科研产出
贝莱斯芽胞杆菌XY40-1对百合球茎生长、品质及镉含量的调控作用
《生物技术通报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：[目的]通过施用贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)XY40-1菌剂,探究其对百合球茎产量与品质的影响,解析其对土壤理化性质、微生物群落结构及重金属转运功能的影响,以期为百合高效种植与土壤健康管理提供科学依据.[方法]通过滴灌系统分阶段在百合生长过程中施用菌剂.测定百合单果鲜重、干重及球茎中蛋白质、多糖、总皂苷含量与镉积累量;结合高通量测序技术分析根际土壤微生物群落结构变化,并基于宏基因组学解析氮代谢与镉转运相关功能基因的表达模式.[结果]施用XY40-1菌剂后土壤pH值提高至5.41,速效钾含量增加31.15%.百合单果鲜重与干重分别增加18.89%和19.49%,亩产提升16.47%;百合球茎中蛋白质含量增加15.1%,多糖含量增加11.5%,总皂苷含量增加21.4%,而镉积累量降低11.45%.微生物群落分析表明,处理组厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidota)相对丰度显著增加,变形菌门(Proteobacteria)与放线菌门(Actinobacteria)丰度下降;宏基因组数据显示,固氮基因(nifD、nifH)、硝酸盐还原基因(narG、napA)及镉抗性基因(czcA、czcD)表达显著上调.[结论]B.velezensis XY40-1通过改善土壤理化性质、优化微生物群落结构及激活关键代谢功能基因,显著提升百合产量与品质,同时降低球茎镉富集水平.
关键词： 卷丹百合 贝莱斯芽胞杆菌 微生物群落 宏基因组 氮代谢 镉污染
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薏苡的重金属累积特征及替代种植潜力研究
《湖南生态科学学报 》 2025
摘要：【目的】采用田间小区试验，研究薏苡（Coix lacryma-jobi L.）的重金属吸收累积特征和重金属移除减量潜力，为南方重金属污染耕地的种植结构调整提供依据。【方法】以21个薏苡品种为研究对象，测定薏苡产量及地上部生物量，分析其重金属含量及累积特征。【结果】不同薏苡品种产量范围为3.11～3.66 t/hm2,平均3.40 t/hm2;薏苡籽粒中镉（Cd）、铅（Pb）、砷（As）平均含量分别为0.04、0.08、0.07 mg/kg,秸秆中则分别为0.48、1.18、0.25 mg/kg;籽粒中Cd、Pb、As平均累积量分别为0.16、0.28、0.23 g/hm2,秸秆中则分别为14.30、34.49、7.31 g/hm2;地上部Cd、Pb、As平均总累积量分别为14.46、34.77、7.54 g/hm2,最大分别为37.46、60.38、14.11 g/hm2。不同薏苡品种的Cd、Pb、As含量皆处于安全阈值范围内，而Cd、Pb、As主要累积在秸秆中；秸秆离田对土壤重金属的移除效果表现为Cd>As>Pb,且Cd从土壤向籽粒富集能力高于As和Pb, Cd和Pb从秸秆转移至籽粒能力较As弱。【结论】薏苡是一种适合中轻度Cd污染土壤的替代种植作物，可在实现薏苡安全生产和秸秆离田资源化利用的同时净化土壤重金属，但其净化效率有待提升。
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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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"一种两收"下3种糯高粱生长及镉吸收的比较研究
《土壤通报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】为探究3种糯高粱生长及其对镉污染农田土壤中的镉吸收移除效果。【方法】选用“川糯粱1号”、“兴湘粱2号”和“晋糯梁5号”为实验材料，以休耕为对照，采用“一种两收”种植方式，研究3种糯高粱的生长和镉吸收差异及其对土壤养分和镉含量的影响。【结果】兴湘梁2号的两季秸秆生物量最高(19461.0 kg hm-2)，其次为晋糯梁5号(19143.5 kg hm-2)，川糯梁1号最低(18982.5 kg hm-2)。兴湘梁2号的两季籽粒产量最高(11887.0 kg hm-2)，其次为川糯粱1号(11527.5 kg hm-2)，晋糯梁5号最少(10929.5 kg hm-2)。兴湘梁2号秸秆和籽粒镉吸收量分别为15342.0 mg hm-2和186.0 mg hm-2，其秸秆两季镉吸收量显著高于川糯粱1号和晋糯梁5号。3种糯高粱品种头季和再生季植株镉含量、土壤p H值和有效镉含量均无显著差异。【结论】在镉轻度污染农田中，“一种两收”的糯高粱种植方式是可复制可推广的模式，可为区域重金属污染土壤治理提供技术支撑；另外，兴湘梁2号是本地区更适宜推广的糯高粱品种。
