NaCl胁迫下作物对离子的吸收及分配
NaCl胁迫下作物对离子的吸收及分配
摘要：盐渍化土壤在世界上分布广泛，在我国也有很大的面积。为了开发利用盐渍化的土地资源，传统
的治理途径是采用工程和农业措施相结合的方法。然而，近年来越来越多的研究表明发掘利用现有的生物
资源，应用现代生物技术，通过培育抗盐品种来提高植物抗盐性也是开发利用盐碱土的一个重要方面。本
文通过对作物耐盐品种和盐敏感品种的比较，综述了盐胁迫下粮食、果树、蔬菜及棉花等作物对K+、Na+、
Ca2+、Mg2+等离子吸收及分配的影响，并提出了进一步的研究方向。
关键词：NaCl胁迫；离子；吸收；分配
盐度是限制植物生长的主要环境因素。盐胁迫下，植物体内的主要生理过程都会受到影响，如光合作用、蛋白质合成以及能量和油脂代谢等。总体来说，盐胁迫对植物造成的危害主要是离子毒害、渗透胁迫和营养不平衡三方面。它们都与盐胁迫下植株对离子的吸收有着直接或间接的关系[1,2]。防止或减轻盐胁迫对植物的伤害，主要涉及如何维持植株功能叶片中的离子平衡，降低有毒离子的积累，增强盐分在不同器官中的区域化分配等[3,4,5]。本文综述了盐胁迫下作物对离子的吸收及分配的影响，以期在更全面地了解作物对盐胁迫的适应性反应机制的基础上，为提高农作物的抗盐能力，培育高耐盐作物新品种，发展海水农业及改良利用盐碱地等提供理论依据。
1 对Na+、K+吸收及分配的影响
Na+是造成植物盐害及产生盐渍生境的主要离子, K+是植物生长发育所必需的大量元素和重要的渗透调节组分。然而由于2 种离子半径和水合能相似，Na+对K+吸收呈现出明显的竞争性抑制作用。因此，盐碱化土壤上的作物往往受到Na+毒害和K+亏缺的双重伤害, 对它们选择程度的高低就成为影响植物抗盐能力强弱的一个重要因素。研究表明，具有较高K+／Na+选择性的作物品种抗盐性强于K+／Na+选择性较低的作物品种[4,6]。
1.1 粮食作物
正常生长的植株中，小麦各器官Na+含量以根系最高，叶片最低，而在0.2%～1.0%的NaCl胁迫下，其Na+含量则以茎内最高，叶片最低，且在0.2%～0.8%范围内，小麦对Na+的吸收遵循此规律，超过这一阈值，小麦的生理活性和对Na+的主动吸收降低[7]。随盐度水平的增加，水稻向茎叶中运输K+的选择性先减后增，武育粳3号在NaCl浓度为34mmol/ L 时K+、Na+运输最小，较耐盐的扬稻6号最小点则在52mmol/ L 时，且较耐盐的扬稻6号地上部K+／Na+比值均大于武育粳3号[8]。盐胁迫下，玉米地上部和根部Na+含量增加，根部Na+含量明显高于地上部[9,10]。
作物在盐胁迫下对盐分离子的分隔作用不仅体现在地上部和地下部，而且还体现在不同的器官组织、甚至细胞及亚细胞水平上。耐盐品种使有害离子能更有效地滞留于液泡之中，使其得以维持更稳定的细胞质代谢环境。Harvey证明小麦耐盐性低于玉米，因为小麦叶肉细胞中，Na+在液泡中浓度较低，而在细胞质、叶绿体和细胞壁中较高；盐处理玉米中Na+主要分布在根皮层细胞的液泡中，而小麦根皮层细胞的液泡中浓度较低[11]。
盐胁迫下，水稻、大麦、小麦等作物向地上部输送的Na+较少，留存于根部的较多，从而维持地上部较低的Na+含量和适宜的K+／Na+比值，以利于植株体内正常的代谢活动[12-15]。但有研究结果表明：玉米、高粱等作物地上部分K+／Na+比值均较根系高，可能是有
部分Na+在向地上部运输过程中经韧皮部环流到根系，以维持地上部较高的K+／Na+比值，从而减轻盐分对地上部的伤害，这也被称作―脉内再循环‖[9,10]。1
1.2 果蔬作物
盐胁迫下，Na+大量进入细胞，细胞内Na+增加，而K+外渗，使Na+／K+值增大，从而作者简介：朱小梅（1982-）女，硕士，江苏盐城人，主要从事盐碱土改良利用方面的研究。
打破原有的离子平衡，当Na+／K+比值增大到阈值时植物即受害。一般来说，土壤溶液浓度超过0.3％时，对蔬菜养分和水分的吸收就会产生明显的阻碍作用，导致蔬菜营养不平衡，从而影响产量和品质。
对杭茄和引茄两个茄子品种的研究表明，在土壤盐分含量为0.57 g/kg时，两个品种之间地上部分Na+含量没有显著差异。随着土壤盐分增加，茄子地上部分Na+浓度显著增加，K+浓度逐渐降低，地上部分Na+含量与土壤盐分含量呈显著正相关（R2=0.8475～0.9889），K+含量与土壤盐分含量呈显著负相关（R2=0.8810～0.8152），耐盐性强的引茄K+/Na+显著高于盐敏感的杭茄[16]。Kaya，丁能飞等在大白菜、菠菜和莴苣等作物上也得到了类似的结论[17,18]。可见，在同等程度盐胁迫下，耐盐作物品种在生长过程中比盐敏感品种更具吸收K+的优势，也更具抗盐性。
研究表明，低质量分数盐胁迫使石榴、桃叶片K+／Na+明显提高，高质量分数盐胁迫使K+／Na+值降低，且存活植株各部分K+／Na+ >1，死亡植株（石榴135 mmol/ L，桃50 mmol/ L盐处理）的K+／Na+ <1[19]。苹果砧木小金海棠在盐胁迫下叶片和根系中Na+均随盐浓度的升高而迅速增加，但叶片中增加幅度明显小于根系中的增加幅度，而K+含量变化不明显[20]。NaC1处理的沙枣叶片积累Na+水平随外界盐浓度增大而提高，且下部老叶Na+含量高于上部幼叶，使得Na+对代谢旺盛部位的干扰减轻，作物耐盐性增强，而K+的含量略低于对照[21]。
1.3 经济作物
棉花的耐盐性较强，但当盐分浓度大于0.2%时，就会对棉株体产生离子毒害和渗透胁迫，而且盐分浓度越高，伤害作用越大。培养在正常营养液中的棉花，体内Na+含量较低,其根系、茎杆(含叶柄) 、叶片的Na +含量之比为2. 5∶1. 4∶1. 0。而150 mmol/ L 的NaCl 处理下棉苗根、茎、叶中Na +含量均增加200 %以上，根、茎、叶的Na +含量之比为2. 9∶1. 9∶1. 0，滞留于根系、茎杆的Na+相对增加较多。根系、茎杆中的K+含量较对照分别下降了20 %、10 %，叶片中K+含量增加14 %，K+ / Na+也较高[22]。
关于盐离子在棉株地上部区域化分布的特点已有较多研究报道，但所得结论不尽一致。有研究表明，耐盐性较强的棉花在NaC1胁迫下，体内离子以Na+为主，90%积累在地上部[23]。耐盐性较强的枝棉3号叶片Na+含量显著低于耐盐性较弱的泗棉3号，且枝棉3号有较多的Na+积累到茎和叶柄中[24]。Leidi等也曾报道过类似的结论[25]。但也有报道称，不同耐盐性棉花品种间叶片Na+含量和K+／Na+基本一致，未见不同品种间盐离子在棉株地上部区域化分布方面的显著差异[26]。
对3个大豆品种的研究表明，在NaCl 根际处理12 h 过程中，野生大豆和较耐盐的栽培大豆幼苗根对Na+吸收和向茎、叶的运输逐渐增加，10 h 时趋于稳定，Na+ -含量高低顺序是根> 茎> 叶，但盐敏感品种的Na +含量则是茎>根>叶[27,28]。盐敏感品种将过剩的Na+贮存于茎部这一生理活动较弱的区域，是其对盐胁迫的一种反应。盐胁迫下，向日葵茎秆对盐分的截留、积累非常显著。100～300mmol／L NaCl胁迫下，油葵体内Na+含量分布：根系>茎秆>叶柄>叶片，在不同器官，Na+含量上升幅度最大的是茎秆，其次是叶柄，叶片和根系Na+上升幅度较小，但盐胁迫下油葵叶片K+含量显著上升[29]。
