铜污染对高羊茅生长及活性氧代谢影响的研究

不同氮源对高温胁迫下高羊茅抗氧化酶活性的影响李良霞;李建龙;王艳;潘永年;李高扬;图雅【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2007(035)006【摘要】通过盆栽实验,研究了不同氮源(NO-3-N、NH+4-N、NH4NO3-N)处理对凌志高羊茅品种(Festuca arundinecea schreb cv. Barlexas)在高温[38℃/30℃(昼/夜)]胁迫下保护酶活性和膜脂过氧化的影响.结果表明,各指标在不同氮源处理间存在较大差异,具体表现在高温胁迫下:(1)NH+4-N和NO-3-N处理株叶片MDA含量均持续增加,在相同胁迫程度下,NO-3-N处理株的增幅小于NH+4-N处理株;NH4NO3-N处理株的叶片MDA含量先降后升,但变化幅度较小且保持在较低水平;(2)NH+4-N、NO-3-N和NH4NO3-N处理株的叶片SOD、POD、APX活性均先升后降,CAT活性均不同程度的持续下降;(3)在相同胁迫水平下,NH4NO3-N处理株的叶片SOD、POD、CAT、APX活性均最高,NO-3-N处理株其次,NH+4-N处理株最低.在本试验条件下,NH4NO3-N处理的高羊茅受氧化胁迫程度最小,耐热性最好.【总页数】4页(P11-14)【作者】李良霞;李建龙;王艳;潘永年;李高扬;图雅【作者单位】南京大学生命科学院,江苏,南京,210093;南京大学生命科学院,江苏,南京,210093;南京大学生命科学院,江苏,南京,210093;浙江省丽水市青青草业公司,浙江,丽水,323000;南京大学生命科学院,江苏,南京,210093;南京大学生命科学院,江苏,南京,210093【正文语种】中文【中图分类】S543+903.53【相关文献】1.磷钾肥和多效唑对高羊茅越夏性研究Ⅳ.高温对高羊茅叶片中抗氧化物质的影响[J], 王志勇;廖丽;常青山;余高镜;孙小霞;林文雄2.褐斑病胁迫下内生真菌感染对高羊茅叶内酶活性的影响 [J], 余承忠;王志勇;江淑平;万开军3.不同盐胁迫水平下硅对高羊茅幼苗生物量、酶活性和渗透调节物质的影响 [J], 林选栋;武文莉;林丽果;周钰佩;刘慧霞4.高温胁迫下不同氮肥处理对高羊茅氮代谢的影响 [J], 江宏娟;李建龙;李良霞;王艳5.长期高温胁迫对高羊茅光合特性和抗氧化酶活性的影响 [J], 金松恒;徐礼根;李雪芹;王俊刚;朱澜;贾晓琳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

动物营养学报2016，28（8）：2599-2606C hi ne s e J our nal of A ni m al N ut r i t i ond o i ：10.3969/j .i ssn .1006-267x.2016.08.033饲粮铜含量对牦牛体外瘤胃发酵的影响薛艳锋1郝力壮1*刘书杰1*柴沙驼1张晓卫1赵索南2（1.省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室，青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海高原牦牛研究中心，青海大学畜牧兽医科学院，西宁810016；2.海北州畜牧兽医科学研究所，海晏810200）摘 要：为了探究牦牛饲粮中微量元素铜的适宜含量，本试验以甘氨酸铜作为添加形式，以牦牛饲粮为底物进行体外瘤胃发酵，底物铜含量分别为5.0、10.0、15.0、20.0、25.0m g /kg ，共发酵48h 。

测定发酵后的产气量、瘤胃发酵指标及消化酶活力。

结果表明：当底物铜含量为15.0m g /kg 时，干物质消化率（D MD ），微生物蛋白质（MC P ）、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸、总挥发性脂肪酸浓度，脂肪酶（L PS ）、胰蛋白酶（T Y S ）、纤维素酶（C L S ）活力均达到最大值，分别为63.858%、4.289g /L 、24.475m m ol /L 、0.470m m ol /L 、8.977m m ol /L 、1.159m m ol /L 、1.607m m ol /L 、81.583m m ol /L 、0.504U/m L 、84.167U/m L 、79.956U/m L ，乙酸/丙酸最低为2.045；当铜含量为10.0m g /kg 时，MC P 、乙酸浓度达到最大值，分别为4.289g /L 、51.075m m ol /L ，且其他指标也都处于较高水平。

综合得出，在体外条件下，牦牛饲粮推荐铜含量为10.0～15.0m g /kg 。

不同水分处理对高羊茅光合及荧光特性的影响翟亚明，邢文刚，雷磊河海大学农业工程学院，江苏南京（210098）E-mail：hearoalt@摘要：通过对不同水分处理下的高羊茅草坪草净光合速率（Pn）、初始荧光（Fo）和光合系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学猝灭系数（qP）和非光化学猝灭系数（qN）的试验研究，结果表明随着水分胁迫的加剧，高羊茅更多的以热的形式消耗叶片所吸收的光能，光能转化效率降低，同时水分胁迫对电子传递速率（ETR）的影响不明显。

关键词：水分胁迫；高羊茅；荧光特性；光合速率；电子传递速率中图分类号：TV1. 引言随着生活水平的提高，我国城市越来越多的使用草坪作为绿化手段，绿地草坪的年均耗水量在2.0吨/m2，随着草坪面积的扩大，草坪草的耗水量必然大幅增加，与此相对应的是我国城市供水问题愈发突出，所以研究如何在减少灌水量的同时而不影响或少影响草坪质量就显得很有必要。

同时在大量的研究中发现，植物的荧光特性与水分胁迫有密切的关系，叶绿体荧光动力学对植物水分胁迫非常敏感，是一种理想的检测手段[1]。

本文利用植物的光合及荧光特性来研究水分胁迫对冷季型草坪草高羊茅的生理影响。

2. 材料与方法2.1 材料本试验在江苏省南京市河海大学节水园区温室内进行。

校区地处江宁经济技术开发区，东临机场高速公路，南傍牛首河，西靠牛首山风景区，北依将军山，占地57.5公顷（863亩），气候条件属于北亚热带季风气候，其中节水园区位于西南部和东部。

供试材料为冷季型草坪草高羊茅，采用盆栽实验。

试验盆呈圆柱形，上口直径为26.2cm，下底直径为20cm，深度为30cm，桶重280g，装土后桶总重量为11200g，盆内的干土重量为8791g。

试验用土取自河海大学节水园区，土壤为粘壤土，田间持水量为32%，基本养分状况为全P 10.881g/kg，全N 0.744g/kg，速效P 34.12mg/kg，速效N 92.16mg/kg，有机质18.4g/kg。

镉胁迫下两种高羊茅的生理指标应激反应黄登峰; 赵运林【期刊名称】《《湖北农业科学》》【年(卷),期】2019(058)015【总页数】4页(P68-71)【关键词】高羊茅(Festuca arundinacea); 镉; 脂质过氧化程度; 抗氧化酶; 渗透调节物质【作者】黄登峰; 赵运林【作者单位】湖南农业大学生物科学与技术学院长沙 410128; 湖南高尔夫旅游职业学院湖南常德 410275; 中南林业科技大学长沙 410004【正文语种】中文【中图分类】S688.4; Q945.78伴随着矿山开发与尾矿的不断堆积，隐藏其中的重金属逐渐释放出来，造成了严重的水土污染，可以说重金属污染是当今污染面积较广、危害较大的环境问题之一［1］。

土壤重金属污染的治理，首先是防止污染面积进一步扩大，则首要问题在于如何降低重金属的迁移速度，即利用植物固定进行原位修复。

以往的试验发现大部分的重金属镉（Cd）超富集植物，虽然转移系数高，但是其生物量都很低，土壤修复的效率并不如意。

可以考虑套种、间种生物量大的且对重金属Cd具有较高耐性的草类植物，增加土壤有机质含量，提高修复效率，并且提高水土保持能力，减少污染面的扩大。

高羊茅（Festuca arundinacea）是常见的多年生冷季型草坪草［2，3］，分蘖多、产量高、质地柔软、绿期长、可多次刈割、观赏性强、生物量较大。

它广泛分布于欧洲和北美洲，这种广泛分布可能蕴藏着极为丰富的种质资源。

高羊茅还分布在寒冷的地区，如美国北部和加拿大等地，这种逆境下生长的高羊茅可能是潜在的修复土壤的资源。

在环境胁迫下，细胞内生物自由基代谢平衡被破坏，造成超氧阴离子自由基积累，进而引发或加剧膜脂过氧化作用，使得细胞膜系统的结构和功能劣变，新陈代谢发生紊乱。

植物体对于产生的活性氧自由基存在两种抗氧化系统，一种是抗氧化酶类物质，如超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）等；另一种是非酶类化合物，如脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）以及逆境诱导产生的一系列蛋白质等。

