镉-八氯代二苯并呋喃复合污染土壤中紫茉莉对镉的修复能力

针对土壤重金属-持久性有机物复合污染日益严重的现象,本研究以镉(Cd)和1,2,3,4,6,7,8,9-八氯代二苯并呋喃(OCDF)为典型的重金属和持久性有机污染物,选取紫茉莉为修复植物,通过温室盆栽实验研究Cd-OCDF复合污染土壤中植物的耐性以及有机物对植物提取土壤中Cd能力的影响.结果表明种植3个月期间,紫茉莉在Cd浓度≤200 mg·kg-1的复合污染土壤中具有较强的耐性,株高和生物量降低有限;与Cd单一污染相比,OCDF对紫茉莉株高、根部生物量无显著影响,Cd浓度200 mg·kg-1,OCDF浓度500μg·kg-1时,OCDF存在使紫茉莉地上生物量降低22.19%,其它处理组,OCDF对紫茉莉地上生物量无显著抑制作用,反而某些处理组增加紫茉莉地上生物量.Cd-OCDF复合污染效应与Cd单一污染相比,Cd浓度为200 mg·kg-1,OCDF浓度为100μg·kg-1时,紫茉莉根部Cd积累量降低了34.44%,Cd浓度为400 mg·kg-1,OCDF浓度为100μg·kg-1时,根部和叶部Cd积累量分别降低了7.93%和18.09%;其它处理组,OCDF不同程度地提高了紫茉莉根、茎、叶提取和积累土壤中Cd的能力.可见,用紫茉莉修复高浓度Cd-OCDF复合污染土壤中的Cd具有实践上的可行性.     

紫茉莉修复镉污染土壤的研究

研究了紫茉莉在镉污染土壤中的生长特征、对镉的富集能力和体内分布规律。紫茉莉对镉的耐性较强，富集浓度最高可达92．82mg／kg，镉在紫茉莉的分布为根〉茎〉叶。紫茉莉在中、低浓度镉污染土壤中可取得较好的修复效果。     

Tolerance, uptake and removal of nitrobenzene by a newly-found remediation species Mirabilis jalapa L

The growth, photosynthesis rate, and ultrastructure of Mirabilis jalapa L. as a newly-found remediation species under stress of nitrobenzene (NB) and its uptake and removal of NB by the plants were investigated. The results showed that M. jalapa plants could endure contaminated soils by lower than 10.0 mg NB kg⁻¹ because there was no decrease in the total length of the plant roots, the maximum length of the hypocotyle, the length of the first seminal root, the height of the shoots and the dry biomass of the seedlings as well as the photosynthesis rate of the plants compared with those in the control. In particular, the growth of the plants could be significantly (P < 0.01) enhanced by 0.1 mg NB kg⁻¹ under unautoclaved and autoclaved soils. Ultrastructural observations on leaf cells of the plants found that these cells had smooth, clean and continuous cell membranes and cell walls, indicating that there was no obvious damage by NB in comparison with those in the control. Although the absorption of NB in shoots and roots of M. jalapa was weak, plant-promoted biodegradation of NB was considerable and the dominant contribution in the removal of NB from contaminated soils, suggesting the feasibility of M. jalapa applied to phytoremediation of NB contaminated soils.     

