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Zn胁迫下玉蝉花的耐性和富集转运

草业科学 2024年第1期41卷 67-76页

作者：于雪泽郭王子杰宋红东北林业大学园林学院黑龙江哈尔滨150040

采用基质栽培法,研究了5种不同浓度Zn胁迫下的玉蝉花(Iris ensata)的耐性以及富集转运特征。结果表明,随着Zn胁迫浓度的升高,玉蝉花的生物量、株高、叶宽、叶面积逐渐减小,根冠比和根长分别呈先增大后减少、先减少后增加再减少的趋势;... 详细信息

采用基质栽培法,研究了5种不同浓度Zn胁迫下的玉蝉花(Iris ensata)的耐性以及富集转运特征。结果表明,随着Zn胁迫浓度的升高,玉蝉花的生物量、株高、叶宽、叶面积逐渐减小,根冠比和根长分别呈先增大后减少、先减少后增加再减少的趋势;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)随着胁迫浓度的升高表现出相似的下降趋势,而胞间CO_(2)浓度(Ci)逐渐增大,各处理间差异显著(P富集量随着浓度升高呈不断上升趋势,地下部分富集量始终高于地上部。在2 000 mg·kg^(-1)时到达吸收顶峰,总富集量高达15 844.44mg·kg^(-1),转运系数为0.733。亚细胞分布结果表明,Zn主要分布于细胞壁和可溶性物质中。综合看,玉蝉花在Zn浓度为200~2 000 mg·kg^(-1)的土壤上栽植均受到了不同程度的影响,可以为其今后的园林应用提供一定的理论依据。

关键词：重金属胁迫玉蝉花锌生理生化富集转运亚细胞分布园林应用

铅胁迫对禾本科牧草生长、生理及Pb^(2+)富集转运的影响

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草业学报 2015年第9期24卷 163-180页

作者：李慧芳王瑜袁庆华赵桂琴中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193 甘肃农业大学草业学院甘肃兰州730070

采用苗期盆栽试验,对14份禾本科牧草种质材料进行不同浓度(0,10,50,100,200,300mg/kg)铅(Pb)胁迫处理,通过对株高、分蘖数、地上/地下生物量、脯氨酸含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、地上部与根中Pb2+含量等指标的测定与分析,探究P... 详细信息

采用苗期盆栽试验,对14份禾本科牧草种质材料进行不同浓度(0,10,50,100,200,300mg/kg)铅(Pb)胁迫处理,通过对株高、分蘖数、地上/地下生物量、脯氨酸含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、地上部与根中Pb2+含量等指标的测定与分析,探究Pb胁迫对禾草生长生理以及Pb2+富集转运的影响。结果表明,随着Pb浓度的增加,14份材料的株高、分蘖数、地上生物量均呈先上升后下降的趋势,地下生物量则逐渐降低,通过综合评价,来自土耳其的长穗冰草G5具有较强的耐Pb性。随着Pb浓度的增加,地上部与根中Pb2+含量逐渐升高,富集系数逐渐降低,转移系数逐渐降低(披碱草G7与G8除外),根中Pb2+含量显著高于地上部,为Pb2+的主要富集器官,披碱草地上部Pb2+含量高于其他材料,具有较强的Pb富集转运能力。7份材料的生理指标测定结果表明,随着Pb浓度的增加,7份材料的脯氨酸含量逐渐上升,CAT活性逐渐下降,POD和SOD活性则呈先上升后下降的趋势。

关键词：禾本科牧草苗期铅胁迫生长和生理富集转运

香蕉对砷镉铅的富集转运特征及土壤重金属安全阈值

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热带作物学报 2021年第1期42卷 267-274页

作者：潘攀刘贝贝吴琳符旖晴武春媛李勤奋范成五中国热带农业科学院环境与植物保护研究所海南海口571101 海南省热带生态循环农业重点实验室海南海口571101 国家农业环境儋州观测实验站海南儋州571737 贵州省土壤肥料研究所(贵州省农业资源与环境研究所) 贵州贵阳550006

建立土壤重金属安全阈值是保障我国农产品质量安全的一道重要屏障。本研究通过盆栽模拟实验研究香蕉对砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)3种重金属的富集转运特点,进一步通过建立香蕉茎叶与土壤As、Cd、Pb总量和有效态含量的关系,推导香蕉种植系... 详细信息

