为探究镉胁迫对杞柳(Salix integra)生长生理及镉吸收转运的影响,进而明确杞柳应用于镉污染土壤修复的潜力。本研究以杞柳幼苗为试验材料,采用水培试验,研究了不同浓度镉胁迫(0、10、20、30、40 mg·L-1)下杞柳的生长、根系形态、根系和叶片抗氧化酶活性,以及杞柳对镉的吸收转运特性。结果表明,杞柳具有较强的耐镉性,吸收的镉主要集中于地上部,且以叶片含量最高,茎含量最低;转运系数随镉浓度升高而增加,但富集系数随镉浓度增加而逐渐下降;镉胁迫对杞柳根系构型具有一定的诱导作用,节点数与根尖数显著上升(P <0.05),且抑制效果随镉浓度上升而逐渐增加。综上可知,杞柳具有较强的耐镉性和镉富集特性,且通过优化根系构型、激活抗氧化酶促系统缓解自身所受镉胁迫,具有较高的镉污染修复潜力。

人类活动和工业的发展导致土壤Cd污染日益严重。Cd是植物生长非必需元素,其化合物溶解度高,在土壤——植物系统中具有很强的迁移能力。植物修复是利用植物将重金属污染物从土壤中清除,或使之无害,具有费用低廉、安全有效、原位修复、可持续发展等特征。木本植物具有生物量大、生长迅速、根系拓展的深度和范围广、能有效地将重金属转运至地上部等优势,是重金属污染土壤修复的优良候选材料。本研究以旱柳的栽培变型馒头柳为研究对象,旱柳为对照,探索二者在Cd胁迫后的形态、生理生化和分子方面的差异,随后通过转录组测序技术从分子层面挖掘

采用盆栽法研究在不同浓度(0、5、25、50、75、100mg·kg(-1))镉胁迫下美洲狼尾草(ML,Pennisetum americanum)和杂交狼尾草(ZL,P.americanum×P.purpureum)不同生育期的生长指标、光合作用特征,并比较两者耐镉性和对镉吸收转运差异。结果表明,1)相同生育期下,随Cd浓度的增加两种狼尾草株高先升高后降低,叶宽没有显著性变化,鲜重和干重逐渐降低;2)同一生育期,ML的叶绿素a和叶绿素b含量均高于ZL;低Cd浓度(5mg·kg(-1)),对植株的光合指标

Effect of cadmium(Cd) on the uptake of mineral nutrient in Salit matsudana was investigated in hydroponic culture with different Cd treatments(0,5,25,50 μmol·L-1) for 14 d.Cd treatment did not significantly affect K uptake in roots,in leaves,K content was increased by 5 μmol·L-1 Cd,however,no signif...

【目的】揭示镉胁迫对生菜生长的影响及毒害机理,为阐明镉的毒理效应提供依据。【方法】以水培生菜品种“四季生菜”为材料,设置镉处理低(25 mg/L)、高(50,100 mg/L)水平,以无镉处理(0 mg/L)为对照(CK),用营养液膜技术(NFT)进行试验,处理7,14,21 d后取样,研究镉处理对生菜的地上部和地下部鲜质量、镉含量、镉富集转运特征、生理指标、抗氧化酶活性、光合色素指标及叶绿素荧光参数的影响。【结果】25 mg/L镉处理前14 d对生菜地上部和地下部鲜质量具有促进作用,21 d时25～100 mg/L镉表现出明显的抑制作用。镉处理生菜的地下部镉含量、富集系数均高于地上部;随着镉质量浓度的升高,富集系数总体呈现下降的趋势;处理7 d后,随着镉质量浓度增加,转运系数下降,14和21 d则先上升后下降。在25～100 mg/L镉处理后,生菜的可溶性蛋白含量随着镉质量浓度的升高而增加,但随着处理时间延长逐渐下降;MDA含量随着镉质量浓度升高以及处理时间的延长而增加。与CK相比,7 d时镉处理SOD活性显著升高,14 d显著下降;21 d各处理间差异不显著。镉处理7～21 d后POD活性均较CK显著升高(14 d时25 mg/L处理除外)。随着时间推移,镉处理CAT活性总体表现出先降低后升高的规律。与CK相比,7 d时镉处理生菜光合色素的含量明显增加,14 d时低质量浓度(25 mg/L)镉处理光合色素指标总体增大,高质量浓度(50,100 mg/L)镉抑制了光合色素的合成,21 d时镉处理光合色素指标较CK显著降低。25～100mg/L镉处理7～21 d后,镉对生菜叶绿素荧光参数有明显影响,其中镉处理21 d后PSⅡ最大光量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光量子产量(Fv'/Fm')、PSⅡ实际光量子效率(ΦPSⅡ)、稳态荧光衰减率(Rfd)较7 d均总体降低,而初始荧光值(Fo)和非光化学淬灭系数(NPQ)则表现为增大。【结论】镉质量浓度越高、处理时间越长,生菜的光能转化效率越低,叶片热量散耗越高,光合作用能力降低,植株生长受抑制程度越严重。

