环境因子对小麦体内镉的生物毒性和植物络合素合成的影响
小麦重金属污染及防治
小麦重金属污染及防治作者：刘志勇来源：《中国经济报告》2013年第07期在尾矿坝隔壁的庄稼地里，以前都能种小麦和白菜的地，现在由于污染严重，都只能种玉米了。
CFP供图铅是文献记载最多的毒性重金属，其污染可直接影响人类健康，而儿童尤其对铅污染敏感。
镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，被人体吸收后可积存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显。
人们对一些化工产品如油漆中的铅污染风险已有比较清楚的了解和认识，但随着工业化和城镇化的发展，铅、镉等重金属污染可以从大气、水、土壤和农产品等多个渠道进入到食物链中，为人类健康带来潜在的危害。
小麦生产重金属污染源小麦是重要的粮食作物，中国小麦常年播种面积在2400 万公顷左右，总产量1亿公斤左右，小麦的生产与国家粮食和食品安全及人民健康息息相关。
从总体情况来看，中国小麦生产受到重金属污染的比例非常小，仅在局部地区检测到铅、镉等重金属超标的现象。
但有越来越多的研究表明，小麦铅、镉等重金属污染已经呈现出范围逐渐扩大、并逐年加重的趋势，必须引起足够的重视。
中国小麦生产重金属污染的来源主要有以下几个方面：1.大气和土壤污染。
工业排放是中国重金属污染的主要来源（Cheng，2003）。
在工业发达的地区镉、铅等重金属污染要远远高于偏远的乡村。
煤、油等能源的燃烧、汽车尾气排放和垃圾废弃物的焚化使重金属污染排放到大气中，并逐渐沉降到土壤中，在大中型城市周围的农田受到了日益增多的重金属污染威胁。
此外，许多研究表明，公路两侧的农田均受到不同程度的重金属污染，而以高速公路两侧250米范围内铅污染最为严重。
小麦是中国北方的主要作物，生长周期长（每年的10月至翌年的6月），城市周边和公路两侧的小麦极易通过叶片吸收空气中的铅等重金属，在小麦的叶片、茎杆、根系和籽粒中积累。
对江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染研究表明小麦籽粒中铅、铬、汞样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%（陈京都等，2012）。
镉胁迫对植物的影响探究
在高等植物中，重金属胁迫会对光合系统产生影响， 镉会抑制植物的光合作用。当植物受到高浓度的镉胁迫 时，叶绿素的合成会受到影响，叶绿体的结构会被破坏， 植物的光合作用会受到抑制。滕振宁等以对镉相对敏感 的水稻品种和相对耐受的品种为实验材料，探究镉对两
收稿日期：2020-09-28
第14卷第30期 Vol.14 No.30
南方农业 South China Agriculture
2020年10月 Oct. 2020
镉胁迫对植物的影响探究
姜 艺，黄琳丽
（沈阳师范大学生命科学学院，辽宁沈阳 110034）
摘 要 镉是一种有毒的重金属，容易被动植物吸收，进而对人类产生严重危害。基于此，分析镉对植物生
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姜 艺，黄琳丽：镉胁迫对植物的影响探究源自4 镉胁迫对植物细胞的影响
在高浓度的镉胁迫下，植物根尖细胞的有丝分裂过 程会被抑制，细胞分裂周期会延长，导致染色体断裂、 丢失、分裂不均等异常现象。高浓度的镉还会影响植物 基因组模板的稳定性，阻碍 DNA 的合成。相反，低浓度 的镉会促进植物细胞分裂，DNA 和 RNA 合成酶、蛋白 质合成酶的活性也受到刺激，最终表现为促进植物生长。 孙婕妤以 14 种地被菊幼苗为实验材料，研究不同浓度的 镉胁迫对不同品种地被菊生理抗性及超微结构的影响 [8]。 结果表明，与对照组相比，镉胁迫引起 4 种地被菊叶细 胞超微结构变化，并且随着镉浓度的升高，叶片细胞中 的细胞核、线粒体和叶绿体以及细胞壁受损伤程度逐渐 加重，不同品种地被菊的细胞壁、细胞膜、线粒体、叶 绿体均受到不同程度损伤，其中线粒体受损伤程度最严 重，几乎完全解体 [8]。
重金属镉对小麦苗期生长的影响
1 引言重金属是具有潜在危害的重要污染物。
重金属不能被微生物分解,相反重金属离子可以在生物体内富集,并且生物体能够将某些重金属转化为毒性更强的金属有机化合物,因此重金属的环境污染问题日益受到人们关注。
在污染环境的诸多重金属中,镉的毒性较强[1]。
环境中的镉来源归于自然和人为两大来源,前者主要来自岩石和矿物中的本底值。
后者的主要来源有工业含镉废水的排放和农业上含镉磷肥的施用[2]。
重金属在植物体内积累到一定数量时,就会影响植物对营养元素的吸收、蒸腾作用、光合作用、呼吸作用等正常生理活动,改变植物细胞的超微结构，对植物造成伤害甚至引起植物死亡[3]。
镉在作物中，特别是在可食部位的大量积累,可以通过食物链危害人和动物。
人体也有长期积累镉的特性, 而且镉在人体代谢周期很长,长期食用高镉含量的食物，可以引起人体多种疾病[4，5]。
20世纪60年代,在日本的富山县神通川流域，由于铅锌冶炼厂排放的含镉废水污染水稻田,居民长期食用含镉稻米和含镉水而造成镉中毒,镉进入人体后破坏人体骨骼系统, 使骨质变脆易折,也就是所谓的“骨痛病”[6]。
据统计，我国仅镉污染的农田就超过上万公顷，而且还有上升的趋势[7]。
2 材料和方法本实验选用的小麦为淮麦18，各处理用含镉0.05mmol/l，0.1mmol/l，0.2mmol/l，0.3mmol/l的Hoagland培养液培养，对照用不含镉的Hoagland培养液培养。
选择饱满健康的种子，用自来水漂洗数次后，用NaClO消毒，再用蒸馏水清洗数次，浸种24小时。
然后铺在细沙上催芽，保持湿润，等第一片真叶抽出后，选取生长健壮，大小一致的幼苗分盆移栽。
用不含镉的培养液培养。
第二片真叶抽出后，镉处理分别用含镉的培养液培养。
毒害5天后测各项指标,以后每隔5天测一次。
2.1 测定方法根系活力测定：TTC法。
制作含TTF25μg、50μg、100μg、150μg、200μg的标准比色系列，以空白作参比，在485nm波长下测定吸光度，绘制标准曲线。
油田化学剂毒性评价方法探讨
基金项目：中国石油提高石油采收率国家重点实验室开放基金项目（２０２２ ＫＦＫＴ ３１）；中国石油油气与新能源分公司科研项目（２０２２ＫＴ０８０１）。
