CN113899650A - 硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 - Google Patents
硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113899650A CN113899650A CN202111150751.8A CN202111150751A CN113899650A CN 113899650 A CN113899650 A CN 113899650A CN 202111150751 A CN202111150751 A CN 202111150751A CN 113899650 A CN113899650 A CN 113899650A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfur
- lead
- arabidopsis thaliana
- soil
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 108010076830 Thionins Proteins 0.000 title claims abstract description 20
- ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M thionine Chemical compound [Cl-].C1=CC(N)=CC2=[S+]C3=CC(N)=CC=C3N=C21 ANRHNWWPFJCPAZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 20
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 title abstract description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 133
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 121
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 120
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 73
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 49
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 23
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 19
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 17
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 claims description 14
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 11
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 11
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 8
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 4
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 4
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 4
- 231100000704 bioconcentration Toxicity 0.000 claims description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 4
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- TVBSSDNEJWXWFP-UHFFFAOYSA-N nitric acid perchloric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O.OCl(=O)(=O)=O TVBSSDNEJWXWFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 4
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 4
- 230000005945 translocation Effects 0.000 claims description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 3
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002336 repolarization Effects 0.000 claims description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 claims description 3
- 244000056139 Brassica cretica Species 0.000 claims description 2
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 claims description 2
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 14
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 11
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 11
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 11
- RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N glutathione Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(=O)N[C@@H](CS)C(=O)NCC(O)=O RWSXRVCMGQZWBV-WDSKDSINSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 210000001768 subcellular fraction Anatomy 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 6
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229960003180 glutathione Drugs 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 241000721167 Chloranthus Species 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- WHBHBVVOGNECLV-OBQKJFGGSA-N 11-deoxycortisol Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 WHBHBVVOGNECLV-OBQKJFGGSA-N 0.000 description 3
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 3
- 108010076986 Phytochelatins Proteins 0.000 description 3
- 238000002056 X-ray absorption spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L sulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])[O-] QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 2
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 101100375585 Arabidopsis thaliana YAB1 gene Proteins 0.000 description 1
- 244000221633 Brassica rapa subsp chinensis Species 0.000 description 1
- 235000010149 Brassica rapa subsp chinensis Nutrition 0.000 description 1
- 208000003643 Callosities Diseases 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000001980 Cucurbita pepo Species 0.000 description 1
- 235000009852 Cucurbita pepo Nutrition 0.000 description 1
- 241001549572 Elsholtzia splendens Species 0.000 description 1
- 108010024636 Glutathione Proteins 0.000 description 1
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- WSMYVTOQOOLQHP-UHFFFAOYSA-N Malondialdehyde Chemical compound O=CCC=O WSMYVTOQOOLQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000124844 Sedum alfredii Species 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- WQHONKDTTOGZPR-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[Mn+2].[Fe+2] Chemical compound [O-2].[O-2].[Mn+2].[Fe+2] WQHONKDTTOGZPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 1
- 239000013522 chelant Substances 0.000 description 1
- 230000009920 chelation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000001085 differential centrifugation Methods 0.000 description 1
- IZEKFCXSFNUWAM-UHFFFAOYSA-N dipyridamole Chemical compound C=12N=C(N(CCO)CCO)N=C(N3CCCCC3)C2=NC(N(CCO)CCO)=NC=1N1CCCCC1 IZEKFCXSFNUWAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002768 dipyridamole Drugs 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 1
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229940118019 malondialdehyde Drugs 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003938 response to stress Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
- B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
