镉胁迫对垂柳镉、铁、锰的吸收及生理特性的影响

为了探究镉胁迫下垂柳生长和生理特性的变化,以垂柳枝条为对象,采用水培方式,设置Cd Cl2浓度分别为0(对照组)、10、50和100μmol/L 4个处理组,研究不同程度的镉胁迫对垂柳生长、不同器官对镉、铁、锰的吸收及部分生理特性的影响.结果表明:低浓度的镉胁迫(10μmol/L)不会影响垂柳的生长,高浓度的镉胁迫(50和100μmol/L)则会抑制垂柳的生长,而且随着镉处理浓度的增大抑制作用增强.镉主要富集于垂柳的根系中,其次是叶和新茎.随着镉处理浓度的增大,锰在垂柳不同器官中的含量降低.铁含量在低浓度Cd处理下呈增加趋势,当镉处理浓度达到50μmol/L时铁含量达到最大值,镉处理浓度进一步增加时铁含量下降.随着镉处理浓度的增加,垂柳叶和根中的H_2O_2、MDA一直呈增加趋势,叶中的可溶性蛋白含量随Cd处理浓度的升高而增加,根中可溶性蛋白含量则是先增加后降低.     

增施铁对镉胁迫下柳树生长及光合生理性能的改善

【目的】了解Cd胁迫及增施Fe对不同柳树生长及光合生理的影响,探讨增施Fe对降低柳树Cd毒害和提高Cd耐性以及对柳树Cd修复的Fe调控作用。【方法】以旱柳‘Levante’和蒿柳无性系79026及790260为材料,利用1/2 Hoagland营养液(含25 μmol/L EDTA-Na₂Fe)培养法,以不同Cd浓度(0、10、50、100 μmol/L)(不增施Fe)和上述Cd浓度下增施Fe(25 μmol/L)两组处理,培养42 d后测定不同柳树生长量(苗高和地径)、干物质量(根、茎、叶)、光合作用指标(叶绿素a、b含量、叶绿素a/b、净光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度)和Cd、Fe含量(根、茎、叶)。【结果】①随着Cd浓度增大,3个无性系/品种生长量、干物质量、叶绿素a、b含量、净光合速率、气孔导度和Fe含量(茎、叶)减少,叶绿素a/b、胞间CO₂浓度、Cd含量(根、茎、叶)增大,但根Fe含量在低中浓度Cd(10、50 μmol/L)时逐渐增大,在高浓度Cd(100 μmol/L)时减少。在相同Cd浓度胁迫下,3个无性系/品种Cd和Fe含量大小为根﹥叶﹥茎,旱柳根Cd含量大于蒿柳,但叶Cd含量小于蒿柳。②与低浓度Cd时增施Fe相比,在中高浓度Cd时增施Fe后,3个无性系/品种叶绿素a、b含量、旱柳‘Levante’和蒿柳79026生长量和干物质量(旱柳‘Levante’茎除外)、旱柳‘Levante’叶绿素a/b和叶片净光合速率均显著减小,而3个无性系/品种Cd含量增大,Fe含量减少。在高浓度Cd时增施Fe后旱柳‘Levante’和蒿柳790260叶Cd含量均小于中浓度Cd时增施Fe的,且旱柳Cd含量(根、茎、叶)和Fe含量(叶)均小于蒿柳。③增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长和干物质量、叶绿素a、b含量、气孔导度及胞间CO₂浓度,特别是在高浓度Cd时增施Fe后降低了3个无性系/品种根和叶Cd含量,增加了茎Cd含量,旱柳Cd含量(根、茎和叶)均小于蒿柳。【结论】Cd胁迫抑制了柳树生长和干物质积累以及叶绿素合成、光合作用,在中、高浓度Cd胁迫时,对旱柳生长和干物质量积累的抑制作用大于蒿柳; 柳树根的Cd和Fe积累能力大于茎和叶,蒿柳Cd积累能力大于旱柳。增施Fe提高了Cd胁迫下柳树生长量和干物质量以及叶绿素含量,不同程度地增加了Cd含量和Fe含量,一定程度上缓解了Cd胁迫对柳树光合作用的影响,且对旱柳的影响作用大于蒿柳,这证实了Cd胁迫下增施Fe改善Cd胁迫下柳树对生长和生理的适应性。     

