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绿豆幼苗快速修复重金属铬、镉污染的潜力研究

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绿豆幼苗快速修复重金属铬、镉污染的潜力研究

作者：陈韵笛四川大学

学位级别：硕士

随着城市化进程不断加快、工农业生产规模逐渐扩大,生活生产过程的排废造成日益严峻的土壤重金属污染。重金属毒性强、化学性质稳定、难以被生物降解去除,会造成生态环境的破坏,并通过食物链累积,危害动植物及人体健康。土壤重金属污染... 详细信息

随着城市化进程不断加快、工农业生产规模逐渐扩大,生活生产过程的排废造成日益严峻的土壤重金属污染。重金属毒性强、化学性质稳定、难以被生物降解去除,会造成生态环境的破坏,并通过食物链累积,危害动植物及人体健康。土壤重金属污染的修复受到人们的广泛关注。在诸多土壤重金属修复方法中,植物修复法经济可行性高、能源消耗少、工艺操作简单、二次污染风险低,具有广阔的应用前景。铬(Cr)、镉(Cd)是两种常见的重金属,广泛应用于工业生产过程,生物毒性极强,具有明显的致突变、致畸、致癌作用。本课题以生长周期短的绿豆作为实验材料,系统考察其快速修复重金属Cr、Cd污染的潜力。重金属Cr在自然环境中主要以六价Cr(Ⅵ)和三价Cr(III)的形式存在,其中Cr(Ⅵ)生物可利用性更高、毒性更强,因此重金属Cr污染土壤的修复多集中于Cr(Ⅵ)的去除。本课题采用绿豆对Cr(Ⅵ)进行处理,实验结果显示,绿豆种子的萌发及幼苗的生长对Cr(Ⅵ)胁迫具有一定的耐受能力;绿豆幼苗的最大Cr积累浓度可达5000 mg·kg DW(Dry Weight),最高积累速率为700 mg·kg DW·d,最大生物富集系数(Bioconcentration factor,BCF)为81,其积累浓度、积累能力、积累速率相比其它植物具有明显的优势;绿豆幼苗对Cr的转运能力较强,可以将80%以上的Cr都转运至地上部分,转运系数(Translocation factor,TF)最高可以达到1.26;另外,绿豆幼苗可以将积累的80%以上的Cr转化为生物可利用性低的形态,减轻其对环境的不利影响。以上结果表明,绿豆幼苗在Cr(Ⅵ)污染的快速修复应用中具有较大的潜力。自然界中,Cd的超积累植物极为罕见。本课题研究了绿豆幼苗修复重金属Cd污染的可行性。结果表明,绿豆种子的萌发受到Cd胁迫的不利影响,幼苗的生长对Cd胁迫具有较强的耐受性;绿豆幼苗对Cd的最大积累浓度约为70 mg·kg DW,积累速率可达9.93 mg·kg DW·d,其BCF最高可达151,相比于已报道的Cd修复植物,其积累浓度较低,但积累能力较强,且积累速率具有明显的优势;绿豆幼苗对Cd的转运能力较差,仅有20～60%的Cd被转运至地上部分,TF值低于0.2;但绿豆幼苗对积累Cd的生物稳定作用强,90%以上的积累Cd可以被转化为活性低的形态,降低了Cd的生物可利用性,生态危害风险随之减轻。因此,绿豆幼苗具有一定的快速修复重金属Cd污染的潜力。

关键词：重金属污染植物修复六价铬去除镉去除绿豆幼苗

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外源硒对镉胁迫下绿豆幼苗生理特性的影响

水土保持学报 2012年第4期26卷 256-260页

作者：郭锋樊文华山西农业大学资源环境学院山西太谷030801

采用水培试验方法研究不同浓度Se4+(0.8,1.6,2.4,3.2,4.0mg/L)对Cd2+(10,20mg/L)胁迫下绿豆幼苗超微弱发光及幼苗叶片中叶绿素、可溶性蛋白质和脯氨酸的影响。结果表明,随着胁迫时间延长,不同浓度Se4+对2种浓度Cd2+胁迫下绿豆幼苗的超... 详细信息