- B09C1/105—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes using fungi or plants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/3103—Atomic absorption analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/73—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited using plasma burners or torches
Abstract
本发明公开了一种硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，包括如下步骤：土壤选择、植株种植、硫素溶液配制、硫素处理、生物量测定、亚细胞中硫和铅测定、铅含量测定和数据统计与分析等步骤。本发明研究不同价态和浓度的硫处理下小花南芥地上部和地下部生物量，对铅的富集特征及亚细胞组分中铅的分布，探讨硫作用下小花南芥对于铅胁迫的应对机制和小花南芥富集铅在亚细胞层面的作用机理，为利用硫调控促进超富集植物小花南芥修复铅污染土壤治理提供理论和技术方法指导。
Description
技术领域
本发明涉及植物技术领域，具体为一种硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法。
背景技术
铅相对分子量大，性质稳定，在土壤圈地球化学循环很大程度受到人为因素的影响。环境中通过铅污染源解析也证实工业和农业贡献率较大，铅从土壤-植物迁移富集在生物体内，最终通过食物链危害人类健康。影响铅在土壤中迁移转化的因素已有很多报道，如铅赋存形态、土壤类型、土壤性质，土壤养分,施肥等。近年来有关报道施硫改变农作物生长状况，硫也可作为一种对植物吸附重金属有积极效应的非金属元素，可促进土壤的修复或减缓污染。
硫元素在土壤中的循环转化能显著影响重金属的生物地球化学过程，其在植物体内抵御重金属离子污染的生理代谢活动和重金属解毒作用中也具有重要的生物学功能。目前研究硫对重金属的影响存在相反的观点，一种观点认为硫可活化土壤重金属，增大其生物有效性。向土壤中施加S可显著提高土壤中可溶性铜(Cu)和锌(Zn)的比例，增加Cu超积累植物海州香薷根系和地上部Cu的积累。另外一种观点认为硫可钝化土壤重金属，降低其生物有效性。向铜污染农田中施用硫肥，降低了土壤中酸可提取态Cu含量，提高残渣态Cu含量、铁锰氧化物态Cu含量和有机结合态Cu的含量，且与施硫肥用量不同而存在差异。
研究表明，外源施硫能减少植物对重金属的吸收和毒害作用。向水稻叶面喷施Na2S可以将水稻产量提高6％-30％，水稻籽粒中Cd含量降低28％-50％；使用Na2SO4处理显著降低了水稻地上部茎秆和籽粒中的Pb含量；施硫显著减少水稻对As吸收。前人研究发现硫在土壤中活化或钝化重金属可能与硫存在形态有关，不同硫形态和含量显著影响水稻根系铁锰胶膜含量，土壤处于厌氧条件下易与重金属发生沉淀反应生成难溶性的硫化物，从而导致有效硫和有效态重金属含量下降，在好氧条件下易被氧化，此时硫化物中重金属被释放出来，导致植物吸收重金属量增加，其次，硫在土壤中价态的变化引起土壤pH的变化，土壤pH的变化直接对重金属的溶解吸附产生影响。因此，土壤中硫存在形态与重金属的生物有效性密切相关。但是目前还没有一种促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，为利用超富集植物小花南芥修复铅污染土壤治理提供理论和技术方法指导。
根据本发明的目的，本发明提供如下技术方案：
硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，包括如下步骤：
S1，土壤选择：
取废弃矿渣堆附近农田土，均为0-20cm耕层种植玉米的土壤，风干后过2mm筛，装塑料盆待用；
S2，植株种植：
利用小花南芥种子进行基质土育苗至苗期，挑选生长状况相近的幼苗，分别移栽至盆中，用1/2Hoagland营养液每2天浇灌一次；
S3，硫素溶液配制：
配制3种不同硫形态：即硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4，硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4的处理浓度分别为0mg·.kg-1、75mg·kg-1、150mg·kg-1；
S4，硫素处理：
将S3中配制的3中溶液对小花南芥植株进行喷洒处理；
S5，生物量测定
浇水至土壤呈半湿润状态，拔取整株小花南芥，先用自来水快速冲洗掉其根部附着的杂质，再用去离子水冲洗3次，用滤纸吸干植株表面水珠，均匀分成两份；一份把地下部和地上部分开装进牛皮纸信封，放置105℃烘箱中杀青30min，然后于75℃烘至恒重，分别称量地下部和地上部干重；另一份鲜样保存待测亚细胞中的硫和铅含量；
S6，亚细胞中硫和铅测定
将制备的小花南芥鲜样地下部和地上部分开，准确称取1.000g鲜样于研钵中，加入预冷的亚细胞提取液10mL，快速在研钵中冰浴研磨至匀浆状，然后转移至50mL离心管中，1000r·min-1低速离心10min，移除上清液，沉淀即为细胞壁组分；
然后将移除的上清液至于高速冷冻离心机中，4℃下12000r·min-1离心45min，上清液即为细胞可溶组分，沉淀即为细胞器组分；每组分均加入硝酸-高氯酸混酸，采用可调电热板加热消煮至澄清，移至50mL容量瓶定容，利用原子吸收分光光度计测定铅含量，电感耦合等离子体发射光谱仪测定硫含量；
S7，铅含量测定
采用浓缩HNO3-HClO4和浓缩HNO3-H2O2消化法测定土壤和植物中铅含量，然后用火焰原子吸收分光光度计进行测定；
S8，数据统计与分析
试验数据统计各处理间差异显著性分析采用DPS7.05软件中Duncan′s新复极差法多重比较，显著性差异水平为p<0.05，所得数据以平均值±标准差表示。
进一步地，S6中，亚细胞提取液为DTT:1mmol·L-1、蔗糖：0.25mol·L-1、Tris-HCl:50mmol·L-1，pH＝7.4。
进一步地，S1中，土壤理化性质为：pH值6.25，有效硫10.67mg·.kg-1，
铅含量2618.74mg·kg-1，有机质16.87g·.kg-1，有效磷12.08mg·kg-1，碱解氮116.34mg·kg-1，速效钾28.77mg·.kg-1，阳离子交换量16.45cmol·kg-1。
进一步地，S6中，富集系数和转运系数采用以下公式计算：
Bioconcentration factor(BCF)＝heavy metal content in shoot of plant(mg kg-1)/heavy metal content in soil(mg kg-1)；
Translocation factor(TF)＝heavy metal content in shoot ofplant(mg kg-1)/heavy metal content in root ofplant(mg kg-1)。
