镉富集植物龙葵对镉的吸收转运机制的研究镉富集植物龙葵对镉的吸收转运机制的研究【字数：7429】
近年来，环境重金属镉污染的修复和治理已经成为国际性难题之一，植物修复作为一种针对被污染土地的原位治理方法，受到广泛关注，其关键技术在于利用镉积累植物吸收或消除土壤中的镉以达到修复和治理环境的目的。本文以镉积累植物龙葵为研究对象，通过水培实验研究龙葵幼苗对镉的吸收情况，蒸腾作用对龙葵吸收镉的影响，探讨龙葵在镉胁迫下对镉的吸收转运机制。结果显示，叶面喷施抗蒸腾剂后显著降低了龙葵的蒸腾速率，但没有显著影响龙葵对镉的吸收以及从地下往地上的转运；木质部汁液中Cd浓度高于营养液中Cd浓度；低温处理显著抑制龙葵对镉的吸收和转运。以上结果暗示了龙葵对Cd的吸收转运主要通过主动运输为主的共质体途径。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.1.1 植物材料 3
1.1.2 营养液 3
1.1.3 实验仪器及耗材 3
1.1.4 主要试剂 3
1.2 实验流程 3
1.2.1 配制Hoagland营养液3
1.2.2 育苗3
1.3 实验环境4
1.4 测定指标及测定方法4
1.4.1 地上部、地下部干物质量测定4
1.4.2 叶片蒸腾速率测定4
1.4.3 地上部、地下部Cd含量测定4
1.4.4 木质部汁液中Cd含量测定4
1.5 数据处理4
2 结果与分析4
2.1 不同浓度镉处理对两种龙葵干物质量的影响4
2.2 Cd在两种龙葵体内的分布情况6
2.3 蒸腾作用对镉吸收的影响7
2.4 两种龙葵木质部汁液中Cd的含量8
2.5 低温处理对两种龙葵镉吸收转运的影响 9
3 讨论 9
3.1 镉对龙葵生长的影响9
3.2 镉在龙葵体内的分布9
3.3 镉在龙葵体内的吸收和转运9
致谢10
参考文献10
镉富集植物龙葵对镉的吸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
收转运机制的研究
国家生命科学与技术人才培养基地 董鹏程
引言
引言
重金属及重金属化合物导致的环境污染统称为重金属污染。由于采矿、污水灌溉、废气排放和使用重金属超标制品等人为因素导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，导致环境质量恶化，危害人体健康。2011年4月，中国首个《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求控制5种重金属（汞、镉、铅、铬、砷）污染。其中，镉（Cd）作为一种非必需元素可在生物体内富集，误食被镉污染的食物会造成慢性中毒。自然界中的Cd常以Cd2+的形式存在，如何消除土壤重金属污染已成为全球性的难题。植物修复为环境重金属污染的修复与治理提供了新的思路，并在近几年迅速发展并受到广泛重视。其方法是通过特定植物对重金属的吸收、积累和转化能力减少土壤和环境中的重金属污染物。植物修复作为一种成本低廉、环保、高效的原位治理办法，具有极大的发展潜能。龙葵（Solanum nigrum L.）是近几年发现在我国广泛分布的一种Cd超富集植物，是用于Cd污染土地植物修复的优势植物之一。然而，利用龙葵除去重金属污染土壤中的Cd仍然面临许多问题，如：富集含量低、萃取修复周期长、缺乏标准化和成套化的工程技术等。
近几年全球科研工作者在环境科学的研究领域取得了较大的研究进展，其中土壤重金属污染的修复问题受到广泛关注。魏树和,周启星等[1]在重金属污染区采样分析的基础上通过室外盆栽模拟实验证实杂草龙葵(Solanum nigrum L.)是一种Cd超积累植物。土培实验表明，在25mg/kg的Cd污染水平下，龙葵茎和叶中的Cd含量均超过了Cd超富集植物应达到的临界标准100mg/kg、同时地上部Cd含量大于地下部Cd含量，且地上部Cd富集系数大于1。吉普辉等[2]报道镉处理下龙葵幼苗的生长表现出显著的浓度效应和时间效应。在Cd浓度小于50μM的处理水平下，地上部干物质量降低了15.48%，根系干物质量略有升高，25μM Cd处理能显著提高龙葵幼苗的根系活力。超积累植物龙葵幼苗的地上部是Cd的主要积累部位，Cd含量的分布特征是叶片>茎>根系[3]。同时，龙葵幼苗叶片中镉的分布也呈现一定的规律，按叶位不同呈相应变化，第7片真叶中Cd含量最高，叶片边缘和叶脉间隙的Cd含量低于叶脉部分。郭智[3]认为，植物体内Cd2+由地下转运至地上部，到达叶片的Cd2+不再通过韧皮部移动到其他组织器官。镉从根部向地上的转运以及在地上部的积累是个复杂的过程，通常认为被根系吸收的Cd2+先装载到木质部中，再随木质部液流运输到地上部，最后卸载到植物的其他组织器官。根部具有快速向地上部转运金属离子的能力是大多数超积累植物的重要特征。其中东南景天主要通过共质体途径吸收Cd，并将其转运到地上部[4]。李志贤、冯涛等[5]曾报道镉超积累植物天蓝遏蓝菜（T.caerulescens）与对应的非超积累生态型的主要差异在于其根系通过共质体途径吸收Cd的效率，而不是根细胞区隔作用或木质部装载的效率。在蒸腾拉力的驱动下通过木质部向地上部转运金属离子，但是Cd2+在龙葵地上部植株中的积累与光合强度、蒸腾速率和气孔导度的相关性并不显著，说明土壤中的Cd被龙葵吸收进入根系再到各组织器官的途径主要依靠共质体途径和质外体途径[6]。另外，在较高浓度的镉胁迫下野生龙葵表现出抗逆性，但对Cd的积累能力受到一定限制，如果超过富集限度，龙葵的正常生理活动也会受到影响[7]，叶片中的抗氧化防御反应总体上随胁迫效应的增加而增加[3]。盆栽实验显示，不同浓度镉处理下的少花龙葵和红果龙葵均未表现出超富集特性[5]。田间试验表明，种植密度会影响生物量，从而影响镉吸收量[6]。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.1.1 植物材料 3
