木芙蓉对淹水胁迫的响应及其耐涝性综合评价

为挖掘木芙蓉(Hibiscus mutabilis)耐涝种质资源,对13个木芙蓉品种水淹15 d后的形态和生理生化指标进行研究,并构建耐涝评价体系。结果表明,水淹胁迫后,木芙蓉品种各性状的变化趋势和幅度均不同,部分性状间的相关性显著(P<0.05)。14个指标按贡献率大小归因为形态生长指标、不定根形态指标、膜脂过氧化指标、根系生物量指标、抗氧化指标及渗透调节指标。根据综合耐涝评价值(D)进行聚类分析,表明13个木芙蓉品种可分为强耐涝(3个品种)、较强耐涝(5个品种)、中等耐涝(3个品种)和不耐涝(2个品种)等4个类型。因此,株高、不定根数、不定根长可作为木芙蓉苗期耐涝性快速、简便的鉴定指标。

Cd胁迫对两种龙葵光合生理及叶绿素荧光特性的影响

为探究和比较两种不同龙葵对Cd胁迫的光合生理和叶绿素荧光特性响应的差异,试验以Cd超富集植物龙葵(Solanum nigrum)和少花龙葵(Solanum americanum)为材料,于2018年3月采用水培试验,研究了不同浓度(0、20、80、320μmol·L^-1)Cd胁迫对两种龙葵植株形态指标、气体交换参数、叶绿素及叶绿素荧光特性等的影响。结果表明:不同浓度Cd胁迫显著影响两种龙葵生长,两者的Cd耐受存在差异。少花龙葵在Cd浓度≥20μmol·L-1时生长受到抑制(P<0.05);随Cd浓度增加,少花龙葵的形态指标、生物量积累、叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Ts)、PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)均较CK显著降低(P<0.05),但初始荧光(Fo)、叶绿素a/b有上升趋势;当Cd浓度≥80μmol·L^-1时,少花龙葵PSⅡ的受损程度加重。龙葵则在Cd浓度≥80μmol·L^-1时受到生长抑制,随Cd浓度增加,龙葵相应指标均呈下降趋势(P<0.05),但其形态指标、生物量积累及叶绿素荧光参数等指标的降低范围均小于少花龙葵。此外,Cd胁迫对两种龙葵传能效率的抑制比光能转化效率的抑制更为明显。20μmol·L^-1 Cd胁迫时,两种龙葵光合作用主要受气孔因素限制;80~320μmol·L^-1 Cd胁迫时,其光合作用主要受非气孔因素限制。研究表明,Cd胁迫在少花龙葵的生长和光合方面表现出更显著的抑制作用;受Cd浓度的影响,两种龙葵光合作用的降低是气孔限制和非气孔限制综合作用的结果。研究进一步从光合生理和叶绿素荧光特性响应方面证明龙葵对Cd胁迫的耐受能力强于少花龙葵。

黄果龙葵幼苗对镉胁迫的生理生长响应

黄果龙葵(Solanum diphyllum)是茄科的小灌木,已有的研究对黄果龙葵的镉(Cd)响应知之甚少。该研究采用水培控制试验,在160μmol·L^(-1)Cd胁迫下,测定了黄果龙葵幼苗在不同胁迫时间点(0、0.5、1、3、7、19 d)的生长、耐性系数(TI)、Cd富集特性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、渗透调节物质和光合色素等指标。结果表明:(1)在胁迫0~3 d时Cd对黄果龙葵幼苗的生长无显著影响。胁迫3~19 d时表现为明显抑制,且毒害随胁迫时间延长而加重。与对照组相比,Cd胁迫使黄果龙葵幼苗的生物量降低13.28%~62.40%。(2)黄果龙葵幼苗的最大Cd积累量为60.14μg·plant^(-1),其地上部份的Cd积累量占植株的15.46%~35.24%。(3)丙二醛(MDA)含量呈上升趋势,根的MDA含量最大增幅为对照组的5.25倍。SOD活性、游离脯氨酸、可溶性糖、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量均呈先升后降的趋势。(4)黄果龙葵幼苗的耐性系数TI随胁迫时间延长而降低,最小值为0.64。综上结果认为,黄果龙葵是一种潜在的Cd忍耐植物,其幼苗对高浓度的Cd胁迫在短时间内具有一定程度的耐性,并且黄果龙葵可能通过渗透调节和根系固持来缓解Cd毒害。该研究结果为寻找合适的植物修复材料提供了理论依据。