应用生态学报2012年3月第23卷第3期Chinese Journal of Applied Ecology，Mar．2012，23（3）：798－806铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响*郭星亮1谷洁2＊＊陈智学1高华2秦清军2孙薇2张卫娟2（1西北农林科技大学理学院，陕西杨凌712100；2西北农林科技大学资源与环境学院，陕西杨凌712100）摘要研究了陕西省铜川煤矿矿区的重金属污染状况以及不同程度的重金属污染对土壤微生物代谢、微生物群落功能以及土壤酶活性的影响．结果表明：铜川矿区土壤中重金属Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效量均显著高于非矿区土壤，其中Cd污染最为严重．采用Biolog方法结合主成分分析和聚类分析发现，随着污染程度的增加，不同土壤微生物群落间的代谢特征发生显著变化，而且这种变化主要体现在糖类和氨基酸类碳源的利用差异．在轻度、中度污染情况下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应；而在重度污染的情况下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应．随着污染程度的增加，脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶的活性均呈现降低的趋势，矿区土壤脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性分别是非矿区土壤中相应酶活性的50．5% 65．1%、19．1% 57．1%、87．2% 97．5%、77．3%86．0%；蔗糖酶和纤维素酶在中等污染程度以下的土壤中表现为激活效应，而在重度污染的土壤中表现为抑制效应．关键词重金属污染土壤微生物群落代谢Biolog方法聚类分析和PCA分析酶活性文章编号1001－9332（2012）03－0798－09中图分类号Q14文献标识码AEffects of heavy metals pollution on soil microbial communities metabolism and soil enzymeactivities in coal mining area of Tongchuan，Shaanxi Province of Northwest China．GUOXing-liang1，GU Jie2，CHEN Zhi-xue1，GAO Hua2，QIN Qing-jun2，SUN Wei2，ZHANG Wei-juan2（1College of Sciences，Northwest A＆F University，Yangling712100，Shaanxi，China；2College of Resources and Environment，Northwest A＆F University，Yangling712100，Shaanxi，China）．-Chin．J．Appl．Ecol．，2012，23（3）：798－806．Abstract：This paper studied the metabolism of soil microbes，functions of soil microbial communi-ties，and activities of soil enzymes in a coal mining area of Tongchuan．In the coal mining area，theconcentrations of soil Cu，Zn，Cd，and Pb were significantly higher than those in the non-miningarea，of which，Cd contributed most to the heavy metals pollution．By adopting Biolog method com-bining with principal component analysis（PCA）and cluster analysis，it was found that the meta-bolic characteristics of different soil microbial communities varied significantly with increasing soilheavy metals pollution，and the variation was mainly manifested in the metabolic patterns of carbonsources such as saccharides and amino acids．In slightly and moderately polluted soils，the utiliza-tion of carbon sources by soil microbial communities was activated；while in heavily polluted soils，the carbon sources utilization was inhibited．The activities of soil urease，protease，alkaline phos-phatase，and catalase all tended to decline with intensifying soil heavy metals pollution．The soilurease，protease，alkaline phosphatase，and catalase activities in the coal mining area were50.5%－65．1%，19．1%－57．1%，87．2%－97．5%，and77．3%－86．0%higher than thosein the non-mining area，respectively．The activities of soil sucrase and cellulase were activated inslightly and moderately polluted soils，but inhibited in heavily polluted soils．Key words：heavy metals pollution；soil microbial communities metabolism；Biolog；cluster analy-sis and principal component analysis；enzyme activity．*国家自然科学基金项目（40771109，40871119）、科技部星火计划项目（2008GA850013）和农业部“948”项目（2010-Z20）资助．＊＊通讯作者．E-mail：gujoyer@sina．com2011-05-17收稿，2011-12-24接受．随着煤矿资源的开采，特别是不合理的开发、利用，对煤矿周围土壤环境造成了严重污染，不仅破坏了生态环境，威胁到人民生命安全，还制约着我国国民经济的可持续发展［1］．煤矿开采所引起的矿区土壤重金属污染现象，已经成为现代土壤生态环境保护的一个突出问题［2－3］．近年来，国内外学者对矿区土壤状况的研究主要集中在矿区（铅锌银尾矿、铜尾矿区、煤矿）土壤重金属含量［2］、形态［3－4］及重金属污染对矿区植被、土壤微生物群落活性［5］、生态恢复［6］等的影响．有关煤矿矿区这一特定生境中土壤微生物代谢活性、微生物群落多样性及土壤酶活性的研究却鲜见报道．土壤微生物是维持土壤生物活性的重要组分．它们不仅调节着土壤动、植物残体和土壤有机物质及其他有害化合物的分解、生物化学循环和土壤结构的形成等过程，而且对外界干扰比较灵敏，微生物活性和群落结构的变化能敏感的反映出土壤质量和健康状况，是土壤环境质量评价不可缺少的重要生物学指标［7］．铜川煤矿是陕西省建成最早的煤炭生产基地，由于矿区在开发与发展中缺乏长远的地质环境规划，煤矿开采过程中矿粉尘的迁移沉降、煤矸石和采矿污泥的不合理处置，引起了大气污染、固体废弃物污染和重金属污染［8］等一系列的环境问题．本试验对陕西省铜川煤矿区土壤微生物活性、群落功能多样性及酶活性进行了研究，旨在探讨该矿区重金属污染程度与土壤微生物学特征指标及酶活性之间的内在关系，为同类矿区土壤环境质量评价及土壤改良提供科学依据．1研究地区与研究方法1.1矿区自然概况铜川煤矿位于陕西省中部的铜川市（包括宜君县、耀州区）境内，渭北石炭二叠纪煤田西部，东临蒲白矿区，西接旬邑、淳化矿区，地理位置为35ʎ01'—35ʎ22'N ，108ʎ48'—109ʎ26'E ，全区总含煤面积为387.2km 2．矿区内地貌为低山、丘陵，海拔在740 880m．受地形所控盛行山谷风，主导风向为东北风．矿区属大陆性季风气候，年均日照2345.7h ，年平均气温10.6ħ，≥10ħ年积温2700 3500ħ，年无霜期160 180d ，年降水量589 650mm ，年蒸发量1640mm．土壤类型主要是黄土母质的黑垆土．1.2样品采集与处理样地植被主要为草丛，其中以野艾蒿（Artemisia vulgaris ）、针叶蒿（Tripolium vulgare ）、小蓬草（Erig-eron annuu ）群落为主，茂盛且群集生长，盖度为0.6 0.8，也有少量狗尾草（Setara viridis ）、荩草（Arthraton hispidus ）等．参照课题组前期对铜川煤矿区土壤重金属污染状况的调查结果（矿区土壤中重金属浓度随着与矿井中心距离的增大而减小，且由于矿区主导风向为东北风，在矿井西南方向土壤污染较为严重），于2010年8月5日（夏季且汛期刚过，季均气温为24.8ħ）以矿井为中心，向西南方向根据受重金属污染程度及地上部分生物多样性状况及植被的盖度，选4个取样点，即重度污染（简称H ，其植被盖度仅有0.6，存在大片裸露土地，距矿井中心20m ）、中度污染（简称M ，其植被盖度为0.7，虽存在裸露土地，但面积较小且分散，距矿井中心100m ）、轻度污染（简称L ，其植被盖度为0.8，距矿井中心200m ）和对照土壤（简称CK ，非矿区土壤，其植被盖度为0.9）．对照土壤的植被以野艾蒿、狗尾草、荩草为主，对照样地也在矿井西南方向距矿井中心3km．在每个取样点按“S ”型路线采集12个点的非根际土壤并混合土样，采样深度为0 20cm．土壤样品装入无菌塑料袋，立即带回实验室．将一部分新鲜土壤研磨过2mm 筛，0 4ħ保存，用于测定土壤微生物群落功能多样性、酶活性；另一部分土壤风干后，用于测定土壤基本理化性质（表1）和重金属含量．1.3微生物群落生理轮廓（CLPPs ）测定取5g 土样加入装有45mL 无菌生理盐水的三表1土壤基本理化性质Table 1Soil basic physical and chemical properties样地SitepH （H 2O ）有机质Organic matter （g ·kg －1）全N Total N （g ·kg －1）碱解氮Alkali-hydrolysable N （mg ·kg －1）速效磷Available P （mg ·kg －1）阳离子交换量CEC （cmol ·kg －1）机械组成Particle size composition （%）2 0.02mm 0.02 0.002mm ＜0.002mm CK 8.38113.820.4688.9215.8123.9348.631.320.1L 8.36113.990.4588.6715.9724.0149.827.822.4M 8.26114.350.4387.8315.0223.8950.030.519.5H8.08114.630.4789.0215.5924.1353.029.018.4CK ：非矿区土壤Non-mine soil ；L ：轻度污染Light pollution ；M ：中度污染Moderate pollution ；H ：重度污染Heavy pollution.下同The same below.9973期郭星亮等：铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响角瓶中，160r·min－1振荡1h，得到样品微生物悬浮液，静置片刻后取上清，采用十倍稀释法，将其用无菌生理盐水稀释至浓度为10－3．在超净工作台上，接种微生物悬浮液于ECO微平板（ECO Micro-Plate，美国Marix Technologies Corporation）中，每孔150μL．将接种的ECO板装入聚乙烯盒中置于25ħ暗箱培养（每个土样做3次重复）；连续培养240 h，每12h在ELISA微平板读数器上读数一次［9］．1.4土壤酶活性测定土壤酶活性的测定参考关松荫［10］的相关方法．土壤蔗糖酶和纤维素酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定，以24h后1g土中生成葡萄糖的毫克数表示，单位为mg glucose·g－1·d－1；脲酶活性活性采用次氯酸钠-苯酚钠比色法测定，以24h后1g土中生成NH3-N的毫克数表示，单位为mg NH3-N·g－1·d－1．蛋白酶活性采用茚三酮比色法测定，以24h后1g土中生成甘氨酸的毫克数表示，单位为mg gly-cine·g－1·d－1．碱性磷酸酶活性采用氯代二溴对苯醌亚胺比色法，以24h后1g土中释出的酚的毫克数表示，单位为mg hydroxybenzene·g－1·d－1．过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法，以1g土消耗0.2mol·L－1KMnO4毫升数表示，单位为0.2mol·L－1KMnO4mL·g－1·20min－1．每个处理均设无基质对照，且每个处理3次重复，整个试验设无样品无基质对照．1.5土壤重金属含量及理化性质测定土壤pH值用pH计（PDS-3C）测定，电导率（EC）用电导率仪（DDS-11A）测定，有机碳用重铬酸钾法，全氮用凯氏法，重金属Cu、Zn、Cd、Pb全量采用HCl+HF+HNO3+HClO4消化、原子吸收分光光度计（AA320，上海分析仪器总厂）测定，重金属Cu、Zn、Cd、Pb有效态含量采用0.005mol·L－1 DTPA-TEA浸提、原子吸收分光光度计（AA320，上海分析仪器总厂）测定（测定过程中加标准物质进行测定质量控制）［11］．1.6数据处理96h的读数结果用平均色度值校正后，用于聚类分析和主成分分析．多样性指数的计算参考文献［12］，试验数据的方差、差异显著性比较、显著性水平及相关性分析分别采用Excel2003、SAS8.1、SPSS16.0等软件完成．2结果与分析2.1铜川煤矿矿区土壤重金属污染特征及其土壤因子分析供试土壤的Cu、Zn、Cd、Pb全量和有效含量分析结果（表2）可知，铜川矿区Cu、Zn、Cd、Pb含量随污染程度增加逐渐升高，重度污染样地Cu、Zn、Cd、Pb全量及有效态含量均最高，其相应全量分别是非矿区样地的10.40、2.47、13.69和4.57倍，有效态含量分别是非矿区土壤8.30、2.28、13.00和10.69倍．4块样地中重金属Cu、Cd、Pb全量及有效态含量的差异均达到显著水平（P＜0.05）．参照《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）［13］可知：非矿区土壤Cu、Zn、Cd、Pb均未超过国家一级标准；在轻度污染到重度污染样地，土壤Cu全量超过国家二级标准，但未超过国家三级标准，土壤Zn、Pb超过国家一级标准但未超过国家二级标准，土壤Cd全量超过国家三级标准上限1.0mg·kg－1，分别是此上限值的1.15、1.39、1.78倍．表明铜川矿区存在不同程度的Cu、Zn、Cd、Pb污染，其中Cu污染较为严重，Cd污染最严重．为进一步分析上述重金属污染对煤矿矿区土壤质量环境变异贡献的大小，将供试土壤的重金属含量及土壤的基本理化性质进行了主成分分析．结果表明，第一主成分的方差贡献率为98.0%，且第一主成分除重金属Zn的有效态含量的贡献系数比土壤有机质稍低外，其他几个重金属的全量和有效量的贡献系数均高于土壤理化性质的贡献系数，土壤全Cu、Zn、Cd、Pb在第一主成分上的贡献系数分别为0.998、0.989、0.982、0.969，有效Cu、Zn、Cd、Pb 在第一主成分上的贡献系数分别为0.992、0.935、表2矿区土壤重金属含量Table2Heavy metal contents in the soils（meanʃSE，mg·kg－1）样地Site全量TotalCu Zn Cd Pb有效量AvailableCu Zn Cd PbCK20.81ʃ0.51a64.07ʃ1.55a0.13ʃ0.02a29.99ʃ1.03a 1.13ʃ0.03a 1.97ʃ0.05a0.01ʃ0.00a 2.14ʃ0.06a L120.87ʃ1.21b112.03ʃ2.27b 1.15ʃ0.05b54.09ʃ1.89b 6.25ʃ0.55b 3.26ʃ0.11b0.07ʃ0.00b7.59ʃ0.17b M157.18ʃ3.77c117.18ʃ1.88b 1.39ʃ0.04c94.31ʃ2.62c8.18ʃ0.24c 3.52ʃ0.19b0.10ʃ0.01c17.66ʃ0.88c H216.33ʃ3.32d158.25ʃ3.79c 1.78ʃ0.08d137.20ʃ2.37d10.51ʃ0.32d 6.46ʃ0.20c0.14ʃ0.01d25.01ʃ1.03d 同列不同字母表示差异显著（P＜0.05）Different letters in the same column meant significant differences among treatments at0.05level.008应用生态学报23卷0.999、0.968．