科研产出
叶面喷施2,3-二巯基丁二酸降低水稻幼苗茎叶镉含量的机制
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探寻叶面喷施2,3-二巯基丁二酸（DMSA）降低水稻幼苗茎叶镉含量的潜在机制,在人工气候室内,采用水培实验方法研究了镉在幼苗不同部位的累积情况及喷施DMSA对镉胁迫的影响。结果表明:随着DMSA喷施浓度增加,茎基镉含量呈显著增加趋势,当DMSA喷施浓度达到1.0 mmol·L-1时茎基镉含量与对照（不喷施DMSA）处理相比显著增加57.3%,同时镉由茎基向地上部的转移效率降低52.7%。在此基础上,探寻了镉在茎基细胞中的赋存形态及镉的亚细胞分布情况,结果表明茎基中难溶态镉含量与对照处理相比显著增加了80.8%,细胞壁中镉含量达到对照处理的2.1倍。进一步对细胞壁各组分镉含量进行测定发现,果胶组分中镉含量随着DMSA喷施浓度增加呈现出显著升高趋势,与对照处理相比最高增加99.5%。此外,喷施DMSA后茎基中总植物螯合素（PCs）和谷胱甘肽（GSH）含量均呈现出显著增加趋势,最高分别达到对照处理组的2.2倍和3.1倍。喷施DMSA显著缓解了镉胁迫,幼苗地上部超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性分别升至对照处理的3.0倍和2.7倍,荧光标记试验表明叶片中过氧化氢含量随DMSA喷施浓度增加呈现显著降低趋势。研究表明,喷施DMSA显著增加了水稻幼苗茎基巯基化合物含量,从而提高了对镉的拦截能力,降低了镉由茎基向幼苗地上部转运效率,使水稻幼苗地上部镉含量显著降低,同时喷施DMSA还可显著缓解幼苗镉胁迫。
关键词： 水稻 镉 2,3-二巯基丁二酸 茎基 细胞壁
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1株草螺属植物内生菌R-13的分离鉴定及对龙葵吸收土壤镉的影响
《环境科学 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：植物内生菌联合超积累植物修复重金属污染土壤可显著提高植物修复效率.从镉污染稻田水稻根系中分离获得1株编号为R-13的植物内生菌.分别利用显微观察、碳源利用及分子生物学手段将该菌株鉴定为1株红苍白草螺菌（Herbaspirillum rubrisubalbicans）;该菌株具有较强的耐Cd2+能力,在镉含量为300 mg·kg-1的固体培养基上仍能生长.经显色反应发现R-13菌株具有产生铁载体和分泌吲哚乙酸（IAA）能力,此外,经Pikovskaya’s固体培养基和Ashby固体培养基试验表明R-13菌株溶磷作用微弱,但是具有较强的固氮能力.在盆栽试验中,利用高通量测序技术追踪R-13菌株在龙葵根部定殖情况,发现接种1次3 d后草螺菌属在龙葵根系内相对丰度相比空白对照（CK）增加201.88%,两次接种可使草螺菌属在龙葵根部的相对丰度相比CK增加1182.44%,接种5 d后草螺菌属在龙葵根系内相对丰度开始出现显著降低趋势.当接种20 m L·pot-1菌液时对龙葵的根、茎、叶及果实中镉含量无显著影响,当接种菌液达到40 m L·pot-1时可显著提高龙葵营养器官中的镉含量,当接种量达到200 m L·pot-1时龙葵营养器官中镉含量最高.此时,根系中镉含量与对照组相比提高84.42%,茎秆中提高43.67%,叶片中提高64.06%,果实中提高20.29%.综上可见,根系接种植物内生草螺菌R-13可显著提高龙葵根系中草螺菌属的相对含量,同时可起到强化龙葵吸收镉的作用,该菌株在植物修复镉污染土壤技术中具有较好应用前景.
