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铅锌尾矿污染区3种菊科植物体内重金属的亚细胞分布和化学形态特征

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环境科学 2017年第7期38卷 3054-3060页

作者：朱光旭肖化云郭庆军张忠义杨曦孔静中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心北京100101 中国科学院大学北京100049

通过实地调查分析广西阳朔某铅锌尾矿污染农田自然生长的3种常见菊科植物野艾蒿、胜红蓟和野茼蒿体内的重金属含量,并采用差速离心与化学试剂提取法分析重金属在植物中的亚细胞分布及其存在的化学形态,探究菊科植物对重金属的积累、耐... 详细信息

通过实地调查分析广西阳朔某铅锌尾矿污染农田自然生长的3种常见菊科植物野艾蒿、胜红蓟和野茼蒿体内的重金属含量,并采用差速离心与化学试剂提取法分析重金属在植物中的亚细胞分布及其存在的化学形态,探究菊科植物对重金属的积累、耐性特征和机制.结果表明,污染区土壤受Cd、Pb、Zn这3种重金属污染严重,其含量分别比国家土壤环境二级标准(GB 15618-1995)超标37.7、5.7和8.9倍,植物体内Cd、Pb和Zn含量都超过正常范围.野茼蒿和胜红蓟对Cd具有较强的迁移能力和富集能力,适用于Cd污染土壤的生态修复.此外,野茼蒿的茎和叶中Cd的含量分别为159.6 mg·kg^(-1)和219.5mg·kg^(-1),超过Cd超富集植物的临界标准,可见野茼蒿完全具有Cd超富集植物的基本特征,是Cd超富集植物.3种菊科植物地下部和地上部的Cd、Pb和Zn主要分布在液泡可溶组分和细胞壁中,而在细胞器中的分布较少.植株中大部分的重金属以迁移性较低的氯化钠提取态、醋酸提取态和盐酸提取态存在.因此,液泡区隔化、细胞壁固持和重金属以低活性的化学形态为主可能是3种菊科植物应对重金属胁迫的重要耐性机制.与野艾蒿相比,胜红蓟和野茼蒿茎叶中的Cd更多地贮存在液泡中,且地上部"活性态"Cd的积累比例低于根系,这些很可能是胜红蓟和野茼蒿忍耐和富集镉的重要途径.

关键词：重金属污染铅锌尾矿亚细胞分布化学形态菊科植物

辣椒果实高中低镉积型对镉的富集、转运特性及在亚细胞分布特点比较

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环境科学 2021年第2期42卷 952-959页

作者：邵晓庆贺章咪徐卫红西南大学资源与环境学院重庆400715

基于前期试验对91个辣椒品种资源筛选并开展了26个辣椒品种全生育期土培试验基础上,挑选出1个辣椒果实高积Cd品种(X15)、1个果实中积Cd品种(X39)和2个果实低积Cd品种(X45和X55),采用盆栽试验结合室内分析研究了在0、5和10 mg·kg^(-1)C... 详细信息

基于前期试验对91个辣椒品种资源筛选并开展了26个辣椒品种全生育期土培试验基础上,挑选出1个辣椒果实高积Cd品种(X15)、1个果实中积Cd品种(X39)和2个果实低积Cd品种(X45和X55),采用盆栽试验结合室内分析研究了在0、5和10 mg·kg^(-1)Cd胁迫下辣椒果实不同积Cd型对Cd的富集、转运及积累特性,以及镉在辣椒体内的化学形态和在亚细胞的分布特点.5 mg·kg^(-1)和10 mg·kg^(-1)Cd胁迫对辣椒地上部生长有抑制作用,但促进了品种X15、X45和X55根系生长.Cd在辣椒果实的主要形态为活性较低的氯化钠提取态和醋酸提取态.辣椒根、叶和果实中亚细胞组分Cd含量大小顺序为细胞质>细胞壁>细胞器.在茎中亚细胞Cd含量大小顺序为细胞壁>细胞质>细胞器.Cd在亚细胞的区隔化对镉胁迫下辣椒抗性起着重要作用.在5 mg·kg^(-1)和10 mg·kg^(-1)Cd胁迫下,茎和叶Cd含量在品种间大小顺序为X39> X15> X55> X45,果实Cd含量大小顺序为X15> X39> X55> X45;品种X15根系Cd含量在供试4个辣椒品种中最小,但其果实Cd含量最大;品种X39根、茎和叶Cd含量为供试4个辣椒品种中最高,但其果实Cd含量低于品种X15.果实中Cd含量取决于Cd向地上部转运能力和Cd在地上部再分配能力共同作用.