2 对Ca2 +、Mg2 +吸收及分配的影响
Ca2+对植物的盐耐性有着重要的作用。通过促进K+/Na+选择性，从外部吸收的Ca2+可降低NaCl的毒性。资料表明，单纯Ca2+浓度的高低并不能反映植物受盐胁迫的情况，Na+／Ca2+值则可较好地反映盐胁迫的程度[1,6]。高的Na+／Ca2+值，会使Ca2+很容易被其它阳离子从细胞外的束缚场所取代，导致Ca2+的重要营养和生理作用受到影响，使植株叶片干枯甚至死亡。
水稻、玉米试验中，植株茎叶Ca2+的浓度随NaCl浓度的提高而增加，Ca2+／Na+值却随NaC1浓度的升高而降低[8,9]。随NaCl浓度的提高，小麦根系和茎对Ca2+的累积量逐步降低，
全株和叶片的累积量先减少后增加，且随着盐度的上升，小麦全株及各器官Mg2+的累积量逐步下降，与对照相比，在1.0%的NaCl处理中，全株减少了42.4%，根、茎和叶分别减少36.5%、52.4%和43.3%[7]。贾洪涛等在玉米和碱蓬上的试验也得到了类似的结论[10]。但也有研究表明，NaCl胁迫下，水稻植株地上部分的Mg2 +含量基本没有太大变化[8]。
随盐浓度的提高，大白菜地上部分Ca2+、Mg2+含量有逐渐下降的趋势，且在相同盐分浓度处理下，耐盐性强的大白菜品种体内Ca2+、Mg2+含量均比盐敏感品种要高[17]。NaCl胁迫显著促进茄子对Ca2+的吸收，土壤盐分含量为1.0g/kg和1.5g/kg时，盐敏感品种的Ca2 +含量高于耐盐品种，当土壤盐分超过1.5g/kg时，耐盐和盐敏感2个茄子品种吸收的Ca2+没有显著差异，但耐盐品种Ca2+/ Na+显著高于盐敏感品种[16]。可见，盐胁迫下，耐盐茄子、大白菜品种在生长过程中吸收Ca2+、Mg2 +的优势明显。
盐胁迫下，番茄、酸橙植株对Ca2+、Mg2+的吸收降低[30]；40 mmol／L 盐胁迫下，柚实生苗地上部的Ca2+/ Na+及Mg2 +/ Na+值均显著降低[31]；80 mmol／L NaCl处理l4天，豇豆和野生菜豆叶片对Ca2+、Mg2+的净吸收率和净运输率比对照降低，而宽叶菜豆则表现出较高的吸收和运输离子的能力[32]。
NaCl胁迫显著降低棉苗对Ca2+、Mg2 +的吸收[23]。150 mmol/ L NaCl 胁迫下, 棉花幼苗体内Ca2 + 含量下降, 根、茎、叶分别下降了23 %、10 %、4 %[26]。
3 对其他离子吸收及分配的影响
除Na+外，Cl-的积累也是植物发生盐害的主要因子之一。Cl-的过量吸收可抑制植物对HPO42一的吸收，使植物营养失调，生长受抑[34]。随着土壤NaCl浓度的提高，银杏、石榴、葡萄、桃和猕猴桃等5种落叶果树地上和地下部Cl-的浓度增加，但不同树种的表现差异明显[34]。NaCl胁迫下，油葵、玉米和碱蓬植株中Cl-主要分布在茎秆和叶柄，叶片和根系中Cl-含量较少，其区域化分布程度不如Na+明显[10,29]。
随着盐度的增加，小麦全株内5种微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn、Mo）的累积量出现先降低后上升，然后再降低的相同行为，只是5种元素降低或者上升的临界盐度有所不同[7]。根、茎和叶内微量元素的累积量和相对含量表现出较为复杂的格局。NaCl处理下，柑橘叶片中Fe、Mn、Zn、Cu等元素的质量分数无显著变化[21]。随土壤ESP升高，芦笋和番茄对微量元素的吸收能力减弱，而菜豆对微量元素的吸收能力增强[33]。赵学良发现，NaC1胁迫显著降低棉苗对Fe、Cu、Zn的吸收[23]；而陈亚华等的研究却表明，棉苗叶片和根系的Fe、Cu、Zn含量在NaC1胁迫下有所提高[26]。这说明在盐胁迫下，Na+的累积对作物体内微量元素的分配是有干扰的或盐胁迫下作物自身在不断的进行调整以适应盐环境。
4 研究展望
植物的耐盐机理，从植株水平到细胞水平、分子水平，是涉及多策略、多层次、多环节、多基因的复杂机制。近年来，人们对植物的耐盐性进行了大量研究，在耐盐机制、耐盐生理、耐盐性的遗传、耐盐品种的选育等方面取得了很大成就。在耕地有限、盐渍化土壤日益增多、人口不断增长的今天，进一步加强耐盐细胞、分子水平的研究和盐胁迫下某些关键离子( Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-)作用的研究，做到科研与生产有机结合，这必将对今后引种、驯化、改良和培育抗盐作物，快速有效的改良利用盐渍化土地资源提供更充分的理论依据。
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Absorption and transportation of ions in crops under NaCl stress ZHU Xiao-mei1, HONG Li-zhou1, WANG Mao-wen1, DING Hai-rong1, LIU Chong1and WU Jia-wang2
(1. Institute of Agriculture sciences In the Coastal Area Jiangsu, Y ancheng 224002;
2. Dazhong Farm in Jiangsu province, Dafeng 224100)
Abstract: Saline soil are widely distributed in the world, there is also a large area of it in our country. In order to develop and use the saline land resources, the traditional governance way is through the method of combing the use of engineering and agricultural practices. However, in recent years an increasing number of studies have shown that cultivating salt-tolerant varieties by exploring the use of exiting biological resources, applying modern biotechnology to improve the salt resistance of plant is also an important aspect to develop and use saline-alkali soil. This paper reviewed the effects of absorption and transportation on ions such as K+, Na+, Ca2+, Mg2+ in grain crops, fruit trees, vegetables, cotton and so on under NaCl stress by the comparison of salt-tolerant species and salt-sensitive varieties.
