted by the Cd²⁺ activity. A better integration of the complete dataset for the 3 harvest times (6, 9 and 11 days after treatment) was achieved by including consideration of both the duration of Cd exposure and especially the root surface area to express Cd uptake. Similarly, the fit of the BLM was also improved when taking into account exposure time and expressing uptake in terms of root morphological parameters.     

重金属对秀丽隐杆线虫繁殖的影响

为了探究重金属单独及联合暴露对秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)繁殖的影响及其作用机制,采用96孔板液相暴露试验,以环境相关浓度(0.1~50.0 μg/L)的Cd、Hg、Pb暴露同步化处理秀丽隐杆线虫,24 h后统计其怀卵数及阴门畸形率,以及连续记录72 h内子一代秀丽隐杆线虫的个体数,最后利用2×2析因设计方差分析阐明重金属的两两联合作用模式. 结果表明:与对照组相比,Cd、Hg、Pb单独及联合暴露对秀丽隐杆线虫的繁殖具有显著抑制作用,ρ(Cd)为50.0 μg/L、ρ(Hg)为10.0 μg/L、ρ(Pb)为50.0 μg/L暴露组秀丽隐杆线虫子一代数量分别降低了43.5%、33.8%、51.0%;Cd-Hg暴露组〔当ρ(Cd)、ρ(Hg)分别为50.0、10.0 μg/L时〕、Hg-Pb暴露组〔当ρ(Hg)、ρ(Pb)分别为10.0、50.0 μg/L时〕、Cd-Pb暴露组〔当ρ(Cd)、ρ(Pb)分别为50.0、50.0 μg/L时〕秀丽隐杆线虫子一代个体数分别降低了44.7%、61.0%、53.3%. 进一步研究发现,Cd、Hg、Pb单独及联合暴露会引起秀丽隐杆线虫子宫内受精卵数量降低以及产卵器阴门结构畸形率升高. 2×2析因设计方差分析结果发现,Cd、Hg、Pb两两联合暴露对秀丽隐杆线虫的繁殖表现为没有交互作用或者交互方式为拮抗. 研究显示,秀丽隐杆线虫子宫内怀卵数的降低是其子一代数量显著减少的主要原因,而阴门结构的损伤可能使产卵行为受损,从而进一步加剧重金属对秀丽隐杆线虫繁殖的抑制作用.      

回归模型法推导油菜田土壤Cd限值的不确定性

为研究土壤-作物迁移模型推导农田土壤环境基准的不确定性,以油菜为例,通过贵州省4种典型微酸性土壤——红壤、黄壤、石灰土和黄棕壤进行Cd盐添加的盆栽试验,除全量Cd外,选择5种有效态提取剂,分别与油菜籽w(Cd)建立土壤-作物迁移模型. 参照GB 13078—2001《饲料卫生标准》w(Cd)限值(0.5 mg/kg),采用模型预测中位值和95%预测上限进行土壤Cd限值推导并分析模型的不确定性. 结果表明:全量和各提取态Cd质量分数与油菜籽w(Cd)均能建立极显著的一元(R2为0.907~0.946)或多元(考虑pH)回归模型(R2为0.875~0.962). 5.550(以多元模型中位值推导的农田安全种植油菜的Cd限值)随pH的升高从0.93 mg/kg增至1.45 mg/kg,HNO₃提取态、HCl提取态、DTPA提取态的Cd的质量分数也分别从0.81、0.97、0.73 mg/kg升至1.39、1.79、1.66 mg/kg. 基于CaCl₂提取态Cd的一元模型对pH不敏感,SEQS₅₀不受其影响. 对所有模型而言,SEQS₅₀是SEQS₉₅(基于模型95%的预测上限推导的限值)的1.1倍左右. 其中,CaCl₂提取态Cd的SEQS₅₀和SEQS₉₅分别为0.052和0.049 mg/kg,小于福建省CaCl₂提取态Cd标准限值(0.15 mg/kg). 为降低不确定性,需要选择合适的提取剂,使用全量Cd,HNO₃、HCl或DTPA 3种提取态Cd建模时须兼顾pH的影响. 研究显示,SEQS₉₅能够降低土壤Cd限值达标而作物Cd含量超标的可能性.