以10个旱柳Salix matsudana无性系为试验材料,研究了水溶液中镉胁迫时旱柳耐镉性性状的遗传特性、耐镉性强弱及叶片生理性状变化。结果表明:水溶液中镉质量浓度为30～60mg·L-1时,旱柳地上部镉质量分数、地上部生物量、根系生物量、地上部镉积累量、根系镉积累量和叶绿素质量分数等6个性状的耐镉性遗传力较高。在此条件下,10个旱柳无性系耐镉性强弱顺序为13号>8号>16号≈18号≈9号>2号≈4号>10号>3号>5号。镉胁迫下,旱柳叶片生理性状变化表现为:叶绿素和可溶性蛋白质量分数降低、膜透性减少、丙二醛质量分数增加、脯氨酸质量分数变化无一致规律。

【目的】探究杞柳4个栽培品种在重金属镉（Cd）胁迫下的离子组响应特征，为选育高Cd富集型杞柳、提高杞柳对重金属污染土壤的修复效率提供理论依据。【方法】采用水培试验，分析杞柳4个品种‘大红头’、‘大青皮’、‘黄皮柳’、‘庄坞柳’在0、10、50 μmol·L~(-1)的Cd(NO_3)_2处理下根、插条、新枝和叶组织Cd、大量元素（N、P、K、Ca、Mg）、微量元素（Fe、Zn、Cu、Mn、Mo、Se）含量变化，结合主成分分析、相关性分析以及偏最小二乘回归分析，明确Cd胁迫下杞柳不同组织离子组变异的元素贡献以及影响杞柳Cd积累和转运的主要元素。【结果】1）大量元素特别是N的变异系数明显小于其他元素，叶片Cd变异系数明显高于其他组织；Mn、Zn和Fe等二价阳离子在Cd胁迫下的变异系数均较高。2）杞柳离子组总变异的78.3%由组织类型的差异导致，其中Zn、Fe、Cu、Mn和Mo是杞柳离子组变异的重要组成部分。3) Cd胁迫对不同组织离子组干扰程度为：根>叶>新枝>插条。4）相关性分析发现，叶片Cd含量与Fe和Mg呈显著正相关；新枝和插条Cd含量与N和Se呈显著正相关；根部Cd含量与Ca、Cu和Se呈显著正相关。聚类分析和偏最小二乘回归确定N、P、Ca、K、Mn、Fe、Mg和Mo等元素在杞柳转运Cd的过程中起重要作用。【结论】Cd胁迫导致的杞柳离子组变异，主要来源于组织类型的差异；同一组织中，离子组的变异主要来源于Cd胁迫，不同组织中引起离子组变异的主要元素各不相同。Cd在杞柳体内的转运受离子组变异影响，其中的大量元素N、P、K、Ca、Mg，微量元素Mn、Fe和Mo在杞柳转运Cd的过程中起重要作用。

采用水培法,研究了不同质量浓度(10、20、40、60、80、100mg/L)的稀土镨(Pr)对Cd胁迫下水稻根系生理特性的影响,结果表明,在50μmol/LCd胁迫下,水稻根系干重、根系活力、SOD、APX和CAT活性明显降低,与对照相比,分别下降了31.6%、46.1%、23.3%、57.6%、40.1%,POD活性、质膜透性、膜脂过氧化产物MDA和脯氨酸含量显著增加,分别为对照的1.61、2.05、1.82、1.63倍.10～80mg/L的Pr处理对Cd胁迫下水稻根系生长有不同程度的缓解效应,可减轻Cd对根系的伤害,Pr缓解Cd胁迫的作用与提高根系活力、增加脯氨酸含量、降低MDA含量和细...