建立土壤重金属安全阈值是保障我国农产品质量安全的一道重要屏障。本研究通过盆栽模拟实验研究香蕉对砷(As)、镉(Cd)、铅(Pb)3种重金属的富集转运特点,进一步通过建立香蕉茎叶与土壤As、Cd、Pb总量和有效态含量的关系,推导香蕉种植系统的土壤As、Cd、Pb的安全阈值。结果显示,Cd、Pb对香蕉生物量表现出“低促高抑”的作用。香蕉各组织对As的富集规律为:根>叶>茎;而对Cd、Pb的富集规律表现为:根>茎>叶。根茎向叶转运As的能力强于转运Cd和Pb。采用回归分析方法,建立香蕉茎叶中重金属与土壤重金属总量和有效态含量之间的回归模型共12个,根据GB 13078—2017《饲料卫生标准》中对原料As、Cd、Pb的限量规定推导出香蕉土壤中As、Cd、Pb总量安全阈值分别为102.40、0.46、15.39 mg/kg,有效态含量安全阈值分别为4.77、0.10、5.27 mg/kg。

关键词：香蕉重金属安全阈值富集转运

樟树对铜胁迫的生长和生理响应及铜富集转运特性分析

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植物科学学报 2024年第2期42卷 232-241页

作者：刘淑娟欧阳雪灵杨爱红刘腾云刘立盘周华江西省科学院生物资源研究所江西省观赏植物遗传改良重点实验室南昌330096 江西省经济作物研究所南昌330202

以前期在铜污染矿区修复中筛选出的耐铜樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)为材料,通过盆栽模拟实验,以不添加铜为对照(CK),设置50、150、300、600、900、1200 mg/kg 6个处理浓度,胁迫处理60 d后,测定樟树的生物量积累、叶绿素含量、... 详细信息

以前期在铜污染矿区修复中筛选出的耐铜樟树(Cinnamomum camphora(L.)Presl)为材料,通过盆栽模拟实验,以不添加铜为对照(CK),设置50、150、300、600、900、1200 mg/kg 6个处理浓度,胁迫处理60 d后,测定樟树的生物量积累、叶绿素含量、生理生化指标及樟树对铜离子的富集和转移量,分析不同浓度铜处理对耐铜樟树生长、生理生化的影响,以及铜在不同组织的富集转运规律。结果显示,樟树对铜胁迫表现出低浓度(150 mg/kg)促进生长,高浓度抑制生长的趋势。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、过氧化氢(Hydrogen peroxide,H_(2)O_(2))、游离脯氨酸和可溶性糖含量等生理指标在900 mg/kg处理时没有显著升高;谷胱甘肽还原酶(Glutathione reductase,GR)随着处理浓度的升高逐渐降低;丙二醛(Malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量则随着处理浓度的升高逐渐升高。各器官铜含量的大小顺序为根>叶>茎,樟树主要将铜富集在根系,往地上茎和叶的转移率很低,极大地降低了对茎、叶的铜毒害作用,且随着处理浓度的增加,铜由根系向叶片的转移率IF(Leaf/Root)由对照处理的0.078逐降至1200 mg/kg处理时的0.007;铜由根系向茎的转移率IF(Stem/Root)由对照处理的0.06逐降至1200 mg/kg处理时的0.005。综合其生长、生理及铜的富集转运特性,樟树对铜具有较好的耐受性,耐受浓度可达900 mg/kg,是可用于铜污染土壤种植的理想材料。

关键词：樟树铜胁迫生理响应富集转运

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外源抗生素对栽培作物与野生植物的氧化胁迫及其富集转运的差异性

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南京师大学报（自然科学版） 2020年第2期43卷 84-91,99页

作者：武剑 Debela Sisay-Abebe 华倩雯陈欣瑶张园苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009

为探讨外源抗生素对栽培作物和野生植物的氧化胁迫及其在两者体内富集转运的差异性,采用土培实验研究了外源抗生素对栽培作物(青菜、生菜、玉米)和野生植物(稗草、马唐、狗尾)抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和丙二醛(MDA)含量的影响,以及... 详细信息

