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根非蛋白巯基化合物在箭舌豌豆两个品种镉耐性中的作用及机理

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植物生理学报 2018年第11期54卷 1687-1694页

作者：芮海云张兴兴庄凯沈振国张芬琴泰州学院医药与化学化工学院江苏泰州225300 南京农业大学生命科学学院南京210095 河西学院农业与生物技术学院甘肃张掖734000

研究了镉胁迫下箭舌豌豆两个品种(镉耐性品种‘L3’和镉敏感品种‘ZM’)根中非蛋白巯基化合物(NPTs)含量的变化及在箭舌豌豆镉耐性中的作用和机理。结果表明:箭舌豌豆两个品种根中镉主要分布于可溶性组分, NPTs是主要的镉结合物。镉胁... 详细信息

研究了镉胁迫下箭舌豌豆两个品种(镉耐性品种‘L3’和镉敏感品种‘ZM’)根中非蛋白巯基化合物(NPTs)含量的变化及在箭舌豌豆镉耐性中的作用和机理。结果表明:箭舌豌豆两个品种根中镉主要分布于可溶性组分, NPTs是主要的镉结合物。镉胁迫下敏感品种‘ZM’根中NPTs含量大于耐性品种‘L3’, NPTs结合镉的量也大于‘L3’,但两个品种根中NPTs结合镉占总可溶性镉的比值无显著差异。镉胁迫下箭舌豌豆两个品种根中,γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-ECS)基因的转录上调,谷胱甘肽(GSH)和植物螯合肽(PCs)含量升高,‘ZM’较‘L3’更显著。γ-ECS的强抑制剂BSO (L-buthionine-sulfoximine)和镉共处理降低了箭舌豌豆两个品种的镉耐性,箭舌豌豆两个品种根中PCs已不能检出, H2O2含量升高,说明NPTs通过螯合作用和抗氧化作用,增强了箭舌豌豆的镉耐性,但NPTs响应不是导致箭舌豌豆两个品种镉耐性差异的原因。

关键词：非蛋白巯基化合物箭舌豌豆镉耐性

华南地区夏播大豆品种镉耐性及籽粒镉积累的差异

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大豆科学 2013年第3期32卷 336-340页

作者：赵云云钟彩霞方小龙马启彬年海杨存义华南农业大学农学院/国家大豆改良中心广东分中心广东广州510642

通过污染土壤盆栽对11个华南地区主栽的夏大豆品种在夏播条件下镉(Cd)耐性和籽粒Cd积累的差异进行了比较。结果表明:在Cd处理条件下11个大豆品种的生物量和籽粒干重均比对照有不同程度下降,且品种间差异显著,综合考虑相对生物量和籽粒... 详细信息

通过污染土壤盆栽对11个华南地区主栽的夏大豆品种在夏播条件下镉(Cd)耐性和籽粒Cd积累的差异进行了比较。结果表明:在Cd处理条件下11个大豆品种的生物量和籽粒干重均比对照有不同程度下降,且品种间差异显著,综合考虑相对生物量和籽粒干重指标,桂夏豆2号、巴西3号是耐性品种,华夏3号、桂M32、巴西15、桂早1号和埂青82是中等耐性品种,而巴西10号、福豆234、华夏4号和中黄24是敏感品种。同时发现在Cd处理条件下品种间籽粒Cd浓度存在显著性差异,其中华夏3号、桂M32籽粒浓度较低,而中黄24籽粒Cd浓度最高。相关分析发现,籽粒Cd浓度与籽粒、地上部(籽粒除外)和根的相对干重的相关性不显著,而与地上部(籽粒除外)Cd浓度显著正相关,表明籽粒Cd积累与Cd耐性是由各自独立的遗传机制控制。

关键词：华南夏播大豆镉耐性镉积累

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不同镉耐性水稻品种资源的筛选

福建农林大学学报（自然科学版） 2022年第6期51卷 730-736页

作者：洪涌林金纶钟雪萌朱胜男王玉洁肖清铁郑新宇林瑞余福建农林大学生命科学学院福建省农业生态过程与安全监控重点实验室福建福州350002 福建农林大学作物生态与分子生理学福建省高校重点实验室福建福州350002

