科研产出
高耐铅芽孢杆菌筛选及其对鸡毛菜吸收铅的阻控效应
《南方农业学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】筛选高耐重金属、具有促进植物生长作用及高效阻控重金属向叶菜地上部转移的微生物，为生物修复重金属污染土壤提供优质的微生物资源。【方法】以芽孢杆菌为供试菌株，通过选择性培养基筛选耐铅（Pb）菌株，采用稀释涂板法确定其最大耐Pb2+浓度；设置不同浓度Pb2+（25、50、100、200、400 mg/L）水溶液，利用原子吸收光谱法分析菌株对Pb的吸附能力；通过种子萌发试验，分析菌株对鸡毛菜的促生作用；采用不同浓度Pb2+（0.3、30 mg/L）溶液进行水培试验，研究菌株对鸡毛菜地上部吸收Pb的阻控作用。【结果】在Pb2+浓度为1800 mg/L的LB固体培养基上，筛选得到1株能正常生长且产铁载体的枯草芽孢杆菌。该菌株在水溶液中自然p H、Pb2+初始浓度50 mg/L、湿菌体浓度16 g/L、温度30℃、转速150 r/min、吸附时间24 h的条件下，对Pb的吸附率最高达96.1%。种子萌发试验结果显示，在有无Pb胁迫下，枯草芽孢杆菌均可明显增加鸡毛菜种子的胚芽长和胚根长。水培试验结果表明，在较高Pb2+浓度（30 mg/L）下，与未接菌处理相比，接种枯草芽孢杆菌处理的鸡毛菜鲜重和干重分别极显著增加148.8%和125.0%（P<0.01）；接种菌株处理(Pb2+浓度0.3、30 mg/L)使鸡毛菜地上部Pb含量较未接菌处理分别显著降低53.5%和38.9%（P<0.05，下同），Pb转移系数分别显著下降23.1%和20.5%。【结论】筛选得到1株枯草芽孢杆菌，不仅对Pb有高耐性和高吸附率，还具有显著的植物促生功能和阻控Pb向鸡毛菜地上部转移的能力。
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硫化氢信号分子介导S-烯丙基-L-半胱氨酸调控水稻镉胁迫
《农业环境科学学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：土壤Cd污染不仅影响水稻的正常生长发育，而且导致Cd在水稻籽粒中累积，从而给人体健康造成潜在危害。硫化氢（H2S）作为一种重要的信号分子在调控植物重金属胁迫中发挥重要作用。本文利用水培试验研究了具有内源H2S供体功能的大蒜提取物S-烯丙基-L-半胱氨酸（SAC）调控水稻Cd胁迫的潜在机制。选用我国南方主栽水稻品种“中早35”作为试验材料喷施系列浓度SAC，结果表明：喷施0.2 mmol·L-1SAC后水稻幼苗地上部和根部H2S含量随时间延长持续增加，12 h后与对照（CK）处理相比分别显著增加44.57%和83.22%。采用荧光标记法对水稻幼苗叶片和根部的测定结果也表明H2S荧光强度与CK处理相比分别显著增加254.55%和700.25%。进一步对水稻幼苗地上部和根部H2S主要合成酶L-半胱氨酸脱硫酶（LCD）活性进行测定，结果表明，喷施0.2 mmol·L-1SAC后地上部和根部LCD活性与CK处理相比分别显著增加94.17%和41.05%。喷施0.2 mmol·L-1SAC后对水稻抗氧化酶系统的测定结果表明，水稻幼苗地上部超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性与CK处理相比分别显著增加32.36%、26.69%、24.87%，根部分别显著增加38.61%、11.99%、62.93%。地上部和根部丙二醛（MDA）含量与CK处理相比分别显著降低37.37%和28.54%。对水稻幼苗Cd含量的测定结果表明，当SAC喷施浓度达到0.2 mmol·L-1时地上部和根部Cd含量与CK处理相比分别显著降低18.07%和46.05%。研究表明，喷施SAC诱导了幼苗LCD活性，促进了水稻合成H2S信号分子，调控了水稻Cd胁迫和转运。
关键词： 水稻 镉 S-烯丙基-L-半胱氨酸 硫化氢 信号分子
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岩溶区镉污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体镉赋存特性研究