为探讨外源抗生素对栽培作物和野生植物的氧化胁迫及其在两者体内富集转运的差异性,采用土培实验研究了外源抗生素对栽培作物(青菜、生菜、玉米)和野生植物(稗草、马唐、狗尾)抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)和丙二醛(MDA)含量的影响,以及残留的四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素在栽培作物和野生植物中的富集转运特征.结果表明,外源抗生素显著抑制了栽培作物的SOD活性,其地下部分和地上部分的SOD活性较CK(无抗生素污染)降低了64.57%~105.52%和178.24%~260.00%.外源抗生素还显著增加了栽培作物的MDA含量,而野生植物变化较小.栽培作物和野生植物对外源抗生素的富集能力整体上呈现:栽培作物>野生植物,但其转运抗生素的能力:野生植物>栽培作物,且两者体内及其根际土壤中均以四环素类抗生素的残留量最大.研究表明,在抗生素污染的土壤中,栽培作物受到的胁迫作用在一定程度上要大于野生植物;栽培作物和野生植物分别具有较高的富集抗生素能力和转运抗生素能力,因此两者都具有不可忽视的生态风险,且在抗生素污染的土壤-植物系统中四环素类抗生素的生态风险较高.

关键词：栽培作物野生植物抗生素氧化胁迫富集转运

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锌镍胁迫下玉蝉花的耐性和富集转运研究

锌镍胁迫下玉蝉花的耐性和富集转运研究

作者：郭王子杰东北林业大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,大量重金属污染物进入土壤,导致土壤重金属污染加重,过量重金属污染会破坏植物的生长,对植物造成不良影响,进而影响园林植物的观赏效果。玉蝉花（Iris ensata）作为黑龙江城市绿地常用的园林花卉,具有较高的应用价值,因... 详细信息

随着社会的发展,大量重金属污染物进入土壤,导致土壤重金属污染加重,过量重金属污染会破坏植物的生长,对植物造成不良影响,进而影响园林植物的观赏效果。玉蝉花（Iris ensata）作为黑龙江城市绿地常用的园林花卉,具有较高的应用价值,因此本研究以玉蝉花为研究材料,以常见的重金属污染锌（Zn）、镍（Ni）作为污染物,施加锌镍单一及复合胁迫,以温室盆栽实验探究玉蝉花的耐受性和富集转运特征,旨在为园林应用和生态修复提供一定理论依据。主要研究结果如下:（1）在生长方面,锌镍单一及复合胁迫均对玉蝉花产生不良影响。3种不同处理下,各处理组的株高、根长、叶宽、叶面积和生物量相比对照组（CK）均出现下降,并且胁迫浓度越高,下降幅度越大。（2）在生理生化方面,玉蝉花对锌镍单一及复合胁迫均产生响应。在光合作用方面,随着胁迫浓度的升高,净光合速率（P_n）、气孔导度（G）、蒸腾速率（T）均表现出逐渐降低的趋势,而胞间二氧化碳浓度（C）呈现逐渐增加的趋势;3种处理下叶绿素a含量与CK相比均出现减少,叶绿素b含量、类胡萝卜素含量均在最高浓度处有最小值,总叶绿素含量均呈现逐渐降低的趋势,单一镍胁迫时叶绿素a/叶绿素b呈现先降低后升高的趋势,复合胁迫时没有显著变化。在抗氧化系统方面,超氧化物歧化酶（SOD）活性均在每种处理的最高浓度下具有最大值,单一镍胁迫和复合胁迫下,在最高胁迫浓度下有最大值,为CK的4倍和3.1倍,单一锌胁迫在1000mg·kg有最大值;单一镍胁迫时过氧化氢酶（CAT）活性在400mg·kg时有最大值,复合胁迫时表现出先升高后降低的趋势,单一锌胁迫时在2000mg·kg时有最小值;3种胁迫处理的谷胱甘肽（GSH）含量均表现出逐渐升高的趋势;单一锌胁迫下氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量在500mg·kg处有最大值,其余均在最高浓度处有最大值;单一镍胁迫时GSH/GSSG比值逐渐升高,在单一锌胁迫下在2000mg·kg处有最大值,复合胁迫下在最高浓度处有最大值。在渗透调节方面,随着胁迫浓度的升高,单一锌胁迫和单一镍胁迫处理下可溶性蛋白含量表现出先升高后降低的趋势,复合处理则表现出逐渐升高的趋势;单一镍胁迫和复合胁迫下可溶性糖含量呈现先升高后降低的变化趋势,单一锌胁迫下在2000mg·kg处有最大值;单一锌胁迫和单一镍胁迫的脯氨酸含量呈现增加的趋势,复合胁迫在最高浓度胁迫处有最大值。3种不同种类胁迫下丙二醛（MDA）含量均在最高浓度处有最大值;单一锌胁迫和复合胁迫的相对电导率呈现逐渐升高的趋势,单一镍胁迫下在400mg·kg处有最大值。通过对生长和生理指标进行主成分分析发现,单一锌胁迫下,玉蝉花主要通过积累脯氨酸、控制气孔开合、改变光合速率、调控生长、生产大量GSH、提高SOD活性抵御锌胁迫;单一镍胁迫下,玉蝉花主要通过生产GSH、调控光合作用、增强过氧化物酶（POD）活性、调节生长抵御镍胁迫;锌镍复合胁迫下,玉蝉花主要通过调控光合作用、调节生长、增加可溶性蛋白和脯氨酸含量、提高POD活性、增加GSH含量抵御复合胁迫。（3）在富集转运方面,锌镍单一及复合胁迫下,富集含量均表现为地下部分含量>地上部分含量,总富集含量与胁迫浓度呈正相关。随着胁迫浓度的升高,单一锌胁迫下,转运系数均逐渐升高;单一镍胁迫下,转运系数表现出先升高后降低的趋势;锌镍复合胁迫下,锌转运系数逐渐升高,但镍转运系数逐渐降低。（4）在锌镍亚细胞分布方面,锌镍单一及复合胁迫下结果呈现统一规律,对锌镍的截留主要以细胞壁为主,但当胁迫浓度升高,则细胞壁和可溶性组分共同发挥截留作用。