Key words: NaCl stress; ions; absorption; transportation
【11】Harvey R. In: Cram K, Janacek R, Sigler K. John Wiley and Sons. New York. 1983, 495-496.
英文文献作者姓名姓前、名后，姓第1个字母大写，名用大写字母缩写（大写字母后不加点）。只列出前3位，超出3位，后面加“等”。
专著、论文集、学位论文：[序号] 主要责任者.文献题名[M、C、D].出版地：出版者，出版年.起止页码(任选).
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Effects of different external potassium concentrations on potassium concentrations in the cytoplasm of maize
root cortical cells
Harvey, D.M.R. (Sussex Univ., Brighton (UK). School of Biological Sciences)
Publisher
(1988)
Date:
Journal:Journal of Plant Physiology (Germany, F.R.)
Language:Eng
Harvey R. Effects of different external potassium concentrations on potassium concentrations in the cytoplasm of maize root cortical cells[J].Journal of Plant Physiology.1988,133(6):768-769.
HARVEY D M R.Stelzer R.Brandtner Effect of salinity on ultrastructure and ion distribution in roots of Plantago coronopus 1979
(整理)NaCl 胁迫对黄瓜种子萌发的影响.
引言全球性日益严重的土壤盐碱化是当今世界面临的危机之一，土壤盐渍化在世界各大洲均有分布，约占地球陆地总面积的10%，达到9.5亿ｈｍ2。主要分布在干旱和半干旱的荒漠地带。中国也是盐渍土分布广泛的国家约2700万ｈｍ2，约670万ｈｍ2分布于农田之中，其中现代盐渍土约占37%，残积盐渍土约占45%．潜在盐渍土约占18%。近年来，随着化肥用量的增加，加之对土壤的不合理管理，长年积累，盐渍化越来越严重，对作物造成减产，对农业造成不小的影响。如随着温室大棚蔬菜生产的发展，设施内土壤次生盐渍化程度不断加重，蔬菜产量逐年下降，已成为设施栽培种普遍存在的问题。而且随着现代工业的快速发展，人们向土壤中排放各种废物，导致土壤盐渍化问题越来越严重，严重影响作物的正常生长，降低产量和经济效益。因此，为了充分利用土壤资源，获得更大的经济和产量效益，需要对抗盐碱性进行深入研究。 黄瓜，也称胡瓜、青瓜，属葫芦科，一年生攀援性草本植物，果实具刺的栽培种。原产于喜马拉雅山南麓的印度北部地区，锡金以至西藏山南部地区，云南横断山脉一带。黄瓜栽培历史悠久，种植广泛，是世界性蔬菜。广州市黄瓜栽培季节较长，露地栽培可达9个月以上，利用设施栽培可达到周年生产与供应，年种植面积5－10万亩，是市销和出口的重要蔬菜之一。黄瓜在我国蔬菜栽培中占重要地位，在农业生产中有重要的经济价值。改革开放以来，国内外市场对黄瓜的品种、品质等方面越来越高，而传统的完全依赖露地生产的状况远远不能满足需求。为此，70年代以来黄瓜保护地栽培迅速发展，并逐步走向产业化。但由于设施栽培采用特殊的覆盖结构，改变了其内部生态环境及自然状态下的水热平衡，尤其是大大改变了土壤的理化性质，致使设施土壤次生盐渍化的程度越来越高，而且随着温室、大棚等园艺设施蔬菜和甜瓜栽培的增加，土壤发生次生盐渍化，随着覆盖年限的增加，土壤次生盐渍化加重，导致黄瓜的经济价值降低，给黄瓜的生产造成巨大损失。目前有关黄瓜抗盐碱方面的研究未见报道。本实验采用人工控制盐分浓度的方法，设计了不同的处理，旨在探索盐胁迫作用下黄瓜种子的萌发特性以及萌发过程中的一些生理变化。
NACL胁迫下樱桃番茄的抗盐性鉴定
摘要：本研究采用三个樱桃番茄栽培品种，以不同浓度的nacl对种子发芽作盐胁迫处理。研究结果表明，在发芽期的耐盐力上，参试品种间存在明显差异。三个品种间苗期形态指标优劣明显，品种内部不同浓度间表现明显，即随盐浓度的增加呈增加趋势。从樱桃番茄发芽指标，发芽时间，生长形态指标，生理特性指标综合考虑，京丹5号较另两品种耐盐能力强。 关键词：樱桃番茄品种；nacl胁迫；发芽率；形态指标 一、选题的目的和意义 樱桃番茄别名小番茄，因其果实酷似樱桃而得名。它因果色鲜艳具有较高的观赏价值，而且营养价值很高，更具有药用价值，还可食用。市场需求巨大，但受樱桃番茄的种植环境土壤次生盐渍化的制约，产量不高。因此对樱桃番茄种子发芽和成苗过程的耐盐特性的研究，是选育优质品种丰产的有力支撑。 二、材料 本试验选择nacl为胁迫盐，以市场上常见的樱桃番茄品种：京丹5号、京丹1号，红樱2号，在盐胁迫条件下进行发芽鉴定。 试验前用55℃温水浸种10～15分钟。设0（对照）、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%，1% 6个浓度的nacl溶液处理，每处理3次重复，每重复100粒种子，置于培养皿内培养。试验期间滤纸保持湿润，发芽箱的温度为（25±1）℃，不额外增加光照（相当于室内光强）。 三、结果与分析 1.不同nacl胁迫下对不同品种发芽率的影响 种子萌发后的第二天开始统计，每天跟踪统计发芽种子数，与ck对照，计算发芽率下降率并表明发芽率随时间的变化趋势。由数据可知，随nacl浓度的不但增大，种子发芽率下降率总是呈下降趋势。同一盐浓度胁迫条件下，不同品种对nacl胁迫敏感性不同，亦即不同品种受盐抑制的程度不同。在0.2%的低nacl胁迫下，京丹5号，美樱2号下降较平缓，京丹1号出现负值，说明低盐浓度胁迫对京丹1号发芽率有促进作用。0.4%和0.6%时，三个品种都反应敏感，其中京丹5号发芽率下降率较另两个品种下降慢，即受盐害程度较另两个品种轻。在0.8%和1%的nacl胁迫下，三个品种发芽率相对下降率都较大，但下降率变化幅度不大。即可看出在高盐浓度胁迫下对种子的发芽率影响较大但品种间有微弱差异，表现在京丹5号较另两个品种发芽率高。说明京丹5号耐盐能力稍强于另两个品种。 2.不同nacl胁迫下对不同品种发芽率随时间的变化趋势（随时间变化种子发芽相对下降率） 正常情况下，种子发芽在前7天完成。