表明重金属污染是影响该煤矿矿区土壤环境质量变异的主要因素．2.2微生物群落的代谢结构分析2.2.1平均吸光值（AWCD）的变化Biolog系统是根据微生物利用碳源引起指示剂的颜色变化来检测和判断不同土壤的微生物群落结构．AWCD反映微生物的活性，是表征微生物利用单一碳源能力的一个重要指标［14］．由图1可见，4种土壤AWCD都随时间的延长而升高，但其AWCD间存在明显差异．在整个培养过程中，L、M处理土壤微生物群落始终高于CK处理，且M处理最高，而H处理始终低于CK处理．这说明轻度污染和中度污染对土壤微生物群落代谢活性具有一定的刺激效应，而重度污染则有一定的抑制效应．2.2.2土壤微生物群落代谢主成分分析用培养96h的数据进行主成分分析（PCA），31个主成分因子前11个的累积方差贡献率达到100%，其中前5个主成分方差贡献率为54.7%、10.5%、9.0%、7.0%和5.3%．从中提取可以聚集单一碳源变量的数据变异（累积方差贡献率）为65.2%的前2个主成分（PC1、PC2）来进行微生物群落功能多样性分析．由图2可见，4种土壤在主成分坐标体系中分布差异十分明显．PC1主要综合了H处理与其他处理之间的变异，PC2将M处理与L和CK明显区分．L处理处于PC1的正端，典型变量值达0.89，M处理处于PC2的最正端，典型变量值达1.93．在PC1上H处理典型变量值跟其他3个处理间的差异达极显著水平（F=9.91），而其他三者差异不显著．在PC2上M处理典型变量值与CK、L处理间的差异也达图1培养过程中土壤微生物群落AWCD变化Fig．1AWCD of soil microbial community during the incuba-tion.CK：非矿区土壤Non-mine soil；L：轻度污染Light pollution；M：中度污染Moderate pollution；H：重度污染Heavy pollution.下同The samebelow.图2不同土壤微生物群落主成分分析Fig．2PCA analysis on microbial community in different soils.到极显著水平（F=9.36）．提取PCA分析中31种碳源在2个主成分上的因子载荷作图，以分析31种碳源对2个主成分的贡献率（图3）．由图3可见，对PC1贡献大的碳源（系数＞0.80）有3种，糖类占2种，分别为N-乙酰-D葡萄糖氨和D-纤维二糖，氨基酸占1种、为L-丝氨酸，可见影响PC1的主要为糖类和氨基酸类；对PC2贡献大的碳源（系数＞0.80）有1种，为D-木糖/戊醛糖，即影响PC2的主要为糖类．主成分分析结果表明，不同土壤微生物群落间的代谢特征随着矿区污染程度的变化而变化，而且这种变化主要体现在对糖类和氨基酸类碳源的利用上．2.2.3土壤微生物群落代谢聚类分析为了更清晰的了解不同处理间土壤微生物群落代谢的特征，对4种不同污染程度下土壤微生物群落的Biolog检测数据实施了聚类分析，结果如图4所示．当聚类距离≤5时，CK、L处理聚为一类，而M、H处理分别单独聚为一类．当聚类距离≤10时，CK、L、M处理聚为一类，而H处理仍单独聚为一类．说明CK、L、M处图331种碳源对PC1和PC2贡献的特征向量系数Fig．3Contribution-eigenvector coefficients of the31carbonsources to PC1and PC2.1083期郭星亮等：铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响图4不同土壤微生物群落代谢聚类图Fig．4Clustering analysis dendrogram on the metabolisms of microbial community in different soils.理微生物群落代谢特性趋于一类，并且CK 、L 处理在聚类关系上趋同性更强，而H 处理微生物群落代谢特性与其他处理间差异较大．表明土壤的污染程度与土壤微生物群落的代谢特性关系密切，随着污染程度的增加，不同土壤微生物群落间代谢特性的差异增强．这与PCA 结果相吻合．2.2.4土壤微生物群落多样性指数比较由图5可以看出，反映土壤微生物群落多样性、丰富度的H'（Shannon 多样性）［14－15］、R （丰富度）［16］，基于群落物种多维空间距离的U （McIntosh ）［14－15］，以及基于图5不同处理土壤微生物群落功能多样性指数Fig．5Functional diversity indices of microbial community in different soils.不同字母表示处理间差异显著（P ＜0.05）Different letters meant sig-nificant difference at 0.05level.H 和U 得出的JH （Shannon 均匀度）、JU （McIntosh均匀度）［14］5个指数在数值上均为M ＞L ＞CK ＞H ，表明M 处理土壤微生物群落中物种最丰富且均匀度也最高，而H 处理土壤微生物群落中物种多样性最低且均匀度也最差，反映出轻度和中度污染提高了土壤微生物群落的的丰富度、多样性及均匀度，而重度污染则对土壤微生物群落丰富度、多样性及均匀度产生一定的抑制效应．反映土壤微生物群落优势度的指数（Gini ）则与上述指数有所不同，表现为H ＞M ＞L ＞CK ，在重度污染条件下土壤中微生物种群优势度最高，而CK 处理中土壤微生物群落优势度最低，说明重度污染条件下土壤微生物群落中有明显优势菌种出现．比较不同处理间多样性指数的变异系数（CV ）可以看出，H'、U 、JH 指数作为度量不同污染程度土壤中微生物群落构成的参数，其差异比较显著，分别为35.7%、32.4%、27.9%，其中不同处理间H'值的变异系数最大，表明群落丰富度是本试验中最为敏感的指标．JU 、Gini 的变异系数分别为1.9%、2.5%，说明其在不同处理间变化不显著，对重金属污染不敏感．2.3土壤中酶活性的变化土壤酶活性是土壤生物学活性的体现，它表征了土壤的综合肥力特征及土壤养分转化进程［17－18］，对重金属污染敏感［19］，常用作判断污染物对生物潜在毒性的手段［20］．土壤脲酶能够催化土壤中尿素分解生成氨，对土壤氮素利用及氮循环具有重要作用［10］；蛋白酶参与土壤中存在的氨基酸、蛋白质、以及其他含蛋白质氮的有机化合物的转化［10］；磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向与强度的指标，可加速有机磷的脱磷速度［19］；蔗糖酶参与碳水化合物的转化，为植物和微生物提供营养［21］；纤维素酶是参与纤维素循环的关键酶，对土壤有机质的循环具有重要作用［10］；过氧化氢酶参与生物的呼吸代谢，其活性与好氧微生物数量、土壤肥力有密切联系［10］．由表3可以看出，随着污染程度的增加，脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和过氧化氢酶活性均呈现降低的趋势，除脲酶外，其他3种酶在不同处理间差异均达到显著水平，矿区土壤脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性分别是对照土壤的50.5% 65.1%、19.1% 57.1%、87.2% 97.5%和77.3% 86.0%．蔗糖酶和纤维素酶有所不同，二者的活性均表现为M ＞L ＞CK ＞H ，即M 处理蔗糖酶和纤维素酶活性最208应用生态学报23卷表3矿区土壤酶活性Table3Activities of the soil enzymes样地Site.Ure Pro Alkali-pho Suc Cel CatCK 1.03ʃ0.04a0.21ʃ0.01a 2.53ʃ0.9a32.71ʃ2.78a 5.61ʃ0.08a 2.78ʃ0.16aL0.67ʃ0.07b0.12ʃ0.01b 2.37ʃ0.04b44.19ʃ5.44b 6.25ʃ0.06b 2.19ʃ0.08bM0.65ʃ0.03b0.07ʃ0.00c 2.22ʃ0.08c93.61ʃ8.12c14.11ʃ1.00c 1.83ʃ0.12cH0.52ʃ0.05c0.04ʃ0.01d 2.12ʃ0.14c22.53ʃ2.17d 2.74ʃ0.40d 1.79ʃ0.11c Ure：脲酶Urease（mg NH3-N·g－1·d－1）；Pro：蛋白酶Protease（mg glycine·g－1·d－1）；Alkali-pho：磷酸酶Alkaline phosphatase（mg hydroxy-benzene·g－1·d－1）；Suc：蔗糖酶Sucrase（mg glucose·g－1·d－1）；Cel：纤维素酶Cellulase（mg glucose·g－1·d－1）；Cat：过氧化氢酶Cata-lase（mL·g－1·20min－1）.同列不同字母表示差异显著（P＜0.05）Different letters in the same column meant significant difference at0.05level.表4土壤酶活性与重金属含量的相关系数Table4Correlation coefficients of soil enzyme activity and heavy metal content酶活性Enzyme activity全量TotalCu Zn Cd Pb有效量AvailableCu Zn Cd PbUre－0.967*－0.993＊＊－0.863－0.982*－0.845－0.962*－0.868Pro－0.990＊＊－0.957*－0.990＊＊－0.936－0.996＊＊－0.858－0.989*－0.950* Alkali-pho－0.985*－0.955*－0.966*－0.977*－0.983*－0.898－0.992＊＊－0.986* Suc0.096－0.0570.1580.0130.152－0.2810.0950.0965 Cel－0.012－0.1670.045－0.0760.042－0.374－0.0100.007 Cat－0.965*－0.914－0.976*－0.891－0.978*－0.782－0.962*－0.916 *P＜0.05；＊＊P＜0.01.高，而H处理最低，且这两种酶在不同处理间差异均达到显著水平．这说明中等程度以下的污染对土壤蔗糖酶和纤维素酶表现出激活效应，而重度污染对土壤蔗糖酶和纤维素酶表现出抑制效应．这可能是由于中等污染下，微生物需要更多的能量、更多地利用有机碳作为能源［22－23］，从而使土壤微生物的代谢活性提高，促进了微生物对蔗糖酶和纤维素酶的分泌，并导致二者活性有所提高；也可能是中等污染条件下，重金属浓度正好处于对酶活性具有激活效应的范围之内，导致了二者活性的提高［24］．2.4土壤中酶活性和重金属含量的相关性相关性分析表明（表4），脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶的活性均与重金属的全量即有效量呈负相关．除Pb全量和有效量及Zn有效量外，重金属的全量和有效量与脲酶活性的相关性均达显著水平，其中Cd全量与脲酶相关性达到极显著水平．重金属Cu全量及有效量和Cd全量与蛋白酶的相关性达极显著水平，Zn全量和Pb有效量与蛋白酶活性达显著水平．除Zn有效量外，其他重金属的全量和有效量与碱性磷酸酶活性的相关性达到显著水平，其中Cd有效量与碱性磷酸酶活性的相关性达到极显著水平．重金属Cu、Cd的全量和有效量与过氧化氢酶活性的相关性达到显著水平．蔗糖酶和纤维素酶活性与土壤重金属全量和有效量的相关性不显著．3讨论煤矿开采所引起的矿区土壤重金属污染现象，已经成为现代土壤生态环境保护的一个突出问题［2－3］．土壤微生物是维持土壤生物活性的重要组分且对外界干扰比较敏感，是土壤环境质量评价不可缺少的重要生物学指标［7］．滕应等［22］研究了铅锌银尾矿区土壤微生物活性，发现该尾矿区重金属复合污染会导致土壤微生物群落利用有关碳源底物的能力下降，重金属污染最严重的土壤平均颜色变化率最低．龙健等［25］研究了浙江哩铺铜矿废弃地土壤微生物生态特征和群落结构发现，矿区土壤微生物群落利用碳源的能力均受抑制，而且随着污染程度的增加抑制效应增强．而本研究显示，在轻度、中度污染的情况下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应，而在重度污染的情况下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应，其中中度污染平均颜色变化率（AWCD）最高，重度污染下平均颜色变化率最低．这可能是由于不同的矿区重金属污染状况、土壤类型及气候条件不同的缘故．首先，矿区土壤重金属含量不同，龙健等［25］研究的铜矿区中度污染的土壤中，除Cu浓度低于铜川煤矿区中度污染土壤外，其重金属Zn以及毒性较大的Cd、Pb浓度均远高于铜川煤矿区中度污染土壤，分别是铜川煤矿区相应重金属浓度的10.89、3.71、4.69倍，铜3083期郭星亮等：铜川煤矿区重金属污染对土壤微生物群落代谢和酶活性的影响川煤矿区中度污染土壤中较低重金属浓度可能对微生物群落代谢产生了一定的激活效应，也可能是在较低重金属胁迫下微生物需要更多的能量来维持生存而加快了碳源消耗；其次，龙健等［25］研究的土壤是黄色砂页岩发育的红壤和山地黄红壤，而本文研究的土壤是黄土母质的黑垆土；第三，龙健等［25］研究的铜的尾矿区属亚热带季风气候，与铜川煤矿所属的温带大陆性季风气候特征也存在显著性差异．同时，本研究结果表明，轻度和中度污染可以提高土壤微生物群落的丰富度、多样性及均匀度，而重度污染则对土壤微生物群落丰富度、多样性及均匀度产生一定的抑制效应．滕应等［22］研究铅锌银尾矿区土壤微生物群落多样性时也发现，尾矿区重金属污染引起了土壤微生物群落功能多样性下降．本研究主成分分析表明，不同污染程度矿区土壤微生物群落间的代谢特征发生一定程度的变化，且起分异作用的主要碳源是糖类和氨基酸类．土壤酶活性是土壤中生物学活性的总体现，对重金属反映敏感［19］，常用作判断污染物对生物潜在毒性的手段［20］．张涪平等［23］研究了藏中拉屋矿（Cu-Zn-Pb矿）区重金属污染对土壤微生物学特性的影响，认为该矿区土壤重金属含量高，使得蔗糖、酶脲、酶脱氢酶、酸性磷酸酶4种土壤酶活性均降低．王涵等［26］研究了重金属污染区土壤酶活性的变化，发现在Cd污染较严重而Cu、Zn只是轻度污染的土壤中对脲酶、纤维素酶、碱性磷酸酶和多酚氧化酶均表现出激活效应．本研究发现，随着污染程度的增加，脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶以及过氧化氢酶活性均呈现降低的趋势，而蔗糖酶和纤维素酶在中等污染程度以下的土壤中表现出激活效应，重度污染的土壤蔗糖酶和纤维素酶表现出抑制效应．重金属对酶产生激活效应可能是由于Cu、Zn等可作为酶的辅基而提高酶活性［27］；或者是由于重金属刺激了微生物的生长或繁殖增加了体内酶的合成和分泌，进而提高了酶活性；或者可能是堆肥微生物群落演替的过程中，在重金属选择压力下，某些耐受性微生物成为优势菌群，进而提高了酶的合成与分泌；也可能是由于在轻度胁迫下，微生物需要更多能量维持生存，因此加大了纤维素和蔗糖酶等与能量代谢有关的酶的分泌量，以使其有效利用糖类这种优势碳源．重金属对酶的抑制效应可能是由于重金属抑制了微生物的生长和繁殖，影响了微生物体内酶的合成和分泌，进而导致酶活性下降［28］；或者可能是由于重金属与酶分子活性中心的功能基团（巯基和含咪唑等）配位结合，形成稳定的络合物，与底物间产生了竞争性抑制作用［29］；也可能是由于微生物为了从生理上去适应重金属的胁迫环境，将更多的能量用于合成胞内或胞外金属耦合蛋白或参与微生物表层的生物化学反应，从而减少了酶的合成和分泌［30－31］，进而导致酶活性下降．微生物的代谢活动是在胞内酶及其分泌到土壤中的胞外酶的参与下进行的．土壤中重金属对微生物群落代谢影响的实质可能是：首先重金属对微生物的胞内酶及其分泌到土壤中的胞外酶产生一定的效应（激活或抑制），变化了的酶活性又会影响相应的生理功能的正常执行，最终体现在微生物代谢活性的变化上．同时，在信号转导作用下，对体内相应酶蛋白的转录和翻译做出调控，使微生物分泌到土壤中的酶量发生了变化，最终对酶活性产生了一定的影响．在土壤生态系统中，微生物群落及其分泌的胞外酶是一个复杂的、统一的有机整体．在重金属污染程度较轻的情况下，虽然微生物群落的代谢能力和一些酶活性会表现出激活效应，进而加快土壤中相应基质的转化，但是由于重金属会被植物吸收并富集，进而通过食物链危及人类健康．因此，我们应该谨慎对待土壤微生物和酶活性这些环境生物学评价指标．4结论铜川矿区受到Cu、Zn、Cd、Pb不同程度的复合污染，Cd污染最为严重．主成分分析和聚类分析表明，铜川矿区污染程度与土壤微生物群落的代谢特性有密切的关系，随着污染程度的增加，不同土壤微生物群落间的代谢特征发生显著变化，而且这种变化主要体现在对糖类和氨基酸类碳源利用的差异上．在轻度、中度污染下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出激活效应；而在重度污染下，土壤微生物群落对碳源的利用表现出抑制效应．轻度和中度污染可以提高土壤微生物群落的丰富度、多样性及均匀度，而重度污染则对土壤微生物群落丰富度、多样性及均匀度产生一定的抑制效应．微生物群落的优势度有所不同，随着污染程度的增加，微生物群落的优势度有增加的趋势．群落丰富度指数对重金属污染影响最为敏感，可作为反映类似煤矿区的土壤环境质量变化的有效指标．随着污染程度的增加，土壤中脲酶、蛋白酶、碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性均呈现降低的趋势；而蔗糖酶和纤维素酶在中等污染以下表现为激活效408应用生态学报23卷。