关键词：玉蝉花幼苗锌胁迫镍胁迫耐性富集转运

不同类型重金属在西伯利亚鸢尾中的转运富集研究

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不同类型重金属在西伯利亚鸢尾中的转运富集研究

作者：蔡明轩桂林理工大学

学位级别：硕士

随着工业与农业飞速发展,导致重金属在土壤—植物—环境系统中受到的污染越来越严重。人类对重金属污染环境的治理采取了多种修复方法,其中植物修复是研究的一个热点,通过植物对重金属的提取、固定和挥发作用,减少或去除土壤中的重金属... 详细信息

随着工业与农业飞速发展,导致重金属在土壤—植物—环境系统中受到的污染越来越严重。人类对重金属污染环境的治理采取了多种修复方法,其中植物修复是研究的一个热点,通过植物对重金属的提取、固定和挥发作用,减少或去除土壤中的重金属含量,不仅成本低,还不会对环境造成二次污染,是公认的绿色修复技术而倍受人们关注。本文以水培实验研究西伯利亚鸢尾(Iris sibirica L.)在6种不同类型重金属镍(Ni)、钴(Co)、铅(Pb)、铈(Ce)、铁(Fe)、镉(Cd)+腐殖酸(HA)分别胁迫下,其生长状况、生物量、植物体内重金属含量、富集系数(BCF)、转运系数(TCF)以及体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的变化,探究西伯利亚鸢尾对不同类型重金属的转运富集能力,为丰富植物重金属修复提供理论参考。研究结果如下:(1)研究发现Ni、Co、Pb、Ce、Fe、Cd六种元素对西伯利亚鸢尾的生长都有一定的抑制作用,西伯利亚鸢尾对不同重金属吸收积累表现出差异。当Ni胁迫浓度为300 mg·L,Co为500 mg·L,Pb为300 mg·L,Ce为800 mg·L,Fe为400 mg·L,Cd为25 mg·L,添加200mg·L HA时,西伯利亚鸢尾水上部分对应金属浓度均超过1000 mg·kg。(2)与植物吸收重金属元素相对应,西伯利亚鸢尾从水培溶液中吸收的重金属元素主要积累在根部,向上迁移至茎部和叶部的能力,因重金属性质的不同而不同。本实验中,重金属浓度为300 mg·L时,西伯利亚鸢尾中BCF为Ni>Co>Fe>Pb>Ce,TCF为Ni>Co>Pb>Fe>Ce;500 mg·L时,西伯利亚鸢尾中BCF为Fe>Co>Ni>Ce>Pb,TCF为Ni>Fe>Co>Ce>Pb;随着HA浓度的不断增加,Cd在西伯利亚鸢尾中BCF、TCF均为先升高再降低。(3)在研究Ce、Fe、HA+Cd胁迫西伯利亚鸢尾时发现,其体内产生的SOD、CAT、POD随着Ce、Fe、HA浓度的升高而产生不同的变化趋势。在植物各器官中的SOD、CAT、POD酶活力与重金属Fe、Ce、HA的浓度具有一定的相关性,随着重金属Ce、Fe浓度的升高,SOD活力呈现叶>茎>根,随着HA浓度的增加,CAT先升高后降低、POD活力逐渐降低。(4)螯合剂可以与重金属离子形成配合物,配合物通过西伯利亚鸢尾根部的吸收并通过转运细胞转运到茎、叶部分,进一步强化植物根部重金属向水上部分富集运输。随着添加HA浓度的增大,在西伯利亚鸢尾中的BCF逐渐降低,螯合剂抑制了转运蛋白转运重金属的能力,说明高浓度生物螯合剂阻碍金属螯合剂配位体的形成,导致根系对土壤重金属的吸收能力降低。