随nacl浓度的增大，种子发芽率下降率成呈递减趋势。其中前7天下降速率较快，后7天下降速率较平缓。在0.2%和0.4%的低盐胁迫下，发芽率下降率基本稳定在第8天，0.6%和0.8%盐浓度胁迫下，发芽率下降率在第11天开始稳定，而正常情况下在第7天就开始稳定，即说明盐胁迫有推迟种子发芽的作用。随盐浓度升高，推迟作用越明显。低盐浓度胁迫下的前8天，发芽率下降率幅度较大，8天后基本不变。高盐胁迫下，变化幅度同低盐浓度趋势，但其正个过程变化速率较平缓，变化幅度较小，第11天后基本稳定。从总体上看，三个品种（a、b、c）发芽时间推迟量：c>b>a。 3.不同nacl胁迫下对不同品种发芽指数的影响 所有番茄品种的发芽指数在盐胁迫下均受不同程度的抑制。同一品种，随着盐浓度的增大，发芽指数相对下降率也随之增加，其中，京丹5号发芽指数相对下降率下降幅度较另两个品种小，说明京丹5号发芽指数较京丹1号和美英2号稳定。同一盐浓度胁迫条件下，不同品种的发芽指数对nacl胁迫的敏感程度不同，品种间差异明显。在0.2%的nacl胁迫下其下降率：c>b>a，在0.4%和0.6%lnacl胁迫下，b>c>a，在0.8%和1%的条件下，三个品种发芽指数下降率趋近，京丹5号略低。说明再高盐浓度胁迫下，对种子的发芽指数影响较大，
NaCl胁迫对不同生育时期萝卜的影响
NaCl胁迫对不同生育时期萝卜的影响 摘要：研究了NaCl胁迫对不同生育时期萝卜（Raphanus sativus L.）的影响。结果表明，萝卜种子萌发期和幼苗期对NaCl胁迫的反应较为敏感，100 mmol/L的NaCl胁迫下萝卜种子发芽势、发芽率、发芽指数、幼苗单株地上部鲜重和单株根鲜重显著降低，丙二醛（MDA）含量显著升高；150 mmol/L的NaCl胁迫下萝卜幼苗根系活力显著下降；成株期萝卜对150 mmol/L以内的NaCl胁迫反应不敏感。 关键词：萝卜（Raphanus sativus L.）；NaCl胁迫；生育期；生理；产量 Effect of NaCl Stress on Different Growth Stages of Radish Abstract：The effects of NaCl stress on different growth stages of radish were investigated. The results showed that radish seed germination and seedling period to NaCl stress showed sensitive；Under 100 mmol/L NaCl stress，radish seed germination potential，germination rate，germination index，seedling shoot fresh weight and root fresh weight reduced，and MDA content significantly increased. Root activity significantly decreased under 150 mmol/L NaCl stress. The radish was not sensitive to NaCl stress within 150 mmol/L in adult stage. Key words：radish（Raphanus sativus L.）；NaCl stress；growth stage；physiology；yield 世界上约20%的耕地和50%的灌溉地正在受盐胁迫的影响[1]。近年来，设施蔬菜的栽培面积不断扩大，但是由于多年连作及过量施用化肥，使得土壤的次生盐渍化程度不断加重，严重影响了蔬菜的生长和产量[2]。萝卜（Raphanus sativus L.）是国内外栽培的重要蔬菜，露地和设施内的栽培面积都很大，在解决蔬菜淡季和周年供应中起重要作用[3]，但萝卜是否受盐胁迫的影响目前鲜见报道。试验以萝卜为试验材料，研究了NaCl胁迫对不同生育时期萝卜的影响，提出了相应的栽培技术措施，以期为萝卜的高产稳产提供理论依据和指导。 1 材料与方法 1.1 材料 供试萝卜品种为江西华农种业有限公司研发的南畔洲，NaCl为分析纯。 1.2 方法 种子萌发期NaCl胁迫试验在长江大学园艺植物逆境生理实验室进行。2011年10月上旬将萝卜种子置于铺有两层滤纸的内径为10 cm的培养皿内，每个培养皿内置100粒种子，然后分别加入100、200、300 mmol/L的NaCl溶液各10 mL，
土壤镉污染的来源和危害
土壤镉污染的来源与危害 摘要：由于镉在工业上具有广泛的用途，因此人类的生产活动向环境中排放大量镉。含镉的污染物通过各种途径进入土壤, 使农作物产量和质量下降, 并且通过食物链危害人类的健康。本文概述了土壤镉污染的来源和对植物、人体的危害。 关键词：土壤镉污染；来源；危害 Sources and damage of Cadmium pollution in soil Abstract: As Cadmium has a wide range of uses in industry, the production activities of human beings emit large quantities of Cadmium to the environment. Cadmium pollutants enter the soil through a variety of ways, so the production and quality of crops decline, and Cadmium harm human health through the food chain. This article provides an overview of the sources and damage to plants and human bodies of cadmium pollution in soil. Key words: Cadmium pollution in soil; source; damage 20世纪初发现镉以来，镉的产量逐年增加。镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。相当数量的镉通过废气、废水、废渣排入环境，造成污染。在所有重金属污染中,以镉污染最为严重。我国有关农田土壤镉污染的调查工作是20世纪70 年代中期开始的, 但至今没有人能够给出一个全面明确的结论。