【目的】分析镉(Cd)对桢楠(Phoebe zhennan)幼树生长和各器官中营养元素含量及分配模式的影响,探讨桢楠对Cd的耐受能力及富集性,以正确选择桢楠的适生立地。【方法】以3.5 a桢楠幼树为试验材料,采用盆栽控制试验,设置0(CK),10,20,30,40和50 mg/kg 6个Cd(以Cd Cl2形式施入)处理水平,分5次施入,每2月施1次,试验结束后测定不同处理桢楠的叶面积、株高、根系活力和各个器官(叶、枝、主干、运输根、吸收根)的生物量及其N、P、K、Mg、Fe、Cd含量,计算各器官的Cd富集系数(BCF)和不同处理的Cd转运系数(TF),分析桢楠对镉胁迫的响应及其对镉的富集和转运特性。【结果】(1)当第4次施入Cd Cl2约15 d后,除CK外,其余Cd处理植株叶缘均出现枯萎现象,且随Cd胁迫的加重其叶缘枯萎面积逐渐增大。(2)与CK相比,桢楠幼树株高净生长量在Cd处理水平≥20mg/kg时显著(P<0.05)降低,总生物量、根系活力则是所有Cd处理均受到显著(P<0.05)抑制。(3)随施Cd量的增加,叶、枝、主干中的N含量总体呈降低趋势,吸收根中的N含量呈先降后增趋势且各处理均显著低于CK,而运输根中的N含量在各处理与CK间均无显著差异;枝和吸收根中的P含量均较CK显著降低,运输根中的P含量在施Cd量≥40 mg/kg时显著降低,而叶片和主干中的P含量在50 mg/kg Cd处理时显著高于CK;运输根中的K含量自20mg/kg Cd处理开始显著低于CK,其余器官中的K含量在各水平Cd处理下均较CK显著降低;运输根中Mg含量在各水平Cd处理下均较CK增高,其中10,20和50 mg/kg Cd处理显著增高,而各水平Cd处理下其他器官中的Mg含量均与CK无显著差异;除10 mg/kg Cd处理外,其余Cd处理下叶中Fe含量均较CK显著增高,但枝和主干中Fe含量分别在施Cd量大于等于50和40 mg/kg时显著低于CK,而在运输根和吸收根中各Cd处理Fe含量均与CK无显著差异。(4)随施Cd量的增加,吸收根、叶和枝中的Cd含量均呈增加趋势,主干和运输根的Cd含量呈先增后减趋势,且同一施Cd水平下,各器官中的Cd含量由大到小依次为吸收根、主干、运输根、叶、枝。(5)随施Cd量的增加,桢楠幼树叶和吸收根对Cd的BCF呈增加趋势,主干对Cd的BCF与CK相比无显著变化,枝和运输根的BCF呈降低趋势,且分别在施Cd水平大于等于20和30 mg/kg时显著低于CK;各施Cd处理桢楠植株的TF均显著低于CK,且各器官BCF和植株TF均小于1。【结论】桢楠幼树耐Cd性较弱,其对Cd的BCF和TF均小于1,在施Cd量≥10mg/kg时TF即显著下降,表明其富集Cd的能力有限,不宜在Cd污染严重地区种植及用于污染土壤修复。

为探究杂交狼尾草(Pennisetum americanum×P. purpureum)对镉(Cd)胁迫的响应机制，采用盆栽试验，研究了不同浓度Cd胁迫下必需微量金属元素铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)的吸收、转运。结果表明：Cd处理下杂交狼尾草株高、分蘖数和生物产量均显著降低(P 0.05),60 mg·kg~(-1) Cd处理下根中Fe、Zn含量显著增加、 Mn含量略有增加，70 mg·kg~(-1) Cd处理下根中Fe、 Zn、 Mn含量均显著增加，增幅分别高达97.69%、45.14%和13.00%。Cd处理显著降低地上部分Mn含量，对地上部分Fe、Zn、Cu含量无显著影响。Cd胁迫增大了根部Fe和Zn吸收系数、减小了地上部分Zn和Mn吸收系数，降低了Fe、Zn、Mn向上运输的能力。60～70mg·kg~(-1) Cd胁迫下杂交狼尾草根中Cu含量略有增加、地上部Cu含量略有下降(P> 0.05),Cu向上转运能力被显著抑制(P <0.05)。研究结果表明，杂交狼尾草对Cd具有一定的耐受性，地上部分Fe、Zn、Cu水平无显著变化、Mn水平被抑制，Mn相关酶活性变化大；这为开发缓解Cd毒害的生理阻控材料提供了科学依据。