铅胁迫对垂柳生长和光合生理特性的影响

为了探究铅胁迫下垂柳在生长和光合生理方面做出的响应,对垂柳枝条进行水培,施加不同浓度的Pb(NO_3)_2溶液(1、10、50和100μmol/L)处理28 d后,测量垂柳的株高、根长、光合色素含量以及叶绿素荧光参数等指标.结果发现,与对照组相比,1μmol/L的Pb(NO_3)_2溶液处理下,垂柳的株高和根长、光合色素含量、叶绿素荧光参数中的初始荧光(F_0)、最大荧光(F_m)、PSⅡ最大光化学量子效率(F_v/F_m)、PSⅡ光化学能量转化的有效量子产量(Y(Ⅱ))、光化学淬灭系数(qP)均显著增加,非光化学淬灭系数(qN或NPQ)下降;10、50和100μmol/L的Pb(NO_3)_2溶液处理下,垂柳的生长指标、光合色素含量、叶绿素荧光参数的变化趋势则与之相反,且随着溶液浓度的增加,上述指标增加或降低的程度增大.与地上部分相比,垂柳根部生长受铅胁迫的抑制程度更大.总的来看,低浓度的铅胁迫会在一定程度上促进垂柳植株生长、光合色素生成以及光合作用,高浓度的铅胁迫则对垂柳生长和光合作用具有显著抑制作用.     

氮素形态配比对镉污染下小白菜生长及碳氮积累的影响

以小白菜为材料,设置4个镉(Cd)浓度水平以及3个氮素形态配比,分析镉-氮相互作用对小白菜生长及碳氮代谢相关指标的影响,结果表明:Cd的物质的量浓度为5μmol·L~(-1)时,对小白菜地上部分鲜重、总氮含量影响不显著;当Cd的物质的量浓度为50、100μmol·L~(-1)时,小白菜鲜重和总氮含量显著降低.无论是否添加Cd,硝铵比3/7处理的小白菜鲜重显著低于硝铵比10/0(全硝)和硝铵比7/3处理;100μmol L~(-1)Cd处理时小白菜地上硝酸盐的含量显著低于对照组,其余处理与对照差异不显著;不同Cd浓度处理均降低了小白菜的游离氨基酸含量,提高了其可溶性蛋白质含量.相对于全硝处理,以硝铵比7/3为氮源可提高50μmol·L~(-1)Cd处理时小白菜的总氮含量、游离氨基酸含量及100μmol·L~(-1)Cd处理的小白菜地上部分硝态氮含量.当以全硝及硝铵比7/3为氮源时,小白菜地上部分总碳含量随Cd浓度的增加而增加,而可溶性糖含量仅在100μmol·L~(-1)Cd处理时显著高于无镉对照组.小白菜地上部分总Cd含量随Cd处理浓度的增加而增加,但在全硝和硝铵比7/3处理间差异不显著.综上,不同硝铵比影响镉胁迫下小白菜的生长和碳氮积累,适宜硝铵配比有助于提高小白菜对镉的耐受性.     

锌镉单一胁迫对景观植物生理生化特性及重金属富集的影响

以景观植物黑美人和白掌为试验对象,通过水培试验,研究在锌(Zn)、镉(Cd)单一胁迫下,黑美人和白掌体内叶绿素、游离脯氨酸、丙二醛、可溶性蛋白、可溶性糖、过氧化物酶活性的生理生化特性及重金属积累特征.(1)随着重金属Zn和Cd处理浓度的升高,黑美人和白掌体内叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白及过氧化物酶活性均呈先升后降的态势,而丙二醛含量则呈递增趋势,游离脯氨酸含量随着Zn处理浓度的升高表现出递增的变化规律.(2)在同一处理水平下,随着培养时间的持续,黑美人和白掌体内游离脯氨酸和可溶性糖含量均呈递增趋势.(3)随着重金属处理浓度的增加,黑美人和白掌体内各部分的累积量也相应增加.Zn胁迫下,黑美人地上部分Zn积累含量高于根系,白掌重金属积累量则主要集中在根部.Cd胁迫下,低浓度Cd2+≤25 mg/L时,黑美人Cd积累量表现为根系高于地上部分;高浓度Cd2+≥50 mg/L时,则表现为地上部分高于根系.总体研究表明,景观植物黑美人和白掌在重金属Zn和Cd的胁迫下,表现出一定的耐受力和重金属积累能力.     