灌服治疗６天后，１７头奶牛中有８头转为阴性，治愈率为５２．９４％；而中药灌服，环丙沙星乳池用药６天后，１７头奶牛经检查后全部转为阴性，治愈率为１００％，显著高于单用环丙沙星的治疗效果（Ｐ＜０．０５），极显著高于中医药治疗组（Ｐ＜０．０１）。

说明中西医结合治疗奶牛隐性乳房炎效果更为理想。

４　讨论试验结果显示，单用环丙沙星进行治疗和单用中草药灌服均对奶牛乳房炎有效。

西药具有直入病灶，能够直接发挥抗菌的作用，见效快，但是，过长时间单用某一种抗生素药物时较容易产生耐药性，从而使治疗效果下降，治愈率降低。

而中药组方中黄芪益气补虚，可提高机体的非特异性免疫力，双花、蒲公英、紫花地丁、大青叶、连翘具有清热解毒、抗菌消炎、消肿散结之功；随着国家经济的发展，畜牧生产也逐渐由农村散养向规模化、集约化的方向发展。

但是随着其规模化、集约化发展的不断壮大，由此带来的环境问题也越来越突出。

如对空气、水、土壤等都有较为严重的污染，也给人们的生活造成了不便。

因此降低畜牧业生产带来的环境污染有着重要的意义。

本文就畜牧生产带来的环境问题及防治措施作简要的探讨。

１．畜牧生产造成的环境污染１．１　空气污染空气污染的主要来源是畜禽粪尿等有机物。

当这些物质在厌氧的环境条件下可分解释放出带酸味、臭蛋味、鱼腥味、烂白菜味等带特殊刺激性气味的物质。

畜牧生产已经成为大气最主要的氨气排放来源，大约占到了全球氨气排放的一半以上［１］，在畜牧生产高度集约化的地区如欧洲甚至达到了７０％。

如畜禽粪便在厌氧的环境条件下就可分解释放出粪臭素、氨气、硫化氢、甲基硫醇、三甲基胺等臭气成分。

氨气对生态环境可产生酸性效应和毒副作用；反硝化过程产生的一氧化二氮（Ｎ２Ｏ）能产生温室效应，大气中氨浓度的增加导致了土壤的酸化，破坏了土壤的正常功能。

除了动物排泄物产生的臭气以外饲料加工粉尘；屠宰场的废物、污水、下水废气；洗刷用具、场地消毒和饮用后的污水所散畜牧生产与环境污染刘银梅（山西省农业干部学校　太原　０３００２４）赤芍、当归、乳香、瓜蒌具有活血散於、通经活络之效；王不留行、青皮、通草具有理气散结、活络下乳之效；甘草调和诸药助黄芪以益气补虚；诸药配合具有清热解毒、抗菌消炎、消肿下乳之功。

铜对钼中毒绵羊血液中含铜、钼酶的影响[摘要]选择体重为（22±3）kg的绵羊随机分为3组，治疗组Ⅰ，预防组Ⅱ，和对照组Ⅲ。

试验期为3个月，定期采血和检测。

本实验通过对治疗组Ⅰ先灌服1个月钼酸铵（30mg/kg体重），后灌服两个月硫酸铜（20mg/kg体重）；预防组Ⅱ绵羊在前一个月正常饲养，后两个月内同时灌服钼酸铵溶液（30mg/kg体重）、硫酸铜溶液（20mg/kg）；对照组口服去离子水；观察三组绵羊的临床症状，检测血清超氧化物酶（SOD）、黄嘌呤氧化酶（XOD）、血浆铜兰蛋白（CP）、过氧化物（POD）的活力值，统计酶活性的变化。

统计结果，治疗组四种酶活性低于对照组而高于预防组。

结论：铜可提高绵羊钼中毒后血清中铜酶、钼酶的活性。

[关键词]钼中毒；铜；绵羊；铜酶；钼引言：钼（Mo）是人和动物所必需的微量元素，对维持机体生命活动起着极其重要的作用，但人和动物对钼的需求量均小于1 mg/kg。

钼是反刍家畜的健康、生长和生产所必需的元素。

本实验探讨铜对钼中毒后血液酶学的变化规律，证实相关研究的可重复性及可操作性，为中毒可疑病例的治疗和预防提供现实指导建议。

1材料和方法1.1试验动物与分组选择健康绵羊9只，体重（22±2）kg（购于农一师11团一农户家）。

适应3天后，随机分为三组，每组3只，并将每只绵羊打上耳号以便区别。

试验组Ⅰ（治疗组），试验组Ⅱ（预防组），试验组Ⅲ（对照组）。

1.2基础日配方1.3试验动物的饲养管理1.3.1适应期的饲养管理舍饲，同圈饲养，由专人负责饲养管理；每天饲喂早、中、晚三次，以青贮玉米秸秆为主，以精料（玉米面和麸皮）、棉籽壳和青草为辅。

饲料和饮水条件相同。

每天注意观察绵羊的精神状态和采食情况。

时间为3天。

1.3.2试验期的饲养管理饲养方法同适应期。

在观察绵羊精神状态和采食状况的同时，对试验组Ⅰ第一个月每天灌服钼酸铵30mg/kg，后两个月灌服硫酸铜20mg/kg；实验Ⅱ组第一个月只喂以基础日粮，后两个月每天同时灌服钼酸铵（（NH4）2MoO4）30mg/kg 和硫酸铜20mg/kg；实验Ⅲ组一直给予去离子水。

绒毛生长缓慢期绒山羊适宜铜水平的研究的开题报
告
题目：绒毛生长缓慢期绒山羊适宜铜水平的研究
研究背景与意义：
绒山羊是重要的产绒动物之一，其毛皮在时尚行业有着广泛的应用。

然而，由于其细腻的绒毛生长周期较长，生长期也相对较短，这使得绒
山羊的育种和管理相对较为困难，对其品质的提升也面临巨大的挑战。

铜是人和动物体内必需的微量元素之一，对细胞的生长、代谢和免
疫等方面有着重要的作用。

然而，铜的过量或不足均会对绒山羊的绒质
和生长造成不同的影响。

因此，在绒山羊绒毛生长缓慢期的管理和育种
工作中，了解适宜的铜水平对于提高其生长和绒质的品质具有重要意义。

研究内容和方法：
本研究将选取具有相对稳定的生长和绒质品质的绒山羊为试验动物，采用不同铜水平的饲料进行处理，比较其生长速度、绒毛质量、营养元
素代谢和生理指标等方面的差异。

同时，还将在实验过程中监测绒山羊
的食欲、体重变化等相关指标，以了解铜水平对其生长和营养状态的影响。

研究预期成果：
通过本研究，期望能够明确不同铜水平对于绒山羊绒毛生长缓慢期
的影响及适宜的铜水平范围，为优化绒山羊的育种和管理提供参考和依据，进一步提高其生产效益和绒质品质。