采用水培试验方法研究不同浓度Se4+(0.8,1.6,2.4,3.2,4.0mg/L)对Cd2+(10,20mg/L)胁迫下绿豆幼苗超微弱发光及幼苗叶片中叶绿素、可溶性蛋白质和脯氨酸的影响。结果表明,随着胁迫时间延长,不同浓度Se4+对2种浓度Cd2+胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光强度均呈现先升高后降低再升高的趋势,0.8,1.6mg/L的Se4+对2种浓度Cd2+胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光强度均有促进作用,但是1.6mg/L浓度的Se4+对2种浓度Cd2+的缓解作用最佳。随着Se4+浓度的增加,2种浓度Cd2+胁迫下,绿豆幼苗叶片中叶绿素含量和可溶性蛋白质含量均呈现出先增加又减小的趋势,当Se4+浓度低于4.0mg/L时,叶绿素含量和可溶性蛋白质含量均高于单一Cd2+胁迫下叶绿素含量和可溶性蛋白质含量,且在Se4+浓度为1.6mg/L时达到最大。在10mg/L Cd2+胁迫下,随着Se4+浓度的增加,绿豆幼苗叶片中的脯氨酸含量先增加后减小,当Se4+浓度低于4.0mg/L时,脯氨酸含量高于单一Cd2+胁迫下脯氨酸含量,且Se4+浓度为1.6mg/L时脯氨酸含量达到最大;在20mg/L Cd2+胁迫下,随着Se4+浓度的增加,绿豆幼苗叶片中的脯氨酸含量逐渐降低,当Se4+浓度低于2.4mg/L时,脯氨酸含量高于单一Cd2+胁迫下脯氨酸含量,且Se4+的浓度为0.8mg/L时脯氨酸含量最大。研究表明在试验浓度范围内,Se4+浓度低于2.4mg/L时,对10,20mg/L Cd2+胁迫下的绿豆幼苗的毒害均有缓解作用,且浓度为1.6mg/L时缓解作用最佳。

关键词：外源硒镉胁迫绿豆幼苗生理特性

光质对绿豆幼苗叶片超微弱发光及叶绿素含量的影响

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西北植物学报 2009年第7期29卷 1465-1469页

作者：赵占娟李光王秀生唐志远河北大学医学部河北保定071002 河北大学物理科学与技术学院河北保定071002 解放军二五二医院河北保定071002

以绿豆幼苗为试材,测定其叶片超弱发光(UBE)及叶绿素含量在不同光质条件下的变化,并探讨两者之间的关系。结果表明,生长在不同光质下绿豆幼苗叶片的UBE及延迟发光衰减参数1/P都随着其生长不断增强,且生长在白光下绿豆幼苗的UBE是生长在... 详细信息

以绿豆幼苗为试材,测定其叶片超弱发光(UBE)及叶绿素含量在不同光质条件下的变化,并探讨两者之间的关系。结果表明,生长在不同光质下绿豆幼苗叶片的UBE及延迟发光衰减参数1/P都随着其生长不断增强,且生长在白光下绿豆幼苗的UBE是生长在其他光质(红、黄、蓝、绿)下幼苗的2倍以上,而红光、黄光和绿光处理之间无显著差异;生长在白光下的绿豆幼苗叶片叶绿素含量显著高于红、黄、蓝、绿光处理幼苗,而红光和黄光处理又显著高于蓝光和绿光处理。研究发现,光质对绿豆幼苗叶片超弱发光和叶绿素含量影响相似,绿豆幼苗叶片超弱发光可能与叶绿体的发育和光合作用有关。

关键词：绿豆幼苗光质超微弱发光光合色素

Cd^(2+)胁迫与绿豆幼苗生长及有关生理生化变化

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2001年第S1期29卷 93-95页

作者：纪红梅张芬琴张掖师范高等专科学校生化系甘肃张掖734000

Cd2 + 胁迫下绿豆幼苗的生长受到明显地抑制 .根、叶组织的电解质泄漏率随镉 (CdCl2 )浓度的增大而增大 ,丙二醛 (MDA)的含量、脯氨酸 (Pro)的积累也随之而增加 .