关键词：镉辣椒化学形态转运和分配亚细胞分布

不同品种辣椒镉亚细胞分布和化学形态特征差异

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环境科学 2019年第7期40卷 3347-3354页

作者：彭秋李桃徐卫红焦璐琛邓继宝西南大学资源与环境学院

前期试验对91个辣椒品种资源进行筛选,以高积Cd型品种(X55)、中积Cd型品种(27)和低积Cd型品种(17)各一份,采用盆栽试验研究不同镉水平(0、5和10 mg·kg^-1Cd)下3个品种辣椒Cd转移和富集能力差异以及镉在果实中亚细胞分布和形态特征.结... 详细信息

前期试验对91个辣椒品种资源进行筛选,以高积Cd型品种(X55)、中积Cd型品种(27)和低积Cd型品种(17)各一份,采用盆栽试验研究不同镉水平(0、5和10 mg·kg^-1Cd)下3个品种辣椒Cd转移和富集能力差异以及镉在果实中亚细胞分布和形态特征.结果表明,Cd胁迫下,辣椒地上部干重在种间表现为品种X55>17>27.果实Cd转移系数在同一Cd水平下均表现为品种17>27或X55.辣椒果实各亚细胞组分中Cd含量在种间表现为品种27>17>X55.辣椒根、茎、叶和果各亚细胞组分中Cd含量均表现为细胞壁(F1)>细胞器(F2)>细胞可溶性组分(F3),Cd被限制在细胞壁中,在辣椒Cd解毒机制和抗性中起重要作用.3个品种辣椒果实各Cd化学形态含量随Cd处理水平的增加而增加,且大小均表现为CdNaCl>CdHAC>CdR>CdHCl>CdW>CdE.辣椒果实中的CdNaCl和CdHAC占比例较大可能是辣椒降低Cd生物毒性的一种防御机制.

关键词：镉辣椒亚细胞分布转移系数 Cd化学形态

根细胞壁中镉亚细胞分布对土壤-烟草系统中镉吸收、转运的影响

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地学前缘 2019年第6期26卷 28-34页

作者：雷丽萍段淑辉周志成王萌陈世宝云南省烟草农业科学研究院云南玉溪653100 湖南省烟草科学研究所湖南长沙410010 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

根细胞壁是植物吸收、转运镉(Cd)的第一道屏障。为了揭示烟草根细胞壁中Cd的亚细胞分布与结合形态对烟草茎叶Cd吸收、转运的影响机理,文中研究了12种不同烟草根、茎、叶对Cd的富集、转运特征,利用活体细胞分离技术分析了根细胞壁中Cd的... 详细信息

根细胞壁是植物吸收、转运镉(Cd)的第一道屏障。为了揭示烟草根细胞壁中Cd的亚细胞分布与结合形态对烟草茎叶Cd吸收、转运的影响机理,文中研究了12种不同烟草根、茎、叶对Cd的富集、转运特征,利用活体细胞分离技术分析了根细胞壁中Cd的亚细胞分布及结合形态,在此基础上对根细胞壁Cd的亚细胞分布与烟草Cd吸收、转运的关系进行了研究。结果表明不同烟草根、叶对土壤中Cd的富集系数间存在显著差异(P细胞壁组分中Cd含量测定发现,去果胶后细胞壁(CW-P)中Cd含量显著增加,而去半纤维素后细胞壁中Cd含量显著降低。去果胶后细胞壁中Cd含量与根-叶中Cd的转运系数呈显著的负相关,转运系数最低的K346中,CW-P中Cd含量最高,说明半纤维素是烟草根细胞壁蓄积Cd的主要场所,烟草根细胞壁中半纤维素对Cd的束缚降低了Cd通过长距离向地上部分的转运。

关键词：烟草镉转运系数结合形态亚细胞分布

NTA对玉米体内Cu、Zn的积累及亚细胞分布的影响

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环境科学 2005年第6期26卷 126-130页

作者：周建民党志陶雪琴周永章华南理工大学环境科学与工程学院广州510640 中山大学地球环境与地球资源研究中心广州510275

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的... 详细信息

通过向多金属复合污染土壤中加入螯合剂氨三乙酸(NTA)并运用差速离心法研究了NTA对玉米根、茎和叶中Cu、Zn亚细胞分布的影响.结果表明:Cu和Zn在玉米细胞内的分布特征与其吸收和富集重金属能力密切相关,NTA能显著促进Cu和Zn在玉米体内的吸收和积累并且影响重金属在细胞壁和液泡内的分布.在玉米细胞内,细胞壁是Cu的主要结合位点,其次为含液泡的细胞质部分,只有少量的Cu分布在叶绿体、线粒体、细胞核等细胞器组分中;Zn更趋向于分布在以液泡为主的细胞质中,并且在细胞器中也有较高的分布.在NTA诱导下,Cu和Zn在液泡内的分布呈强化趋势,有从细胞壁向细胞质转移的趋势,叶片中细胞器的重金属也部分向细胞质转移.