1980 年中国农业环境报告, 我国农田土壤镉污染面积为9333 hm2 , 随后有人提出镉污染面积为13333 hm2 ,最近又有新的资料显示, 我国农田土壤镉污染面积已超过20×104 hm2 , 每年生产镉含量超标的农产品达146×108 kg 。镉是毒性最强的重金属元素之一，危害极其严重，土壤中过量的镉会抑制植物的正常生长，在可食部分的残留还会通过食物链影响到人体的健康。 1 土壤中镉的来源 镉是一种稀有分散元素,未经污染的土壤中镉主要来源于成土的母质,一般在世界范围内土壤中镉的含量为0.01 ～ 2.00 mg/ kg ,中值含量为0.135 mg/ kg。土壤中镉的来源包括自然来源和人为来源。前者来源于岩石和土壤的本底值。后者主要是由于镉在电镀、颜料、塑料稳定剂、镍镉电池、电视显象管制造中的日益广泛应用。随着采矿、冶炼和电镀工业的不断发展, 大量的含镉废水排入河流, 它可以污染大气、水体和土壤。土壤镉的污染主要分布在重工业发达地区、公路铁路两侧, 农业发达的灌溉地区的污染也比较严重。土壤镉污染主要产生的途径有: 大气中镉的沉降, 农药、化肥和塑料薄膜使用, 污水灌溉, 污泥施肥, 含重金属废弃物的堆积, 金属矿山酸性废水污染等。 1.1 大气中镉的沉降 NOV 2012
NaCl胁迫下作物对离子的吸收及分配
NaCl胁迫下作物对离子的吸收及分配 摘要：盐渍化土壤在世界上分布广泛，在我国也有很大的面积。为了开发利用盐渍化的土地资源，传统 的治理途径是采用工程和农业措施相结合的方法。然而，近年来越来越多的研究表明发掘利用现有的生物 资源，应用现代生物技术，通过培育抗盐品种来提高植物抗盐性也是开发利用盐碱土的一个重要方面。本 文通过对作物耐盐品种和盐敏感品种的比较，综述了盐胁迫下粮食、果树、蔬菜及棉花等作物对K+、Na+、 Ca2+、Mg2+等离子吸收及分配的影响，并提出了进一步的研究方向。 关键词：NaCl胁迫；离子；吸收；分配 盐度是限制植物生长的主要环境因素。盐胁迫下，植物体内的主要生理过程都会受到影响，如光合作用、蛋白质合成以及能量和油脂代谢等。总体来说，盐胁迫对植物造成的危害主要是离子毒害、渗透胁迫和营养不平衡三方面。它们都与盐胁迫下植株对离子的吸收有着直接或间接的关系[1,2]。防止或减轻盐胁迫对植物的伤害，主要涉及如何维持植株功能叶片中的离子平衡，降低有毒离子的积累，增强盐分在不同器官中的区域化分配等[3,4,5]。本文综述了盐胁迫下作物对离子的吸收及分配的影响，以期在更全面地了解作物对盐胁迫的适应性反应机制的基础上，为提高农作物的抗盐能力，培育高耐盐作物新品种，发展海水农业及改良利用盐碱地等提供理论依据。 1 对Na+、K+吸收及分配的影响 Na+是造成植物盐害及产生盐渍生境的主要离子, K+是植物生长发育所必需的大量元素和重要的渗透调节组分。然而由于2 种离子半径和水合能相似，Na+对K+吸收呈现出明显的竞争性抑制作用。因此，盐碱化土壤上的作物往往受到Na+毒害和K+亏缺的双重伤害, 对它们选择程度的高低就成为影响植物抗盐能力强弱的一个重要因素。研究表明，具有较高K+／Na+选择性的作物品种抗盐性强于K+／Na+选择性较低的作物品种[4,6]。 1.1 粮食作物 正常生长的植株中，小麦各器官Na+含量以根系最高，叶片最低，而在0.2%～1.0%的NaCl胁迫下，其Na+含量则以茎内最高，叶片最低，且在0.2%～0.8%范围内，小麦对Na+的吸收遵循此规律，超过这一阈值，小麦的生理活性和对Na+的主动吸收降低[7]。随盐度水平的增加，水稻向茎叶中运输K+的选择性先减后增，武育粳3号在NaCl浓度为34mmol/ L 时K+、Na+运输最小，较耐盐的扬稻6号最小点则在52mmol/ L 时，且较耐盐的扬稻6号地上部K+／Na+比值均大于武育粳3号[8]。盐胁迫下，玉米地上部和根部Na+含量增加，根部Na+含量明显高于地上部[9,10]。 作物在盐胁迫下对盐分离子的分隔作用不仅体现在地上部和地下部，而且还体现在不同的器官组织、甚至细胞及亚细胞水平上。耐盐品种使有害离子能更有效地滞留于液泡之中，使其得以维持更稳定的细胞质代谢环境。Harvey证明小麦耐盐性低于玉米，因为小麦叶肉细胞中，Na+在液泡中浓度较低，而在细胞质、叶绿体和细胞壁中较高；盐处理玉米中Na+主要分布在根皮层细胞的液泡中，而小麦根皮层细胞的液泡中浓度较低[11]。 盐胁迫下，水稻、大麦、小麦等作物向地上部输送的Na+较少，留存于根部的较多，从而维持地上部较低的Na+含量和适宜的K+／Na+比值，以利于植株体内正常的代谢活动[12-15]。但有研究结果表明：玉米、高粱等作物地上部分K+／Na+比值均较根系高，可能是有 部分Na+在向地上部运输过程中经韧皮部环流到根系，以维持地上部较高的K+／Na+比值，从而减轻盐分对地上部的伤害，这也被称作―脉内再循环‖[9,10]。1 1.2 果蔬作物 盐胁迫下，Na+大量进入细胞，细胞内Na+增加，而K+外渗，使Na+／K+值增大，从而作者简介：朱小梅（1982-）女，硕士，江苏盐城人，主要从事盐碱土改良利用方面的研究。
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题 1.1引言 众所周知，大剂量的重金属对作物和土壤微生物具有毒害作用。在过去的近一个世纪中，人们较注重重金属对作物生长和粮食生产的影响，一是为了防止土壤中的重金属通过食物链进入人体而危及人类的健康，二是由于第三世界国家的粮食和人口矛盾的突出使科学家更关心粮食生产及其产量。在二十世纪的后二十年中，随着国际社会对生态环境保护呼声的日益增长，对各种污染物（有机和无机污染物）的农田土壤承载标准都进行了研究，并将一些污染物的排放标准写入法律条文，但是这些指标或标准大多是以植物（作物）正常生长和作物可食部分的污染物含量或残留量为前提的，没有研究、评价和探讨土壤中对这些污染物更为敏感的土壤微生物及其参与的生物化学过程受到的影响和作用。众多的研究表明，土壤微生物对各种污染物的胁迫响应较植物（作物）更为灵敏，如在现行的欧共体重金属农田土壤负荷标准之下土壤微生物和微生物的过程早已受到明显的抑制。 1.2研究的历史进程 自首次报道重金属影响土壤氮素循环的现象（氨化作用和硝化作用）以来，对重金属胁迫下土壤微生物及其参与的过程的研究已有近90年的历史。从1948年Lees较为系统地研究了重金属（Cu、Zn）对土壤硝化作用的抑制成为了土壤科学、环境科学和生物科学交叉的研究热点。对土壤微生物和微生物过程的重金属胁迫的研究始于上世纪60-70年代，研究内容以矿区和金属冶炼厂为中心的点源污染以及与含重金属污水污泥农用相关的重金属对土壤微生物和微生物过程的影响。这是由于人们逐渐认识到重金属对人类生存环境和健康的影响。在欧洲，一些国家对矿区、冶炼厂提出了环境治理的要求，同时矿区和冶炼厂对所排污水和废弃物进行处理后产生的含重金属污水污泥急需安置和处理。