十字花科芸薹属5种植物对Pb的吸收和富集

为了筛选对重金属铅具有耐性与富集作用的植物,在温室砂培盆栽条件下对十字花科芸薹属5种植物芥菜、芥兰、鲁白15、竹芥、甘蓝进行铅吸收和耐性的研究．结果显示：5种植物中,芥兰和甘蓝低浓度(100mg/L)的吸收量高于高浓度(500mg/L),而鲁白、芥菜、竹芥则随浓度的增加而增加;鲁白、芥菜的地上部分铅富集量超过1000μg/g干重,尤其是鲁白,不仅85％以上的能转移到地上部分,且迁移总量大、根系的耐性指数高,是具有潜在的修复铅污染的植物．     

鬼针草对重金属镉的耐受性和抗氧化酶响应特征研究

采用营养液栽培的方式,设置不同浓度Cd(0、20、40、80 mg/L和160 mg/L)胁迫处理,探究不同浓度下鬼针草的生长、耐受能力和抗氧化酶变化特征.结果表明：随Cd胁迫浓度升高,鬼针草生长受抑制加重,株高和生物量显著下降,Cd浓度为20 mg/L时根系耐性系数达最大为0.60,高于该浓度鬼针草生长发育受阻.植株Cd含量随胁迫浓度增加而升高,根部最高含量达1 203.64 mg/kg, Cd1(20 mg/L)处理时Cd富集总量最大,后逐渐减小.抗氧化酶活性(过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶)呈现先升后降再升高的趋势,表现出对Cd胁迫的响应过程,其中超氧化物歧化酶活性变化与鬼针草Cd的吸收呈极显著正相关(P<0.01).研究表明鬼针草对Cd有较强吸收能力,适用于有效Cd浓度低于20 mg/L的污染土壤修复.     

镉胁迫下硫对甜高粱幼苗根系形态和生理特性的影响

以甜高粱为材料,采用水培试验的方法,研究了不同浓度S(0、120、240μmol/L)对镉(10μmol/L)胁迫下甜高粱幼苗根系的生长影响。结果表明:镉胁迫下,甜高粱幼苗根系的生长受到抑制、根系活力下降、丙二醛(MDA)大量积累、细胞透性明显增加、过氧化物酶(POD)活性降低,向培养液中添加不同浓度的硫,均能有效缓解镉胁迫对甜高粱幼苗的毒害,与无硫对照相比,施加硫可以促进甜高粱幼苗根系的生长,增加幼苗根系中的根系活力、提高POD的活性,降低细胞透性和MDA在根中的积累,其中,用120μmol/L的硫能够有效缓解镉对甜高粱幼苗根系的毒害作用。     

重金属镉离子对花生幼苗的影响

采用实验室内培养研究不同浓度Cd2+处理对花生幼苗生长和部分生理特性的影响.结果表明:1.不同浓度CCd2+对花生幼苗株高和根长生长的抑制影响是显著的.2.不同浓度Cd2+对花生幼苗生物量的影响是显著的,对地上部分的毒害作用与其对地下部分的毒害作用相当;Cd2+浓度为0.25 mg/L对花生幼苗全株生物量生长产生促进作用,但随着浓度的增加对其生长的抑制作用却在增加,不同浓度Cd2+对株高的影响基本与对全株生物量一致.3.花生幼苗叶绿素含量以及叶绿素a/,b比值在0.25mg/L Cd2+处理浓度时达到峰值,随Cd2+浓度的增加,含量下降,短时间、低浓度Cd2+胁迫对花生幼苗叶绿素a和叶绿素b的合成有刺激效应.     

马缨丹对镉的耐性及Glomus intraradices对镉吸收转运的影响

为探讨马缨丹（Lantana camara L.）应用于植物修复的可行性，通过盆栽试验，研究了马缨丹对土壤中重金属镉（Cd）的耐性，以及不同施Cd水平下丛枝菌根真菌（Arbuscular Mycorrhizal Fungi，AMF）Glomus intraradices（GI）对马缨丹吸收和转运Cd的影响. 结果显示:当土壤Cd含量为50 mg/kg时，马缨丹的生长受到明显的抑制作用；当土壤Cd含量为10 mg/kg时，马缨丹地上部具有较高的Cd积累量. GI表现出对Cd较强的耐性，能较好地侵染马缨丹根系. 与对照相比，接种GI能缓解Cd对马缨丹的生物毒性效应，显著提高马缨丹的生物量（P＜0.05）；接种GI对马缨丹转运Cd没有显著影响（P＞0.05），但当土壤Cd含量为100 mg/kg时,接种GI会抑制马缨丹对Cd的富集. 结果表明马缨丹对Cd具有较强的耐受性，在低Cd污染土壤中具有较高的提取效率；接种GI显著提高了马缨丹对Cd的耐性和地上部Cd的提取量（P＜0.05），表明马缨丹在修复Cd污染土壤方面具有应用潜力.