科研产出
不同水分管理对水稻镉和矿质元素吸收及农艺性状的影响
《农业研究与应用 》 2023
摘要：为了解不同水稻品种在不同水分管理模式下对水稻镉(Cd)吸收累积及矿质元素含量和农艺性状的影响,采用小区试验法研究了常规水分管理(CK)、干湿交替(IF)、全程水淹管理(CF)对10香优郁香(YY186)、野香优莉丝(YX160)、良湘优868(LX142)等3个水稻品种Cd富集、矿质元素含量、农艺性状的影响.研究结果发现,不同品种水稻在不同水分管理模式下的降Cd效果为:CF>IF>CK,CF模式稻米Cd含量最低,含量为0.12 mg/kg;不同水分管理模式下YY186水稻品种稻米的Fe、Zn含量存在差异;各品种在IF、CF模式下的Fe、Zn含量比CK模式相对要高,其他矿质元素(Ca、Cu、Mn、K、Mg)含量无差异;IF模式下,水稻有效分蘖、千粒重、穗粒数比CF、CK模式下要高,CF模式下水稻有效分蘖、千粒重、穗粒数最低.本研究表明,CF和IF模式均可有效降低稻米中Cd含量和提高稻米中Fe、Mn、Zn、Mg含量,IF模式下3个水稻品种的有效分蘖、千粒重、穗粒数优于CF模式.综合评价,IF水分管理模式在兼顾水稻降镉的同时更利于水稻生长.
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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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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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锌硼钼配施对茉莉花开花及叶片养分的影响
《中国土壤与肥料 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为探索锌硼钼配施对茉莉花开花及叶片养分的影响,以2年生盆栽茉莉花为试材,采用三因素三水平正交设计,于修剪5?d后先后叶面喷施3次,修剪30?d后测量茉莉花花朵数量,修剪35?d后测量花径大小及叶片养分含量.结果表明:(1)随着喷施浓度的增加,叶片相应微量元素含量增加,适宜浓度的锌、硼肥能促进茉莉花开花及养分吸收,0.10%钼即抑制茉莉花开花.(2)0.50%锌、0.20%硼肥配施,茉莉花的平均花朵数量最多、花径最大.对花朵数量的影响为钼>锌>硼,对花径的影响为硼>钼>锌.(3)喷施锌肥是叶片锌、叶绿素含量的最主要影响因素;喷施硼肥是叶片硼、全磷含量的最主要影响因素;喷施钼肥是叶片钼、全氮、全钾含量的最主要影响因素.综上,0.50%锌、0.20%硼肥配施能促进茉莉花开花及叶片养分吸收.该研究为茉莉花平衡施肥提供技术指导.
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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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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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红麻DNA甲基化响应镉胁迫及甲基化差异基因的表达分析
《作物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：DNA甲基化是植物重要的表观遗传修饰方式之一,在响应逆境胁迫中具有重要作用,但是有关镉胁迫下植物DNA甲基化水平变化的报道甚少。本研究以红麻P3A为材料,采用水培法对幼苗进行300μmol L-1的CdCl2处理,测定幼苗农艺性状及镉含量;利用甲基化敏感扩增多态性技术（methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP）分析镉胁迫下根系DNA甲基化水平变化;回收甲基化差异片段并克隆测序,采用qRT-PCR技术对DNA甲基化差异基因的表达量进行分析。结果表明, CdCl2胁迫显著抑制红麻幼苗的株高、茎粗、根长、根表面积以及全鲜重。对照及镉处理下幼苗根系的DNA甲基化率分别为62.78%、68.23%,其中全甲基化率分别为37.50%、36.36%,半甲基化率分别为25.28%、31.87%,表明镉胁迫显著提高红麻幼苗根系的DNA甲基化水平。qRT-PCR分析表明, 7个与抗性密切相关的DNA甲基化差异基因也存在表达量的差异,推测DNA甲基化水平变化在响应红麻镉胁迫中发挥重要作用。本结果为深入探索DNA甲基化响应植物镉胁迫的潜在机制提供了理论基础。
关键词： 红麻 镉胁迫 DNA甲基化 甲基化敏感扩增多态性（MSAP） 实时荧光定量PCR（qRT-PCR）
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镉胁迫对红花玉蕊矿质元素含量的影响及相关性分析
《黑龙江农业科学 》 2020
摘要：为筛选适宜镉污染土壤的园林湿生植物树种,以二年生红花玉蕊为试验材料,模拟全日潮、设置不同Cd~(2+)浓度对红花玉蕊进行处理,胁迫60d后测定植株叶片中的矿质元素含量且进行相关性分析。结果表明:0～100mg·kg~(-1) Cd~(2+)胁迫下的红花玉蕊植株生长发育正常,叶片中N、P、K、Fe、Cu元素含量随着Cd~(2+)浓度的增加均呈先升高后下降的趋势,各元素出现吸收高峰值在Cd~(2+)浓度25～75mg·kg~(-1),其中,N、K、Fe、Cu含量的低峰值在100mg·kg~(-1),较对照组均呈显著差异(P<0.05),P含量较对照组无显著差异。此外,不同Cd~(2+)浓度与N、K、Fe、Cu呈负相关,与P呈正相关,但均不显著。可见Cd~(2+)胁迫下红花玉蕊对矿质元素N、P、K、Fe、Cu的吸收有一定程度的影响,整体呈低浓度促进,高浓度抑制的现象,但并不影响植株正常生长发育,表明红花玉蕊对0～75mg·kg~(-1)的Cd~(2+)胁迫有较好的耐受性,在城市内河或湖泊受镉金属污染地段的景观绿化、生态修复、植物群落多样性等有一定的园林应用前景。
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