第一作者：于璐，中国石油大学（华东）２０２２级硕士研究生，研究方向：油田化学剂的环境效应研究。
通信地址：山东省青岛市黄岛区长江路街道长江西路６６号中国石油大学（华东），２６６５８０。
Ｅ ｍａｉｌ：２０９４１４２５４３＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通讯作者：贺丽鹏，２０１０年毕业于中国科学院长春应用化学研究所高分子化学专业，博士，高级工程师，现在中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院从事油田化学研究工作。
通信地址：北京市海淀区学院路２０号，１０００８３。
Ｅ ｍａｉｌ：ｈｅｌｉｐｅｎｇ＠ｐｅｔｒｏｃｈｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎ。
刘芳，２００４年毕业于同济大学环境工程专业，博士，教授，现在中国石油大学（华东）从事环境污染控制技术相关研究工作。
通信地址：山东省青岛市黄岛区长江路街道长江西路６６号中国石油大学（华东），２６６５８０。
Ｅ ｍａｉｌ：ｌｉｕｆａｎｇｆｗ＠ｕｐｃ．ｅｄｕ．ｃｎ。
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２４．０２．００２油田化学剂毒性评价方法探讨于璐１ 贺丽鹏２，３ 刘卫东２，３ 刘芳１ 孔灿１ 姜晓雅１ 魏小芳２（１．中国石油大学（华东）化学化工学院；２．中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院；３．中国石油天然气股份有限公司油田化学重点实验室）摘 要 油田化学剂的使用贯穿油气勘探和开发的全过程，但目前其对环境产生的影响甚至毒性作用却不甚明晰。
为了探究油田化学剂对环境产生的毒性影响，文章参考了大量国内外的生态毒性的评价方法标准，包括以土壤为载体的化学品毒性评价方法、以水为载体的化学品毒性评价方法和以高等动物为载体的化学品毒性评价方法。
此外，根据油田化学剂本身的独特性质及对其进行毒性评价的限制因素，通过对比与借鉴，得出在众多毒性评价方法中微生物法是最具潜力的油田化学剂毒性评价方法，并提出几点针对油田化学剂的生态毒性评价的思考，为今后油田化学剂在环境中的毒性评价方法和体系的完善提供参考。
重金属镉(Cd)在植物体内转运途径研究进展
重金属镉(Cd)在植物体内转运途径研究进展宋瑜;马艳华;唐希望;何鑫【摘要】对Cd在植物体内的转运途径进行了综述.二价金属离子与重金属Cd离子竞争特异性离子通道会影响植物对重金属Cd的吸收,这种影响与植物基因型、土壤溶液金属离子的种类和浓度密切相关.重金属Cd在植物根部完成木质部装载后需要通过木质部和韧皮部进行长距离运输,但重金属Cd趋向于在植物根部积累,仅有一小部分会转移运往地上部.Cd的螯合形态对植物耐受性和区域化影响尚待进一步明晰和阐明.【期刊名称】《中国环境管理干部学院学报》【年(卷),期】2019(029)003【总页数】4页(P56-59)【关键词】镉;转运;竞争;区域化;木质部装载;长距离运输【作者】宋瑜;马艳华;唐希望;何鑫【作者单位】河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛066102;河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004;河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛 066102;河北环境工程学院秦皇岛市农村生态环境重点实验室,河北秦皇岛 066102【正文语种】中文【中图分类】X173镉（Cd）是一种有毒重金属，属于植物正常生长、繁殖的非必需元素。
植物在遭受轻度Cd胁迫后会出现叶片枯黄、茎间缩短、根系生物量减少等现象，在遭受重度Cd胁迫时植物体内酶的活性、植物叶片叶绿素含量、光合作用效率都会降低，抑制对养分的吸收甚至引起植物死亡[1]。
植物各器官对重金属Cd的富集能力不同，通常是根>茎>叶>花>果实，重金属Cd可以通过植物生物富集作用进入食物链，对人体造成伤害，如引起慢性中毒和诱发癌症等[2-3]。
重金属Cd对植物产生毒害作用的关键在于其被根系吸收并运往地上部，这一系列的过程受到植物自身及其外部环境的影响，如土壤重金属Cd浓度、pH值、温度等。
重金属Cd进入植物根部时势必会受到根部外皮层、皮层、内皮层、木质部、韧皮部的影响，而重金属Cd从根部运往地上部又要通过茎木质部和韧皮部，直到进入叶片。
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制
重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制一、本文概述镉（Cadmium，Cd）是一种有毒的重金属元素，广泛存在于环境中，对生态系统和人类健康构成严重威胁。
植物作为生态系统的重要组成部分，常常成为重金属污染的主要受害者。
然而，植物也具有一定的耐受和积累镉的能力，其内部转运途径和调控机制的研究对于理解植物对重金属的响应和抗性机制具有重要意义。
本文旨在探讨重金属镉在植物体内的转运途径及其调控机制，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供理论支持和实践指导。
文章将首先介绍镉污染的现状及其对植物的影响，阐述研究镉在植物体内转运途径和调控机制的重要性和紧迫性。
随后，将综述镉在植物体内的吸收、转运和积累过程，包括镉离子进入植物细胞的方式、在细胞内的转运途径以及最终在植物体内的分布情况。
在此基础上，文章将深入探讨镉转运的调控机制，包括与镉转运相关的基因、蛋白及其相互作用，以及环境因子对镉转运的影响。
文章将总结当前研究的不足和未来的研究方向，以期为植物重金属污染修复和农业生态安全提供有益参考。
二、重金属镉在植物体内的吸收与转运重金属镉（Cd）作为一种有毒的非必需元素，在环境中的广泛存在对植物生长和生态系统健康构成了严重威胁。
植物对镉的吸收与转运是一个复杂的过程，涉及多个生理和分子机制。
镉进入植物体的主要途径是通过根系。
植物根部细胞通过质膜上的转运蛋白主动或被动地吸收土壤中的镉离子。
这些转运蛋白通常对多种金属离子具有广泛的底物特异性，因此它们也可能参与其他金属离子的转运。