关键词：绒山羊；铜水平；绒毛生长；营养元素；品质。

铜胁迫下7个高羊茅品种耐性和铜积累能力的比较张远兵;刘爱荣;王兵;李根【摘要】用Cu2+(CuSO4)浓度0(CK)、10、40、160 mg/L分别处理7个高羊茅品种植株,测定供试品种鲜重、干重、叶绿素含量、根系脱氢酶活性、质膜透性、Cu2+含量等指标,比较7个品种耐铜性和铜积累量.与对照相比,在不同浓度Cu2+胁迫下,有的品种鲜重、干重、叶绿素含量和根系脱氢酶活性呈先上升后下降趋势,有的品种呈下降趋势;而7个高羊茅品种质膜透性均呈上升趋势.对单株干重、叶绿素含量、根系脱氢酶活性、质膜透性4项指标进行综合评价结果表明:在Cu2+10mg/L胁迫下,7个品种耐铜性由强到弱的顺序为缤狗＞爱瑞3号＞翠碧A＞热浪＞宇宙星＞里园2号＞家园:在Cu2+ 40 mg/L胁迫下,耐铜性的顺序为缤狗＞爱瑞3号＞热浪＞宇宙星＞里园2号＞翠碧A＞家园;在Cu2+ 160 mg/L胁迫下,耐铜性的顺序为里园2号＞缤狗＞宇宙星＞爱瑞3号＞家园＞翠碧A＞热浪.随着Cu2+浓度的增加,各品种叶和根Cu2+含量、根Cu2+积累量、热浪和里园2号叶Cu2+积累量均呈上升趋势.在Cu2+ 10、40 mg/L的污染较轻环境中,缤狗耐受性最强,但叶Cu2+积累能力均弱于热浪和翠碧A,故选用热浪和翠碧A修复较好;而对Cu2+ 160mg/L 污染较严重环境中,则宜选用耐受性和叶Cu2+积能力量均较强的里园2号、缤狗、宇宙星、爱瑞3号.因此,在治理Cu2+污染环境时,要根据环境污染程度、品种耐铜性和叶积累Cu2+能力,合理选用高羊茅品种.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2010(031)005【总页数】8页(P750-757)【关键词】铜胁迫;高羊茅;生长;耐铜性;铜积累量【作者】张远兵;刘爱荣;王兵;李根【作者单位】安徽科技学院城建与环境学院,安徽凤阳,233100;安徽科技学院生命科学学院,安徽凤阳,233100;安徽科技学院生命科学学院,安徽凤阳,233100;安徽科技学院生命科学学院,安徽凤阳,233100【正文语种】中文【中图分类】S68814铜（Cu）是光能自养生物的一种必需微量营养元素，也是一些重要代谢和生理过程中所必需的元素[1]高浓度的Cu2+是一种毒性较大的重金属，可以对植物的生理活动造成显著影响。

高羊茅再生体系及其遗传转化研究进展摘要高羊茅在我国有着广泛的种植面积，是多年生冷季型牧草和草坪草。

介绍了高羊茅的再生体系，从它的转化方法、转化目标、影响因素、生物安全问题等方面综述了高羊茅的外源基因转化研究进展。

关键词高羊茅；再生体系；遗传转化；影响因素；展望高羊茅又名苇状羊茅，属于禾本科羊茅属，原产于欧洲西部，我国在20世纪70年代引进，现已是世界温带地区建立人工草地和补播天然草场的重要草种[1]。

高羊茅是多年生疏丛型禾草，其具有耐旱耐湿耐热、生长迅速、再生性强等特点，随着我国人工草地建植的不断发展，其建植面积正在不断地扩大。

高羊茅在我国具有广泛的气候和土壤环境适宜性，大部分地区均可种植。

它属于多年生冷季常绿型，生长期达8～10个月，可充分利用太阳辐射，耐瘠薄，在黏至砂质土壤上均表现良好。

但是，高羊茅在抗旱性、耐寒性方面还需要进一步提高。

利用常规育种技术耗时周期长，效率差，存在很多的局限性。

利用基因工程技术即将抗逆功能基因有目的、有针对性地导入特定品种的愈伤组织或原生质体，获得改良的转基因植物[2]，如利用转基因技术培育抗旱节水、耐寒的高羊茅新品种就是目前研究的热点。

建立高效的组织培养体系是植物遗传转化的先决条件，高羊茅组织培养方面的研究开始于20世纪80年代，1979年Lowe和Conger从高羊茅成熟种子胚成功地诱导愈伤组织并得到再生植株。

此后，人们通过花粉囊培养、幼穗培养、从悬浮培养细胞获得原生质体的培养和成熟种子诱导愈伤的培养等都获得了再生植株。

1高羊茅再生体系高羊茅等羊茅草种的组织培养开始于20世纪70年代，Dale首先从高羊茅的分生组织顶端培育出小植株[3]，其后，随着研究的不断深入，愈伤组织再生系统、悬浮细胞再生系统、原生质体再生系统等各种途径的高羊茅再生体系相继建立。

1.1愈伤组织再生系统对于单子叶植物高羊茅来说，选用愈伤组织再生系统是最为理想的，因为单子叶植物悬浮系的建立和原生质体的再生十分困难，而由器官直接分化再生植株难度更大[4]。

高铜对环境的污染及合理利用高铜对环境的污染及合理利用铜是机体必需的微量元素之一，参与造血过程，促进Fe在小肠的吸收，促进血红蛋白的台成和红细胞的生成；可使无机铁变为有机铁、由三价变为两价。

此外铜还是酰氨酸酶、红细胞色素氧化酶和超氧化物歧化酶等多种酶的组成成分，铜有促进磷脂合成的功能，保证大脑和脊髓的神经鞘发育正常。

机体缺铜时多种酶括性降低，引起共济失调，骨质疏松，被毛褪色，繁殖机能障碍以及心力衰竭等。

微量元素铜对单胃动物（猪、禽）的独特性在于添加高水平铜产生的促生长作用，高剂量的铜还具有一定的杀菌作用，此外在饲料中添加铜，使用简便，成本低，生产效益高，因此饲料工业中添加高铜制剂的现象相当普遍，利用添加高铜促进猪（禽）生长一直是现代畜牧生产中的常用措施之一。

高铜长期应用的同时，其导致的问题也日趋严重。

1高铜应用的危害1.1高铜对环境的污染1.1.1高铜对土壤生态的影响土壤中的台铜量般在1?20 mg /kg之间（Kloke.1980 ）,当土壤中的含铜量高于此数值时就会对土壤造成影响土壤微生物是土壤的重要组成部分，当铜含量达lOOppm 时可破坏蛋白质结构。

使微生物蛋白变性而死亡。

造成土壤板结。

土壤肥力下降。

1.1.2 高铜对植物，水生生态的影响铜的过量应用引起植物中铜含量的增高、植物生长减慢、产量降低，以及影响植物中其他营养元素的含量。

植物在整个食物链中处于第?一级营养水平（生产水平）.植物性有机物由食草动物来消费，食草动物又为寄生动物、食肉动物、食腐动物以及土壤无脊椎动物和微生物食用，因此，植物的变化无疑将影响到整个食物链，当长期大量施用含高铜的粪于牧地，牧草（于重）含铜1 5?20 mg /kg时就可使对铜敏感的绵羊发生中毒一。

且食物链具有生物放大作用，如金枪鱼对铜的浓缩系数为100。

过量的铜还可导致地区内植物的选择，能适应高铜的植物生存，不能适应的将被淘汰，从而引起某些物种的灭亡，当水中的铜过量时，某些藻类将受到严重影响，大部分死亡，引起某些低级生物的灭亡，从而导致鱼类的大量死亡，甚至某些敏感鱼类的死亡。