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镉胁迫对2种油菜土壤真菌群落的影响
《微生物学通报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【背景】人类活动引起的农田重金属污染已成为严重的环境问题。镉（Cd）是最具毒性的重金属之一,能对人体和生态系统构成威胁。【目的】研究不同浓度镉处理对2种油菜（甘蓝型油菜和芥菜型油菜）的土壤（根际和非根际）真菌群落的影响,为镉的生物修复和健康风险评估提供理论基础。【方法】对2种油菜土壤（根际和非根际）真菌转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,ITS）进行高通量测序,分析镉对根际和非根际土壤真菌群落的影响。【结果】镉胁迫改变了土壤真菌群落的组成和结构,但对2种油菜土壤真菌群落的α多样性几乎无显著影响。土壤镉浓度和生物量与2种油菜根际土壤真菌群落显著相关,芥菜型油菜非根际土壤真菌群落也与镉污染浓度显著相关。土壤真菌分子生态网络也受到镉污染的影响,甘蓝型油菜根际土壤网络稳定性降低,共生关系减少。甘蓝型油菜非根际土壤网络稳定性升高,但共生关系减少。芥菜型油菜的根际和非根际土壤的网络稳定性升高,而且共生关系增多。【结论】镉污染会影响土壤系统中的本土真菌群落,从而可能进一步改变土壤的生态系统功能。
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磁性凝胶颗粒的制备方法及其对营养生长期水稻镉积累的影响
《农业研究与应用 》 2021
摘要：利用海藻酸钠、Fe3O4纳米颗粒为材料,制备磁性凝胶颗粒,通过土壤吸附试验,水稻盆栽试验,探讨其对土壤有效态镉浓度的影响,以及对水稻幼苗积累镉的影响,为水稻安全生产提供理论参考依据。结果表明,磁性凝胶颗粒可降低土壤中有效态镉浓度,土壤有效态镉浓度从4.41 mg/kg降低到0.81 mg/kg,降低率为81.57%。磁性凝胶颗粒能有效降低水稻根系、茎叶、根表铁膜中的镉浓度,降低率分别为58.70%、59.71%、62.33%;能有效提高水稻根系的铁浓度,提高率为100.50%。
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叶面阻隔联合土壤钝化对水稻镉吸收转运的影响
《农业资源与环境学报 》 2020
摘要：为了探讨叶面阻隔联合钝化对水稻镉吸收转运的影响,实现重金属污染农田稻米安全生产,采用大田试验的方式,选用氨基酸螯合硒营养液肥和活性硅肥作为叶面阻隔剂,硅钙肥和贝壳粉作为土壤钝化剂,在田间共设置7个处理:水稻常规种植(CK),叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥(Se400),叶面喷施活性硅肥(Si1000),叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时分别基施硅钙肥(Se400GG)和贝壳粉(Se400BK),叶面喷施活性硅肥的同时分别基施硅钙肥(Si1000GG)和贝壳粉(Si1000BK).水稻成熟后对水稻籽粒、颖壳、秸秆、根四部分的镉含量进行检测.结果表明:与对照处理相比,各处理水稻籽粒中镉含量均不同程度降低,且叶面阻隔联合土壤钝化处理的效果更好.Se400GG处理水稻籽粒镉含量下降最明显,降幅为88.13%,水稻籽粒镉含量为(0.18±0.01)mg·kg-1,低于大米镉限量值0.2 mg·kg-1(GB 2762—2017);其次是Si1000GG处理,水稻籽粒镉含量下降了56.77%;单独叶面阻隔的两个处理Si1000和Se400效果较差,水稻籽粒镉含量仅下降了18.28%和9.03%.水稻籽粒镉含量降低的主要原因是水稻各部位的富集系数和转运系数减小,Se400GG和Si1000GG处理水稻根到秸秆的转运系数下降了84.93%和72.60%,水稻籽粒的富集系数下降了87.88%和56.06%,而Se400和Si1000处理水稻根到秸秆的转运系数仅下降46.58%和38.36%,水稻籽粒的富集系数仅下降12.12%和15.91%.可见,叶面阻隔联合钝化技术,尤其是叶面喷施氨基酸螯合硒营养液肥的同时基施硅钙肥能更有效地阻隔水稻对镉的吸收和转运,降低水稻籽粒镉的含量,是值得在镉低污染稻田推广应用的技术.
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Cd、Zn、Pb、Cu复合污染对斑茅生长及吸收富集的影响
《河南农业科学 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：采用桶栽试验的方法,以斑茅(Saccharum arundinaceum Retz.)为材料,研究不同重金属复合污染条件下斑茅的生长响应及重金属吸收、富集和迁移特征变化,为斑茅在重金属复合污染土壤中的修复应用提供理论依据.结果表明,随着复合污染土壤中重金属含量的增加,斑茅地上部鲜质量逐渐下降,最多较对照(不添加重金属)下降26.71%;斑茅根、茎、叶组织中的Cd、Zn、Pb、Cu含量也逐渐增加,其根部Cd、Zn、Pb、Cu的最大含量分别为104.4、2486.0、379.7、1457.3 mg/kg,其茎部Cd、Zn、Pb、Cu的最大含量分别为32.3、1461.7、77.6、25.3 mg/kg,其叶部Cd、Zn、Pb、Cu的最大含量分别为13.6、488.5、21.7、43.5 mg/kg;除对照外,同一处理水平Cd、Zn、Pb、Cu在斑茅中的富集系数表现为茎部Zn>Cd>Pb>Cu,叶部Cd>Zn>Cu>Pb;随着复合污染土壤中重金属含量的增加,斑茅茎部Cd、Zn、Pb、Cu的转移系数逐渐减小,而叶部Cd、Zn的转移系数逐渐增大,叶部Pb和Cu的转移系数先增大后减小.综合考虑,斑茅对Cd、Zn具有较好的吸收累积及转运能力,可作为Cd、Zn污染土壤的修复植物.