关键词： Cd2+ 绿豆幼苗丙二醛电解质泄漏率脯氨酸

稀土镧(La)及La(POA)3对镉污染绿豆幼苗生理影响

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环境科学与技术 2008年第10期31卷 13-18页

作者：曹勇梁利芳莫美聪宋书巧广西师范学院化学系广西南宁530001 安庆师范学院生命科学系安徽安庆246011

以水培的方式研究了稀土元素镧及其配合物La(POA)3(HPOA=苯氧乙酸)对绿豆幼苗的生理生态影响。结果表明,单一镉(10mg/L)胁迫时,NR、CAT及POD活性下降,而MDA、Pro含量上升;较低浓度(5～30mg/L)的镧及其配合物能明显地促进绿豆幼苗生长,... 详细信息

以水培的方式研究了稀土元素镧及其配合物La(POA)3(HPOA=苯氧乙酸)对绿豆幼苗的生理生态影响。结果表明,单一镉(10mg/L)胁迫时,NR、CAT及POD活性下降,而MDA、Pro含量上升;较低浓度(5～30mg/L)的镧及其配合物能明显地促进绿豆幼苗生长,并且可以缓解镉对绿豆幼苗的胁迫作用,经镧及其配合物作用后,上述生理指标皆比单一镉胁迫时有明显的改善,而高浓度(100mg/L)的镧及其配合物对镉污染的缓解作用都减弱;另外,较低浓度(10、15、30mg/L)的La(POA)3对镉胁迫的缓解作用较镧更明显;随着作用时间的延长,镧及其配合物对绿豆幼苗镉污染的缓解作用均逐渐下降。

关键词： La La(POA)3 镉胁迫绿豆幼苗氧化胁迫

ETH、KT和6-BA对绿豆幼苗形态建成和生化成分的效应研究

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中国农学通报 2009年第9期25卷 19-25页

作者：康玉凡谷瑞娟王保民廖永霞肖伶俐罗珊中国农业大学农学与生物技术学院北京100094

研究了ETH、KT、6-BA及ETH—KT、ETH—6-BA复配处理对绿豆幼苗形态、生化成分、内源激素及下胚轴细胞组织结构的调节效应,为绿豆芽菜的安全生产提供理论和技术支持。设置上述5个激素处理及对照,采用人工气候箱技术培育绿豆芽,并进行各... 详细信息

研究了ETH、KT、6-BA及ETH—KT、ETH—6-BA复配处理对绿豆幼苗形态、生化成分、内源激素及下胚轴细胞组织结构的调节效应,为绿豆芽菜的安全生产提供理论和技术支持。设置上述5个激素处理及对照,采用人工气候箱技术培育绿豆芽,并进行各项指标测定。结果显示:与对照相比,处理组均可使绿豆幼苗下胚轴缩短和增粗、主根长缩短、侧根数减少(PETH—KT>ETH>6-BA>KT;ETH—6-BA可使下胚轴缩短35.78%,增粗26.51%,主根缩短65.43%,并完全抑制侧根的产生。不同处理对绿豆幼苗的生化成分的效应大小存在差异(P绿豆幼苗可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C含量分别增加25.1%、66.07%和163.9%;各处理调节效应的大小依次为ETH>ETH—KT>ETH—6-BA。各处理均在一定程度上改变了绿豆幼苗的内源激素含量,6-BA及ETH—6-BA可使IAA含量分别降低88.9%和33.3%,使ZR含量分别降低35.3%和22.8%,ETH—6-BA处理可使ABA含量增加156.9%。对绿豆幼苗下胚轴的增粗作用,ETH增加了髓内细胞数目和单个皮层细胞面积,减少了皮层细胞数,表现为髓和形成层面积的增大;6-BA与ETH—6-BA增加了髓和皮层的单个细胞面积,同时增大了髓、形成层和皮层的面积。表明ETH、KT、6-BA及其复配对绿豆芽苗的生长均有不同程度的调解效应,而其各自的调节方式又有所不同。

关键词： ETH KT 6-BA 绿豆幼苗形态特征生化成分内源激素组织结构

La与La(POA)_3对Cd胁迫绿豆幼苗生理活性的作用

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安徽农业科学 2008年第30期36卷 13032-13035页

作者：曹勇梁利芳莫美聪宋书巧广西师范学院化学系广西南宁530001 安庆师范学院生命科学系安徽安庆246011

[目的]探讨La及La（POA）3对Cd损伤绿豆幼苗的生理生态效应。[方法]以绿豆幼苗为试材,研究了La及La（POA）3对镉胁迫绿豆幼苗光合作用、碳水化合物和氮素代谢的影响。[结果]单一Cd（10 mg/L）胁迫下,绿豆幼苗的叶绿素含量、可溶性蛋白含... 详细信息