由于污水污泥含有一定的有机物和植物所需的营养元素，从而兴起含重金属污水污泥农用的研究。但是，该时期的研究以植物的重金属胁迫为主。七十年代，欧洲一些国家根据植物的重金属毒性反应提出土壤重金属负荷指标，并立法控制含重金属污水污泥的使用，以阻止重金属通过食物链危害人体健康。在这一时期中，土壤微生物和微生物过程的重金属胁迫以研究土壤微生物过程的表象作用为主，如土壤有机质的积累、土壤呼吸作用和碳的矿化作用和氮循环，以及对一些酶的研究，如脱氢酶和脲酶。 八十年代以后，对土壤微生物和微生物过程的重金属胁迫研究全面展开。相对于六、七十年代，该时期主要有几个转变：一是从对微生物过程的表象研究转变到对参与该过程的微生物群（数量和结构上）的研究；二是从研究土壤微生物的胁迫效应转变到土壤微生物耐性机制的研究，并应用耐性或超积累微生物进行重金属污染的生物修复（Bioremediation）；三是探索土壤微生物、酶、土壤动物（蚯蚓、原生动物等）等作为重金属胁迫的生物指标，建立农田土壤重金属负荷的临界指标及评价体系。1993年颁布的现行欧盟土壤重金属负荷临界指标就考虑了其对微生物影响，如英国将锌的土壤负荷值从300mg kg-1降低到200mg kg-1，就是鉴于锌对根瘤菌的胁迫作用。 1.3重金属对土壤微生物和微生物过程的胁迫作用 从发表的大量文献资料看，研究者一般从三个途径获得重金属对土壤微生物和微生物过程的胁
NaCl胁迫对不同品种向日葵幼苗生理特性的影响
NaCl 胁迫对不同品种向日葵幼苗生理特性的影响Ξ 刘 鹏1,何瑞霞1,孙海燕2 (1.内蒙古民族大学农学院,内蒙古通辽 028042;2.通辽市草原管理站,内蒙古通辽 028000) 摘 要:对46天苗龄的盆栽向日葵幼苗分别用0.05mol/L 、0.10mol/L 、0.20mol/L 的中性盐NaCl 进行胁 迫处理,检测3个不同品种向日葵的脯氨酸、丙二醛含量和保护酶活性的变化.从而比较研究不同品种向日葵 对NaCl 的耐受程度,结果表明:中性盐对津引6号伤害较轻,而对津引1号和津引2号伤害比较严重,津引1 号和津引2号伤害程度相差不大.就生物膜透性伤害程度而言,津引6号明显低于津引1号和2号,其脯氨酸 含量显著高于津引1号和2号,丙二醛含量则明显低于津引1号和2号.在抗氧化保护酶活性变化方面,津引 6号POD ,CA T 活性较津引1号和2号增加要快得多,而SOD 活性上升更明显.简言之,津引6号有较强的耐 盐性. 关键词:氯化钠;胁迫;向日葵;幼苗 中图分类号:S565.5 文献标识码:A 文章编号:1671-0185(2006)05-0525-03 E ffect of N aCl Stress on the Different Sunflow er ’s Seedling of Physiological Characteristics L IU Peng 1,HE Rui -xia 1,SUN Hai -yan 2 (1.Agricultural College ,Inner Mongolia University for Nationalities ,Tongliao 028042,China ; 2.Grassland Station in Tongliao City ,Tongliao 028000,China ) Abstract :The three kinds of bonsais sunflower ’s seedling of age 46days are treated by neutral salt NaCl under 0.05mol/L ,0.10mol/L ,0.20mol/L arel the change of Pro ,MDA and anti oxi 2 daseactive was.Measured their content of Pro ,MDA and the antioxidaseactive change.in order to study the degree of damage of three kinds of sunflowers.The result showed that Number6’s de 2 gree of damage by neutral salt is the most lightest in the three kinds.the others ’degree of damage are almost the same Number6is better than the others in quality membrane sex ’s degree of dam 2 age for its Pro content is obviously more than the others and MDA content obviously less than.Ac 2 tivities of POD ,CA T of Number6increase more significantly than the others .Besides ,activity of SOD decrease more significantly.In short ,Number6is the best . K ey w ords :Sodium chloride ;Forces ;Sunflower ;Seedling 近几年,我国油料市场总体状况是产不足需,进口增加,价格走低〔1〕.而土壤盐渍化和酸雨是目前影响我国农业发展的 两个重要因素.土壤盐渍化,一般指土壤中含有大量的盐分,普遍意义上是指过高浓度的钠离子和氯离子.在我国耕地中,约1/10属于盐渍化.然而在我国北方地区,进行抗盐油料作物的选育还未取得显著成效.本文通过对3种不同基因型向日葵进行氯化钠胁迫处理,旨在筛选优良的耐盐品种.从而获得耐盐的油料作物,进而扩大其种植面积,提高总产量.1 材料与方法 1.1 供试材料 供试材料为3个向日葵(sunflower )品种,分别为津引1号,津引2号,津引6号,以下简称1号,2号,6号,由天津大学Ξ收稿日期:2006-07-30作者简介:刘鹏(1973-),男,内蒙古赤峰人,讲师,从事植物遗传育种方面的研究. 第21卷 第5期 内蒙古民族大学学报(自然科学版)Vol.21 No.52006年10月Journal of Inner Mongolia University for Nationalities Oct.2006
重金属离子对藻类叶绿素含量及光合作用的影响