关键词： 斑茅 重金属 复合污染 吸收 富集 镉 锌 铅 铜
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不同作物秸秆生物炭对水稻镉吸收的影响
《西南农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析桑树枝秆、木薯秆和甘蔗渣生物炭对水稻镉吸收的影响,为广西镉污染稻田稻米安全生产提供参考依据.[方法]以桑树枝秆、木薯秆和甘蔗渣为原料制备的生物炭开展镉污染水稻土盆栽水稻试验[分别设施用桑树枝秆生物炭1.5%(MB1)、3.0%(MB2)、4.5%(MB3)和木薯秆生物炭1.5%(CB1)、3.0%(CB2)、4.5%(CB3)及甘蔗渣生物炭1.5%(SB1)、3.0% (SB2)、4.5%(SB3)处理,以不施用生物炭为对照(CK)].于水稻收获后测定分析土壤pH、土壤有效态镉含量及稻秆和稻米镉含量.[结果]施用生物炭处理镉污染盆栽水稻土的pH均有所提高,其中桑树枝秆生物炭处理水稻土的pH显著高于CK、木薯秆生物炭处理(CB3处理除外)和甘蔗渣生物炭处理(P<0.05,下同);土壤有效态镉含量均显著降低,其中桑树枝秆生物炭处理水稻土的有效态镉含量显著低于甘蔗渣生物炭处理,与木薯秆生物炭处理差异不显著(CB3处理除外)(P>0.05);稻米镉含量均低于CK,其中,MB1、MB2和MB3处理的稻米镉含量分别比CK显著降低69.48%、70.54%和74.70%;CB1、CB2和CB3处理的稻米镉含量分别比CK显著降低7.14%、40.54%和41.46%;SB1、SB2和SB3处理稻米镉含量分别比CK显著降低29.57%、31.87%和38.37%.相关性分析结果表明,施用生物炭处理稻米的镉含量与土壤pH呈极显著负相关(P<0.01,下同),与土壤有效态镉和稻秆镉含量呈显著或极显著正相关.[结论]在镉污染稻田土壤中施用桑树枝秆、木薯秆和甘蔗渣生物碳可有效降低水稻稻米对镉的吸收量,其中施用4.5%桑树枝秆生物炭的效果最佳,可最大限度地降低水稻生产的镉污染风险.
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微波消解-石墨炉原子吸收法测定果蔗中的镉
《化学研究与应用 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：本研究建立了微波消解-石墨炉原子吸收光谱测定果蔗镉的方法。果蔗样品经硝酸和过氧化氢消解,所得试液用超纯水定容稀释100 m L,在最佳工作条件下用石墨炉原子吸收法测定镉含量,镉质量浓度在0~1.0μg·L~(-1)以内与其对应的信号值呈线性关系,相关系数为0.9994,方法的检出限(3s/k)为0.016μg·L~(-1),回收率为90.0%~108.6%;用标准物质进行对照,其测定值在给定的标准值范围之内。该方法具有简便、快速、安全、准确的特点,适合果蔗中的镉含量的测定。
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水淹条件下秋华柳亚细胞中镉的分配特征
《生态学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：选取秋华柳(Salix variegata)扦插苗为研究对象,通过设置0、0.5、2、10 mg/kg 4个镉胁迫浓度,研究了水淹条件下秋华柳根、枝、叶亚细胞中镉的分配特征。结果表明:(1)试验各处理组秋华柳存活率均为100%,表现出良好的镉和水淹耐受能力。(2)与对照相比,在水淹条件下,各处理组秋华柳根、枝和叶的细胞壁仍是镉最主要的富集部位。各处理组植株细胞壁中的镉含量显著高于其他组分,质体中镉含量次之,细胞核和线粒体组分中的镉含量始终处于较低水平。(3)水淹显著提高了秋华柳根细胞壁中的镉含量,显著降低了高浓度镉处理(10 mg/kg)下萌枝细胞壁中的镉含量,但对叶细胞壁中的镉含量没有显著影响。(4)水淹显著提高了秋华柳根细胞中质体中的镉含量,对萌枝、叶细胞质体中的镉含量没有显著影响。研究证明,水淹条件下,秋华柳根枝叶细胞壁仍然是镉积累富集的最主要部位,从而减少了重金属对植物细胞的伤害。秋华柳适用于三峡消落带镉污染区域的植物修复。
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镉胁迫对甘蔗体内镉及游离氨基酸含量的影响
《西南农业学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：【目的】揭示镉(Cd)胁迫下甘蔗体内Cd的吸收及游离氨基酸的变化情况,为进一步研究甘蔗对Cd胁迫的耐受机制提供依据。【方法】通过土壤盆栽试验,采用不同浓度的Cd(0、25、50和100 mg/kg)对糖料甘蔗进行胁迫处理至成熟期,再利用氨基酸分析仪和原子荧光光谱仪测定Cd在甘蔗体内的吸收以及甘蔗游离氨基酸的变化。【结果】随着土壤Cd浓度的升高,甘蔗受害程度加重,甘蔗茎和叶中的Cd含量随Cd处理浓度的升高而增加,呈显著正相关;精氨酸(Arg)和亮氨酸(Leu)等氨基酸含量随Cd处理浓度的升高而增加,苏氨酸(Thr)和丝氨酸(Ser)等氨基酸含量在Cd处理浓度为25 mg/kg时降低,此后随Cd处理浓度的升高而增加。【结论】Cd胁迫使得甘蔗地上部的Cd含量显著增加,茎叶受到毒害,检测到的17种游离氨基酸含量均随之发生变化。
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