[目的]探讨La及La（POA）3对Cd损伤绿豆幼苗的生理生态效应。[方法]以绿豆幼苗为试材,研究了La及La（POA）3对镉胁迫绿豆幼苗光合作用、碳水化合物和氮素代谢的影响。[结果]单一Cd（10 mg/L）胁迫下,绿豆幼苗的叶绿素含量、可溶性蛋白含量,NR活性下降,可溶性糖含量上升;5～30 mg/L的La及La（POA）3能明显促进绿豆幼苗生长,缓解Cd对绿豆幼苗的胁迫作用;高浓度（100 mg/L）La及La（POA）3对Cd污染的缓解作用都减弱;较低浓度（10、15、30 mg/L）的La（POA）3对Cd胁迫的缓解作用较La更明显;随着作用时间的延长,La及La（POA）3对Cd污染的缓解作用均逐渐下降。[结论]低浓度的La及La（POA）3能缓解Cd对绿豆幼苗的胁迫,而高浓度时有毒害作用。

关键词： La La(POA)3 Cd胁迫绿豆幼苗氧化胁迫

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多效唑浸种对绿豆幼苗生长的影响

湖北农业科学 2010年第7期49卷 1586-1588页

作者：王颖耿惠敏王政军洛阳师范学院生命科学系河南洛阳471022

为了探讨不同浓度的多效唑浸种处理对绿豆幼苗生长的影响,用不同浓度的多效唑溶液浸种处理绿豆,研究其对绿豆幼苗的呼吸速率、生长发育、生理特性等的影响。结果表明,经过多效唑处理使绿豆幼苗呼吸速率增强,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总... 详细信息

为了探讨不同浓度的多效唑浸种处理对绿豆幼苗生长的影响,用不同浓度的多效唑溶液浸种处理绿豆,研究其对绿豆幼苗的呼吸速率、生长发育、生理特性等的影响。结果表明,经过多效唑处理使绿豆幼苗呼吸速率增强,叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均明显增加,幼苗叶片颜色变绿,光合作用和干物质的有效积累增强,根冠比增大,MDA含量减少,植株的抗逆性和抗倒伏能力增强。

关键词：多效唑绿豆幼苗浸种形态指标生理指标

增强UV-B辐射和Cd^(2+)复合胁迫下绿豆幼苗Cd积累和光合作用的气孔和非气孔限制

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安徽农业科学 2011年第9期39卷 5069-5072页

作者：张媛华王真佘小平陕西师范大学生命科学学院陕西西安710062 渭南师范学院环境与生命科学系陕西渭南714000

[目的]研究增强UV-B辐射和Cd2+复合胁迫下绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗Cd积累和光合作用的气孔和非气孔限制因素。[方法]试验设1个对照(CK)和3个试验组,分别为增强UV-B辐射(UV-B)组、Cd2+(Cd)组、增强UV-B辐射+Cd2+(UV-B+Cd)组,研究... 详细信息

[目的]研究增强UV-B辐射和Cd2+复合胁迫下绿豆(Phaseolus radiatus L.)幼苗Cd积累和光合作用的气孔和非气孔限制因素。[方法]试验设1个对照(CK)和3个试验组,分别为增强UV-B辐射(UV-B)组、Cd2+(Cd)组、增强UV-B辐射+Cd2+(UV-B+Cd)组,研究0.35 W/m2的UV-B辐射、1μmol/L Cd2+及其复合胁迫下绿豆幼苗对Cd的吸收、分配和光合作用的气孔、非气孔限制,分别利用原子吸收分光光度仪和光合测定仪测定Cd在绿豆幼苗各部位的含量及第1对真叶的光合指标。[结果]绿豆幼苗中Cd的积累是根>胚轴>叶,UV-B对Cd在幼苗中的积累和分配没有影响。此外,各胁迫下幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、光合能力(A0)和羧化效率(dPn/dCi)含量均明显降低。UV-B组的细胞间隙CO2浓度(Ci)升高,气孔限制值(Ls)降低,Pn的降低是非气孔因素。Cd和复合处理组的Ci降低,而Ls升高,Cd组Pn的降低主要是气孔因素。复合组前期以非气孔因素为主,后期主要是气孔因素。[结论]该研究揭示了UV-B辐射和Cd2+复合胁迫下绿豆幼苗光合变化的主要原因,可为进一步研究提供科学依据。

关键词：绿豆幼苗增强UV-B辐射 Cd2+胁迫 Cd积累气孔限制非气孔限制

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