镉离子进入细胞后，可以与细胞内的有机分子（如蛋白质、核酸和磷脂）结合，形成稳定的复合物，从而改变这些分子的结构和功能。
一旦镉离子被根部细胞吸收，它们就可以通过质膜上的转运蛋白进入细胞的液泡中，或者通过木质部被运输到地上部分。
木质部是植物体内的主要输导组织，负责将水分和溶解在水中的营养物质从根部输送到地上部分。
在木质部汁液中，镉离子通常与有机酸、氨基酸或其他小分子结合，形成可溶性的复合物，从而被运输到植物的茎、叶和果实等部位。
镉对土壤微生物的影响及微生物修复镉污染研究进展
DOI:10.16498/ki.hnnykx.2018.003.030随着矿山资源的开发利用、工农业的大力发展，工业污水的排放及农业肥料的施用使含镉污染物通过各种途径进入环境，造成土壤中镉污染严重。
2014年7月发布的《全国污染状况调查公报》显示，全国土壤总的超标率达到16.1%，耕地土壤重金属点位超标率为19.4%，其中镉元素点位污染超标率7.0%，位居无机污染物之首[1]。
镉具有毒性，在土壤中不易被化学或生物降解，因此镉污染具有不可逆转性；镉具有生物累积性，易通过食物链在动植物和人体积累，直接威胁人体健康[2-4]。
近年来，土壤镉污染已成为日益严重的环境问题，其污染现状和影响以及各种修复技术等一直是国内外研究的热点和难点。
笔者综合了目前国内外镉污染对土壤中微生物的影响，以及微生物（真菌、细菌和藻类）对土壤中镉的修复技术，以期为土壤镉污染治理与污染修复提供参考和理论支撑。
1 我国土壤中镉污染的现状全球土壤中镉含量为0.01~0.7 mg/kg，而我国土壤镉背景值为0.097 mg/kg，主要农田土壤中镉含量为0.01~1.34 mg/kg，平均为0.12 mg/kg[5-6]。
目前全球镉污染面积达200万hm2[7]，我国镉污染耕地面积约为2万hm2[8]，共有11个省25个地区的耕地被镉污染[9]。
曾希柏等[10]对我国土壤进行重金属调查发现，镉含量超过土壤环境质量标准一级的样品比例为42.0%~85.9%，超过二级的为11.9%~21.1%，超过三级的为0.7%~7.5%。
樊霆[11]统计分析发现农田土壤中镉含量是我国土壤背景值的1.2~26.5倍。
最严重的徐州镉含量是三级标准最大允许值的2.6倍，已不适合农林生产和植物正常生长。
成都、沈阳、西安等市污灌区土壤中的镉含量分别为1.65、0.88和0.628 mg/kg[12]。
湖南等有色金属大省是重金属镉污染的重点区，湘江流域是镉污染最严重区域。
我国小麦重金属污染状况分析
分析检测我国小麦重金属污染状况分析张朝正1，2，薛建杰3，闫 晓4，肖革新5*（1.国家食品安全风险评估中心，北京 100022；2.哈尔滨医科大学，黑龙江哈尔滨 150076；3.青岛市疾病预防控制中心，青岛市预防医学研究院，山东青岛 266000；4.国家卫生健康委流动人口服务中心，北京 100191；5.国家卫生健康委医院管理研究所，北京 100044）摘 要：目的：本文旨在分析我国小麦主要种植省份的重金属污染状况，以监控小麦重金属污染水平和预防食品安全隐患问题。
方法：采用了绘制箱线图的方法研究了1 171份小麦中重金属元素镉（Cr）、铅（Pb）、铬（Cd）、汞（Hg）和砷（As）的含量以及各省份中的分布差异。
结果：小麦中镉污染分布平均水平为0.02 mg/kg，铅集中分布在0～0.16 mg/kg，总铬分布集中在0～0.3 mg/kg，总汞分布相对集中，平均水平小于0.01 mg/kg，总砷分布普遍集中在0.01～0.06 mg/kg，5种重金属元素均值含量均低于国家限定值。
《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762—2017）规定限量为镉（0.1 mg/kg）、铅（0.2 mg/kg）、总铬（1.0 mg/kg）、总汞（0.02 mg/kg）及总砷（0.5 mg/kg）。
安徽省、甘肃省和江苏省小麦总铬含量较高；湖北省、山西省和陕西省除汞外，其他元素含量较高；河北省、河南省、黑龙江省、内蒙古自治区、山东省、四川省以及新疆维吾尔自治区5种元素含量均较低。
结论：小麦种植区域重金属污染程度较轻，受试省份的5种重金属均值含量具有显著性的差异。
关键词：小麦；小麦主要种植区；重金属元素；分布Analysis of Heavy Metal Contamination of Wheat in China ZHANG Chaozheng1,2, XUE Jianjie3, YAN Xiao4, XIAO Gexin5*(1.China National Center for Food Safety Risk Assessment, Beijing 100022, China; 2.Harbin Medical University, Harbin 150076, China; 3.Qingdao Municipal Center For Disease Control＆Prevention, Qingdao Institute of Preventive Medicine, Qingdao 266000, China; 4.Migrant Population Service Center, National Health Commission P.R. China, Beijing 100191, China; 5.National Institute of Hospital Administration,Beijing 100044, China)Abstract: Objective: The study investigated the status of heavy metal contamination in wheat of major wheat-producing regions to monitor the contamination level in wheat and prevent hidden food safety risks. Method: A collection of 1 171 wheat samples were analyzed by for the contents of Cr, Pb, Cd, Hg, and As and the distributive