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纤维素基水凝胶的辐射合成及其对水体中Cd2+吸附性能研究
《应用化工 》 2022 CSCD
摘要：采用丙烯酸、丙烯酰胺为主要单体，通过60 Co-γ射线辐射引发纤维素接枝，制备纤维素基重金属吸附材料。考察了纤维素种类、添加量及溶液pH对重金属Cd2+的吸附容量及去除率的影响。结果表明，最佳合成条件为：辐照剂量5 kGy,剂量率2 kGy/h,丙烯酰胺∶丙烯酸=3∶1,纤维素占固含量的重量百分比为17.85%。在该条件下得到自制纤维素（17.85%SMC）及微晶纤维素（17.85%MCC）接枝聚合物，在Cd2+溶液pH=7时，吸附容量分别为44.29 mg/g, 42.09 mg/g。17.85%SMC经5次循环，Cd2+吸附容量＞40 mg/g,去除率＞80%。FTIR、SEM-EDS、TGA分析表明，主要单体成功接枝到纤维素上并形成酯基，纤维素添加量为17.85%时纤维素接枝聚合物保持良好的热稳定性，其Cd2+吸附效果最佳。
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纤维素基水凝胶的辐射合成及其对水体中Cd2+吸附性能研究
《应用化工 》 2022 CSCD
摘要：采用丙烯酸、丙烯酰胺为主要单体,通过60 Co-γ 射线辐射引发纤维素接枝,制备纤维素基重金属吸附材料.考察了纤维素种类、添加量及溶液pH对重金属Cd2+的吸附容量及去除率的影响.结果表明,最佳合成条件为:辐照剂量5 kGy,剂量率2 kGy/h,丙烯酰胺∶丙烯酸=3∶1,纤维素占固含量的重量百分比为17.85%.在该条件下得到自制纤维素(17.85%SMC)及微晶纤维素(17.85%MCC)接枝聚合物,在Cd2+溶液pH =7 时,吸附容量分别为44.29 mg/g,42.09 mg/g.17.85%SMC经 5 次循环,Cd2+吸附容量>40 mg/g,去除率>80%.FTIR、SEM-EDS、TGA分析表明,主要单体成功接枝到纤维素上并形成酯基,纤维素添加量为17.85%时纤维素接枝聚合物保持良好的热稳定性,其Cd2+吸附效果最佳.
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镉污染水稻种子内生细菌的分离及其耐镉性和植物促生性研究
《微生物学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]植物内生细菌在促进植物生长和重金属污染土壤修复中发挥着重要作用.本研究对镉污染水稻种子内生细菌进行分离和功能鉴定,从而确定其镉耐受性、植物促生性以及对镉胁迫下水稻种子萌发和幼苗生长的影响.[方法]采用乙醇-次氯酸钠联合灭菌法对水稻种子进行表面灭菌,采用标准平板培养法对内生细菌进行分离、纯化;对菌株16S rRNA基因进行扩增和测序,鉴定菌株的分类学地位;运用微量稀释法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定内生细菌的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;采用浸种法进行菌剂侵染,观察施加菌剂对水稻种子萌发、幼苗生长和锅积累的影响.[结果]从两个水稻品种的种子中共分离得到133株内生细菌,分属于12个属的24个种.在低镉品种728B中分离得到83个菌株,主要包括假单胞菌属(34.94%)、芽孢杆菌属(28.92%)和类芽孢杆菌属(10.84%)菌株.在高镉品种博B中分离得到50个菌株,主要包括泛菌属(40%)、短小杆菌属(22%)和微杆菌属(12%)菌株.对24个代表性菌株的镉耐受性进行测定,发现镉离子对菌株的最小抑制浓度介于80-2 560 μmol/L,其中芽孢杆菌HNR-4具有最高的镉耐受性.在含有5 μmol/L CdCl2液体培养基中培养24 h,HNR-4对镉的去除率达到77.57%.对24个菌株的植物促生性测定发现,IAA合成量为0.78-40.12 μg/mL;铁载体产生量为1.46-752.74 mg/L;溶磷量为0-3.10 mg/L;ACC脱氨酶比活力为0-9.22 U/mg.施加芽孢杆菌HNR-4菌剂显著提高了镉胁迫下水稻种子萌发率和幼苗茎叶长,减小了镉离子由根部向地上部分的转移系数.[结论]尽管不同镉污染水稻品种的种子内生细菌组成存在一定差异,但这些内生细菌均有不同程度的耐镉性和植物促生性.对耐镉内生细菌的分离和鉴定,有助于进一步探讨重金属污染下内生细菌与植物互作机制以及微生物应用于农田重金属污染修复的潜力.