圆叶锦葵对Cd处理的光合生理响应及Cd富集特征

为揭示镉(Cd)处理下圆叶锦葵的光合耐性及其对Cd的富集特征,通过土壤盆栽试验,设置不同浓度Cd[0(CK)、5、15、30、60、100 mg·kg^(-1)]对圆叶锦葵进行处理,测定不同Cd浓度处理下圆叶锦葵的生长、光合参数、光合色素含量、抗氧化酶(SOD、CAT、POD、APX)活性及对Cd的富集能力。结果表明,Cd处理促进了圆叶锦葵的生长,30 mg·kg^(-1) Cd处理下生物量达到最大值。Cd处理下,光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)均呈先增加后降低的趋势,5～60 mg·kg^(-1)处理时Pn和Tr显著高于CK,100 mg·kg^(-1)Cd处理下的Pn和Tr显著低于CK。Cd处理下,叶绿素a含量增加,而叶绿素b、总叶绿素含量和类胡萝卜素含量呈先升高后降低的趋势,分别在5 mg·kg^(-1)和30 mg·kg^(-1)处理时达到最大值,Cd处理下的光合色素含量均显著高于CK。0～5 mg·kg^(-1)Cd处理下的光合作用受气孔因素和非气孔因素(叶面积、光合色素和抗氧化酶等)的影响;而5～100 mg·kg^(-1)处理下的光合作用主要受气孔因素的影响。随着Cd浓度的增加,圆叶锦葵根、茎、叶组织中Cd含量逐渐增加,其生物富集系数(BCF)和转运系数(TF)均大于1.0,BCF值在5 mg·kg^(-1)Cd处理时达到最大值,其对Cd具有较强的富集能力,TF值在100 mg·kg^(-1)Cd处理时显著升高,且达到最大值(7.37),其对Cd具有较强的转运能力;100 mg·kg^(-1)Cd处理下,圆叶锦葵根、茎、叶组织中Cd>100 mg·kg^(-1)DW。综上,圆叶锦葵对Cd具有较强的光合耐性和超富集能力,是一种潜在的超富集植物。本研究结果为挖掘新的植物修复材料提供了理论依据。

蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤镉污染

为探究胶质芽孢杆菌对蜀葵修复土壤Cd污染能力的影响,采用盆栽试验,以蜀葵为供试植物,研究了25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌对蜀葵生物量、Cd积累量、根际土壤有效态Cd含量和根际土壤酶活性的影响。结果表明:25mg·kg^-1Cd胁迫下,施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可显著提高蜀葵根、茎生物量(P<0.05),总生物量相比单一Cd处理提高了33.6%~73.2%;施用3、6、9 g·kg^-1的胶质芽孢杆菌,蜀葵整株Cd积累量是单一Cd处理的1.64、2.89、1.69倍,蜀葵根际土壤有效态Cd含量分别上升4.8%、13.1%和8.5%。25 mg·kg^-1Cd胁迫下施用胶质芽孢杆菌后,蜀葵根际土壤脲酶、蔗糖酶活性随施用浓度增加而升高,且处理间差异显著(P<0.05);脱氢酶活性在施用3 g·kg^-1和6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌下活性显著增强(P<0.05);多酚氧化酶活性随施用胶质芽孢杆菌浓度上升而持续减弱且变化显著(P<0.05)。研究表明,25 mg·kg^-1Cd处理下施用6 g·kg^-1胶质芽孢杆菌可有效提高蜀葵修复土壤Cd污染的能力,蜀葵-胶质芽孢杆菌联合修复土壤Cd污染具有一定应用潜力。

两种表面活性剂对镉胁迫下龙葵生理特性的影响

以镉污染土壤为试材,以龙葵为研究对象,采用盆栽试验,分别研究了不同浓度鼠李糖脂和皂角苷对镉(Cd)胁迫下龙葵(Solanum nigrum L.)生物量、株高和生理指标的影响。结果表明:在镉胁迫下,随着鼠李糖脂和皂角苷浓度的增加,龙葵的株高、生物量、叶绿素a(chl a)、叶绿素b(chl b)、总叶绿素含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及可溶性蛋白质含量呈现先增高后降低的趋势,游离脯氨酸、丙二醛(MDA)含量升高,而可溶性糖含量则呈现降低的趋势。在单独施加鼠李糖脂的条件下,较低浓度鼠李糖脂(0.25、0.50g·L^(-1))能够提高龙葵植株的株高和生物量,缓解重金属Cd对龙葵的毒害,并在鼠李糖脂浓度为0.50g·L^(-1)时,缓解毒害的作用最为明显;而高浓度鼠李糖脂(5.00、7.50g·L^(-1))则会加剧对龙葵的毒害。而单独施加皂角苷则在处理浓度≤5.00g·L^(-1)时促进龙葵的生长,尤以皂角苷浓度为5.00g·L^(-1)时的效果最好,但效果并不显著;当皂角苷浓度为7.50g·L^(-1)时,则会抑制龙葵的生长。综合来看,鼠李糖脂的处理效果优于皂角苷。

木麻黄属植物对土壤重金属的富集及修复研究进展

木麻黄属(Casuarina Adans.)植物是常绿被子植物,作为一类经济植物,其生长快,适应性强,耐盐碱、耐贫瘠,在改善生态环境、防沙固土等方面有着巨大的优势。在我国尤其是南方城市,木麻黄属植物不仅在园林绿化、美化中应用广泛,而且具有一定的环境修复潜力,对部分重金属累积能力强、净化效果好。文中综述近年来木麻黄属植物重金属耐性及积累特性的相关研究,并提出木麻黄属植物对土壤重金属修复研究的基本思路和对策。