variations were assessed. Result: The average distribution level of cadmium pollution in wheat is 0.02 mg/kg, lead is concentrated in 0 ~ 0.16 mg/kg, total chromium is concentrated in 0 ~ 0.3 mg/kg, total mercury is relatively concentrated, the average level is less than 0.01 mg/kg, total arsenic is generally concentrated in 0.01 ~ 0.06 mg/kg, and the average content of five heavy metal elements is lower than the national limit. All of the five elements were lower than the limitation of National Standard on foods and products in terms of GB 2762—2017, Cr(0.1 mg/kg), Pb(0.2 mg/kg), Cd(1.0 mg/kg), Hg(0.02 mg/kg), As(0.5 mg/kg). Provinces of Anhui, Gansu and Jiangsu have relative high exposure of Cd. Hubei, Shanxi and Shanxi have higher level of all elements except Hg. Hebei, Henan, Heilongjiang, Inner Mongolian Autonomous Region, Shandong, Sichuan and Xinjiang Uygur Autonomous Regions have lower contents in all five elements. Conclusion: Contamination is widely but to lesser degree. Significant differences were observed among the tested regions.Keywords: wheat; wheat-producing regions; heavy metal elements; distribution基金项目：冬奥会食品有害因子风险分析、预测模型及预案研究（2020YFF0305001）。
钝化剂对镉污染土壤修复及小油菜吸收镉的影响
钝化剂对镉污染土壤修复及小油菜吸收镉的影响作者：仲子文井永苹李彦聂岩许玉良康馨来源：《山东农业科学》2023年第11期关键词：钝化剂：Cd污染：土壤修复：小油菜：生物量：富集系数：转运系数随着现代工农业的飞速发展和城镇化进程加快，污染物大量排放和不当处置导致我国农田土壤重金属Cd累积和农产品超标等环境问题日益突出。
如何实现重金属污染农田安全利用一直是环境安全和农业可持续发展的重大问题。
目前，关于Cd污染农田安全生产的方法有多种，其中原位钝化方式因其成本低、见效快被广泛研究并应用。
钝化剂的施入能显著降低重金属在土壤中的移动性和生物有效性，主要通过调节和改变Cd的存在形态，降低Cd对作物的危害．从而减少人体对Cd的摄人风险，从成本和时间上能更好地满足重金属污染土壤的修复治理要求。
钝化技术的关键是选择合适的钝化剂，常用的钝化剂一般可分为单一型和复合型两大类，常用钝化剂原料主要包括碱性材料、含磷材料、黏土矿物、有机物料以及铁锰氧化物等。
不同钝化剂对重金属的作用效果和机理存在很大差异。
如钙镁磷肥、生石灰等通过提高土壤pH值、磷酸根离子等与重金属Cd2+、2ri2+结合形成沉淀实现重金属钝化。
但是对于碱性和中性土壤，提高其pH值作用效果不显著，且有可能带来土壤磷素累积、土壤板结及微量元素营养失调等次生风险。
有机物类如生物炭在重金属污染土壤修复方面表现出极大的潜力，生产中也常将生物炭作为钝化材料，但是由于成本较高很难实现大面积推广应用。
矿物类如凹凸棒粉，是一种具有2：1型结构的含水富镁铝硅酸盐类黏土矿物，具有独特的晶体结构和可调控的表面电荷，通过离子交换吸附、离子络合、静电吸附、纳米孔道固定等方式共同作用实现重金属钝化，但是大量应用可能会对土壤结构产生破坏。
单一钝化材料在使用过程中往往存在较为突出的弊端且难以达到预期效果。
因此，针对重金属污染土壤环境特点研发复合型重金属钝化剂尤为重要，要求既能够充分发挥每种钝化材料的钝化效果，改善土壤环境和质量，更有效地钝化重金属活性，又能降低成本。
小麦根对镉离子的吸收机制及镉的亚细胞分布
摘要：小麦作为毒性实验推荐的标准物种之一，了解其对 Cd 的吸收过程及其致毒机理具有重要意义 . 应用 Ca 离子 通道抑制剂 LaCl3、巯 基 抑 制 剂 N - 乙 烷 基 顺 丁 烯 二 酰 亚 胺（NEM）及 能 量 代 谢 抑 制 剂 2,4 - 二 硝 基 苯 酚（DNP），研 究 了 小麦根对 Cd 的 吸 收 ；借 鉴 水 生 动 物 的 亚 细 胞 分 离 方 法 ，在 原 有 植 物 亚 细 胞 分 离 方 法 上 进 行 了 改 进 ，考 察 了 Cd 在 小 麦 根 中 的 亚 细 胞 分 布 . 8h 的 暴 露 吸 收 实 验 结 果 表 明 ，LaCl3 作 为 Ca 离 子 通 道 抑 制 剂 抑 制 小 麦 根 对 Cd 的 吸 收 高 达 30% ； 巯 基 抑 制 剂 NEM 没 有 表 现 出 抑 制 效 应 ， 关 于 Cd 与 巯 基 的 结 合 没 有 明 确 证 据 ； 在 低 浓 度 Cd 条 件 下（0.25、 1.0μM），DNP 抑 制 其 吸 收 ，表 明 Cd 是 需 要 消 耗 能 量 进 入 细 胞 内 ，而 在 高 浓 度 Cd 条 件 下（5.0μM）则 提 高 了 Cd 的 吸 收. Cd 进入细胞内依次分布于胞液、细胞残渣、细胞器、微粒体，分布比例：胞液>细胞残渣、细胞器>微粒体；3 种抑制 剂均通过降低细胞器、提高胞液和微粒体中 Cd 分布来维持细胞的正常功能，降低 Cd 的毒性.