生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第14卷第6期2019年12月V ol.14,No.6Dec.2019㊀㊀基金项目: 十三五 国家重点研发计划项目(2016YFC0502601);西南科技大学博士基金项目(17zx7146);国家自然科学基金面上项目(41671041)㊀㊀作者简介:霍宾(1994 ),男,硕士研究生,研究方向为生态毒理学,E -mail:Sichuanhuobin@ ㊀㊀*通讯作者(Corresponding author ),E -mail:rmshenxy@DOI:10.7524/AJE.1673-5897.20180801002霍宾,吴婷,肖华,等.铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响[J].生态毒理学报,2019,14(6):224-232Huo B,Wu T,Xiao H,et al.Effect of copper contaminated pasture on mineral metabolism in the Wumeng semi -fine wool sheep [J].Asian Journal of Ec -otoxicology,2019,14(6):224-232(in Chinese)铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响霍宾1,吴婷1,肖华2,申小云1,2,3,*1.西南科技大学生命科学与工程学院,绵阳6210102.贵州师范大学国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心,贵阳5500253.中国西南世界银行扶贫项目贵州办公室,贵阳550004收稿日期:2018-08-01㊀㊀录用日期:2018-09-06摘要:为了评价草地铜污染对放牧乌蒙半细毛羊的影响,探讨铜污染的治理方法,在乌蒙山区的妈姑镇和凉水沟开展草地放牧试验和矿物质元素补充研究㊂应用原子发射光谱分析土壤㊁牧草和动物组织的重金属含量,应用全自动血液分析仪分析血液指标㊂放牧试验的结果显示:铜污染草地放牧明显增加了动物组织铜和锌的含量(P <0.01),降低了动物组织钼和铁的含量(P <0.01),试验结束时,试验组动物的血红蛋白(Hb)㊁红细胞压积(PCV)㊁红细胞数(RBC)和平均红细胞体积(MCV)显著低于对照组(P <0.01),羊毛产量和长度显著低于对照组(P <0.01)㊂矿物质元素补充试验的结果显示:补充硫酸钠明显降低了铜污染草地放牧动物血液和肝脏铜元素含量,补充试验结束时,处理Ⅰ组动物血液的Hb ㊁PCV ㊁RBC 和MCV 显著高于处理Ⅱ组(P <0.01),血液指标达到正常范围㊂处理Ⅱ组动物血液和肝脏铜元素的含量继续升高,动物组织钼的含量继续降低(P <0.01),Hb ㊁PCV 和RBC 继续下降,试验结束时出现溶血性贫血,但补充硫对羊毛品质的相关指标没有显著的影响㊂研究表明,铜污染草地严重影响了乌蒙半细毛羊的矿物质代谢,补充硫酸钠可以部分拮抗铜的毒性㊂关键词:铜污染草地;乌蒙半细毛羊;硫酸钠;重金属含量;矿物质代谢文章编号:1673-5897(2019)6-224-09㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:AEffect of Copper Contaminated Pasture on Mineral Metabolism in the Wumeng Semi-fine Wool SheepHuo Bin 1,Wu Ting 1,Xiao Hua 2,Shen Xiaoyun 1,2,3,*1.School of Life Science and Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,China2.State Engineering Technology Institute for Kast Desertification Control,Guizhou Normal University,Guiyang 550025,China3.World Bank Poverty Alleviation Project Office in Guizhou,Southwest China,Guiyang 550004,ChinaReceived 1August 2018㊀㊀accepted 6September 2018Abstract :To assess the impact of copper (Cu)pollution on mineral metabolism in the grazing Wumeng semi -fine wool sheep,two studies were conducted in the Magu pasture and Liangshuigou rangeland in the Wumeng moun -tainous area.Contents of heavy metal elements in soil,forage,blood and liver were analyzed by inductively cou -第6期霍宾等:铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响225㊀pled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES).Blood parameters were determined on automatic hematology analyzer.Results of the grazing test showed that contents of Cu and zinc(Zn)in blood and liver from affected sheep are significantly higher than those in controls(P<0.01),and concentrations of molybdenum(Mo)and iron (Fe)in blood and liver in affected sheep are significantly lower than those in controls(P<0.01).Hemoglobin(Hb), packed cell volume(PCV),red blood cell count(RBC)and mean corpuscular volume(MCV)are significantly re-duced in affected sheep from copper contaminated pasture(P<0.01).The yield and length of wool are significantly lower than those in controls(P<0.01).Results of a mineral supplement test showed that contents of Cu and Mo in blood and liver in sheep of supplied sodium sulfate from copper contaminated pasture were significantly decreased (P<0.01).Hb,PCV,RBC and MCV from sheep of supplied sodium sulfate were significantly increased,and reached healthy values at the end of test.Hb,PCV,RBC and MCV in sheep from control kept significant reduction. The hemolytic anemia has been found in sheep from copper contaminated pasture at the end of test.Effects of sup-plied sodium sulfate to forage on wool quality are not obvious.The mineral metabolism of grazing sheep has been severely disrupted in copper contaminated pasture.Adding sodium sulfate content of forage can reduce copper ab-sorption in the Wumeng semi-fine wool sheep.Keywords:copper pollution meadow;Wumeng semi-fine wool sheep;sodium sulfate;heavy metal content;miner-al metabolism㊀㊀乌蒙半细毛羊产业是乌蒙山区的支柱产业,是该区少数民族赖以生存和发展的物质基础,具有产毛量高㊁肉用性能好㊁早熟㊁耐粗饲和适应性强等特点,在乌蒙山区草地生态畜牧业发展中起到了关键作用[1-2]㊂乌蒙半细毛羊是利用本地绵羊(藏系山谷型粗毛羊)导入肉毛兼用的考力代㊁新疆半细毛羊和林肯羊等半细毛羊血液杂交育成的毛肉兼用型羊种,经1974 1982年的级进杂交,1982 1990年的横交固定,1990 2007年的扩群推广已经形成一个生产性能较好㊁遗传性能相对稳定的绵羊育种群[3]㊂从2007年开始,笔者团队在现有研究基础上开展乌蒙半细毛羊的进一步培育工作,到2017年已经育成生产性能优秀㊁遗传性能稳定的绵羊新品种,其各项生产性能都明显高于当地其他品种,在乌蒙山区草地生态畜牧业发展中起到了关键的作用,是当地牧民群众生产生活资料的主要来源㊂重金属污染是指由重金属或其化合物对环境造成的污染[4-6]㊂重金属具有致癌㊁致畸及致突变作用,严重威胁人体健康和食品安全㊂重金属难以分解,不但对生物体造成直接伤害,还沿食物链富集,危害整个生态系统[4-5]㊂随着现代工业的发展,重金属对环境的污染日益严重,给人们的生产㊁生活和身心健康带来了极大危害[5-8]㊂乌蒙山区气候温暖湿润,冬无严寒,夏无酷暑,拥有丰富的饲料资源,发展草地畜牧业具有得天独厚的自然条件,也是我国西部矿产资源的聚宝盆㊂近年来,由于国民经济和社会的快速发展,对各种矿产资源的需求高速增长,开采规模不断增加,矿山加工企业如雨后春笋般蓬勃发展,产生的污染物大量排放,导致生态环境严重破坏,此外,污染还通过食物链富集危害动物和人类的健康[8-9]㊂重金属铜污染是乌蒙山区主要污染形式之一,污染区域土壤和牧草的铜含量严重超标,部分区域达到正常含量的3~5倍,同时伴有镉㊁铅和锌等元素的污染[9-10]㊂对草地畜牧业和人类健康造成了严重的影响,对乌蒙半细毛羊产业的影响尤为明显㊂为了寻找铜污染草地无害化利用的技术和方法,减少铜污染对乌蒙半细毛羊产业的影响,笔者开展了铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢影响的研究㊂1㊀材料与方法(Materials and methods)1.1㊀试验设计1.1.1㊀放牧试验随机选择1岁的乌蒙半细毛羊公羊18只,体重(35ʃ2.5)kg,临床检查健康㊂试验组:在赫章县妈姑镇选择12hm2的铜污染草地,试验前经初步分析土壤有机质含量为8.3%~12.8%,pH为6.04ʃ0.23,铜含量为(72.45ʃ18.33)μg㊃g-1;牧草铜含量(15.35ʃ8.47)μg㊃g-1,用围栏分为相等的2个部分,每部分放牧6只乌蒙半细毛羊㊂对照组:在威宁县凉水沟选择6hm2的无污染草地,试验前经初步分析土壤有机质含量为7.9%~11.5%,pH为6.23ʃ0.35,铜含量为(16.15ʃ1.23)μg㊃g-1;牧草铜含量为(5.13ʃ0.73)226㊀生态毒理学报第14卷μg㊃g-1,放牧6只乌蒙半细毛羊㊂实验组和对照组均为自然放牧,放牧试验时间为2017年4月20日至2017年6月20日,共60d㊂1.1.2㊀矿物质补充试验放牧试验结束时,在赫章县妈姑镇铜污染草地放牧的12只乌蒙半细毛羊随机分为2组(处理Ⅰ㊁处理Ⅱ),继续在铜污染牧场放牧㊂处理Ⅰ:补充饲喂硫酸钠(Na2SO4),每只羊10g㊃d-1,连续补充15d,饲喂方式为分别在早晨和傍晚各称取5gNa2SO4,按照硫酸钠ʒ玉米面为1ʒ20的质量比例调和后投喂;处理Ⅱ:不做任何处理㊂1.2㊀样品的采集1.2.1㊀土壤样品的采集试验开始时,分别在姑妈镇和凉水沟的试验草地采集土壤样本㊂随机采集0~20cm的表层土壤样品30个(试验组每个处理10个,共20个;对照组10个)㊂样品在l mˑl m的样方中采集,各样方间隔100m,每个样方采集1个,每个样本200g,用于分析重金属元素含量,标记采样点,为同地点采集牧草样品做准备㊂1.2.2㊀牧草样品的采集试验开始前,分别在姑妈镇和凉水沟的试验草地采集混合牧草样本㊂随机采集混合植物样品30个(试验组每个处理10个,共20个;对照组10个),为减少不同牧草品种对矿物质含量的影响,以土壤样品采集点为圆心,选择离圆心100m,均匀分布的10个点(每个点相互间隔200m),每个点采集20g牧草, 10个点牧草混合组成1个200g的牧草样品,为了减少土壤污染,采集离地0.1cm以上的牧草部分㊂1.2.3㊀血液样品及肝活体组织采集试验结束时,用真空采血管采集颈静脉血液10 mL,血液温度降到室温后,8h内低温4~8ħ运回实验室做进一步的研究和分析㊂肝脏活体组织采集,由操作熟练的专门技术人员采用肝脏穿刺术采集,采集后的样本固定于标本瓶内,同血液一起低温送回实验室[11]㊂1.3㊀样品的处理采用微波消解法,利用微波加热封闭容器中的消解液,在高温增压条件下使各种样品快速溶解㊂土壤㊁牧草在室温下晾干至恒重,土壤过200目筛,用硝酸(HNO3)㊁高氯酸(HClO4)和氢氟酸(HF)(体积比5ʒ2ʒ5)混合液微波加热溶解样品,牧草和动物组织用硝酸和高氯酸(体积比4ʒ1)混合液微波加热溶解样品[12]㊂1.4㊀分析测试1.4.1㊀重金属元素的检测分析土壤㊁牧草和动物组织的重金属元素含量应用电感耦合等离子体原子发射光谱法(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy,ICP-AES)[12]㊂使用仪器为电感耦合等离子体发射光谱仪(HK9600Type Atomic Emission Spectroscopy, Huaketiancheng Co.,Ltd,China)㊂分析的元素种类为锰(Mn)㊁锌(Zn)㊁钴(Co)㊁铜(Cu)㊁铁(Fe)㊁磷(P)㊁钼(Mo)和硒(Se)㊂1.4.2㊀血液指标的检测用动物专用全自动血细胞分析仪(Automatic Blood Cell Analyzer,Sysmex Poch-100i Veterinary, Japan)检测血红蛋白(hemoglobin,Hb)㊁红细胞数(red blood cell count,RBC)㊁红细胞压积(packed cell vol-ume,PCV)㊁平均红细胞体积(mean corpuscular vol-ume,MCV)㊁平均红细胞血红蛋白含量(mean corpus-cular hemoglobin,MCH)㊁平均红细胞血红蛋白浓度(mean corpuscular hemoglobin concentration,MCHC)和白细胞数(white blood cell count,WBC)[2]㊂用生化试剂盒(南京建成生物工程研究所)检测血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)㊁过氧化氢酶(catalase,CAT)㊁谷胱苷肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)㊁铜蓝蛋白(ceruloplasmin,Cp)㊁丙二醛(malondialdehyde,MDA)㊁磷酸肌酸激酶(crea-tive phosphokinase,CPK)和天门冬氨酸氨基转移酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT)㊂1.5㊀数据分析研究数据整理分析应用SPSS软件(version22.0 for Windows;Chicago,Illinois,USA),数据用独立样本t检验来估测各处理间的差异显著性(P<0.05㊁P< 0.01,Student s t-test)㊂2㊀结果(Results)2.1㊀铜污染草地放牧试验2.1.1㊀铜污染草地土壤和牧草矿物质元素含量铜污染草地土壤和牧草铜含量显著高于对照组(P<0.01)㊂土壤和牧草锌的含量显著高于对照组(P< 0.05)㊂其他元素没有明显的差异,如表1所示㊂2.1.2㊀铜污染对动物血液和肝脏矿物质含量的影响铜污染草地放牧动物(试验组)血液铜和锌的含量显著高于对照组(P<0.01),钼和铁的含量显著低于第6期霍宾等:铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响227㊀对照组(P<0.05)㊂铜污染草地放牧动物(试验组)肝脏铜和锌的含量显著高于对照组(P<0.01),钼和铁的含量显著低于对照组(P<0.05)㊂其他元素没有显著的差异,如表2所示㊂2.1.3㊀铜污染对动物的血液指标的影响铜污染草地放牧动物(试验组)Hb㊁PCV㊁RBC和MCV显著低于对照组(P<0.01)㊂其他指标无显著差异,如表3所示㊂试验组SOD㊁CAT和GSH-Px显著低于对照组(P<0.01),Cp㊁MDA㊁CPK和GOT显著高于对照组(P<0.01),如表3所示㊂2.1.4㊀铜污染对羊毛产量㊁品质和羊体重的影响试验组产毛量㊁羊毛的长度显著低于对照组(P< 