关键词： NTA 铜锌亚细胞分布玉米植物修复

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秸秆还田对水稻镉积累及其亚细胞分布的影响

环境科学 2017年第9期38卷 3927-3936页

作者：段桂兰王芳岑况王伯勋程旺大刘跃川张红梅中国科学院生态环境研究中心北京100085 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 浙江省嘉兴市农业科学研究院嘉兴314016 湖南省攸县农业局株洲412300

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同... 详细信息

镉(Cd)是人类一级致癌物,大米食用是以大米为主食人群摄入Cd的主要途径.秸秆还田是秸秆处理中主要方式,在Cd污染稻田被广泛应用,其对水稻Cd吸收及水稻体内Cd的分布产生的影响不可忽视.本研究选用Cd水稻土,通过盆栽和大田试验分析了不同的秸秆还田用量(0.0%、1.0%、2.5%和5.0%)对Cd的亚细胞分布以及在水稻籽粒中积累的影响.结果表明水稻根细胞中的Cd主要分布在细胞壁中,占总Cd的86%~95%,茎叶细胞的细胞壁与可溶部分中的Cd含量相当,分别占总Cd的30%~51%和35%~61%.秸秆按1%和2.5%比例还田能显著提高根中Cd含量,以及细胞壁中Cd含量及其分配比例,并降低水稻体内Cd由根向茎叶转运;但5%的秸秆还田,分蘖期根中Cd含量和细胞壁中Cd含量显著降低,Cd由根向茎叶转运系数提高,灌浆期的根中Cd含量和细胞壁中Cd含量均显著提高,转运系数没有显著变化.大田试验前茬的水稻秸秆和油菜秸秆中Cd含量均较高,分别是0.49 mg·kg^(-1)和0.67 mg·kg^(-1);油菜秸秆单独还田或与石灰一起还田均没有显著影响水稻糙米或秸秆中Cd的积累;水稻秸秆单独还田也没有显著改变水稻糙米或秸秆中Cd的积累,但与石灰一起还田时能显著降低糙米和秸秆中的Cd积累;生物炭添加能显著降低水稻体内的Cd积累,且与石灰一起添加降Cd效果更显著.因此,当用Cd污染稻田前茬所产水稻秸秆还田时,建议与石灰一起添加可达到显著降Cd的效果.该研究将为Cd污染稻田的水稻安全生产与秸秆循环利用提供理论与实践指导.

关键词：水稻镉秸秆还田亚细胞分布细胞壁转运系数

镉和铅对长柔毛委陵菜体内锌的亚细胞分布和化学形态的影响

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环境科学 2008年第7期29卷 2028-2036页

作者：周小勇仇荣亮胡鹏杰李清飞张涛于方明赵璇中山大学环境科学与工程学院广州510275 广西师范大学环境与资源学院桂林541004

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Cd和Pb及不同Zn盐对长柔毛委陵菜（Potentilla griffithii ***）叶片、叶柄和根中Zn的亚细胞分布和化学形态的影响.结果表明,除对照外,长柔毛委陵菜体内46%-74%和16%-33%... 详细信息

通过营养液培养并采用差速离心技术和化学试剂逐步提取法,分析了Cd和Pb及不同Zn盐对长柔毛委陵菜（Potentilla griffithii ***）叶片、叶柄和根中Zn的亚细胞分布和化学形态的影响.结果表明,除对照外,长柔毛委陵菜体内46%-74%和16%-33%的Zn分别分布在细胞壁和可溶部分中;在所有处理中,细胞壁和可溶部分的Zn含量占总量的74%-95%,这说明细胞壁和可溶部分是Zn在植物体内的2个主要分布位点.与对照相比,Zn、Cd和Pb的添加使Zn在细胞壁的分配比例显著增加9%-38%（p〈0.05）,而可溶部分的分配比例则显著减少6%-40%（p〈0.05）.与单Zn处理相比,Cd和Pb虽然没有改变Zn亚细胞分布中“细胞壁〉可溶部分〉细胞核和叶绿体〉线粒体”的格局,但增加了在细胞壁或可溶部分的分配比例,促进Zn向细胞壁或液泡中转移.Zn在长柔毛委陵菜体内以多种化学形态存在：在对照中植物各部位和单Zn处理的叶片中,Zn的乙醇提取态和水提取态所占比例达到61%-87%;在单Zn处理的叶柄和根中,Zn的氯化钠提取态和乙醇提取态占总量的62%-73%;在Zn/Cd和Zn/Pb复合处理中,氯化钠提取态、乙醇提取态和水提取态等3种化学形态占总量的70%-89%.Zn、Cd和Pb的添加大多提高了Zn的氯化钠提取态的分配比例,而降低乙醇提取态的分配比例,促进Zn向活性较弱的结合形态转移.这些结果表明细胞壁固持、液泡区隔化和活性较强化学形态的减少是长柔毛委陵菜在单Zn处理、Zn/Cd和Zn/Pb复合处理下耐Zn的主要机制.此外,不同Zn盐对长柔毛委陵菜的Zn亚细胞分布没有明显影响,而硝酸锌处理使Zn的乙醇提取态成为优势形态.