收稿日期：2010 - 05 - 19
录用日期：2010 - 07 - 23
基金项目：国家重点基础发展规划项目 （No. 2007CB936604）
作者简介：李丹丹 （1984—），女，博士研究生，E-mail: ddli@; * 通讯作者 （Corresponding author），E-mail: dmzhou@issas.
土壤镉污染的遗传及生态毒性研究的开题报告
土壤镉污染的遗传及生态毒性研究的开题报告一、研究背景随着工业化的发展和人口的增长，大量的工业废水、农药、化肥等有机和无机污染物进入土壤中，导致土壤环境质量下降，严重影响生态系统的健康与稳定。
其中，镉(Cd)是一种具有强烈毒性的重金属，其在自然界的存在主要来自矿物和燃料的开采、加工和使用过程中的排放等人类活动，长期的暴露会对生物体造成致命伤害。
土壤中的镉污染已经成为全球环境面临的一个严重问题，因此对土壤镉污染的遗传及生态毒性的研究迫在眉睫。
二、研究目的本研究旨在探究土壤镉污染对植物遗传及生态毒性的影响，具体目的包括：1. 研究土壤镉污染对植物基因表达及其调控机制的影响；2. 研究土壤镉污染对植物生长、发育、代谢的影响；3. 研究土壤镉污染对植物群落结构和生态系统功能的影响；4. 探究土壤镉污染的生态毒性评价方法和监测策略。
三、研究内容与方法本研究主要通过实验室试验和野外调查两种方法，探究土壤镉污染对植物遗传及生态毒性的影响。
具体内容包括：1. 实验室试验通过在不同浓度的镉污染土壤中种植不同种类的植物，分析土壤中镉元素含量的变化和植物生物量的变化。
利用qPCR技术分析土壤镉元素对植物基因表达的影响；通过转录组学、代谢组学等高通量技术探究土壤镉污染对植物基因表达及其调控机制的影响。
2. 野外调查在山东省环境保护部门监测数据的基础上，选择多个典型镉污染区进行野外调查，调查地点种植的植物种类、密度等指标。
采用实地调查、样品采集与测试等方法，对野外调查区域的镉元素含量、植物生长、土壤理化性质等进行分析，探究土壤镉污染对植物群落结构和生态系统功能的影响。
四、预期结果及意义通过上述研究内容与方法，本研究预期得到以下结果：1. 研究土壤镉污染对植物基因表达及其调控机制的影响，阐明土壤镉污染对植物基因表达及功能调控机制的影响，为进一步研究土壤镉污染的毒性机理提供理论依据。
2. 研究土壤镉污染对植物生长、发育、代谢的影响，为定量估算土壤镉污染对植物生态功能的影响提供参考。
镉污染对植物生理生态的影响及其防治对策
镉污染对植物生理生态的影响及其防治对策随着人类经济活动的不断推进，各种污染问题也不断浮现。
近年来，镉污染问题也日益引起人们的关注。
镉是一种有害金属，其对植物生长发育产生了严重的影响。
本文将从植物生理生态的角度探讨镉污染对植物的影响及其防治对策。
一、镉污染对植物的生理生态影响镉的存在会影响植物的生长发育和光合作用，进而影响植物的产量和品质。
其中，镉对植物生理生态的影响主要体现在以下几个方面：1. 镉对植物根系的影响镉会通过根部渗透入植物体内，并在根系部分积聚。
镉的积累会影响植物根系的细胞分裂和根长，进而导致植物根系的发育受到影响。
研究发现，根部受到镉污染的植物其根系生成明显减少，根长也明显受到抑制。
2. 镉对植物光合作用的影响镉对植物光合作用的抑制作用主要体现在光合单位面积的减少和光合酶的活性降低。
光合作用是植物体内最重要的生物化学反应之一，其被影响会导致植物的生长发育受到抑制。
此外，镉还会导致植物体内氧化还原平衡失调，进而影响生长发育进程。
3. 镉对植物代谢的影响镉对植物各种代谢过程的抑制作用非常显著，包括光合作用、呼吸作用、蛋白质合成、糖类代谢等等。
这些影响导致植物体内的荷尔蒙水平异常，导致植物生长发育受到长期的抑制作用。
二、镉污染防治对策目前，对于镉污染防治已经有了一些有效的措施。
以下是一些常用的镉污染防治对策。
1. 采用生物修复技术将一些具有吸附镉离子的植物种植在镉污染的土壤中，通过植物的生长发育从而达到吸附和去除镉污染的目的。
这种方法既环保又经济，而且可以促进土壤养分的转化，有利于土壤生态环境的恢复。
2. 开展土壤改良土壤的pH值、有机质含量、磷、钾等元素含量都能影响土壤中镉的吸附作用。
通过对土壤 pH 值和有机质含量的改变，调整土壤中对镉的吸附作用，有利于镉的去除和修复。
3. 加强镉污染源的控制制定严格的环保法规，对镉污染的源头进行彻底的控制，减少镉的释放，是解决镉污染的根本策略。
加强工厂废水和废气的治理，杜绝非法倾倒废品等行为，可以有效地降低镉污染的风险。
不同小麦品种对土壤重金属镉的吸收能力研究
现代农业科技2023年第8期农艺学不同小麦品种对土壤重金属镉的吸收能力研究张心才1唐浩2*（1沁阳市农村能源环境保护管理站，河南沁阳454550；2焦作市农村能源环境保护管理站，河南焦作454000）摘要为筛选出在土壤重金属污染地块上的低积累小麦品种，本研究选择了14个具有代表性的小麦品种，对其镉吸收能力进行研究。
结果表明：在土壤镉严重污染的情况下，种植小麦有很高的超标风险；同舟麦916、怀川916和许科1293个品种小麦籽粒及茎秆镉含量相对较低；部分品种茎秆中镉含量较高，这可能与植物的遗传基因有关，即在土壤镉重度污染情况下，茎秆吸收镉后减少向籽粒转移。