0.01)㊂对净毛率和细度没有显著的影响㊂铜污染草地放牧,对羊生长速度和羊毛铜含量有显著的影响,试验组体重平均增重量显著低于对照组(P<0.01),试验组羊毛平均铜含量显著高于对照组(P<0.01),如表4所示㊂2.2㊀动物矿物质补充试验硫元素补充对产毛量㊁净毛率㊁细度和长度均无显著影响㊂对生长速度也没有显著的影响,在整个试验期间,处理Ⅰ组平均增重量(3.78ʃ0.13)kg,处理Ⅱ组平均增重量(3.97ʃ0.12)kg,对羊毛铜含量没有显著的影响,处理Ⅰ组羊毛平均铜含量(8.79ʃ0.72)μg㊃g-1,处理Ⅱ组羊毛平均铜含量(8.58ʃ0.81)μg㊃g-1㊂2.2.1㊀补充硫对血液矿物质含量的影响同试验开始时比较,试验结束时处理Ⅰ组铜含量显著降低(P<0.01),同时显著低于处理Ⅱ组(P <0.01),处理Ⅰ组钼含量同试验开始时比较明显降低(P<0.01),但同处理Ⅱ差异不明显;处理Ⅱ组血液铜含量继续明显增加(P<0.01),明显高于处理Ⅰ组(P <0.01),处理Ⅰ组钼含量明显降低(P<0.01),其他元素无明显差异,如表5所示㊂表1㊀土壤和牧草矿物质元素含量Table1㊀The mineral content in soil and forage(μg㊃g-1)元素Element试验组Experimental对照组Control土壤Soil牧草Forage土壤Soil牧草ForageMn115ʃ14.567.8ʃ11.6117ʃ37.267.2ʃ15.1Zn45.7ʃ6.17a68.19ʃ2.23a34.9ʃ6.31b58.13ʃ2.11bCo 6.17ʃ1.22 4.17ʃ1.23 6.50ʃ1.67 4.16ʃ1.32Cu72.3ʃ19.8aA15.2ʃ7.33aA15.1ʃ2.41bB 6.18ʃ1.11bBFe3527ʃ138357ʃ27.13823ʃ135355ʃ36.7P55.8ʃ6.37413ʃ31.767.8ʃ7.31416ʃ53.1Mo 2.64ʃ0.53 2.13ʃ0.37 2.76ʃ0.51 2.21ʃ0.21注:同行上标不同小写字母表示相同指标与对照组比较差异显著(P<0.05),同行上标不同大写字母表示相同指标与对照组比较差异显著(P <0.01),下同㊂Note:With different small letter superscripts within a line indicate significant differences at0.05level as compared with the control;with different capital letter superscripts within a line indicate significant differences at0.01level as compared with the control.The same below.表2㊀放牧乌蒙半细毛羊血液和肝脏中矿物质元素含量Table2㊀The mineral content in blood and liver of semi-fine wool sheep(μg㊃g-1)元素Element试验组Experimental对照组Control血液Blood肝脏Liver血液Blood肝脏LiverMn0.77ʃ0.13 4.71ʃ1.370.76ʃ0.17 4.79ʃ1.31 Zn 5.71ʃ0.29aA71.71ʃ12.13aA 3.73ʃ0.13bB53.90ʃ11.33bB Co0.62ʃ0.17 6.25ʃ1.250.67ʃ0.23 6.33ʃ1.37 Cu17.1ʃ2.87aA571ʃ34.26aA 1.69ʃ0.33bB117ʃ13.71bB Fe213ʃ23.72b318ʃ31.71b277ʃ13.81a338ʃ27.95a P241ʃ21.73635ʃ31.80231ʃ11.73631ʃ31.74 Mo0.12ʃ0.03b 1.47ʃ0.13b0.21ʃ0.02a 2.48ʃ0.37a228㊀生态毒理学报第14卷表3㊀铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊血液指标的影响Table3㊀Effect of copper pollution meadow on hematological values of semi-fine wool sheep血液指标Hematological values试验组Experimental对照组Control血常规Blood routine examinationHb/(g㊃L-1)81.67ʃ8.71bB115.23ʃ11.32aARBC/(1012㊃L-1) 5.79ʃ0.23bB7.13ʃ0.21aAPCV/%32.13ʃ3.92bB43.67ʃ3.52aAMCV/fl55.49ʃ4.73bB61.25ʃ5.73aAMCH/pg14.11ʃ2.3616.16ʃ2.37MCHC/%24.52ʃ4.2726.39ʃ4.21WBC/(109㊃L-1)9.75ʃ0.799.57ʃ0.31血液生化酶Blood biochemical enzymeSOD/(IU㊃mL-1)36.40ʃ7.25bB72.84ʃ6.72aACAT/(IU㊃mL-1)0.74ʃ0.18bB 1.23ʃ0.33aAGSH-Px/(IU㊃mL-1)26.12ʃ6.51bB31.32ʃ4.96aACp/(101BU㊃L-1)7.84ʃ1.69aA 4.65ʃ1.47bBMDA/(nmol㊃mL-1)32.65ʃ2.90aA26.50ʃ3.73bBCPK/(IU㊃L-1)325.43ʃ32.56aA128.74ʃ37.55bBGOT/(IU㊃L-1)41.33ʃ3.17aA18.72ʃ2.58bB注:Hb㊁RBC㊁PCV㊁MCV㊁MCH㊁MCHC和WBC表示血红蛋白㊁红细胞数㊁红细胞压积㊁平均红细胞体积㊁平均红细胞血红蛋白含量㊁平均红细胞血红蛋白浓度和白细胞数;SOD㊁CAT㊁GSH-Px㊁Cp㊁MDA㊁CPK和GOT表示超氧化物歧化酶㊁过氧化氢酶㊁谷胱苷肽过氧化物酶㊁铜蓝蛋白㊁丙二醛㊁磷酸肌酸激酶和天门冬氨酸氨基转移酶㊂Note:Hb,RBC,PCV,MCV,MCH,MCHC and WBC stand for hemoglobin,red blood cell count,packed cell volume,mean corpuscular volume,mean cor-puscular hemoglobin,mean corpuscular hemoglobin concentration and white blood cell count;SOD,CA T,GSH-Px,Cp,MDA,CPK and GOT stand for su-peroxide dismutase,catalase,glutathione peroxidase,ceruloplasmin,malondialdehyde,creative phosphokinase and glutamic oxaloacetic transaminase.表4㊀铜污染对羊毛产量和品质的影响Table4㊀Effect of copper pollution meadow on the yield and quality of wool检测项目Examinations试验组Experimental对照组Control 羊毛产毛量/kg Wool production/kg 2.57ʃ0.27bB 3.72ʃ0.28aA羊毛净毛率/%Clean yield/%57.95ʃ2.2357.93ʃ2.24羊毛细度/μm Wool fineness/μm27.93ʃ3.4327.68ʃ3.32羊毛长度/cm Wool length/cm14.71ʃ1.53bB16.18ʃ1.13aA 羊毛铜含量/(μg㊃g-1)Copper content in wool/(μg㊃g-1)8.39ʃ0.53aA 5.71ʃ1.42bB 体重增重量/kg Body weight gain/kg9.53ʃ1.23bB14.36ʃ2.32aA表5㊀补充硫对血液矿物质元素含量的影响Table5㊀Effect of sodium sulfate supplement on mineral contents of blood(μg㊃g-1)元素Elements处理ⅠTreatmentⅠ处理ⅡTreatmentⅡ开始Start结束Finish开始Start结束FinishMn0.73ʃ0.120.74ʃ0.130.71ʃ0.160.72ʃ0.15 Zn 3.13ʃ0.18 3.23ʃ0.17 3.31ʃ0.13 3.43ʃ0.17 Co0.61ʃ0.120.65ʃ0.110.63ʃ0.120.63ʃ0.17 Cu11.17ʃ1.82cB 1.71ʃ0.21dC15.36ʃ1.57bA16.57ʃ2.71aA Fe227.67ʃ16.99215.78ʃ23.83218.88ʃ21.87212ʃ17.76 P231.47ʃ22.75237.89ʃ21.76236.37ʃ23.17233.77ʃ23.78 Mo0.11ʃ0.02aA0.03ʃ0.04bB0.12ʃ0.01aA0.11ʃ0.02aA第6期霍宾等:铜污染草地对放牧乌蒙半细毛羊矿物质元素代谢的影响229㊀2.2.2㊀矿物质元素补充对动物血液指标的影响矿物质元素补充试验结束时,处理Ⅰ组Hb㊁PCV㊁RBC和MCV显著高于处理Ⅱ组(P<0.01),同时也显著高于试验开始时(P<0.01)㊂WBC无明显差异;处理Ⅱ组Hb㊁PCV和RBC显著低于试验开始时,并出现溶血性贫血,如表6所示㊂2.2.3㊀补充硫对肝脏矿物质含量的影响矿物质元素补充试验结束时,处理Ⅰ组肝铜含量基本达到正常范围,显著低于补充试验开始时(P< 0.01),同时明显低于对照组(P<0.01),肝脏钼含量明显低于补充试验开始时(P<0.01)㊂处理Ⅱ组在补充试验完成时,肝脏铜含量明显高于试验开始时(P <0.01),肝脏钼的含量明显低于试验开始时(P< 0.05)㊂其他元素无明显差异,如表7所示㊂3㊀讨论(Discussion)重金属污染已成为世界各地关注的焦点,重金属污染治理方法和机理研究是环境科学领域的研究重点[13-15],充分利用元素间的相互作用降低重金属污染对动物的影响是治理重金属污染的有效措施之一[16-21]㊂铜污染草地放牧,显著增加了血液和肝脏的铜含量,动物出现溶血性贫血,严重影响了动物的生长发育㊂在硫元素补充试验中,通过硫和铜的相互作用,有效降低了血液和肝脏的铜含量,但对生长发育没有明显的改善,笔者认为,硫补充试验只有15d,动物还在中毒状态的恢复中,如果开展长期的试验一定会有效改善试验动物生长状况,但进一步的研究亟待开展㊂3.1㊀铜污染草地放牧对血液和肝脏矿物质含量的影响乌蒙半细毛羊是乌蒙山区的主要畜种,其栖息地重金属污染十分普遍[20-23]㊂动物组织的重金属主要来自土壤和牧草,引起动物重金属中毒的原因主要包括2个方面:一是牧草重金属含量太高所引起动物组织重金属含量超标;二是元素间相互作用引起的某些元素过剩[22-25]㊂在研究中,铜污染草地土壤和牧草铜含量显著高于对照组(P<0.01),同时也显著高于正常范围,通过食物链对放牧动物造成严重的危害,引起血液和肝脏铜的含量明显高于对照组,试验组动物肝脏铜含量是对照组的4.2倍,肝脏是动物贮存铜的主要器官,铜含量高可损伤肝细胞核㊁线粒体及肝浆液的亚细胞结构,从而表6㊀补充硫对血液指标的影响Table6㊀Effect of sodium sulfate supplement on hematological values血液指标Hematological values处理ⅠTreatmentⅠ处理ⅡTreatmentⅡ开始Start结束Finish开始Start结束FinishHb/(g㊃L-1)73.17ʃ11.36bB113.36ʃ12.5aA71.63ʃ11.7bB61.67ʃ10.1cC RBC/(1012㊃L-1) 5.63ʃ0.21bB7.74ʃ0.21aA 5.79ʃ0.27bB 4.69ʃ0.71cC PCV/%31.17ʃ3.21bB45.75ʃ3.16aA31.16ʃ3.93bB25.17ʃ3.27cC MCV/fl55.36ʃ4.12bB59.11ʃ3.27aA53.82ʃ4.75cB53.67ʃ3.13cB MCH/pg13.00ʃ2.31b14.65ʃ2.62a12.37ʃ2.35b13.14ʃ2.17b MCHC/%23.47ʃ2.11ab24.78ʃ3.32a22.99ʃ4.21b24.50ʃ3.27a WBC/(109㊃L-1)9.35ʃ0.519.39ʃ0.699.51ʃ0.739.61ʃ0.77表7㊀补充硫对肝脏矿物质元素含量的影响Table7㊀Effect of sodium sulfate supplement on mineral contents in liver(μg㊃g-1)元素Elements处理ⅠTreatmentⅠ处理ⅡTreatmentⅡ开始Start结束Finish开始Start结束FinishMn 4.37ʃ1.33 4.35ʃ1.67 4.22ʃ1.33 4.22ʃ1.11 Zn63.18ʃ12.2366.77ʃ11.3363.76ʃ11.6762.77ʃ12.13 Co 6.93ʃ1.237.17ʃ1.31 6.73ʃ1.27 6.91ʃ1.26 Cu571.98ʃ31.71bB135.77ʃ22.71cC566.99ʃ21.87bB867.35ʃ31.78aA Fe327.79ʃ37.11319.66ʃ36.88325.77ʃ37.13328.76ʃ32.79 P637.75ʃ39.88619.86ʃ31.27611.78ʃ37.89617.99ʃ37.69 Mo 1.41ʃ0.15aA 1.13ʃ0.13cB 1.42ʃ0.15aA 1.26ʃ0.11bA230㊀生态毒理学报第14卷引起肝功能异常[26-28]㊂3.2㊀铜污染草地放牧对动物血液指标的影响试验结束时,铜污染草地放牧动物的Hb㊁PCV 和RBC显著低于对照组(P<0.01),MCV显著低于对照组(P<0.05),出现溶血性贫血㊂当血液铜明显升高时,肝脏从血液中摄取大量的铜,如果超过其耐受限度,则可抑制多种酶的活性㊁导致肝细胞变性坏死,排铜功能障碍,当肝脏铜浓度过高,又大量释放铜进入血液,然后进入红细胞,胞内铜浓度不断升高,从而降低红细胞中谷胱甘肽浓度,使红细胞脆性增加而发生管内溶血,溶血时,肾铜浓度升高,肾小管被血红蛋白阻塞,肾单位坏死,导致肾功能衰竭和血尿[29-34]㊂如肝细胞能再生并足以吸收已死亡肝细胞所释放的铜,则临床不表现症状和溶血,即使肝内铜含量很高也是如此㊂如肝细胞不能有效再生,将促使铜快速进入血液,血浆铜水平升高,红细胞大量破坏发生溶血,溶血反过来又加速肝坏死,释放更多的铜进入血液,周而复始,引起溶血性贫血[26,33,35]㊂3.3㊀铜污染草地放牧对羊毛品质和产量的影响试验组产毛量㊁羊毛的长度显著低于对照组(P< 0.01)㊂硫是动物最主要的营养元素之一,也是蛋白质的主要组成部分[34]㊂羊毛包括鳞片层㊁皮质层和髓质层,主要成分是蛋白质,因此羊毛的生长需要大量的硫㊂在研究中,土壤和牧草的铜含量显著高于正常需要量,在反刍动物的瘤胃㊁血液和肝脏中的铜都能明显影响硫吸收和利用,高铜的饲料将引起动物硫缺乏,影响羊毛的产量将是必然结果[1-2]㊂3.4㊀硫补充对动物组织和血液指标的影响无论必需元素,还是非必需元素,当它们在动物体内大量蓄积时,都会对组织和器官产生毒性[32,36-37]㊂为了避免其毒性作用,动物有抑制摄入㊁隔离和增强排出等联合调节机制,另外还可以通过调控金属结合蛋白,从而防止或减轻其毒性,逐渐达到解毒的目的[27,38-40]㊂但重金属间的相互作用也是降低重金属对机体影响的主要措施,硫㊁钼和铜存在复杂相互关系,在肠道,硫和钼形成硫钼酸盐封闭吸收铜的部位,降低铜吸收㊂在血液中铜-钼-硫蛋白复合物较稳定,铜不易为组织所利用[41-43]㊂在肝脏中,硫钼酸盐能直接将铜从金属硫蛋白上剥离下来,剥离后的铜以小分子物质进入血液和胆汁,金属硫蛋白则又从其他蛋白上将铜转移补充,然后再剥离,这样循环,最终使动物铜贮备逐渐减少,最终降低血液铜含量,减少铜污染的毒性[44-47]㊂在笔者的研究中通过补充硫酸钠达到了降低肝铜和血铜的目的,补充试验结束时,动物血液指标恢复了正常㊂通讯作者简介:申小云(1971 ),男,生态学博士,教授,主要研究方向为环境科学与生态畜牧学㊂参考文献(References):[1]㊀Shen X Y,Zhang M,Xiong K N,et al.Effected of mo-lybdenum on sulfur metabolism in Guizhou sem-finewool sheep in south west China karst mountain area[J].Journal of Animals and Veterinary Advance,2014,13(17):1027-1030[2]㊀Shen X Y.Studies on wool-eating ailment in Guizhousemi-fine wool sheep[J].Agricultural Sciences in 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《萘对高羊茅的毒性及其响应机制的代谢组学研究》一、引言随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，其中有机污染物对生态环境及生物体的毒性影响备受关注。