《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究桂西北岩溶区镉（Cd）污染棕色石灰土母质稻田土壤团聚体Cd赋存形态特性，为区域内该类型Cd污染稻田稻米安全生产提供数据参考。【方法】采用湿筛法将采样土壤团聚体分离成＞2.000 mm、1.000～2.000 mm、0.250～1.000 mm、0.074～0.250 mm和＜0.074 mm 5个粒级的团聚体，研究桂西北岩溶区0～20、20～30、30～50和50～80 cm剖面深度土壤团聚体粒径组成、不同粒径团聚体Cd含量及其主要赋存形态。【结果】各层剖面0.250～1.000 mm粒径团聚体占比较为稳定，均在30.00%以上，各层剖面间无显著差异（P＞0.05）。0～20 cm剖面（耕作层）中＞2.000 mm粒径团聚体占比最大（40.20%）,随着剖面深度增加，＞2.000 mm粒径团聚体占比迅速降低，＜0.250 mm粒径团聚体占比呈逐渐增加趋势。不同粒径团聚体Cd含量分析结果表明，在0～20、20～30和30～50 cm剖面中，Cd主要富集在＞2.000 mm粒径团聚体中，Cd含量分别高达2.22、1.66和0.95 mg/kg,在50～80 cm剖面中，Cd主要富集在1.000～2.000 mm粒径团聚体中。＞2.000 mm粒径团聚体在0～30 cm土层中对全土Cd含量的贡献率最大。不同剖面深度团聚体中Cd赋存形态存在明显差异，0～20 cm剖面各粒径团聚体中Cd主要以有机结合态存在，可交换态Cd占比最小（＜0.074 mm粒径团聚体除外）,随着剖面深度增加，团聚体中可交换态Cd占比明显增加，当剖面深度增加至30 cm以下时，团聚体中Cd主要以碳酸结合态存在，残渣态含量最小。【结论】桂西北岩溶区Cd污染棕色石灰土母质稻田Cd主要富集在＞2.000 mm和1.000～2.000 mm粒径的团聚体中；0～20 cm耕作层各粒径团聚体中的Cd主要以有机结合态存在，可交换态占比最小，随着剖面深度的增加，可交换态Cd占比明显增加，稳定形态Cd占比明显降低。因此，在实际生产过程中要注重提高土壤大粒径团聚体含量，避免过度精耕和深翻，减少耕层土壤可交换态Cd含量，降低水稻生产过程中稻米Cd超标的风险。
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镉胁迫下不同地方品种粉葛的镉积累特性及产量差异
《种子 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：为探究在镉胁迫下不同粉葛品种对镉吸收转运及产量的影响,在镉地质高背景农田土壤中,以粉葛不同品种为对象,采用田间试验,研究7个地方品种粉葛的镉积累特性和产量差异.结果表明,在土壤镉胁迫下,不同品种不同部位镉含量表现为芦头>主藤>叶片>块根皮>块根;芦头和块根皮的品种间差异总体大于其他部位,不同品种的块根镉含量最小,为0.24 mg/kg,均超过国家块根类蔬菜规定的限量值(0.10 mg/kg);合水粉葛芦头和主藤较易于富集镉,细叶粉葛块根皮对镉的阻隔积蓄能力最强,桂粉葛1号和细叶粉葛块根积累镉的含量相对较低且种植经济效益也优于其他品种.
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190份广西鲜食玉米自交系叶酸、维生素E、锌含量分析与评价
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：为了筛选高微营养素鲜食玉米种质,为微营养富集型广西鲜食玉米品种选育提供参考,以190份广西鲜食玉米自交系为材料,分析籽粒中3种微营养素叶酸、维生素E、锌含量的变化幅度和分布规律等,并通过隶属函数法对鲜食玉米自交系微营养素品质进行综合评价.结果表明,叶酸含量变幅为20.94~283.26 μg/100 g,平均含量为119.01 pg/100 g,变异系数为51.60%;维生素E含量变化幅度为13.23~47.68 pg/g,平均含量为23.67 μg/g,变异系数为25.57%;锌含量变化幅度为6.59~46.09 mg/kg,平均含量为23.05 mg/kg,变异系数为29.12%.含量变幅和变异系数均为叶酸含量>锌含量>维生素E含量.3种微营养素高值类型种质较少,大部分自交系叶酸含量和锌含量属于中值水平,大部分自交系维生素E含量属于低值水平.未发现3种微营养素含量均高的自交系,少部分自交系有2种微营养素含量较高.3种微营养素品质综合排名前10位的自交系依次是GXTN13>GXT32>GXT61>GXT43>GXN38>GXN42>GXT57>GXT88>GXT33>GXT48.广西鲜食玉米自交系叶酸、维生素E、锌含量具有较大的变异基础,其中叶酸含量的变异幅度最大,可作为微营养富集型广西鲜食玉米品种选育的重点方向.