为筛选出不同镉耐性的水稻品种,收集了238份我国南方4省主栽的水稻种质资源.通过分析不同浓度镉处理的种子萌发及幼苗生长指标,发现镉污染显著抑制水稻种子萌发和幼苗生长,不同水稻品种的镉耐性存在显著差异;通过系统聚类,初步筛选出高... 详细信息

为筛选出不同镉耐性的水稻品种,收集了238份我国南方4省主栽的水稻种质资源.通过分析不同浓度镉处理的种子萌发及幼苗生长指标,发现镉污染显著抑制水稻种子萌发和幼苗生长,不同水稻品种的镉耐性存在显著差异;通过系统聚类,初步筛选出高耐性水稻品种43个、低耐性水稻品种67个;通过复筛获得了稳定的高镉耐性水稻品种4个(金丝软占、宜优673、福龙优两优6387和特优671),低镉耐性水稻品种8个(T两优明占、Y两优837、百香139、丰田优553、广8优165、过山香、两优688、隆两优1377).研究结果为水稻镉污染适应机制研究及镉低积累水稻育种提供一定基础.

关键词：水稻镉污染镉耐性发芽率发芽势发芽指数

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苎麻野生种质资源重金属镉耐性和富集性研究

苎麻野生种质资源重金属镉耐性和富集性研究

作者：张翔湖南农业大学

学位级别：硕士

本文采用土培试验法针对松柏苎麻、桠杈序叶苎、坡结序叶苎、赤麻、大箓糙叶水苎、兴安贴毛苎麻、松柏悬铃叶、红花青叶苎等8个苎麻野生种质资源的镉耐性和富集性进行了研究,具体的研究结果如下:1、根据试验中8个苎麻野生种质资源的株... 详细信息

本文采用土培试验法针对松柏苎麻、桠杈序叶苎、坡结序叶苎、赤麻、大箓糙叶水苎、兴安贴毛苎麻、松柏悬铃叶、红花青叶苎等8个苎麻野生种质资源的镉耐性和富集性进行了研究,具体的研究结果如下:1、根据试验中8个苎麻野生种质资源的株高耐性指数、地上部生物量耐性指数、叶片SPAD值耐性指数、茎粗耐性指数、皮厚耐性指数,利用隶属函数公式,计算得到兴安贴毛苎麻、桠杈序叶苎、松柏苎麻、红花青叶苎、松柏悬铃叶、赤麻、坡结序叶芒、大箓糙叶水苎的耐性指数隶属函数平均值分别为0.710、0.642、0.612、0.590、0.583、0.575、0.510、0.405。可知,试验中8个野生苎麻种质资源的镉耐性从高到底依次为:兴安贴毛苎麻>桠杈序叶苎>松柏苎麻>红花青叶苎>松柏悬铃叶>赤麻>坡结序叶苎>大箓糙叶水苎。2、苎麻野生种质资源各器官的镉含量从高到底依次为:茎皮>根>麻骨>叶。在镉处理浓度为50mg/kg和100mg/kg时,芒麻野生种质资源茎皮中的镉含量与根、麻骨和叶中的镉含量高的多,根、麻骨以及叶相互之间相差不大,以兴安贴毛苎麻各器官Cd含量为例:麻皮(40.12-95.14mg/kg之间,而在根、麻骨以及叶中在10-40mg/kg左右);在镉处理浓度150mg/kg和200mg/kg时,在芒麻野生种质资源各器官间的镉含量相差不大。另外,在镉处理浓度为200mg/kg时,松柏悬铃叶和松柏苎麻茎皮、叶以及麻骨等器官的Cd含量有所下降,但是根对Cd的吸收还在增加。3、不同的镉处理浓度与苎麻野生种质资源地上部的镉含量呈正相关关系,即:随着镉处理浓度的增加,苎麻地上部的镉含量也随之增加。其中,在200mg/kg的镉处理浓度下,赤麻地上部的镉含量为105.76mg/kg,超过了 100mg/kg,具备了超富集植物的潜力。4、苎麻野生种质资源的镉富集系数随镉处理浓度的增加而降低,但是不同苎麻野生种质资源之间降低的程度有所不同。其中,赤麻在50mg/kg的镉处理浓度下富集系数大于1;松柏悬铃叶苎麻在50-100mg/kg的镉处理浓度下,富集系数大于1。赤麻和松柏悬铃叶苎麻对重金属镉都具较好的富集能力;5、从整体上看来,苎麻野生种质资源重金属镉的转运系数随镉处理浓度的增加而降低,但是不同的苎麻野生种质资源之间降低的程度有所不同。其中,兴安贴毛苎麻、桠杈序叶苎和松柏悬铃叶在50-200mg/kg的镉处理浓度下,转运系数始终大于1,对于重金属镉的转运能力比较强。6、苎麻的镉耐性和富集性并不总是一致的,兴安贴毛苎麻的镉耐性比较强,但是富集性比较差;而赤麻和松柏悬铃叶苎麻的镉耐性并不出色,但是富集能力却比较高。