进一步地，优先选用浓度为150mg·kg-1的硫酸钠Na2SO4溶液对小花南芥进行处理。
进一步地，不同形态硫对小花南芥富集和转运铅的影响表现为硫酸钠>硫化钠>单质硫。
本发明的有益效果是：
本发明一种硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，研究不同价态和浓度的硫处理下小花南芥地上部和地下部生物量，对铅的富集特征及亚细胞组分中铅的分布，探讨硫作用下小花南芥对于铅胁迫的应对机制和小花南芥富集铅在亚细胞层面的作用机理，为利用硫素介导促进超富集植物小花南芥修复铅污染土壤治理提供理论和技术方法指导。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，包括如下步骤：
S1，土壤选择：
取废弃矿渣堆附近农田土，均为0-20cm耕层种植玉米的土壤，风干后过2mm筛，装塑料盆待用；
S2，植株种植：
利用小花南芥种子进行基质土育苗至苗期，挑选生长状况相近的幼苗，分别移栽至盆中，用1/2Hoagland营养液每2天浇灌一次；
S3，硫素溶液配制：
配制3种不同硫形态：即硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4，硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4的处理浓度分别为0mg·.kg-1、75mg·kg-1、150mg·kg-1；
S4，硫素处理：
将S3中配制的3中溶液对小花南芥植株进行喷洒处理；
S5，生物量测定
浇水至土壤呈半湿润状态，拔取整株小花南芥，先用自来水快速冲洗掉其根部附着的杂质，再用去离子水冲洗3次，用滤纸吸干植株表面水珠，均匀分成两份；一份把地下部和地上部分开装进牛皮纸信封，放置105℃烘箱中杀青30min，然后于75℃烘至恒重，分别称量地下部和地上部干重；另一份鲜样保存待测亚细胞中的硫和铅含量；
S6，亚细胞中硫和铅测定
将制备的小花南芥鲜样地下部和地上部分开，准确称取1.000g鲜样于研钵中，加入预冷的亚细胞提取液10mL，快速在研钵中冰浴研磨至匀浆状，然后转移至50mL离心管中，1000r·min-1低速离心10min，移除上清液，沉淀即为细胞壁组分；
然后将移除的上清液至于高速冷冻离心机中，4℃下12000r·min-1离心45min，上清液即为细胞可溶组分，沉淀即为细胞器组分；每组分均加入硝酸-高氯酸混酸，采用可调电热板加热消煮至澄清，移至50mL容量瓶定容，利用原子吸收分光光度计测定铅含量，电感耦合等离子体发射光谱仪测定硫含量；
S7，铅含量测定
采用浓缩HNO3-HClO4和浓缩HNO3-H2O2消化法测定土壤和植物中铅含量，然后用火焰原子吸收分光光度计进行测定；
S8，数据统计与分析
试验数据统计各处理间差异显著性分析采用DPS7.05软件中Duncan′s新复极差法多重比较，显著性差异水平为p<0.05，所得数据以平均值±标准差表示。
进一步地，6中，亚细胞提取液为DTT:1mmol·L-1、蔗糖：0.25mol·L-1、Tris-HCl:50mmol·L-1，pH＝7.4。
进一步地，S1中，土壤理化性质为：pH值6.25，有效硫10.67mg·.kg-1，
铅含量2618.74mg·kg-1，有机质16.87g·.kg-1，有效磷12.08mg·kg-1，碱解氮116.34mg·kg-1，速效钾28.77mg·.kg-1，阳离子交换量16.45cmol·kg-1。
进一步地，S6中，富集系数和转运系数采用以下公式计算：
Bioconcentration factor(BCF)＝heavy metal content in shoot of plant(mg kg-1)/heavy metal content in soil(mg kg-1)；
Translocation factor(TF)＝heavy metal content in shoot ofplant(mg kg-1)/heavy metal content in root ofplant(mg kg-1)。
进一步地，优先选用浓度为150mg·kg-1的硫酸钠Na2SO4溶液对小花南芥进行处理。
进一步地，不同形态硫对小花南芥富集和转运铅的影响表现为硫酸钠>硫化钠>单质
实施例2
本实施例给出一种对上述硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法的测试实验，具体实验步骤如下：
1材料与方法
1.1实验材料
供试土壤：取自云南省会泽县者海镇三多多村(海拔2463～2516m，东经103°03′-103°55′，北纬25°48′-28°38′，)废弃矿渣堆附近农田土，均为0～20cm耕层种植玉米的土壤，风干后过2mm筛，准确称重5.0kg，装塑料盆(长44cm×宽15cm×高19cm)待用。其主要理化性质如表1。
表1供试土壤理化性质
供试植株：利用小花南芥种子进行基质土育苗至苗期，于2019年2月挑选生长状况相近的幼苗，分别移栽至盆中，栽种方式为2株1穴，每盆9穴18株。用1/2Hoagland营养液每2天浇灌一次，3个月后开始取材实验。
1.2试验处理设置
根据硫营养对小花南芥累积铅影响研究中设置的硫浓度。设定研究中3种不同硫形态(硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4)的处理浓度分别为0mg·.kg-1、75mg·kg-1、150mg·kg-1。每个处理三个平行，共计21盆。
1.3测定项目及方法
1.3.1生物量测定
浇水至土壤呈半湿润状态，拔取整株小花南芥，先用自来水快速冲洗掉其根部附着的杂质，再用去离子水冲洗3次，用滤纸吸干植株表面水珠，均匀分成两份。一份把地下部和地上部分开装进牛皮纸信封，放置105℃烘箱中杀青30min，然后于75℃烘至恒重，分别称量地下部和地上部干重。另一份鲜样保存待测亚细胞中的硫和铅含量。
1.3.2细胞中硫和铅测定
利用差速离心法分离不同的亚细胞组分：将制备的小花南芥鲜样地下部和地上部分开。准确称取1.000g鲜样于研钵中。加入预冷的亚细胞提取液(DTT:1mmol·L-1、蔗糖：0.25mol·L-1、Tris-HCl:50mmol·L-1，pH＝7.4)10mL，快速在研钵中冰浴研磨至匀浆状，然后转移至50mL离心管中，1000r·min-1低速离心10min，移除上清液，沉淀即为细胞壁组分。然后将移除的上清液至于高速冷冻离心机(型号：TGL-20M，美国Thermo公司)中，4℃下12000r·min-1离心45min，上清液即为细胞可溶组分，沉淀即为细胞器组分[潘智立，2016]。每组分均加入硝酸-高氯酸混酸，采用可调电热板加热消煮至澄清，移至50mL容量瓶定容，利用原子吸收分光光度计(型号：TAS-990，美国Agilent公司)测定铅含量，电感耦合等离子体发射光谱仪(型号：ICAP 6300，美国Thermo Elemental公司)测定硫含量。