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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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田间条件下不同钝化剂对水稻镉吸收累积的影响及其时效性
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为明确田间条件下不同钝化材料及其复配组合处理对水稻Cd吸收累积的影响及其时效性差异，采用大田试验，研究了桑树枝杆生物炭、贝壳粉、膨润土、蚕沙4种钝化材料及其3个复配组合处理对土壤pH、土壤有效态Cd含量和水稻植株各部位Cd含量的影响，并分析了不同钝化剂的作用时效性。结果表明：钝化剂处理提升了土壤pH，其中贝壳粉（O）处理升幅最大；土壤有效态Cd含量显著（P＜0.05）降低，4种材料中贝壳粉效果最好，不同钝化剂处理中桑树枝杆生物炭配合贝壳粉和蚕沙组合（MOS）处理降幅最大，3季分别降低了38.25%、34.24%和14.60%；水稻根、秸秆、谷壳、糙米中的Cd含量明显降低，其中，MOS处理糙米Cd含量显著低于其他处理，3季分别降低了49.04%、54.31%和25.22%，但仍未达到国家食品安全Cd含量在0.2 mg·kg-1以下的标准要求；水稻根、秸秆、谷壳、糙米的Cd富集系数明显降低；Cd由根到秸秆的转运系数(TF秸秆/根)和由谷壳到糙米的转运系数(TF糙米/谷壳)明显降低，其中MOS处理降低效果最佳；随着钝化剂施用时间推移到第三季，糙米Cd含量降低幅度明显减少，其中膨润土（B）、蚕沙（S）和MOS处理减幅相对较小；相关分析显示，糙米Cd含量与土壤pH呈极显著负相关（P＜0.01），与土壤有效态Cd含量、TF秸秆/根、TF糙米/谷壳及水稻各部位Cd含量整体呈极显著正相关（P＜0.01）。研究表明，MOS处理降Cd效果及时效性整体相对较好，在生产实践中可优先推荐，但在土壤全Cd含量为1.5 mg·kg-1重度污染条件下，需配合其他修复技术才能确保糙米Cd含量符合《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）的要求，同时在第二季后需及时补充钝化剂才能确保其钝化效果。
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超级稻及其再生稻镉累积特性及安全风险分析
《福建农业学报 》 2023 CSCD
摘要：【目的】研究超级稻湘两优900及其再生稻镉累积特性，探明再生稻镉安全风险。【方法】以超级稻湘两优900为研究对象，在温室大棚中进行镉（Cd）添加试验，设置0（CK）、0.2、0.4、0.8、1.2和1.5 mg·kg-1等6个镉质量浓度处理，研究头季和再生稻根、茎、叶、稻米中Cd含量和累积规律，并进行安全风险评价。【结果】头季和再生稻各器官Cd含量随镉浓度的增加而增加，各器官Cd含量依次为：根＞叶＞茎＞稻米；相同处理下，再生稻各器官Cd含量均低于头季。头季根系Cd含量为0.231 7～0.958 1 mg·kg-1，再生稻为0.212 8～0.780 2 mg·kg-1，较头季低5.1%～20.5%，平均降幅15.2%；头季稻茎Cd含量为0.021 2～0.084 6mg·kg-1，再生稻为0.018 9～0.062 1mg·kg-1，较头季稻Cd含量降低10.8%～42.6%，平均降幅29.7%；头季稻叶片Cd含量为0.027 3～0.115 7 mg·kg-1，再生稻叶片Cd含量为0.024 5～0.068 9 mg·kg-1，较头季降低10.3%～65.6%，平均降幅45.5%；头季稻米Cd含量为0.017 2～0.051 6 mg·kg-1，再生稻米Cd含量为0.015 0～0.031 2 mg·kg-1，较头季稻米Cd含量降低12.8%～53.1%，平均降低幅度33.2%，除CK外，相同Cd浓度下，头季与再生稻稻米镉含量差异显著（P＜0.05）。Cd在水稻各器官中富集能力大小依次为：根＞叶＞茎＞稻米。再生稻各器官风险系数均小于1。【结论】再生稻各器官中Cd含量均低于头季稻，头季留桩保留的具有生物活性的根、茎没有对再生稻产生镉迁移风险，以超级稻湘两优900进行再生稻生产时，再生稻镉安全风险低于头季，是一种较常规双季种植更为安全的水稻生产方式。