关键词：镉胁迫苎麻野生种质资源镉耐性镉富集性

不同镉耐性水稻在间作系统中对镉污染的生理响应

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不同镉耐性水稻在间作系统中对镉污染的生理响应

作者：朱胜男福建农林大学

学位级别：硕士

稻米Cd污染直接危害人类健康,如何减轻稻米Cd污染是当前人们高度关注的生态学问题。利用不同水稻品种的Cd耐性差异,构建合理的水稻间作系统,通过改变水稻的Cd吸收与转运能力,降低水稻地上部的Cd含量,可望为建立Cd污染水稻的生物修复技... 详细信息

稻米Cd污染直接危害人类健康,如何减轻稻米Cd污染是当前人们高度关注的生态学问题。利用不同水稻品种的Cd耐性差异,构建合理的水稻间作系统,通过改变水稻的Cd吸收与转运能力,降低水稻地上部的Cd含量,可望为建立Cd污染水稻的生物修复技术提供支持。为此,本研究通过种子萌发试验,筛选出不同Cd耐性水稻品种,按照Cd高、低耐性水稻品种密度比1:1,构建了开放性间作、限制性间作系统,以单作水稻为对照,研究了0、2、5 mg·LCd处理下间作对苗期水稻生长、Cd吸收能力、光合作用和抗氧化保护酶系统的影响,主要研究结果如下:（1）通过种子萌发试验,筛选获得了若干Cd高耐性、低耐性水稻品种,并选择其中2个Cd高耐性水稻品种（“特优671”和“宜优673”）和2个低耐性水稻品种（“百香139”和“过山香”）用于后续的间作试验。（2）高、低耐性水稻间作有利于高Cd污染条件下水稻幼苗的生长。在5mg·LCd处理下,限制性间作、开放性间作水稻的生物量依次为0.26 g、0.37 g,分别比单作水稻（0.22 g）显著提高了68.18%、25.87%,但2 mg·LCd处理下,间作水稻与单作水稻的生物量差异不显著。（3）间作显著降低了不同浓度Cd污染水稻地上部的Cd含量。在2 mg·LCd处理下,开放性间作、限制性间作水稻地上部Cd含量依次为86.68 mg·kg、87.23 mg·kg,分别比单作水稻(94.77 mg·kg)降低了8.54%、7.96%;水稻各部位的Cd富集量在种植方式间无显著差异。在5 mg·LCd处理下,开放性间作、限制性间作水稻地上部Cd含量依次为111.6 mg·kg、116.65 mg·kg,分别比单作水稻(125.74 mg·kg)降低了11.25%、7.23%。限制性间作水稻全株Cd积累量(65.40μg·plant)比开放性间作(43.39μg·plant)、单作(38.00μg·plant)分别高出50.72%、72.11%（4）间作并未改变水稻的Cd含量随处理浓度的升高而增大的趋势。2 mg·LCd处理下,低耐性水稻根部Cd含量比高耐性水稻(240.97 mg·kg)高出45.6%,5 mg·L Cd处理下比高耐性水稻(294.92 mg·kg)高出36.0%,根部积累高浓度的Cd导致水稻Cd耐性降低。（5）在不同污染程度下,间作水稻通过不同的生态策略降低其地上部的Cd含量。低Cd污染下,开放性间作、限制性间作水稻的Cd富集系数分别比单作（47.39）下降了8.55%、7.96%,但Cd转移系数无显著差异;在高Cd污染下,间作对水稻Cd转移系数分别比单作（0.48）降低了27.09%、16.67%,但Cd富集系数无显著差异。（6）间作提高了Cd胁迫水稻叶片的净光合速率。在2 mg·kg Cd处理下,开放性间作、限制性间作的依次比单作(12.11μmol·m·s)提高了30.22%、20.73%;在5 mg·kgCd处理下,依次比单作(10.79μmol·m·s)提高了24.37%、25.58%。（7）间作显著提高了高Cd污染水稻叶片的POD、CAT的活性,增强了抗氧化能力。在2 mg·LCd处理下,不同种植方式间SOD、POD、CAT活性及MDA含量差异不显著。在5 mg·LCd处理下,开放性间作、限制性间作水稻叶片的POD活性分别比单作(127.83 U·g·minFW)提高了83.84%、112.58%,CAT活性分别比单作(80.00 U·g·FW·min)提高了76.04%、60.41%。综上所述,在不同Cd污染条件下,间作水稻能够通过提高叶片POD、CAT的活性、净光合速率,改变Cd的富集与转移系数,促进水稻的生长,降低地上部Cd含量,增强了间作系统的稳定性。