关键词小麦；重金属；镉；吸收能力中图分类号S512；S19文献标识码A文章编号1007-5739（2023）08-0046-03DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.08.013开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Study on Absorption Capacity of Different Wheat Varieties to Heavy Metal Cadmiumin SoilZHANG Xincai1TANG Hao2*(1Rural Energy and Environmental Protection Management Station of Qinyang City,Qinyang Henan454550;2Rural Energy and Environmental Protection Management Station of Jiaozuo City,Jiaozuo Henan454000)Abstract In order to screen out wheat varieties with low accumulation in heavy metal contaminated soil,14 representative wheat varieties were selected to study their cadmium absorption capacity.The results showed that in the case of serious cadmium pollution in the soil,planting wheat had a high risk of exceeding the standard.The contents of cadmium in grains and stems of wheat varieties Tongzhoumai916,Huaichuan916and Xuke129were relatively low. The high content of cadmium in the stems of some varieties may be related to the plant genetic genes,that is,under the condition of heavy pollution of cadmium in soil,stems would reduce the transfer of cadmium to grains.Keywords wheat;heavy metal;cadmium;absorption capacity随着我国经济社会的发展进步，农业污染问题越来越突出。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展镉是一种重金属元素，对植物具有较强的毒害作用。
它广泛存在于土壤、水体和大气中，随着工业化的快速发展和人类活动的加剧，镉的污染问题越来越受到人们的重视。
镉的毒害不仅对植物的生长和发育产生严重影响，同时也对人类的健康构成潜在威胁。
研究镉对植物的毒害及植物解毒机制具有重要意义。
一、镉对植物的毒害1. 镉的吸收及转运植物通过根系从土壤中吸收镉，经过根系吸收后，部分镉会转运到植物的地上部分。
镉在植物体内主要以二价离子形式存在，它可以通过细胞膜上的镉通道（Cd(Ⅱ)-port）或离子通道蛋白（ZIP）从根系中吸收，并通过镉结合蛋白（Metallothionein，MT）等载体蛋白转运到植物的地上部分。
2. 镉的毒害作用镉对植物产生的毒害效应包括：① 抑制植物根系和地上部分生长；② 干扰植物的光合作用过程，降低植物的光合效率；③ 影响植物生理过程，如干扰氮代谢和蛋白质合成；④ 促进活性氧的产生，引起氧化应激。
上述毒害效应都会直接影响植物的生长发育和抗逆能力。
3. 镉的富集及生物积累镉具有较强的生物富集性，容易在植物体内积累。
植物体内的镉主要富集在根系、茎叶等部位，而且会随着食物链向上层级传递，在一定程度上对食物安全和环境健康构成威胁。
二、植物对镉的解毒机制研究进展植物通过吸收后的镉离子在体内进行一系列的减毒作用，包括镉结合蛋白的合成、螯合作用和异化作用等。
镉结合蛋白是植物中主要的镉结合分子，它具有较强的亲和力，可以有效地结合镉离子，从而减轻镉对植物的毒害作用。
植物还可以通过螯合作用将镉固定在细胞壁上，以减少镉对胞内结构和功能的影响。
2. 镉的转运与储存植物对镉的减毒作用还包括镉的转运和储存。
在植物体内，镉可以通过减少镉在根系中的转运以及提高镉在叶片中的结合，从而减少镉对植物的毒害作用。
植物可以通过钙信号和甘露聚糖等途径调控镉的转运和储存，以减轻镉对植物的毒害作用。
3. 植物的镉排毒及修复植物体内还存在一些镉排毒和修复相关的基因和酶系统。
重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应
重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素，如汞、镉、铅等。
这些金属可以累积在植物体内，不仅对植物生长发育和品质产生负面影响，还可能通过生物链传递影响到人类健康。