【目的】本文探明施用改良剂对重度镉胁迫下甜高粱重金属吸收和转运的调控效应。【方法】采用盆栽试验,研究了凹凸棒、腐殖酸、有机硅3种土壤改良剂对重度镉胁迫下的甜高粱生物性状和对重金属吸收、转运的影响。【结果】重度镉胁迫对甜高粱的生长有很强的抑制作用,各改良剂处理均能增加甜高粱生物量,但无显著影响;甜高粱能促进Cd吸收,但施用改良剂对甜高粱不同部位的Cd含量没有显著影响;凹凸棒降低了甜高粱根、茎、叶部的Cd含量,腐殖酸、有机硅降低了甜高粱根部的Cd含量,提高了茎、叶中的Cd含量。重度镉胁迫均显著降低了Cu、Cd、Pb、As、Hg 5种重金属的吸收量,有机硅、腐殖酸处理能促进重度镉胁迫下Cd、Cu、As等重金属向地上部转移。【结论】3种有机改良剂均能提高总Cd积累量,分别较对照增加了8.3%、15.5%、4.16%;综合改良作用效果为腐殖酸>凹凸棒>有机硅,甜高粱对Hg和Cu的富集能力和转移能力强。

【目的】本文通过探究镉胁迫处理对水培苦苣(Cichorium endivia L.)幼苗生理响应的影响及叶片超微结构的变化,为苦苣栽培过程中重金属胁迫的研究提供参考依据。【方法】采用水培法,添加浓度为0(CK)、0.5(低浓度)、1、5、10 mg/L(高浓度)的氯化镉培养苦苣。在处理3 d时测定苦苣的总镉含量、叶绿素及类胡萝卜素含量、逆境生理指标,并观察叶片细胞超微结构;在30 d时测定苦苣的生长指标。【结果】高浓度镉显著降低苦苣幼苗的鲜重及株高,提高了幼苗死亡率。随着镉浓度的增加,丙二醛与游离脯氨酸含量均呈现出先上升后下降的趋势,但始终高于对照。SOD酶活性随着苦苣幼苗体内总镉含量的增加而逐渐下降。POD酶活性表现为先下降后升高,添加10 mg/L的氯化镉最高。添加氯化镉后,叶绿体的结构与功能遭到破坏。【结论】苦苣幼苗通过一系列自身调节对镉具有一定的耐受性,但高浓度镉显著影响了苦苣幼苗的生理代谢,造成调节功能紊乱和代谢异常,并破坏了叶绿体的结构与功能。未来可以从细胞代谢通路方面进一步研究植物对重金属胁迫下的生理响应。

通过盆栽试验研究了镉(Cd)、锌(Zn)复合胁迫下,外源施加不同浓度的硅(0,1.5,2.0,2.5 mmol/kg)对水稻幼苗生物量及地上部和地下部Cd和Zn含量的影响。结果表明,无论是在Cd和Zn单一或者复合污染条件下,不同浓度的硅处理均能显著提高水稻幼苗地上部和根系的生物量,其中以硅浓度为1.5 mmol/kg时效果最好。硅处理能显著降低植株重金属Cd和Zn的含量,但不同品种和不同处理的效果存在差异。对于品种丰华占来说,降低幼苗Cd和Zn含量幅度最大的硅浓度分别为2.0～2.5 mmol/kg及1.5 mmol/kg;华航丝苗品种则在硅浓度为2.5 mmol/kg和2.0 mmol/kg...

采用盆栽试验,以水稻不育系、恢复系以及水稻品种为研究对象,探索了在土壤中不同浓度镉胁迫下水稻各生长期状况以及镉的吸收特性。结果表明:镉胁迫促进了川33B水稻的分蘖;低浓度镉胁迫促进S527与Lemont水稻分蘖,高浓度则抑制分蘖;分蘖期对镉胁迫不敏感的品系为Ⅱ-32B。同一基因型水稻在不同镉浓度胁迫下,株高和穗长差异均不显著。低浓度镉胁迫能提高水稻有效穗的形成和增加千粒重,高浓度则起抑制作用。除不育系Ⅱ-32B外,供试的其余品系水稻籽粒和秸秆中镉含量均随土壤镉浓度增加而升高。恢复系T3028和水稻品种岗优725的籽粒富集镉的能力较强,不育系川33B籽粒不易富集镉。不同基因型水稻耐受镉的浓度约为...

【目的】探究镉(Cd)胁迫条件下硅(Si)对果蔗生长及Cd吸收的影响。【方法】采用砂培试验的方法,以广西普遍种植果蔗品种(Badila)为材料,研究不同Si施量(0、10、20和40 mg/L)对Cd胁迫条件下的果蔗生长指标及Cd吸收的影响。【结果】Cd胁迫条件下,与未施Si的对照处理相比,各施Si处理下果蔗鲜重、株高、根长等指标均有所增加,其中Si用量为20 mg/L处理的果蔗鲜重、株高和根长等指标均为最高,分别比对照处理增加78.74%、303.98%和85.11%。与未施Si相比,各施Si处理果蔗根