关键词：水稻镉耐性间作系统镉污染光合作用保护酶系统

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镉在水稻体内的分配规律与水稻镉耐性的关系

中国农学通报 2006年第2期22卷 379-381页

作者：肖美秀林文雄陈祥旭梁义元福建农林大学农业生态研究所福州350002

通过盆栽实验研究了镉在水稻体内的分配规律,结果表明,吸收的镉大部分累积在根部,越往上吸收越少,即Cd在水稻体内各器官的分配规律是:根>>茎>鞘>叶>稻米。就稻米镉含量而言,Lemont稻米镉含量比F6-138-1低,这与前期筛选的结果认为Lemont... 详细信息

通过盆栽实验研究了镉在水稻体内的分配规律,结果表明,吸收的镉大部分累积在根部,越往上吸收越少,即Cd在水稻体内各器官的分配规律是:根>>茎>鞘>叶>稻米。就稻米镉含量而言,Lemont稻米镉含量比F6-138-1低,这与前期筛选的结果认为Lemont是耐性品种,F6-138-1是敏感品种是一致的,从而验证了前期的筛选方法。结果还表明,水稻品种的镉耐性与其吸收镉相对较少或向地上部运输比例较低有关。

关键词：水稻镉分配镉耐性

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芒属植物对重金属镉的耐性及镉积累特征研究

芒属植物对重金属镉的耐性及镉积累特征研究

作者：黄湘吉湖南农业大学

学位级别：硕士

在工业生产、日常生活和农业生产中,重金属的使用越来越频繁,由于重金属使用所带来的重金属污染问题威胁着我们所生活的环境,尤其是重金属对土壤的污染和破坏问题亟待我们解决。植物修复技术作为土壤重金属污染的解决方法之一是目前研... 详细信息