关键词：长柔毛委陵菜亚细胞分布化学形态锌

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中子活化法研究硒在人体组织中的亚细胞分布

核化学与放射化学 2002年第3期24卷 138-143页

作者：陈春英赵九江章佩群高愈希柴之芳中国科学院高能物理研究所核分析技术重点实验室北京100039

用细胞器的差速离心分离技术和中子活化分析法研究了微量元素硒在人体重要组织中的亚细胞分布 ,并用国际标准参考物质小牛肝 (NIST 15 77a)、马肾 (IAEA H8)等检验分析结果的准确性。结果表明 :不同个体的硒水平差异较大 ;在所研究的组... 详细信息

用细胞器的差速离心分离技术和中子活化分析法研究了微量元素硒在人体重要组织中的亚细胞分布 ,并用国际标准参考物质小牛肝 (NIST 15 77a)、马肾 (IAEA H8)等检验分析结果的准确性。结果表明 :不同个体的硒水平差异较大 ;在所研究的组织中 ,肾脏中硒含量最高。不同组织中硒的亚细胞分布模式明显不同 ,硒的浓度从高到低依次为 :肝脏 ,线粒体 >细胞核 >胞液 >溶酶体、微粒体 ;肾脏 ,细胞核 >线粒体 >胞液 >溶酶体、微粒体 ;心脏 ,细胞核、线粒体 >胞液、溶酶体。

关键词：人体组织硒中子活化分析亚细胞分布肝肾心脏微量元素

条斑紫菜中砷的亚细胞分布及其解毒机制的研究

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分析化学 2013年第11期41卷 1647-1652页

作者：尚德荣张继红赵艳芳翟毓秀宁劲松丁海燕盛晓风段元慧中国水产科学研究院黄海水产研究所农业部海洋渔业资源可持续利用重点开放实验室国家水产品质量监督检验中心农业部水产品质量安全检测与评价重点实验室

通过对砷的富集形态变化和亚细胞分布研究,揭示条斑紫菜中砷的区隔化效应及其对砷的解毒机理。将活体条斑紫菜分别暴露于0.05,0.1,0.5和1.0 mg/L的亚砷酸根(AsO33-)和砷酸根(AsO3-)溶液中6 d,每天取样一次,运用HPLC-ICP-MS法分析紫菜中... 详细信息

通过对砷的富集形态变化和亚细胞分布研究,揭示条斑紫菜中砷的区隔化效应及其对砷的解毒机理。将活体条斑紫菜分别暴露于0.05,0.1,0.5和1.0 mg/L的亚砷酸根(AsO33-)和砷酸根(AsO3-)溶液中6 d,每天取样一次,运用HPLC-ICP-MS法分析紫菜中砷的形态变化,运用差速离心技术分析砷在亚细胞水平的分布差异。结果表明,随着介质浓度的升高和暴露时间的增加,藻体中的砷含量呈线性增长趋势,统计分析表明条斑紫菜对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的积累与暴露浓度都呈极显著正相关,相关系数RAs(Ⅲ)=0.99960,p亚细胞分布与区隔化差异很大,各组分的砷含量分别为:细胞液80%>细胞壁15%>细胞器5%。藻体胞液是砷的主要储存部位,胞液对砷具有非常明显的区隔化作用。通过对其富集过程中砷形态转化规律的研究发现:As(Ⅴ)会迅速被甲基化,然后再转化成砷糖(AsX1);As(Ⅴ)会迅速被富集还原成As(Ⅲ),As(Ⅲ)被逐步甲基化,然后再转化成砷糖(AsX1)。

关键词：高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱条斑紫菜亚砷酸根砷酸根亚细胞分布区隔化作用