因此，探究重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应有着重要的理论和实践意义。
一、植物吸收重金属的途径植物吸收重金属的主要途径是根系吸收。
但是，在重金属污染环境中，重金属可以通过叶面、茎皮、果实表面等途径进入植物，因此植物颜色和表面构造对其吸收也有影响。
二、植物对重金属污染的生理生化反应1. 植物光合作用的变化重金属可以影响植物叶绿素的合成和光合完成过程，从而抑制植物的光合作用和固碳能力。
实验证明，重金属如镉、铅可以降低植物中光合色素、蛋白质含量和光合酶活性，导致光合速率下降，甚至影响到植物的呼吸作用和能量代谢。
2. 植物生长发育的受阻重金属胁迫可降低植物的生物量和生长发育速率，还可影响其根冠比、鲜干比和根系发育。
其中，重金属累积在植物根系中，可造成根系发育受阻、根毛缩短、根系表面积减少。
同时重金属也可能影响植物的细胞分裂和伸展生长，导致茎叶生长受限，植株高度减小。
3. 植物酶系统的变化在重金属污染环境下，植物的生理代谢和酶系统会产生相应的变化。
例如，镉离子可抑制植物中的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶等酶活性。
大量证据表明，植物在长期污染环境中，会逐渐产生对重金属的耐受性，并且增加相应的酶活性来代谢和减少它们的毒性。
三、植物对重金属污染的适应和修复为了适应重金属污染环境，植物会产生一系列适应性机制。
这些机制主要分为：避免、减缓和修复三个方面。
1. 避免胁迫植物可以通过以下方式来避免重金属胁迫：(1)改变根系结构，增加根表面积，增强重金属的吸收和转运能力。
(2)产生根分泌物，促进土壤微生物的协同作用，减少重金属的胁迫。
(3)排斥重金属的吸收，例如氧化离子可降低铁、锰离子比重，从而减少重金属的吸收。
镉 光合作用-概述说明以及解释
镉光合作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镉光合作用是目前环境科学领域中备受关注的一个重要课题。
随着工业化进程的加速和人类活动的不断增加，镉作为一种有毒重金属被广泛排放到环境中。
镉的积累和污染对生态系统的稳定性和人类健康造成了严重威胁。
光合作用是地球上生命存在的基础，它是光能转化为化学能的重要途径。
光合作用通过光能激发叶绿素分子，产生能量丰富的碳氢化合物，同时释放出氧气。
然而，镉作为一种有害物质，经过积累和富集后会对植物的光合作用产生严重的负面影响。
镉对光合作用的影响包括两个方面：光能转化和光合产物的合成。
镉可以直接抑制光能的吸收和转化，干扰叶绿素的光合作用。
此外，镉还会妨碍光合产物的正常合成过程，降低植物的光合有效性。
尽管镉对光合作用有明显的抑制作用，但科学家们也发现了一些适应机制。
一些植物在受到镉胁迫后能够通过一系列的适应反应来减轻镉的毒害效应，提高光合作用的效率。
然而，镉光合作用的应用前景仍存在一些挑战。
首先，如何有效降低环境中镉的浓度是一个迫切需要解决的问题。
其次，植物对镉的抗性程度存在差异，如何筛选出对镉抗性较强的植物，并进一步利用这些植物来修复镉污染环境，也是一个亟待解决的问题。
总之，镉光合作用是一个具有重要意义的研究领域，深入探究镉对光合作用的影响及其应对机制，不仅能够揭示镉污染对生物系统的危害，还能为解决镉污染问题提供科学依据。
未来，我们有理由相信通过进一步深入的研究，镉光合作用的应用前景将更加广阔。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构部分旨在介绍本文的整体组织和内容安排，以帮助读者更好地理解本文的逻辑结构和主要论点。
本文的结构如下：第一部分是引言，分为三个小节。
引言的第一个小节概述了本文的主题-镉光合作用，并对镉光合作用的重要性进行了简要阐述。
第二个小节介绍了本文的整体结构，包括各部分的内容和主旨。
第三个小节阐明了本文的目的，即通过研究和分析镉光合作用的特性和影响，探讨其在实际应用中的潜力。
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展
镉对植物的毒害及植物解毒机制研究进展镉是一种重金属元素，对植物具有很强的毒害作用。
研究镉对植物的毒害及植物解毒机制，对于保护生态环境、提高农作物产量以及食品安全具有重要意义。
本文将对这方面的研究进展进行综述。
镉对植物的毒害主要表现在形态学、生理学和生化学方面。
在形态学上，植物根系是镉毒害的主要目标，镉会导致根系发育受阻、根毛破坏甚至死亡。
在生理学上，镉会抑制植物的生长和发育，影响光合作用和呼吸作用，导致植物叶片出现叶绿素降解、叶片变黄等现象。
在生化学上，镉会干扰植物的营养元素平衡，特别是干扰钙、铁、锌等元素的吸收和运输。
关于植物解毒机制的研究表明，植物通过一系列的途径来减轻和解除镉毒害。
植物通过局部防御机制来减轻镉的毒害。
这包括增强细胞壁的强度和肉质化、引起植物细胞分裂的增强、增加抗氧化物质的合成等。
植物通过螯合和沉积机制来解除镉毒害。
螯合是指植物通过产生和积累含有硫或其他功能基团的化合物来结合镉离子，从而减少毒害。
沉积则是指植物通过积累镉在细胞壁或其他细胞器中，将镉离子隔离开来，避免其对细胞内部结构的损害。
研究还发现一些调控镉解毒的相关基因和信号通路。