在工业生产、日常生活和农业生产中,重金属的使用越来越频繁,由于重金属使用所带来的重金属污染问题威胁着我们所生活的环境,尤其是重金属对土壤的污染和破坏问题亟待我们解决。植物修复技术作为土壤重金属污染的解决方法之一是目前研究的重点和热点,超积累植物的筛选是植物修复技术的关键所在,芒属植物作为能源植物,其抗逆性强、生物量大、种植成本低,在土壤重金属污染的修复方面的应用有着很大的潜力。本研究通过对12种芒属植物(实验所用材料均由湖南农业大学芒属植物研究所提供)幼苗采用水培试验的方式进行镉耐性差异研究;通过对芒C0424和南荻A0104采用水培试验的方式研究芒和南荻幼苗在不同浓度的镉胁迫下的耐镉性差异、镉积累规律和抗氧化系统的响应机制;通过对9种芒属植物采用田间盆栽试验的方式进行镉耐性差异研究;通过对芒C0420和南荻C0104采用田间盆栽试验的方式研究芒和南荻在不同浓度的镉胁迫下的耐镉性差异、镉积累规律和抗氧化系统的响应机制。结果表明:(1)不同浓度镉胁迫下芒和南荻的镉耐性差异的研究表明,不同浓度镉胁迫下芒和南荻的耐性有所差异。苗期试验中,在镉浓度为1mg/L时,南荻(A0104)的耐性略高于芒(C0424),在镉浓度为2mg/L-4mg/L时,芒(C0424)的耐性高于南荻(A0104);盆栽试验中,在实验设计的所有镉浓度下,南荻的镉耐性表现都优于芒C0420,说明南荻比芒C0420具有较强的镉耐性。(2)不同浓度镉胁迫下芒和南荻的镉积累规律研究表明,苗期试验中,不同浓度镉胁迫下芒和南荻幼苗的镉积累规律基本相同。芒(C0424)和南荻(A0104)的镉浓度都随环境中镉浓度的升高而升高,且富集系数和转移系数均在1mg/L时有最大值,南荻(A0104)的镉浓度要高于芒(C0424)。盆栽试验中,不同浓度镉胁迫下南荻C0104和芒C0420的镉积累规律有明显差异。芒C0420和南荻C0104均在浓度为5mg/kg的镉处理下有最大富集系数,随着镉浓度的升高两者的富集系数都呈下降趋势;芒C0420在T时有最大转移系数,镉胁迫浓度升高时其转移系数呈下降趋势,但始终大于1;而南荻C0104在T时有最大转移系数,镉胁迫浓度升高时,转移系数下降,当镉浓度超过100mg/kg时,南荻的转移系数小于1。(3)芒和南荻在不同镉浓度下抗氧化系统的响应机制有所不同。苗期试验中,南荻(A0104)在镉胁迫下SOD和POD活性升高,CAT活性有所下降;芒(C0424)SOD活性先降后升,POD活性升高,CAT活性先升后降。两个品种的叶片MDA含量均随镉胁迫浓度的升高而升高。盆栽试验中,随着镉胁迫浓度的升高,南荻C0104和芒C0420的SOD和POD活性都有所升高,芒C0420的CAT活性呈下降趋势,而南荻C0104的CAT活性先升后降;芒C0420和南荻C0104的MDA含量都随环境中镉浓度的升高而升高,且地上部分的MDA含量大于地下部分;芒C0420和南荻C0104的根系活力都随镉胁迫浓度的升高而降低。(4)不同基因型芒属植物镉耐性研究表明,苗期试验中,五节芒(C0131、D0110、D0115)和荻(B0510、B0121、B0636)的镉耐性要高于芒(D0113、C0605、C0424)、南荻(C0122、C0640、A0104)和杂交品种1,镉耐性从高到低依次为B0636>D0115>C0131>B0121>D0110>B0510>C0605=A0104=C0122>C0424>杂1>C0640>D0113。盆栽试验中,南荻的镉耐性大于五节芒的镉耐性大于芒的镉耐性,不同基因型的芒属植物的镉耐性由高到低的顺序依次是C0111>C0121>D0108>C0104>D0123>C0420>C0415>D0131>D0113。(5)不同基因型芒属植物的镉富集能力有所差异。苗期试验中,南荻中的C0640镉含量最高,为103.02mg/kg,以超过镉超积累植物的临界值,其他品种的镉含量介于14mg/kg-35mg/kg之间。盆栽试验中,在试验所用的9种芒属植物中,南荻中的C0121和C0111与芒中的D0123地上部分富集系数大于10转移系数大于2,对镉有着较强的富集和转移能力。