1.3.3铅含量测定
采用浓缩HNO3-HClO4和浓缩HNO3-H2O2消化法测定土壤和植物中铅含量，然后用火焰原子吸收分光光度计进行测定。富集系数和转运系数采用以下公式计算：
Bioconcentration factor(BCF)＝heavy metal content in shoot of plant(mg kg-1)/heavymetal content in soil(mg kg-1)
Translocation factor(TF)＝heavy metal content in shoot ofplant(mg kg-1)/heavy metal content in root ofplant(mg kg-1)
1.4数据统计与分析
试验数据统计各处理间差异显著性分析采用DPS7.05软件中Duncan′s新复极差法多重比较，显著性差异水平为p<0.05。所得数据以平均值±标准差(n＝3)表示，作图采用Excel 2000软件进行。
2结果与分析
2.1不同形态硫对小花南芥生物量的影响
从营养角度促进超富集植物去除农田土壤中的重金属是一项绿色的生态修复措施技术之一。表2中与对照相比Na2S和Na2SO4处理显著改变小花南芥地下部和地上部生物量，75mg·kg-1和150mg·kg-1Na2S处理地下部生物量分别增加1.83倍、2.33倍，Na2SO4分别增加3.00倍、3.28倍；75mg·kg-1和150mg·kg-1Na2SO4处理小花南芥地上部生物量与对照相比显著增加1.59倍和2.01倍。外源不同形态硫均增大了小花南芥根冠比(除75mg·kg-1单质硫处理)，说明硫促进小花南芥植物根系的生长，有利于增加小花南芥与铅污染土壤的接触。
表2铅胁迫下不同形态硫对小花南芥生物量的影响
注：同列不同小写字母表示不同处理间差异显著性(p<0.05)
2.2铅胁迫下添加不同形态和浓度的硫对小花南芥亚细胞组分中硫含量的影响
由表3可见，3种硫形态都显著改变小花南芥亚细胞组分中硫含量，但不同形态硫对小花南芥地下部和地上部细胞壁，细胞器和可溶组分硫含量分布不同。与对照相比，75mg·kg-1和150mg·kg-1单质S0处理显著降低小花南芥地下部和地上部细胞器中硫含量，分别降低58.33％和48.80％；硫化钠S2-处理显著增加小花南芥地下部细胞壁和可溶组分硫含量，分别增加115.53％和183.33％，显著降低细胞器硫含量67.54％；地上部细胞壁和可溶组分硫含量分别增加82.28％和90.08％，显著降低细胞器硫含量84.13％；硫酸钠SO4 2--处理显著增加小花南芥地下部和地上部细胞壁和可溶组分硫含量，分别为3.65倍，5.75倍，4.58倍和3.35倍，显著降低细胞器硫含量为82.89％和89.22％。
表3不同形态和浓度的硫对小花南芥亚细胞硫含量的影响
2.3添加不同形态和浓度的硫对小花南芥亚细胞组分中铅含量的影响
由表4知，与对照相比较，不同形态硫处理显著改变小花南芥地下部和地上部亚细胞中铅含量，硫酸钠SO4 2--处理下小花南芥地下部和地上部细胞壁中铅含量显著增加3.55倍和2.75倍，单质S0和硫化钠S2-在75mg·kg-1和150mg·kg-1处理下小花南芥地下部细胞壁中铅含量均显著增加1.78倍，但两种硫形态和浓度处理间差异不显著。三种不同形态和浓度硫对地上部分细胞壁铅含量差异显著不同。单质S0、硫化钠S2-和硫酸钠SO4 2--处理下小花南芥地下部和地上部细胞器中铅含量依次显著降低0.71倍、0.57倍、0.36倍和0.78倍、0.41倍、0.26倍，地下部可溶组分依次显著降低0.76倍、0.58倍、0.41倍，地上部分可溶组分依次显著增加1.74倍、2.38倍和3.46倍。
表4不同形态和浓度的硫对小花南芥亚细胞铅含量的影响
2.4不同形态和浓度硫处理下小花南芥富集铅的特征
从表5知，不同形态和浓度硫增加小花南芥富集系数和转运系数，单质硫S0处理富集系数和转运系数平均增加1.29倍和1.43倍，硫化钠S2-处理平均增加
1.64倍和2.28倍，硫酸钠SO4 2--处理平均增加2.02倍和2.67倍。不同形态硫对小花南芥富集和转运铅的影响表现为硫酸钠>硫化钠>单质硫。
表5不同形态和浓度的硫对小花南芥铅富集特征影响
2.5不同形态和浓度硫处理下小花南芥亚细胞组分中硫含量分布与铅的相关性
从表6可以看出，单质S0、硫酸钠SO4 2--在75mg·kg-1和150mg·kg-1处理下硫含量与小花南芥地下部各亚细胞铅含量存在显著正相关(p<0.05，下同)，硫化钠S2-在150mg·kg-1处理下与小花南芥地下部细胞壁和细胞器存在显著性的正相关性。说明小花南芥硫与根系吸收铅关系密切。除硫酸钠SO4 2-在75mg·kg-1和150mg·kg-1处理下硫含量与小花南芥地上部细胞壁存在显著正相关外，其他地上部各亚细胞硫含量与铅含量之间无显著相关性。
表6硫含量与和小花南芥各亚细胞中铅含量之间的相关性
*表示P<0.05
元素硫不能被植物直接吸收利用，必须在土壤中经过以下途径S0-S2O3 2-S4O6 2-SO4 2氧化为硫酸盐的形式才能进入植物体内。外源添加不同形态和浓度的硫素会降低土壤的pH值，硫的循环增强土壤中微生物的活性，显著提高植物地上部和地下部的生物量，如采用叶面喷施纳米硫可显著促进番茄和西葫芦生长，Pb胁迫下不同形态硫如SNPs(纳米硫)、SBPs(大颗粒硫)以及硫酸盐添加显著增加油菜生物量。本研究Pb胁迫下不同浓度Na2S处理显著增加小花南芥地下部生物量，Na2S在150mg·kg-1处理对地上部生物量产生显著影响，这与Na2S处理水稻根系和稻谷生物量显著增加一致；Na2SO4处理显著增加小花南芥地下部和地上部生物量，不同浓度Na2SO4处理对地上部影响差异不显著。推测根际硫化钠S2-还原性物质的氧化影响根际土壤微环境Eh，进而影响铅的活性。土壤中SO4 2-在植物根表富集，影响到铅离子的吸附/解吸、吸收/拮抗，进而影响铅的生物有效性。Mikkelsen等研究发现SO4 2-存在可以减轻过量重金属的毒害。本文中Na2SO4处理显著增加小花南芥生物量，并且三种形态的硫处理根冠比与对照相比都增加。(s促进矿质影响的吸收，光合效率)