1.1.2 营养液 3
1.1.3 实验仪器及耗材 3
1.1.4 主要试剂 3
1.2 实验流程 3
1.2.1 配制Hoagland营养液3
1.2.2 育苗3
1.3 实验环境4
1.4 测定指标及测定方法4
1.4.1 地上部、地下部干物质量测定4
1.4.2 叶片蒸腾速率测定4
1.4.3 地上部、地下部Cd含量测定4
1.4.4 木质部汁液中Cd含量测定4
1.5 数据处理4
2 结果与分析4
2.1 不同浓度镉处理对两种龙葵干物质量的影响4
2.2 Cd在两种龙葵体内的分布情况6
2.3 蒸腾作用对镉吸收的影响7
2.4 两种龙葵木质部汁液中Cd的含量8
2.5 低温处理对两种龙葵镉吸收转运的影响 9
3 讨论 9
3.1 镉对龙葵生长的影响9
3.2 镉在龙葵体内的分布9
3.3 镉在龙葵体内的吸收和转运9
致谢10
参考文献10
镉富集植物龙葵对镉的吸 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
收转运机制的研究
国家生命科学与技术人才培养基地 董鹏程
引言
引言
重金属及重金属化合物导致的环境污染统称为重金属污染。由于采矿、污水灌溉、废气排放和使用重金属超标制品等人为因素导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，导致环境质量恶化，危害人体健康。2011年4月，中国首个《重金属污染综合防治“十二五”规划》要求控制5种重金属（汞、镉、铅、铬、砷）污染。其中，镉（Cd）作为一种非必需元素可在生物体内富集，误食被镉污染的食物会造成慢性中毒。自然界中的Cd常以Cd2+的形式存在，如何消除土壤重金属污染已成为全球性的难题。植物修复为环境重金属污染的修复与治理提供了新的思路，并在近几年迅速发展并受到广泛重视。其方法是通过特定植物对重金属的吸收、积累和转化能力减少土壤和环境中的重金属污染物。植物修复作为一种成本低廉、环保、高效的原位治理办法，具有极大的发展潜能。龙葵（Solanum nigrum L.）是近几年发现在我国广泛分布的一种Cd超富集植物，是用于Cd污染土地植物修复的优势植物之一。然而，利用龙葵除去重金属污染土壤中的Cd仍然面临许多问题，如：富集含量低、萃取修复周期长、缺乏标准化和成套化的工程技术等。
近几年全球科研工作者在环境科学的研究领域取得了较大的研究进展，其中土壤重金属污染的修复问题受到广泛关注。魏树和,周启星等[1]在重金属污染区采样分析的基础上通过室外盆栽模拟实验证实杂草龙葵(Solanum nigrum L.)是一种Cd超积累植物。土培实验表明，在25mg/kg的Cd污染水平下，龙葵茎和叶中的Cd含量均超过了Cd超富集植物应达到的临界标准100mg/kg、同时地上部Cd含量大于地下部Cd含量，且地上部Cd富集系数大于1。吉普辉等[2]报道镉处理下龙葵幼苗的生长表现出显著的浓度效应和时间效应。在Cd浓度小于50μM的处理水平下，地上部干物质量降低了15.48%，根系干物质量略有升高，25μM Cd处理能显著提高龙葵幼苗的根系活力。超积累植物龙葵幼苗的地上部是Cd的主要积累部位，Cd含量的分布特征是叶片>茎>根系[3]。同时，龙葵幼苗叶片中镉的分布也呈现一定的规律，按叶位不同呈相应变化，第7片真叶中Cd含量最高，叶片边缘和叶脉间隙的Cd含量低于叶脉部分。郭智[3]认为，植物体内Cd2+由地下转运至地上部，到达叶片的Cd2+不再通过韧皮部移动到其他组织器官。镉从根部向地上的转运以及在地上部的积累是个复杂的过程，通常认为被根系吸收的Cd2+先装载到木质部中，再随木质部液流运输到地上部，最后卸载到植物的其他组织器官。根部具有快速向地上部转运金属离子的能力是大多数超积累植物的重要特征。其中东南景天主要通过共质体途径吸收Cd，并将其转运到地上部[4]。李志贤、冯涛等[5]曾报道镉超积累植物天蓝遏蓝菜（T.caerulescens）与对应的非超积累生态型的主要差异在于其根系通过共质体途径吸收Cd的效率，而不是根细胞区隔作用或木质部装载的效率。在蒸腾拉力的驱动下通过木质部向地上部转运金属离子，但是Cd2+在龙葵地上部植株中的积累与光合强度、蒸腾速率和气孔导度的相关性并不显著，说明土壤中的Cd被龙葵吸收进入根系再到各组织器官的途径主要依靠共质体途径和质外体途径[6]。另外，在较高浓度的镉胁迫下野生龙葵表现出抗逆性，但对Cd的积累能力受到一定限制，如果超过富集限度，龙葵的正常生理活动也会受到影响[7]，叶片中的抗氧化防御反应总体上随胁迫效应的增加而增加[3]。盆栽实验显示，不同浓度镉处理下的少花龙葵和红果龙葵均未表现出超富集特性[5]。田间试验表明，种植密度会影响生物量，从而影响镉吸收量[6]。
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