科研产出
镉在钻叶紫菀中的生物富集、亚细胞分布及化学形态研究(英文)
《南方农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】分析镉（Cd）在钻叶紫菀中的生物富集能力、亚细胞分布及化学形态，为揭示钻叶紫菀对Cd的耐受机制提供参考依据。【方法】在Hoagland营养液及不同浓度（0、30、60和90 mg/L）Cd作用下培养钻叶紫菀，24 d后收获钻叶紫菀。钻叶紫菀叶、茎和根经差速离心、化学试剂萃取及石墨消解处理后，利用原子吸收光谱仪测定其Cd含量。【结果】钻叶紫菀Cd生物富集能力表现为根>茎>叶，钻叶紫菀根、茎和叶中的最大Cd含量分别为130.74、78.69和56.62mg/kg（鲜重）。钻叶紫菀根和叶中大部分Cd储存在细胞壁和细胞可溶性组分，仅有少量Cd储存在细胞器组分。钻叶紫菀根中细胞可溶性组分Cd占根亚细胞组分Cd的52.27%～58.61%，而钻叶紫菀叶中细胞壁组分Cd占叶亚细胞组分Cd的42.10%～63.28%。钻叶紫菀根与叶中果胶和蛋白质结合形态Cd含量高于其他化学形态Cd含量。果胶和蛋白质结合形态Cd是钻叶紫菀根和叶中存在的主要化学形态Cd，占比分别为68.91%～74.80%和57.38%～83.80%。随着培养基Cd浓度的增加，钻叶紫菀根中水溶性有机酸Cd占比由13.64%增至22.72%，同时叶中不溶性磷酸Cd占比由10.02%增至32.78%。【结论】钻叶紫菀根、茎和叶对Cd有较强生物富集能力，Cd主要储存在钻叶紫菀根细胞可溶性组分和叶细胞壁组分，且根和叶中的化学形态Cd以毒性弱的果胶和蛋白质结合形态Cd为主，这可能是钻叶紫菀耐受Cd的主要机制。
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钻叶紫菀对镉胁迫的生理响应及富集转运特征
《西南农业学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析镉(Cd)胁迫条件下钻叶紫菀(Aster subulatus Michx.)的生理指标变化情况及对Cd的富集特征,为挖掘重金属富集植物及推动利用植物修复Cd污染环境提供参考依据.[方法]开展不同Cd浓度[0(对照,CK)及2.5、5.0、10.0、15.0、20.0和30.0 mg/L)]胁迫钻叶紫菀的营养液砂培试验,测定不同浓度Cd处理钻叶紫菀的株高、生物量(干重)、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、叶绿素含量及Cd吸收累积量,分析各处理钻叶紫菀受Cd胁迫后的生理调节能力及对Cd的富集转运能力.[结果]随着Cd处理浓度的增大及培养时间的延长,钻叶紫菀的株高和生物量均较CK出现一定程度降低,而叶片CAT和POD活性及叶绿素含量均呈先上升后下降再上升的变化趋势,但最终均高于CK;除2.5 mg/L Cd处理外,其他浓度Cd处理钻叶紫菀体内的Cd含量均表现为根>叶>茎,说明钻叶紫菀根、茎和叶的Cd吸收累积能力总体上均随着Cd胁迫浓度的增加呈逐渐增大变化特征;随着Cd胁迫浓度的增加,钻叶紫菀叶部的Cd转运系数和富集系数均呈先增大后减小再增大的变化趋势,茎部的Cd转运系数和富集系数均逐渐减小,而根部的Cd富集系数呈先减小后增大再减小的变化趋势.在30.0 mg/L Cd胁迫时,钻叶紫菀根、茎和叶的Cd含量最高,分别达1075.13、34.33和179.47 mg/kg,此时叶部的Cd含量超过100.00 mg/kg,呈现典型的Cd超富集植物特征.[结论]钻叶紫菀可通过调节Cd在其体内的富集和转运来适应Cd胁迫生境,对Cd胁迫具有较强的耐受性和富集能力.其中,在2.5~30.0 mg/L Cd胁迫条件下,钻叶紫菀的生理指标受影响较小,可正常生长,因此,可尝试将钻叶紫菀作为Cd富集或超富集能力植物用于修复Cd污染土壤或湿地.
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