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不同亚种间水稻糙米镉含量及微量元素的差异分析
《西南农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探究不同亚种间粳型、籼型、爪型、亚种间杂交改良系籼粳型和籼爪型耐镉水稻品系糙米镉含量的差异，以及糙米镉含量和微量元素之间、微量元素相互间的相关关系，同时为高必需微量元素且低镉水稻品系的选育提供参考。【方法】以低镉邻近品种‘湘晚籼12号’为对照，筛选出粳型、籼型、爪型、籼粳型、籼爪型共77份相对低镉水稻品系为材料，在镉重度污染区全生育期种植，成熟期测定供试材料的糙米Cd、Zn、Mn、Cu和Fe元素含量。【结果】不同类型耐镉品系糙米镉含量为籼粳型＞籼爪型＞籼型＞粳型＞爪型；粳型、爪型水稻糙米镉含量与生育期为差异极显著正相关（P＜0.01）,而籼型、籼粳型、籼爪型水稻糙米镉含量与生育期无显著相关性；粳型水稻糙米Cd与Zn、Cu含量分别为差异极显著正相关，籼型水稻糙米Cd与Mn、Cu、Fe含量均为差异显著正相关（P＜0.05）,与Zn含量为差异显著负相关，爪型水稻糙米Cd与Zn、Cu含量分别为差异极显著、显著正相关，籼粳型水稻糙米Cd与Mn含量为差异显著正相关，籼爪型水稻糙米Cd与Zn、Mn、Cu、Fe含量无显著相关性。微量元素间的分析表明，籼型水稻糙米Zn和Cu含量、粳型水稻Mn含量、爪型水稻的Fe含量高于对应的其他类型；粳型水稻Zn与Cu的吸收为协同作用，籼型水稻Zn与Cu、Fe的吸收为拮抗作用，Cu、Fe、Mn的吸收互为协同作用，爪型水稻Fe和Mn的吸收为协同作用，籼粳型水稻Zn与Mn、Cu、Fe间及Mn与Cu、Fe间为协同作用，籼爪型水稻Zn、Mn、Cu、Fe之间互为协同作用。【结论】籼爪型水稻糙米低Cd、高Fe和Zn营养型水稻品系具有较好的培育前景。
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镉胁迫对湘两优900及其再生稻稻米镉和矿质元素积累的影响
《山东农业科学 》 2023 北大核心
摘要：为探究不同浓度镉(Cd)胁迫对湘两优 900 及其再生稻稻米镉和矿质元素积累的影响,本研究设置6 个Cd浓度处理(0.0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0 mg/kg),利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对稻米中Cd和9种矿质元素(K、Mg、Zn、Mn、Fe、Ca、Cu、Ni、Mo)的含量进行测定并进行差异性和相关性分析.结果表明,稻米Cd含量随Cd胁迫浓度的增加而递增,头季稻稻米Cd含量为 0.090~2.010 mg/kg,再生稻稻米Cd含量为 0.029~1.011 mg/kg,较头季稻低47.4%~71.0%,平均降幅56.4%;除对照组CK(0.0 mg/kg)外,相同Cd浓度处理下再生稻稻米Cd含量均显著低于头季稻(P<0.05).镉胁迫下,两季稻米 9 种矿质元素的含量均表现为K>Mg>Zn>Mn>Fe>Ca>Cu>Ni、Mo;两季稻米中K、Mg、Ca、Ni含量较CK均有所增加,Zn、Fe、Mo含量较CK均有所降低,而Cu、Mn含量较CK有增有降.相关性分析表明,两季稻米Cd含量与Cu、Ni、Mo含量存在显著或极显著相关关系.可见,使用湘两优 900 生产再生稻可显著降低再生稻稻米Cd含量.镉胁迫影响稻米对矿质元素的积累,但不改变稻米中元素含量排序;Cd促进稻米对K、Mg、Ca、Ni元素的吸收,抑制其对Zn、Fe、Mo元素的吸收;镉胁迫下稻米中Cu、Ni、Mo含量与Cd含量关系密切.
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