关于硫素在植物修复土壤重金属方面起到的调控作用已有大量文献报道，如不同形态硫降低油菜对Pb的吸收，但不同组织Pb含量水平显著高于添加同浓度SNPs处理下相应组织Pb含量。推测SNPs具有大的比表面积和强的吸附能力把Pb离子以PbS吸附固定，从而降低油菜根系对可交换态和自由态Pb离子的吸收转运。本文添加不同形态和不同浓度硫处理，小花南芥地下部和地上部亚细胞组分中铅和硫含量分布没有规律性，一方面推测跟硫在土壤中氧化还原所处形态有关，导致小花南芥吸收储存在体内的含量差异显著，不同浓度Na2SO4处理下小花南芥地下部亚细胞各组分中硫与铅含量存在显著性的正相关性(p<0.05)，如不同形态硫酸铵和硫包膜尿素对铜活性受还原和氧化条件的影响，硫酸铵促进土壤中铜硫的协同迁移，而硫包膜尿素对铜的影响与淹水时间段密切相关；另一方面推测不同形态硫进入植物体内螯合形成的含硫化合物改变铅的亚细胞分布。利用K边X-射线吸收光谱(XANES)发现土壤中螯合金属的巯基官能团在根际土和非根际土差异较显著，硫的K边XANES表明根际土中高价硫的含量比非根际土的含量高，从根际土壤到植物体内重金属的价态也在变化，说明植物体内存在着重金属的解毒机制。同步辐射X射线微区荧光光谱分析(μ-XRF)发现土壤中Cu与S随硫肥增加和淹水期延长呈现一定的相关性规律。
植物细胞壁固持和液泡区隔化在超富集植物对重金属的解毒和耐性方面起到主要的调控作用。植物的逆境应答过程中参与半胱氨酸(Cys)、甲硫氨酸(Met)和小分子谷胱甘肽GSH、植物螯合肽PC等代谢过程[孙惠莉，2013]。代谢过程中的巯基物质与进入细胞与重金属络合，然后转移储存在液泡中，从而缓解重金属对植物的毒害作用，研究发现，外源和内源GSH都促进小麦幼苗对铜离子的吸收、转运和积累，GSH与铜胁迫下小麦硫营养元素积累量呈极显著正相关(P<0.01)。镉胁迫下增硫显著降低植物叶片中过氧化氢和丙二醛含量，提高ASA-GSH循环中关键酶的活性、抗氧化物质和植物络合素的含量，PCs含量的增加可以螯合小白菜体内过多的镉，促进镉从根系向地上部的转运，增硫显著增加镉在东南景天细胞壁和可溶组分的含量。本文添加Na2SO4处理小花南芥地上部细胞壁中铅和硫含量显著增加2.75倍和4.58倍，细胞器显著降低3.77倍和9.27倍，这说明施硫加强细胞壁对铅的固化、液泡区室化是硫增强小花南芥耐铅的主要途径。这与施硫提升水稻叶中非蛋白巯(NPT)基含量，增加包括液泡在内的细胞可溶部分的镉分布，增强水稻对镉的耐性一致的。
推测一部分单质硫和硫化钠在土壤中与铅直接反应生成PbS，影响小花南芥对铅的生物有效性，一部分通过硫的氧化还原反应影响微生物活性等过程改变土壤的pH、Eh等理化性质间接影响铅的行为，硫酸钠中硫酸根离子被小花南芥直接吸收在体内生成含硫官能团与铅结合形成高亲和稳定的化合物增强小花南芥耐铅能力。对于不同形态硫如何影响小花南芥富集铅的特征，有待进一步利用近边X射线吸收精细结构吸收光谱仪了解硫与铅原子的几何配置，揭示硫在植物体内如何调控铅吸收富集。
通过本发明的研究方法，可以看出三种不同形态和不同浓度硫处理下小花南芥生物量显著增加，地下部增加显著高于地上部。Na2SO4处理小花南芥地下部和地上部细胞壁和可溶组分中硫含量显著增加，细胞器显著降低；地上部细胞壁和可溶组分中铅含量显著增加，地下部细胞器和可溶组分显著降低。(3)不同浓度硫酸钠处理下小花南芥地下部亚细胞各组分中硫与铅含量存在显著性的正相关性(p<0.05)。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，土壤选择：
取废弃矿渣堆附近农田土，均为0-20cm耕层种植玉米的土壤，风干后过2mm筛，装塑料盆待用；
S2，植株种植：
利用小花南芥种子进行基质土育苗至苗期，挑选生长状况相近的幼苗，分别移栽至盆中，用1/2Hoagland营养液每2天浇灌一次；
S3，硫素溶液配制：
配制3种不同硫形态：即硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4，硫磺S0、硫化钠Na2S、硫酸钠Na2SO4的处理浓度分别为0mg·.kg-1、75mg·kg-1、150mg·kg-1；
S4，硫素处理：
将S3中配制的3中溶液对小花南芥植株进行喷洒处理；
S5，生物量测定
浇水至土壤呈半湿润状态，拔取整株小花南芥，先用自来水快速冲洗掉其根部附着的杂质，再用去离子水冲洗3次，用滤纸吸干植株表面水珠，均匀分成两份；一份把地下部和地上部分开装进牛皮纸信封，放置105℃烘箱中杀青30min，然后于75℃烘至恒重，分别称量地下部和地上部干重；另一份鲜样保存待测亚细胞中的硫和铅含量；
S6，亚细胞中硫和铅测定
将制备的小花南芥鲜样地下部和地上部分开，准确称取1.000g鲜样于研钵中，加入预冷的亚细胞提取液10mL，快速在研钵中冰浴研磨至匀浆状，然后转移至50mL离心管中，1000r·min-1低速离心10min，移除上清液，沉淀即为细胞壁组分；
然后将移除的上清液至于高速冷冻离心机中，4℃下12000r·min-1离心45min，上清液即为细胞可溶组分，沉淀即为细胞器组分；每组分均加入硝酸-高氯酸混酸，采用可调电热板加热消煮至澄清，移至50mL容量瓶定容，利用原子吸收分光光度计测定铅含量，电感耦合等离子体发射光谱仪测定硫含量；
S7，铅含量测定
采用浓缩HNO3-HClO4和浓缩HNO3-H2O2消化法测定土壤和植物中铅含量，然后用火焰原子吸收分光光度计进行测定；
S8，数据统计与分析
试验数据统计各处理间差异显著性分析采用DPS7.05软件中Duncan′s新复极差法多重比较，显著性差异水平为p<0.05，所得数据以平均值±标准差表示。
2.根据权利要求1所述的硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，S6中，亚细胞提取液为DTT:1mmol·L-1、蔗糖：0.25mol·L-1、Tris-HCl:50mmol·L-1，pH＝7.4。
3.根据权利要求1所述的硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，S1中，土壤理化性质为：pH值6.25，有效硫10.67mg·.kg-1，铅含量2618.74mg·kg-1，有机质16.87g·.kg-1，有效磷12.08mg·kg-1，碱解氮116.34mg·kg-1，速效钾28.77mg·.kg-1，阳离子交换量16.45cmol·kg-1。
4.根据权利要求1所述的硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，S6中，富集系数和转运系数采用以下公式计算：
Bioconcentration factor(BCF)＝heavy metal content in shoot ofplant(mg kg-1)/heavy metal content in soil(mg kg-1)；