关键词：芒属植物镉胁迫镉耐性镉富集能力镉积累规律抗氧化系统

镉对一株深色有隔内生真菌生长、矿质营养与草酸分泌的影响

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微生物学通报 2022年第9期49卷 3581-3590页

作者：王康杨吴炯何永美湛方栋李涛赵之伟云南农业大学资源与环境学院云南昆明650201 云南大学省部共建云南生物资源保护与利用国家重点实验室云南昆明650091

【背景】深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)广泛定殖于镉(Cd)污染生境的植物根系,具有增强植物镉耐性的重要生态功能,但人们关于DSE对镉胁迫的生理响应的了解有限。【目的】研究一株DSE嗜鱼外瓶霉(Exophiala pisciphila)对... 详细信息

【背景】深色有隔内生真菌(dark septate endophyte,DSE)广泛定殖于镉(Cd)污染生境的植物根系,具有增强植物镉耐性的重要生态功能,但人们关于DSE对镉胁迫的生理响应的了解有限。【目的】研究一株DSE嗜鱼外瓶霉(Exophiala pisciphila)对镉胁迫的矿质营养与低分子量有机酸分泌的响应。【方法】采用液体培养法,研究不同浓度(0、25、50、100、200、400 mg/L)镉胁迫对DSE菌丝生长、矿质元素(氮、磷、钾、硫、镁、铁、钙)与镉含量、草酸分泌的影响。【结果】随着镉胁迫浓度增加,菌丝生物量显著下降,降幅为22.8%−90.6%,菌丝的氮、钾和铁含量分别减少26.0%−52.8%、53.8%−92.9%和12.8%−34.3%,而磷、镁和钙含量分别增加15.4%−111.4%、20.4%−31.4%和35.1%−62.5%,硫含量在100 mg/L镉胁迫时增加25.1%。镉胁迫还导致培养液pH值下降,草酸浓度及单位菌丝草酸分泌量显著增加。相关分析发现,菌丝镉含量与硫呈显著负相关(P镉胁迫显著抑制DSE的生长,改变矿质元素的吸收,促进草酸分泌。

关键词：深色有隔内生真菌生物量矿质元素草酸镉耐性

镉对小麦(Triticum aestivum)干物质积累、转移及籽粒产量的影响

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农业环境科学学报 2012年第2期31卷 252-258页

作者：朱志勇李友军郝玉芬蒋瑞婕刘晓红刘露露张晓雯河南科技大学农学院河南洛阳471003 山西农业大学文理学院山西太谷030801

采用大田试验以不同镉耐性的洛麦23(镉耐性弱)和中育10号(镉耐性强)为试验材料,研究了镉(0、10、50、100mg·kg-1)对不同镉耐性小麦品种干物质积累、干物质转移、叶面积指数及产量的影响。结果表明,一定浓度范围的Cd胁迫可以增加小麦的... 详细信息

采用大田试验以不同镉耐性的洛麦23(镉耐性弱)和中育10号(镉耐性强)为试验材料,研究了镉(0、10、50、100mg·kg-1)对不同镉耐性小麦品种干物质积累、干物质转移、叶面积指数及产量的影响。结果表明,一定浓度范围的Cd胁迫可以增加小麦的叶面积指数,当超过这一浓度范围则呈现为抑制作用,这一临界值因小麦品种不同而异。结果同时表明,一定浓度范围的Cd处理对小麦各器官的干物质积累及同化物转移同样具有促进作用,这一临界值不仅因小麦品种不同而异,也因器官不同而异。镉胁迫导致小麦籽粒产量下降,3个Cd处理下洛麦23籽粒产量较对照依次下降了8.3%、34.3%、51.6%,中育10号产量下降程度较小,依次下降了3.7%、9.5%、29.3%。整体而言,镉胁迫影响了小麦的正常生长发育,导致小麦减产。同时,这种影响也存在品种差异性,镉耐性较大的中育10号叶面积指数受抑制程度较小,干物质积累量较大,各器官同化物转移途径受Cd损伤较轻,最终在籽粒产量上表现优于镉耐性较弱的洛麦23。

关键词：小麦 Cd 镉耐性干物质积累叶面积指数产量