植物细胞吸收镉的机理及镉对植物气孔发育的影响

镉(Cd)是对动植物有严重危害的一种重金属,但关于它如何进入细胞以及它对植物发育影响的研究很少。通过观察Cd暴露下的3种植物——凤仙花、牵牛花、紫茉莉的生长状况,用台盼蓝染根细胞核和通过叶表皮造模技术观察气孔变化,初步研究了Cd进入细胞的可能途径,提出了Cd进入植物体内的细胞模型,并观察了Cd对气孔发育的影响。结果表明:Cd环境暴露下,用台盼蓝染色凤仙花的根可使其根毛细胞核染色,而对照不被染色。根据三种植物在Cd暴露条件下的生长状况和植株死亡时的表现,提出了Cd进入细胞的模型:Cd首先与细胞膜上的蛋白质结合,使细胞膜上形成可以允许Cd~(2+)或其他离子进出细胞的孔,Cd通过扩散进入细胞;与膜蛋白结合的Cd为可逆结合,依据Cd浓度形成平衡。Cd影响气孔的开闭和发育。当Cd浓度变化时,气孔闭合率也发生变化。在叶子的发育中,如果有Cd的存在,气孔的发育偏离原有的进程,牵牛花叶子的副卫细胞消失,同时气孔数量减少。对Cd敏感的凤仙花的气孔密度严重减少,紫茉莉和牵牛花气孔则少量减少。同时叶表皮细胞壁的弯曲形状也发生较大变化,表皮细胞也明显变小。     

不同光强下镉胁迫对紫茉莉光合作用和抗氧化系统的影响

通过土培实验,比较分析了3种光强(全光照(HL)、50%全光照(ML)和10%全光照(LL))下镉胁迫(30 mg·kg-1)对紫茉莉植株生长、光合作用、光合色素、镉、镁、铁和钾含量、脂质过氧化、抗氧化酶活性、抗坏血酸和谷胱甘肽含量的影响.结果发现,镉胁迫显著降低紫茉莉叶片的净光合速率,对HL植株的抑制程度高于ML和LL植株;HL和LL植株最大光化学效率在镉胁迫下显著降低,而ML植株所受影响不明显;镉胁迫显著提高了紫茉莉叶片的暗呼吸速率,ML植株提高幅度最大.镉胁迫对紫茉莉植株生长的抑制作用显著,对HL植株的抑制最大.镉胁迫显著增加了紫茉莉叶片的镉含量,减小叶片叶绿素、类胡萝卜素、Mg、Fe和K的含量,对HL植株影响最大.镉胁迫下,HL植株超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶活性降低,谷胱甘肽和抗坏血酸含量减小,过氧化氢和丙二醛含量、超氧阴离子产生速率增高,电解质渗漏加重.上述结果表明,镉加重了叶片氧化胁迫程度和强化了对紫茉莉生长的抑制,特别在高光强条件下.     

紫茉莉对石油污染盐碱土壤微生物群落与石油烃降解的影响

以石油污染盐碱土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)活性微生物标记法,分析紫茉莉(Mirabilis jalapa Linn.)根际土壤微生物群落结构的动态变化,探讨紫茉莉生长对根际土壤微生物与石油烃(TPH)降解的影响.结果表明,供试土壤中先后出现了22种微生物PLFAs,包括标识细菌的饱和脂肪酸(SAT)、标识革兰氏阳性菌(G+)的末端支链型饱和脂肪酸(TBSAT)、标识革兰氏阴性菌(G-)的单不饱和脂肪酸(MONO)和环丙脂肪酸(CYCLO)、标识真菌的多不饱和脂肪酸(PUFA)和标识放线菌的中间型支链型饱和脂肪酸(MBSAT)等六大类型.与未种紫茉莉土壤(CK)相比,根际土壤微生物PLFAs种类变异率在春、夏、秋季分别为71.4%、69.2%和33.3%;TPH降解率在春、夏、秋季分别提高了47.6%、28.3%、18.9%.相关性分析表明,石油烃的降解在CK土壤中与77.8%的PLFAs具有正相关关系(r0),55.6%的种类具有高度正相关关系(r≥0.8),其中,与SAT和MONO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.92、0.60;根际土壤中仅与42.1%的PLFAs正相关,21.1%的种类高度正相关,与TBSAT、MONO和CYCLO类群的相对含量正相关,相关系数分别为0.56、0.50、0.07.说明紫茉莉生长对根际土壤微生物群落结构及TPH降解速率均具有较大影响,且随生长季节的不同而有很大差异.该结果将为开展石油污染盐碱土壤的植物修复技术研究提供理论依据.