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宝山堇菜——镉
通过野外调查和温室试验,发现并证实宝山堇菜(Viola baoshanensis)是一种Cd超富集植物。自然条件下,宝山堇菜地上部Cd平均含量为1168mg/kg,变化范围为465~2310mg/kg;地下部Cd平均含量为981mg/kg,变化范围为233~1846mg/kg。地上与地下部Cd含量比值变化范围0.41~2.22,平均为1.32。Cd生物富集系数变化范围为0.75~5.2,平均为2.38。营养液培养试验研究表明,宝山堇菜地上部Cd含量随生长介质中Cd浓度的增加而呈线性增加。营养液Cd浓度为50mg/L时,地上部Cd平均含量达到4825mg/kg,在Cd浓度为30mg/L时,生物量达到最大值;地上与地下部Cd含量的比值变化范围为1.14~2.22,平均为1.67,显示宝山堇菜不仅可以超量吸收Cd,而且可以从地下向地上部有效输送。宝山堇菜的发现将为Cd超富集植物的生理、生化、遗传和进化及其在Cd污染土壤修复方面的研究提供新的重要材料。
刘威, 束文圣, 蓝崇钰. 宝山堇菜(Viola baoshanensis)——一种新的镉超富集植物[J]. 科学通报, 2003, 48(19):2046-2049.
龙葵——镉
以杂草为研究对象,通过盆栽模拟实验和小区实验,从20科54种杂草植物中筛选出镉(Cd)超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)。研究结果表明,在Cd投加浓度为25mg/kg条件下,龙葵茎和叶中Cd含量分别为103.8和124.6mg/kg,超过了Cd超积累植物应达到的临界含量标准100mg/kg,而且其地上部Cd富集系数为2.68,地上部Cd含量大于其根部Cd含量,植物的生长未受抑制,这些特点均满足Cd超积累植物的衡量标准。小区实验也表明,龙葵对Cd的富集特性均符合Cd超积累植物的基本特征。因此,可以确定龙葵是Cd超积累植物。研究结果对于超积累植物筛选乃至植物耐性生理、遗传和进化等具有一定意义,并为Cd污染土壤的植物修复提供了一种具有自主知识产权的新材料。
魏树和, 周启星, 王新,等. 一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L)[J]. 科学通报, 2004, 49(24):2568-2573.
小飞扬草——镉
采用水培实验研究了超积累植物小飞扬草对Cd的吸收动态、吸收机理、亚细胞分布特征和叶片中的结合形态。在5mg/L和10mg/L Cd浓度处理组中,小飞扬草植株中Cd含量在15d后分别达到142.29mg/kg DW和198.15mg/kg DW,其根、茎、叶各器官的Cd积累量没有显著性差异;小飞扬草的转移系数在0.93~1.11之间。小飞扬草对Cd的吸收存在着主动吸收,并与钙离子通道密切相关。在两个Cd处理组中,小飞扬草根、茎、叶中各亚细胞组分的Cd含量均为:胞质细胞壁细胞器。小飞扬草吸收的Cd主要分布在各器官的胞质组分中,占77~89%,其次是细胞壁,占11~18%,细胞器中Cd浓度始终维持在较低的水平。胞质组分是小飞扬草富集Cd的一个重要部位。小飞扬草叶片中大部分Cd与蛋白质结合,而非以游离态形式存在。构成这些蛋白质的氨基酸主要为甘氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、丝氨酸和谷氨酸等。未发现Cd与游离氨基酸和有机酸结合的直接证据。
黄华, 潘伟斌. 超积累植物小飞扬草(Euphobia thymifolia L.)对Cd的吸收和积累[C]// 第二届重金属污染监测风险评价及修复技术高级研讨会论文集. 2008.
水蓼——锰
超积累植物筛选是重金属污染土壤植物修复的基础和核心问题,同时也是重金属污染环境植物修复的难点及前沿。本文通过野外调查与营养液模拟试验相结合的方法,初次发现并证实水蓼(Polygonum hyiper L)是一种锰超积累植物。野外调查结果表明,生长在土壤锰含量为2000mg˙kg-1的水蓼,叶部锰的富集量可达3675.89mg˙kg-1,且转移系数为1.37。营养液模拟培养试验证实,当营养液中锰的浓度为5000μmol˙L-1时,水蓼植株生长正常,但叶中锰含量超过了10000mg˙kg-1,达到了锰超积累植物应达到的临界含量标准,水蓼地上部富集系数高达19.41(大于1),转移系数为1.05(也大于1)。当营养液中锰的浓度为15000μmol˙L-1时,水蓼叶、根和茎三部分的锰含量均达到最大值,分别为24447.17mg˙kg-1、11574.47mg˙kg-1和10343.52mg˙kg-1。这一发现为锰污染土壤和水体的植物修复提供了一种新的可能的种质资源。
王华, 唐树梅, 廖香俊,等. 锰超积累植物——水蓼[J]. 生态环境, 2007(3):830-834.
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