关键词： 镉污染 水稻种子 内生细菌 重金属耐受性 植物生长促进性
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耐镉阿氏芽孢杆菌缓解水稻受镉胁迫的研究
《农业环境科学学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：为了探究阿氏芽孢杆菌T61缓解水稻受镉胁迫的效应,运用96孔板法、电感耦合等离子体质谱法、比色法测定菌株T61的镉耐受性、镉去除率和植物促生性;利用绿色荧光蛋白标记的T61,观察菌株在水稻上的定殖;利用蘸根法施加T61菌剂,观察其降低水稻籽粒镉积累的效应.结果表明:菌株T61对Cd2+的最大耐受浓度达到500μmol·L-1;在含镉液体培养基中培养24 h后,菌株T61对Cd2+的去除率超过50%.菌株T61可以合成植物促生性物质吲哚乙酸(6.2μg·mL-1)和铁载体(46.6μmol·L-1),并具有溶磷能力(37.1μg·mL-1).菌株T61可以在水稻根和茎上定殖.大田条件下,T61菌剂可以降低营养期水稻茎叶丙二醛含量和抗氧化酶活性,并使水稻728B和NX1B籽粒中的镉含量分别降低13.5%和11.2%.研究表明,阿氏芽孢杆菌T61是一株具有植物促生性的耐镉细菌,可以缓解某些水稻品种遭受的镉胁迫,在镉污染稻田的微生物修复方面具有一定的应用前景.
关键词： 镉污染 水稻 芽孢杆菌 植物促生性 抗氧化酶 生物修复
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镉积累差异水稻品种生长发育对清除NO的响应
《植物营养与肥料学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：[目的]研究一氧化氮（NO）对镉（Cd）胁迫下水稻苗期生理生化及氮代谢响应的调节作用,探讨通过清除NO提高水稻耐Cd能力的措施。[方法]以Cd高积累（TN1）和Cd低积累（春江06）品种为材料,进行了Cd胁迫（40μmol/L）水培试验。以Cd胁迫营养液为对照,在对照基础上设置添加硝普钠（Cd+SNP）、添加NO清除剂CPTIO （Cd+CPTIO）、添加硝酸还原酶抑制剂钨酸钠（Cd+TU）处理,共4个处理。处理后12天,测定不同处理对水稻幼苗生长、NO3--N分配、根系特性及光合特性的影响。[结果]NO对高Cd和低Cd积累水稻品种的影响不同。与对照相比,Cd+SNP处理降低高Cd积累水稻品种幼苗地上部和地下部NO3--N含量,但对幼苗生物量和氮素吸收没有显著抑制效果;Cd+CPTIO处理会提高幼苗生长、氮素积累量及氮效率（P<0.05）;增加或清除NO处理均显著降低了地上部和地下部的Cd含量。对于低Cd积累水稻品种,Cd+SNP、Cd+CPTIO、Cd+TU处理间幼苗生物量、氮素吸收量均无显著差异。[结论]品种基因型对NO信号的调节敏感度不同,高Cd积累品种清除NO处理可以显著抑制Cd的吸收和向地上部的运转,促进幼苗的生长和对氮素的吸收利用,抑制硝酸还原酶活性处理缓解Cd胁迫促进幼苗生长的效果不稳定。而对于低Cd积累水稻品种,清除NO处理也有一定的缓解Cd吸收和向地上运转的效果,但其重要性不如基因本身的拒Cd能力。因此,Cd胁迫下,高Cd积累水稻品种采用清除NO的措施可有效缓解Cd胁迫,促进水稻的生长,但对于低Cd积累水稻品种,清除NO也可以进一步降低Cd的向上运输,但是对水稻幼苗生长和氮素利用的影响不显著。
关键词： 水稻基因型 镉胁迫 NO信号 NO清除剂 NR还原酶抑制剂
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6种植物对土壤中镉的富集特性研究
《中国农学通报 》 2019 CSCD
摘要：为筛选出能适应中轻度重金属污染农田的镉移除植物,以甜高粱、生物质高粱、玉米、油葵、商陆、籽粒苋为材料,在湖南省典型重金属镉污染区开展田间试验,研究这6种植物对土壤中重金属镉的富集特性.结果表明:植株中镉的含量高低受植物品种和土壤中镉的含量影响较大,试验点中6种植物地上部分重金属镉的含量高低顺序为:籽粒苋>商陆>生物质高粱>油葵>甜高粱>玉米,且株洲>湘潭>醴陵.除玉米外,其他植物地上部对重金属镉的富集系数均大于1,具备对镉的富集特性,其中籽粒苋对重金属镉的富集系数最高.籽粒苋对镉有很强的富集性,是修复土壤重金属镉污染的良好材料.
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