萘作为一种常见的有机污染物，其生态毒性及对植物的影响机制尚待深入研究。

高羊茅作为一种常见的草本植物，常被用作生态毒理学研究的模式生物。

因此，本研究以萘为研究对象，以高羊茅为试验材料，运用代谢组学的方法，探讨萘对高羊茅的毒性及其响应机制。

二、材料与方法1. 材料（1）试验植物：高羊茅种子。

（2）试验试剂：萘、溶剂等。

（3）仪器设备：光谱仪、代谢组学分析仪等。

2. 方法（1）萘处理高羊茅：将高羊茅种子分为对照组和不同浓度的萘处理组，进行培养。

（2）样品收集：在不同时间点收集高羊茅叶片样品。

（3）代谢组学分析：利用代谢组学分析仪对样品进行代谢物提取、分离、鉴定及定量分析。

（4）数据统计与分析：利用生物信息学方法对代谢组学数据进行处理与分析。

三、结果与分析1. 萘对高羊茅生长的影响通过观察和测量，我们发现萘处理组的高羊茅生长受到明显抑制，且随着萘浓度的增加，抑制作用逐渐增强。

2. 代谢组学分析结果通过对不同处理组的高羊茅叶片样品进行代谢组学分析，我们鉴定出大量代谢物，并发现萘处理组与对照组的代谢物谱存在显著差异。

在萘处理组中，多种氨基酸、糖类、有机酸等代谢物的含量发生变化。

3. 响应机制探讨（1）防御反应：高羊茅通过调节抗氧化酶活性、提高渗透调节物质含量等途径，抵抗萘的毒性作用。

（2）代谢调整：高羊茅通过调整氨基酸、糖类等代谢物的合成与分解，以适应萘的毒性压力。

例如，在萘处理下，高羊茅会增加某些氨基酸的合成，以提供更多的能量和氮源。

（3）信号传导：高羊茅可能通过激素等信号分子传导途径，对萘的毒性进行响应和适应。

例如，某些激素可能参与调节高羊茅的生理代谢和生长过程，以减轻萘的毒性影响。

四、讨论本研究表明，萘对高羊茅具有明显的毒性作用，可导致高羊茅生长受抑、代谢物谱变化等。

典型草坪植物对铜的积累及其耐性差异研究尹春芹;孙清斌;刘先利;王永奎;张丽娟【摘要】通过探讨4种典型草坪植物(白三叶、紫花苜蓿、高羊茅及四季青)的耐铜(Cu)能力,筛选出适宜于修复矿区Cu污染土壤的草坪植物,从而为矿区废弃地的生态系统构建提供一定的科学依据.结果表明:随着C u浓度增大,4种草坪植物的株高、茎粗和生物量均显著下降,生长受到不同程度的抑制.不同植物的Cu生物富集系数存在一定的差异,但均表现为地上部分的生物富集系数显著小于地下部分的生物富集系数.4种草坪植物的Cu转运系数也存在差异,但均小于1.添加外源Cu 100 mg/kg时,四季青的Cu转运系数为临界点;而添加外源Cu 250 mg/kg时,高羊茅的Cu转运系数为临界点,两者均表现出较好的Cu污染修复能力,可作为修复矿山Cu污染土壤的备选植物.【期刊名称】《湖北理工学院学报》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】6页(P8-13)【关键词】草坪植物;重金属;生物富集;耐性【作者】尹春芹;孙清斌;刘先利;王永奎;张丽娟【作者单位】湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北黄石435003;湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北黄石435003;中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室,江苏南京210008;湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北黄石435003;湖北理工学院矿区环境污染控制与修复湖北省重点实验室,湖北黄石435003;集贤县环境保护局,黑龙江集贤155900【正文语种】中文【中图分类】X53湖北省大冶市是我国主要的铜矿生产基地之一。

随着工业社会的迅猛发展，大量的矿产资源得到开采利用，随之而来的环境问题也日益严重，其中土壤重金属污染的问题尤为突出。

作者的前期研究结果表明[1]，大冶矿区农田土壤的重金属Cu污染问题较为严重，Cu浓度为21.51～1 819.06 mg/kg；在118个采样点中，超过国家土壤二级标准(GB 15618-1995)的采样点占总数的49%，污染区域主要集中在大冶中部及东部的采石场、矿业开采及加工区周边。

几种重金属离子对高羊茅种子萌发及生理活性的响应李德明;张秀娟;李改华;邓丹凤;邹恒【期刊名称】《草业科学》【年(卷),期】2008(025)006【摘要】试验以高羊茅Festuca arundinacea"凌志1号"种子为材料,研究了镉(Cd2+)、铜(Cu2+)、汞(Hg2+)对种子萌发和幼芽细胞膜透性以及其体内过氧化氢酶(CAT)活性的影响.结果表明,0.5和5mg/L Hg2+极显著地促进萌发(P<0.01),50mg/L Cu2+极显著地抑制萌发(P<0.01),500mg/L各离子均显著抑制种子萌发(P<0.05).随处理的质量浓度逐渐增加,幼芽细胞膜透性逐渐增加.0.5mg/L 的质量浓度下,Cu2+和Hg2+处理幼芽细胞膜透性显著低于对照(P<0.05);5和50mg/L的质量浓度下,Hg2+处理细胞膜透性最大;500mg/L的质量浓度下,Cu2+处理细胞膜透性最高.幼芽CAT的影响均表现为随质量浓度增加而逐渐升高,在0.5mg/L的质量浓度下,Cu2+处理CAT活性相对较高;在5mg/L的质量浓度下,Hg2+处理CAT活性相对较高;在50mg/L的质量浓度下,Cu2+和Hg2+处理CAT活性相对高于Cd2+处理;在500mg/L的质量的浓度下,Cu2+处理CAT活性相对较高.发芽率与细胞膜透性间存在较强的相关关系,发芽率和细胞膜透性与CAT 呈负相关.综合分析几种重金属离子对高羊茅种子萌发的影响,Cd2+对高羊茅的毒害作用最大,Cu2+最小.【总页数】5页(P98-102)【作者】李德明;张秀娟;李改华;邓丹凤;邹恒【作者单位】长江大学园艺园林学院,湖北,荆州,434025;长江大学园艺园林学院,湖北,荆州,434025;长江大学园艺园林学院,湖北,荆州,434025;长江大学园艺园林学院,湖北,荆州,434025;长江大学园艺园林学院,湖北,荆州,434025【正文语种】中文【中图分类】Q945.12;S688.4【相关文献】1.重金属胁迫对高羊茅和黑麦草种子萌发及幼苗生理特性的影响 [J], 张文娟;李悦;陈忠林;徐苏男;张利红2.9个高羊茅品种种子萌发和幼苗生长对锌胁迫的响应 [J], 张远兵;刘爱荣;董建国;崔丙香3.几种重金属离子对小白菜种子萌发及生理活性的影响 [J], 李德明;贺立红;朱祝军4.镍锌离子对高羊茅幼苗生理特性的影响 [J], 崔玮;谢宗平;马嘉琦;王世娟;赵永学;张芬琴5.重金属胁迫对高羊茅种子萌发的影响 [J], 张震;徐丽;杨洁;王育鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

浅议高羊茅草坪的老化及更新复壮措施中文关键词：高羊茅；草坪；老化；复壮；措施摘要：分析高羊茅草坪老化的原因及老化后的表现,并结合多年养护管理实践经验提出了具体详细的更新复壮的措施。

高羊茅是禾本科羊茅属冷季型草坪草，生长适温为15℃至25℃，超过25℃的高温下易感病，尤其以30℃至39℃为甚。

播种后1~2年内的幼草抵抗力较弱，易感染病害，夏季死亡率较高。

三、四年生草坪生命最旺盛，抗病、抗虫、抗高温、抗低温及耐水湿的能力较强。

五、六年后草坪进入老化阶段，各种抗性减弱，遇到不良环境，极易造成草坪草死亡。

笔者通过对衡水市区高羊茅草坪草多年的养护管理经验，就其老化发生的原因、老化后的表现及更新复壮措施谈点浅见。

1高羊茅老化的原因高羊茅草坪在生长数年后逐步衰退，观赏价值严重下降，究其原因主要有以下几方面：1．1根系生命活动减弱新建的高羊茅草坪根系较深，大部分集中在4至8cm深的土层内，根量充足，根系生命活动旺盛，发根能力较强。

而五六年生草坪，随着草龄增加，根系的着生点外移，土壤深层的老根段已不具备发新根及吸收能力，大多数根系分布在土壤表层1至2cm 处，二三级根越来越少，尤其是发新根的能力大大降低，根系的生命活动减弱。

1．2分蘖力降低随着草坪年龄的增加，草坪植株再生力减弱，分蘖能力大大降低，一旦遭到损伤就难以恢复原状，即使能恢复也需要很长时间。

1．3土质恶化4年以上的草坪土壤养分消耗殆尽，即使管理比较精细的草坪每年定期施肥，肥分也只是分布于1 cm 左右的表土层，1cm 以下的土壤肥分无法得到有效补充。

由于长期的人工浇水、施肥、修剪等作业以及土壤自然下沉，致使5年以上的草坪土壤板结，而又无人工松土，草坪草根系无法伸展，土壤也失去透水、透气性能，草坪植株因得不到足够的水分和养分而生长衰弱。

一旦遇到连雨天，水分无法排走，长期积在根层，致使本来生长衰弱的根系呼吸更加困难，导致草坪衰弱或死亡。

1．4土壤中的病菌及害虫由于老龄高羊茅草坪土壤多年未经人工耕翻，无法接受阳光暴晒和人工土壤消毒，土壤中的致病菌和害虫，如立枯丝核菌、镰刀菌等病菌，蛴螬、蝼蛄、金针虫等地下害虫越来越多，每年的药剂防治只能治标，无法治本，致使土壤中多种潜伏菌形成一触即发之势。