Translocation factor(TF)＝heavy metal content in shoot ofplant(mg kg-1)/heavy metal content in root ofplant(mg kg-1)。
5.根据权利要求1所述的硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，优先选用浓度为150mg·kg-1的硫酸钠Na2SO4溶液对小花南芥进行处理。
6.根据权利要求1所述的硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法，其特征在于，不同形态硫对小花南芥富集和转运铅的影响表现为硫酸钠>硫化钠>单质硫。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111150751.8A CN113899650A (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111150751.8A CN113899650A (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113899650A true CN113899650A (zh) | 2022-01-07 |
Family
ID=79189065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111150751.8A Pending CN113899650A (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113899650A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102972114A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中国水稻研究所 | 一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法 |
| CN108265017A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-07-10 | 南京农业大学 | 一种促进超积累植物生长及强化萃取土壤重金属的生物修复试剂及修复方法 |
| CN111751513A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-09 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种稻田剖面土壤重金属累积及形态特征解析重金属主要污染源的分析方法 |
| CN112958618A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 郑州轻工业大学 | 一种安全利用并修复铅镉复合污染土壤的方法 |
| CN113058989A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-02 | 苏州益亮生态修复有限公司 | 一种修复重金属污染农田的方法 |
| CN113340828A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 南华大学 | 确定硒肥对水稻累积重金属、营养元素及品质影响的方法 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111150751.8A patent/CN113899650A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102972114A (zh) * | 2012-11-28 | 2013-03-20 | 中国水稻研究所 | 一种控制水稻重金属镉积累的施肥方法 |
| CN108265017A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-07-10 | 南京农业大学 | 一种促进超积累植物生长及强化萃取土壤重金属的生物修复试剂及修复方法 |
| CN111751513A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-10-09 | 农业农村部环境保护科研监测所 | 一种稻田剖面土壤重金属累积及形态特征解析重金属主要污染源的分析方法 |
| CN112958618A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-15 | 郑州轻工业大学 | 一种安全利用并修复铅镉复合污染土壤的方法 |
| CN113058989A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-07-02 | 苏州益亮生态修复有限公司 | 一种修复重金属污染农田的方法 |
| CN113340828A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-09-03 | 南华大学 | 确定硒肥对水稻累积重金属、营养元素及品质影响的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 李会合 等: "硫对超积累东南景天镉累积、亚细胞分布和化学形态的影响", 《植物营养与肥料学报》 * |
| 王吉秀 等: "硫营养对小花南芥(Arabis alpinal Var.parviflora Franch)累积铅锌的影响研究", 《农业环境科学学报》 * |
| 袁俊 等: "不同形态硫对木榄吸收土壤汞的影响", 《生态学杂志》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rizwan et al. | Alleviation of cadmium accumulation in maize (Zea mays L.) by foliar spray of zinc oxide nanoparticles and biochar to contaminated soil | |
| CN101507400B (zh) | 一种控制水稻重金属镉积累的方法 | |
| Tang et al. | Mercury in rice paddy fields and how does some agricultural activities affect the translocation and transformation of mercury-A critical review | |