课题的目的和意思光合作用即光能合成作用是植物、藻类在可见光的照射下经过光反应和碳反应利用光合色素将二氧化碳或硫化氢和水转化为有机物并释放出氧气或氢气的生化过程。光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和 是生物界赖以生存的基础也是地球碳氧循环的重要媒介。光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义,光合作用除了制造数量巨大的有机物实现巨大的物质转变将CO2和H2O合成有机物将太阳能转化为化学能,并储存在光合作用制造的有机物中,以及净化空气维持大气中的O2和CO2含量保持相对稳定还对生物的进化具有重要作用。但是,高等植物的光合作用经常受到各种不利环境因素的影响重金属污染就是其中的因素之一。重金属离子以各种途径和不同形式释放于环境它们作为一种逆境因子胁迫植物的各种生理过程使植物的生长受到抑制。光合作用对重金属离子的作用较为敏感重金属胁迫使植物的光合速率下降这已为众多实验所证明光合降低应与植物种类和发育时期以及重金属的种类密切相关且与胁迫程度呈正相关。重金属离子对光合作用的毒害机理也已逐渐被深入探讨。二、国内的研究进展重金属离子对植物光合作用的影响是复杂的、多方面的。不同重金属离子可能有不同的作用部位和作用方式而相同的重金属离子又因浓度和作用于不同的植物而有所差别在自然环境中通常发生的可能是几种重金属离子的混合污染它们的相互作用可能导致拮抗或协同效应更增加了反应的复杂性这都需要进一步深入细致的研究探讨。1、重金属离子对叶绿素含量和叶绿体结构的影响 叶绿素含量的变化重金属离子Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cr6+、Ni2+、Cu2+、Zn2+等均可使高植物的叶绿素含量明显降低。有报道认为Cd在低浓度短期内对叶绿素合成有刺激作用而超过一定浓度后才对叶绿素起破坏作用。重金属导致叶绿素含量降低可能是引起光合速率下降的原因之一但叶绿素含量的降低程度通常小于光合速率的降低。还有研究表明对叶绿素合成的抑制早于对光合作用功能的抑制。叶绿素a和b受金属离子的影响程度往往不同孙赛初等提出Cd对水生维管植物的叶绿素a和叶绿素b的影响中叶绿素a下降幅度更大陈国祥等通过用Hg2+、Cd2+分别处理莼菜科芽冬茎叶任安芝等用Cr、Cd、Pd处理青菜叶片测定叶绿素含量和a/b比值也支持了上述观点但也有人报道Cd污染后的番茄叶绿素a/b值随处理浓度增大而增大表明Cd对叶绿素b的影响比叶绿素a大。重金属处理使叶绿素含量变化的原因有下述几种看法重金属离子直接干扰了叶绿素的生物合成在大麦幼苗中抑制了原叶素酸酯还原酶的活性另一个原因是由于重金属离子引起了叶绿素酶活性的升高使叶绿素降解加快此外重金属如Hg、Cu、Cd、Ni、Zn、Pd等可以替代叶绿素的中心镁原子从而导致光合作用的破坏也是其中的重要机制之一并且可以用荧光显微镜观察、叶绿体吸收光谱、荧光动力学等方法进行原位检测为重金属的毒性研究提供了很大方便有人用荧光动力学的检测方法发现在高光强下重金属替代Mg原子的反应可能专一性的发生在PSII反应中心。叶绿体结构的变化叶绿体是高等植物的光合器官外由双层的叶绿体被膜所包围内由片层系统或扁平的类囊体所组成。有的类囊体垛叠在一起称为基粒类囊体由膜系统排列较松弛的间质类囊体所联结基粒结构对光合作用的正常进行是必不可少的[21]。重金属离子可导致叶绿体超微结构的改变用10цmol/LCd2+和Hg2+分别对菱处理后第八天电子显微镜下可观察到叶绿体膨胀变形基粒类囊体片层松散解体叶绿体双层膜断裂膜系统损伤。此处 等重金属离子均能对叶绿体结构造成不同程度的破坏出现叶绿体收缩或类囊体膨胀、基粒垛叠结构解体、基质减少质体小球大量增多等现象。彭鸣等以玉米为材料研究Cd以高等植物细胞超微结构的影响提出Cd对叶绿体的破坏与Cd沉积在类囊体上并与膜上蛋白体结合进而破坏酶系统和阻碍叶绿体合成有关。有关实验表明在处理介质中提高Mn2+浓度叶绿体结构可部分恢复基粒重新垛叠。若在培养介质中长期加入则可使被Cd2+抑制的以水为电子供体的光合活性全部恢复。而在Cd2+处
镉胁迫对三种花卉种子萌发的影响
镉胁迫对三种花卉种子萌发的影响 摘要:采用浓度分别为0?2?4?8?16?32?64 mg/L的镉溶液对3种花卉(大牵牛花?茶花凤仙?五彩香茉莉)种子进行胁迫处理,测定镉胁迫对花卉种子的发芽势?发芽率?发芽指数等发芽指标的影响?结果表明,在镉胁迫处理下,3种花卉的种子发芽指标都随着镉溶液浓度的增加呈现先升高后降低的变化趋势,其中浓度为8 mg/L 的镉溶液能促进茶花凤仙和五彩香茉莉种子的萌发,而浓度为16 mg/L的镉溶液能促进大牵牛花种子的萌发?不同浓度的镉溶液胁迫对大牵牛花种子的影响较小,说明大牵牛花种子在萌发阶段的抗镉胁迫能力较强? 关键词:镉;胁迫;花卉;种子萌发 镉(Cadmium,Cd)作为一种生物非必需的重金属元素,因具有高毒性而被认定是最重要的重金属污染物之一?随着大工业的迅猛发展,环境污染日益严重,重金属污染尤其是镉污染已成为当今污染面积最广?危害最严重的环境重金属污染问题之一[1,2]?有关镉污染对植物造成的危害已引起人们的高度重视,这一领域的研究也日趋活跃[3-5]?种子萌发是植物生活期的起点和感知外界环境变化的最初生命阶段,是评价植物对重金属镉耐受性高低的重要阶段[6]?试验采用不同质量浓度的镉溶液对大牵牛花[Ipomoea nil(L.)Roth.]?茶花凤仙(Impatiens balsamena L.)?五彩香茉莉(Mirabilis jalapa L.)3种花卉的种子进行处理,从种子的发芽势?发芽率?发芽指数方面研究了镉胁迫对这3种花卉种子萌发的影响,该研究将为选育耐镉胁迫花卉和对已污染土壤进行花卉种类的选择种植提供理论依据? 1材料与方法 试验选用的大牵牛花?茶花凤仙?五彩香茉莉花卉种子由北京市丰台区花乡新发地种业市场花仙子园艺公司提供,CdCl2为天津市博迪化工有限公司产品? 采用纸上发芽[7]的方式?将CdCl2配成质量浓度分别为2?4?8?16?32?64 mg/L 的镉溶液,以去离子水做对照,对3种花卉的种子进行处理?选取饱满程度一致的花卉种子,先用10%的NaClO溶液消毒5~6 min后,再用去离子水洗涤种子3次,然后用不同浓度的镉溶液浸种 2 d,取出浸泡过的种子,放入铺有棉花和单层滤纸的培养皿内,每个培养皿中放30粒,每种花卉每个处理重复3次?然后放入25 ℃的温室中光照培养,每天用相应浓度的镉溶液补充蒸发的水分,观察并记录发芽的种子数?当种子开始萌发后,每日观察种子的萌发情况,并按以下公式计算发芽指标[8]? 发芽势=前4 d正常发芽的种子数/供试种子数×100%; 发芽率=前7 d正常发芽的种子数/供试种子数×100%; 发芽指数=Σ(Gt/Dt); 式中,Gt为t时间内的发芽数,Dt为相应的发芽天数?