一些转录因子和激素调节了植物对镉的反应，如植物生长素、脱落酸和乙烯的调控。
酶的活性和基因的表达也被发现与植物的镉解毒相关，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和金属硫蛋白。
针对镉毒害问题，一些防治措施也被研究和应用。
改良土壤物理、化学和生物性质，减少土壤镉的有效性和活性。
通过选育耐镉的植物品种和利用植物修复技术，可以降低镉对植物的毒害作用。
镉对植物的毒害已经成为一个重要的研究领域。
未来的研究可以进一步深入了解镉的入侵路径和毒性机制，发现更多的植物耐镉机制和相关基因，以及开发更有效的镉防治和修复技术，保护生态环境和提高农作物产量。
镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素
2Zn元素
目前已确认的影响Cd在土壤-植物系统中的迁移转化的金属元素主要包括Zn、Mn、Fe、Ca、K等。由于Zn与Cd具有相同的核外电子构型，化学性质极为相似，且二者往往伴生，Zn元素对Cd的影响早已引起了学者们的关注，对它的研究也最多最深入。随着土壤性质、w(Zn)/w(Cd)、植物种类等因素的不同，Zn-Cd交互作用表现的形式也不同，根据国内外大量的研究结果，Zn-Cd交互作用主要表现为以下几种情况。
1 土壤理化性质
1.1 pH值
土壤中重金属的生物有效性及其对生物的毒性主要依赖于重金属自由离子的活性也就是土壤中可溶性或可交换的金属的质量分数，而非这种重金属的总质量分数[4~6]。土壤pH值是土壤所有参数中影响Cd形态和有效性的最重要因素[6, 7]。土壤中Cd的有效性即Cd在土壤中的化学形态和吸附解吸行为很大程度上受土壤pH值的调节。提高土壤pH值，土壤胶体负电荷增加，H+的竞争能力减弱，使重金属被结合得更牢固，多以难溶的氢氧化物或碳酸盐及磷酸盐的形式存在，Cd的有效性就大大降低了[7]。最近Murray和McBride[6]提出了植物吸收Cd的模型，其模型表明土壤pH值对Cd的有效性的影响十分重要。因此在许多受Cd污染的酸性土壤地区，撒施石灰石提高土壤pH值以降低Cd的有效性是治理Cd污染的一项有效措施。
镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素
赵中秋1，朱永官2，蔡运龙1*
1.北京大学环境学院，北京100871；2.中国科学院生态环境研究中心，北京100085
摘要：重金属镉（Cd）被列为环境污染物中最危险的五种物质之一。因其极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康的特性，环境Cd污染尤其是土壤系统的Cd污染已成为国内外环境污染研究的热点，Cd在土壤-植物系统中迁移转化规律备受关注。本文概述了国内外土壤Cd污染研究现状；在已有研究的基础上，总结并阐述了影响Cd在土壤-植物系统中迁移转化的几个重要因素：土壤基本理化性质（pH值、有机质等）、Zn元素、P元素、陪伴阴离子Cl-和SO42-，其中包括尚未被普遍认识的P元素和陪伴阴离子Cl-和SO42-；并详细论述了各因子对Cd在土壤-植物系统中迁移转化的影响及其可能机理。
纳米二氧化硅对镉胁迫下小麦种子萌发的影响
农业科学NONG Y E KE XUE 纳米二氧化硅对镉胁迫下小麦种子萌发的影响信阳农林学院中心实验室刘新浩摘要：为了解纳米二氧化硅在镉胁迫对小麦种子萌发影响的缓解效果，以镇麦168为试验材料，采用水培方法，研究在不同浓度氯化镉（CdCl2）处理下，加入SiO2-NP后对小麦萌发的影响，以小麦萌发过程中的发芽率、芽长、根长、鲜重、干重的变化为影响指标。
结果表明，SiO2-NP能够缓解CdCl2对小麦萌发的抑制作用。
关键词：小麦；纳米二氧化硅；镉胁迫；种子萌发2014年环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国耕地土壤污染状况堪忧，主要污染物为镉（Cd）、镍（Ni）、铜（Cu）、砷（As）等，Cd的超标率为7.0％，居于污染元素首位。
Cd是一种稳定性高、难降解的重金属，在土壤中具有累积性。
土壤受到Cd 污染后，Cd可通过植物根系在植株中富集。
若富集在植株的可食用部分，则会通过食物链进入人类体内，危害人体健康。
纳米材料因具有尺寸依赖性、比表面积大和吸收紫外线能力强等特点被广泛应用于化工生产、建筑材料、医药等领域。
在农业生产领域，纳米材料主要用于农药、化肥的载体[1]。
硅是继氮、磷、钾之后的第四大营养元素，能够提高植物的光合速率和干物质量的积累，促进植物的生长发育。
由于硅对植物生长发育的积极影响，应用纳米硅材料提高植物对环境胁迫的耐受性便成为一种可能[2]。
小麦是我国主要的粮食作物，是我国粮食安全的重要保障。
目前环境中的镉含量越来越高，小麦受到的污染也日益加剧，寻找缓解或降低镉对小麦毒害的方法显得尤为重要。
小麦幼苗时期对重金属胁迫较为敏感，SiO2-NP不仅有效促进植物生长发育，在缓解植物的胁迫反应方面也具有重要作用。
SiO2-NP能否缓解镉对小麦的毒害作用目前未见报导。
本试验采用水培方法，在不同浓度的CdCl2处理下加入SiO2-NP，通过系统分析小麦在萌发过程中发芽率、芽长、根长、鲜重、干重的变化，解析在Cd胁迫下SiO2-NP对小麦萌发的影响。