关键词：西伯利亚鸢尾重金属富集转运腐殖酸

不同玉米品种Cd、Pb、Zn和As积累与转运特性

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环境科学 2022年第8期43卷 4232-4252页

作者：任超肖建辉李竞天杜倩倩朱利文王浩朱瑞祯赵海洋河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院洛阳471000 河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室洛阳471000

通过田间试验,研究了22个玉米品种同时在未污染、轻度、中度和重度重金属Cd、Pb、Zn和As复合污染农田土壤条件下,玉米植株各部位对Cd、Pb、Zn和As的富集和转运特性,并对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这8种重金属元素进行了主成分分析... 详细信息

通过田间试验,研究了22个玉米品种同时在未污染、轻度、中度和重度重金属Cd、Pb、Zn和As复合污染农田土壤条件下,玉米植株各部位对Cd、Pb、Zn和As的富集和转运特性,并对Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn这8种重金属元素进行了主成分分析和相关性分析,探讨了玉米植株吸收Cd、Pb、Zn和As含量与土壤中重金属元素形态含量的关系.结果表明:(1)玉米植株不同部位Cd和Zn含量分布规律为:穗上茎叶>穗下茎叶>根>籽粒,Pb分布规律为:根>穗下茎叶>穗上茎叶>籽粒,As分布规律为:根>穗上茎叶>穗下茎叶>籽粒,分布规律的不同与作物本身积累特性以及研究区土壤中Cd、Pb、Zn和As的环境活性高低密切相关.(2)22个玉米品种遗传背景的较大差异造成品种间Cd和Pb的积累具有显著差异(P富集和转运系数较低作为优选条件,筛选出C18(先玉335)可作为Cd、Pb和As复合低积累且籽粒Zn含量维持在正常水平的优选玉米品种,适宜在北方工矿企业周边重金属复合污染农田推广应用.

关键词：玉米重金属复合污染低积累富集转运协同效应环境活性

四环素类抗生素对土壤-生菜系统的生物效应及其迁移降解特性

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环境科学 2021年第3期42卷 1545-1558页

作者：王卫中迟荪琳徐卫红西南大学资源与环境学院重庆400715

四环素类抗生素(TCs)会随畜禽粪便的施用而残留在农田土壤,对蔬菜生长和土壤生态带来风险.本文通过温室土壤盆栽试验,外源添加3种不同水平的土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC),研究了TCs对生菜的生理毒性和在生菜中的吸收转运特性,... 详细信息

四环素类抗生素(TCs)会随畜禽粪便的施用而残留在农田土壤,对蔬菜生长和土壤生态带来风险.本文通过温室土壤盆栽试验,外源添加3种不同水平的土霉素(OTC)、四环素(TC)和金霉素(CTC),研究了TCs对生菜的生理毒性和在生菜中的吸收转运特性,同时研究了TCs在土壤中的降解和对土壤酶活性以及土壤微生物数量的影响.结果表明,OTC、TC和CTC降低了生菜的生物量,减少了叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量,抑制了净光合速率,提高了SOD、POD和CAT活性;生菜对TCs的吸收量根系>地上部分,随土壤施加的TCs增加吸收量增加,而生物富集系数和转运系数降低;通过人体预测每日摄入量(EDI)和人体每日允许摄入量(ADI)的比值计算TCs暴露引起的人体健康潜在风险值(HQ),当土壤中OTC、TC和CTC含量低于150 mg·kg^(-1)时,生菜可食部位的健康风险较低(HQ根际土>非根际土,OTC在土壤中的降解速率显著低于TC和CTC;高含量的TCs(150~1350 mg·kg^(-1))处理显著抑制土壤脲酶和根际土的过氧化氢酶活性,减少土壤细菌和真菌的数量.

关键词：四环素类抗生素(TCs) 生菜生理效应富集转运土壤酶