Nacl盐胁迫对种子的影响
种子生物学综合性试验报告 Nacl胁迫对玉米种子萌发的影响
NaCl胁迫对玉米种子萌发的影响 摘要：用不同浓度溶液处理玉米种子，测定玉米的发芽率、芽干重、根干重、发芽势以及发芽指数，实验结果表明：在不同浓度盐胁迫下，种子萌发及幼苗生长都受到不同程度的影响，1.0%的浓度为该种子发芽的最适浓度，发芽率最高，0%的浓度次之。0%的浓度为该种子生长的最适浓度，幼苗干重和地上部分干重均最高，1.0%的浓度次之。综上，早鲜1号玉米适宜在浓度为0% 和1.0%的条件下种植。 关键词：玉米胁迫种子萌发幼苗生长最适浓度 据统计，全世界大约有3.8亿hm土地存在着不同程度的盐渍化，中国也存在着大量的盐碱地，盐胁迫是影响植物生长，降低作物产量的不利因素之一，直接影响种子的萌发和幼苗的生长，而玉米是制造复合饲料的最主要原料，因此有许多专家学者做过NaCl胁迫对玉米的影响的研究。 有研究者这认为盐胁迫对种子的萌发有显著的抑制作用；有研究者认为低浓度盐对种子萌发的影响不大，而随着浓度的升高，种子的萌发率、芽长、根重等生理指标均下降；还有一种观点是低浓度的NaCl对种子的萌发有促进作用，盐浓度达一定值后，种子发芽受显著抑制，秦雪峰等研究的NaCl胁迫对玉米种子的萌发的影响结果表明：随着NaCl浓度的增强，玉米种子的萌发率显著下降。 本研究主要以玉米为实验材料，对其种子进行一定时间的NaCl胁迫处理，探讨NaCl胁迫对玉米种子发育的影响，筛选出玉米种子的最适NaCl浓度，为玉米对农业生产、盐分的耐受机制、耐盐育种和栽培提供理论依据。 1 试验材料与方法 1.1 试验材料玉米品种早鲜一号2004年收获，来自新疆农业大学农学院实验室 1.2仪器、试剂发芽盒、蒸馏水、发芽纸、量筒100ml、1ml、电子天平、玻璃棒、烧杯、吸水纸、剪刀、75%酒精、消毒棉、0.1%HgCl溶液、培养箱 1.3试验方法 1.3.1盐溶液配制
藻类对重金属胁迫的生理响应机制
藻类对重金属胁迫的生理响应与解毒机制 作者：黄鹤忠，学号：D05032，导师：梁建生 摘要：重金属是一类具有潜在危害的重要污染物，越来越多的重金属被排入水体，对水生生态环境构成严重威胁。藻类在长期响应重金属胁迫过程中，建立起一系列的适应机制。藻类通过控制重金属的吸收、富集、转运与解毒，使不同细胞组分中的重金属维持在正常浓度范围内。这些保护机制主要包括：藻细胞的某些胞外组分与重金属结合，从而减少重金属进入胞内；在重金属诱导下藻细胞可合成金属结合蛋白或多肽；重金属诱导藻细胞合成一些代谢物使其免受伤害或修复由重金属胁迫造成的损伤；藻细胞通过液泡区窒化作用使重金属远离代谢；藻细胞对重金属具有排斥与排出作用。 关键词：藻类，重金属，生理响应，解毒，机制 MECHANISMS FOR PHYSICAL RESPONSES AND DETOXIFICATION TO HEAVY METAL STRESS IN ALGAE Abstract: With the development of industry and agriculture, more and more heavy metals ale released into water bodies. Today, many heavy metals constitute a global environmental hazard. Heavy metals such as, copper, zinc and nickel are essential for many physiological processes yet can be toxic at higher levels. Other metals such as cadmium and lead are nonessential and potentially highly toxic. Algae possess a range of potential cellular mechanisms that may be involved in the detoxification of heavy metals and thus tolerance to metal stress. These include roles for tol1 follow in: for sequesteration of metals on extracellular components that reduce metal bioavailability; for chelation of metals in the cytosol by peptides and proteins; for sequestration of metals in polyphosphate bodies; for increasing the efflux or exclusion of metals; for producing stress proteins such as heat shock proteins that repair the stress damaged proteins; in addition, some heavy metals cause oxidative stress in algae, with the result that metal toxicity can be altered by synthesis of appropriate enzymes or metabolites counteracting metal- induced oxidative stress.In recent years，some attempts to engineer the production of metallothioneins(MTs) and phytochelatins(PCs) in algae to increase meta1 toleratice and/or accumulation have been reported. To date, however, it is mainly the model plant species that have been genetically engineered. The concept of phytoremediation of heavy metal contaminated water has been increasingly supported by research. Thus, studies on tolerance and detoxification mechanism of heavy metal in algae have numerous ecological and public health implications. Keywords：Algae, heavy metals, physical responses, detoxification, mechanisms 1 水体重金属污染的现状 随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，大量未经处理的城市垃圾、污染的土壤、工业和生活污水，以及大气沉降物不断排入水中，使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。虽然河流和海域的沉降物对排入水中的金属类污染物有强烈的吸附作用，但是当水体pH值、Eh(氧化还原电位)等环境条件发生变化时，吸附的污染物又会释放出来，导致水环境重金属的进一步污染[1]。据
不同浓度氯化钠胁迫对牵牛花种子发芽的影响
Botanical Research 植物学研究, 2020, 9(3), 180-184 Published Online May 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/623359771.html,/journal/br https://https://www.360docs.net/doc/623359771.html,/10.12677/br.2020.93022 Effect of Sodium Chloride Stress with Different Concentration on Seed Germination of Pharbitis spp. Xingxia Lu*, Zhiling Wang, Jinghui Yang, Cijing Chai, Hairong Liu College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin Received: Mar. 27th, 2020; accepted: May 2nd, 2020; published: May 9th, 2020 Abstract The effect was studied about sodium chloride stress with different contents on seed germination of Pharbitis spp. The results showed that the initial germination time and the peak of germination of the seeds were delayed with the increase of the concentration of sodium chloride. The effect of salt stress on the germination rate of the seeds was not significant compared to control during the concentration of 50 - 200 mmol·L?1; when 200 mmol·L?1 sodium chloride solution, the germination vigor of the seeds was the lowest in the all treatments, and there was no significant difference in germination vigor between other salt stress treatments; other salt stress treatments were not sig-nificant difference compared with the control. The germination index decreased gradually, and the vigor index increased first and then decreased with the increase of the concentration of sodi-um chloride, and those of the seeds of other treatments except the germination index and vigor index of 50 mmol·L?1 sodium chloride solution was lower than the control. In the concentration range of 50 - 200 mmol·L?1, salt damage index was not significant compared to control. It indicated that Pharbitis spp. seed could withstand 200 mmol·L?1 sodium chloride stress; and the salt toler-ance limit concentration of seed germination still needs to be further explored. Keywords Salt Stress, Pharbitis spp., Seed, Germination 不同浓度氯化钠胁迫对牵牛花种子发芽的影响 卢兴霞*，王智灵，杨静慧，柴慈江，刘海荣 园艺园林学院天津农学院，天津 *通讯作者。