| Kidd et al. | Bioavailability and plant accumulation of heavy metals and phosphorus in agricultural soils amended by long-term application of sewage sludge | |
| Fan et al. | Excessive sulfur supply reduces cadmium accumulation in brown rice (Oryza sativa L.) | |
| Liu et al. | Effects of the interactions between selenium and phosphorus on the growth and selenium accumulation in rice (Oryza sativa) | |
| Abu-Shahba et al. | Effect of biosorptive removal of cadmium ions from hydroponic solution containing indigenous garlic peel and mercerized garlic peel on lettuce productivity | |
| Yang et al. | Interaction between sulfur and lead in toxicity, iron plaque formation and lead accumulation in rice plant | |
| CN107488618B (zh) | 巨大芽孢杆菌h3及其在促进作物生长和减少作物吸收重金属的应用 | |
| Xiu-Zhen et al. | Growth, cadmium and zinc accumulation of ornamental sunflower (Helianthus annuus L.) in contaminated soil with different amendments | |
| Huang et al. | Heavy metal phytoextraction by Sedum alfredii is affected by continual clipping and phosphorus fertilization amendment | |
| Zhao et al. | Silicon-based additive on heavy metal remediation in soils: Toxicological effects, remediation techniques, and perspectives | |
| Zou et al. | Effects of ferrous sulfate amendment and water management on rice growth and metal (loid) accumulation in arsenic and lead co-contaminated soil | |
| CN107129807A (zh) | 一种多功能生态型土壤调理剂 | |
| Liu et al. | Arsenic transfer and accumulation in the soil-rice system with sulfur application and different water managements | |
| Cajuste et al. | Extraction of heavy metals from contaminated soils: I. Sequential extraction in surface soils and their relationships to DTPA extractable metals and metal plant uptake | |
| Li et al. | Mobilization and methylation of mercury with sulfur addition in paddy soil: Implications for integrated water-sulfur management in controlling Hg accumulation in rice | |
| CN109232083A (zh) | 一种降低水稻幼苗地上部镉含量的培养液及其方法 | |
| US9816030B2 (en) | Soil heavy metal curing agent for controlling accumulation of heavy metals of crops and preparation method thereof | |
| Rokonuzzaman et al. | Arsenic accumulation in rice: sources, human health impact and probable mitigation approaches | |
| Thi et al. | Cadmium Immobilization in the Rice–Paddy Soil with Biochar Additive | |
| Wu et al. | Synergistic improvement of crop physiological status by combination of cadmium immobilization and micronutrient fertilization | |
| Zia-ur-Rehman et al. | Exogenous application of low and high molecular weight organic acids differentially affected the uptake of cadmium in wheat-rice cropping system in alkaline calcareous soil | |
| Chao et al. | Effect of controlled-release urea on heavy metal mobility in a multimetal-contaminated soil | |
| CN113899650A (zh) | 硫素介导促进植物小花南芥超量吸收累积铅的调控方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220107 |