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1.
植物非生物逆境相关锌指蛋白基因的研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
植物能够适应多种逆境主要是通过改变其基因表达和代谢途径来实现的,因此研究这些基因表达和功能对提高植物耐逆性具有重要意义。锌指蛋白是一类具有手指状结构域的转录因子,这种结构域由锌离子与多个半胱氨酸和(或)组氨酸组成,锌离子在稳定其结构和发挥调控功能方面具有关键作用。植物锌指蛋白在植物耐逆性方面具有重要作用。本文综述了近几年来从拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、番茄(Solanum lycopersicum)等植物中克隆的与非生物逆境相关锌指蛋白基因的研究成果,重点阐述了其基因表达部位、受逆境诱导情况及转基因植株的耐逆性等。目前的研究结果表明锌指蛋白能够调控耐逆相关基因的表达,在植物逆境代谢中发挥重要作用,因此可以利用锌指蛋白基因进行作物耐逆性的遗传改良,提高作物的耐逆能力。 相似文献
2.
在谷子基因组中鉴定出一个CIPK(Seita.5G145900,命名为SiCIPK19)基因。为揭示SiCIPK19对逆境胁迫的响应,对其基因结构、蛋白特征、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,并用实时定量PCR(RT-qPCR)检测了其在谷子苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫下的表达。结果表明,SiCIPK19基因位于谷子5号染色体,基因组序列长1 353 bp,编码450个氨基酸,基因无可变剪切,且不含内含子。功能域分析和多序列比对发现,SiCIPK19蛋白具有非常保守的序列结构,与其他植物CIPK蛋白也非常相似。RT-qPCR分析表明,SiCIPK19基因被聚乙二醇6000(PEG 6000)、ABA、高盐和低温胁迫强烈诱导。此外,SiCIPK19基因在谷子拔节期、抽穗期和灌浆期干旱条件下参与了对干旱胁迫的响应,推测该基因参与谷子对非生物逆境的应答,尤其在抽穗期和灌浆期干旱胁迫应答中发挥重要作用。本研究结果为进一步分析CIPK基因逆境应答机制,以及利用基因工程方法改善谷子抗逆性和提高产量提供了理论支持。 相似文献
3.
α-amylase基因不仅参与植物糖代谢与生物能量的调动,而且与植物抗逆功能相关。为了克隆Bn-α-amylase基因,分析其序列及表达特征,本研究以湘苎3号苎麻(Boehmeria nivea)转录组文库中Unigene4746序列为基础,采用RT-PCR技术克隆该基因的全长编码序列,并进行生物信息学分析;利用Real-time PCR分析该基因在不同组织和不同胁迫条件下的表达特征。研究结果表明,苎麻Bn-α-amylase的编码区序列长2 295 bp,编码765个氨基酸(GenBank登录号:KF860891),推导该蛋白质的等电点和分子量分别为5.685和86.11 kD,该蛋白在羧基端含有两个保守的结构域,亚细胞定位预测显示该蛋白位于细胞质中,不存在信号肽和跨膜结构域。与苹果(Malus×domestic)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、猕猴桃(Actinidia chinensis)、蓖麻(Ricinus communis)、大豆(Glycine max)的α-amylase基因的核苷酸序列相似性分别为80%、76%、76%、73%和67%,与之编码的氨基酸序列相似性分别为68%、65%、65%、69%和51%。进化树分析表明Bn-α-amylase与大豆、葡萄、猕猴桃、蓖麻的α-amylase基因亲缘关系较近,与拟南芥、水稻、高粱的α-amylase基因亲缘关系次之,与卷柏的α-amylase基因亲缘关系较远。实时荧光定量PCR分析表明,Bn-α-amylase在苎麻根、茎皮、茎木质部、茎尖、叶片中均有表达,其中,在叶中表达量最高,在根中表达量最低,且受干旱、高盐胁迫表达增强,受ABA胁迫表达降低。本研究获得了Bn-α-amylase基因的编码区序列,其编码的蛋白具有植物α-amylase典型的结构域,且该基因响应ABA、干旱和高盐逆境胁迫,提示该基因可能与苎麻抗逆境机制密切相关。 相似文献
4.
为明确甜樱桃砧木脱水素基因特征及其在干旱、高盐和低温胁迫过程中的表达模式,以甜樱桃砧木Y1为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆了甜樱桃砧木脱水素基因Pc DHN1,利用生物信息学分析其编码蛋白特征,并采用qRT-PCR分析该基因的表达模式。序列分析显示,甜樱桃砧木脱水素基因Pc DHN1的c DNA全长893 bp,编码225个氨基酸,推测编码蛋白分子量约为23.98 k D,理论等电点为8.65。氨基酸序列分析显示,Pc DHN1含有2个Y-片段、1个S-片段和2个K-片段,具有植物脱水素蛋白的特征性结构,属于YnSK2型脱水素。表达特性分析显示,Pc DHN1在干旱、高盐和低温胁迫条件下受胁迫诱导而上调表达,但对低温胁迫响应比较迟缓,说明该基因可能参与了甜樱桃砧木对干旱和高盐胁迫的耐受调节过程。本研究结果为甜樱桃砧木抗逆基因工程提供了一定的参考。 相似文献
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甜瓜属野生种铝胁迫诱导基因ChAI的克隆及序列分析 总被引：1，自引：1，他引：0
应用同源序列克隆策略从铝盐胁迫处理的甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr.) 叶片中获得了612bp的片段,通过在EST数据库进行同源检索,发现一条甜瓜EST序列（GenBank登录号：AM724963.2）与之高度同源,据此设计引物并经RT-PCR扩增和序列拼接,最后获得了铝诱导基因cDNA序列全长,命名为ChAI (GenBank登录号：FJ968438 )。序列分析表明该基因全长967bp,其中开放读码框(ORF)长711bp编码236个氨基酸组成的多肽,5′ 和3′ 端非编码区长度各为15bp和241bp。DNAMAN同源性分析表明该基因与葡萄、棉花、羊乳（轮叶党参）、白骨壤（真红树植物）、拟南芥等植物的铝诱导蛋白的氨基酸序列具有78.6%以上的同源性。运用半定量RT-PCR技术对ChAI 基因的转录水平进行分析,根据该基因在铝胁迫下大量表达推测ChAI 与耐铝盐胁迫响应相关,但具体耐铝胁迫机制还有待深入研究。 相似文献
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为揭示谷子MDH基因对逆境胁迫的响应,本研究通过序列比对得到2个谷子苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)基因SiMDH1、SiMDH2,并对SiMDH1和SiMDH2的编码蛋白特征、基因结构、功能、进化等性状进行了系统的分析和预测,用荧光实时定量PCR(qPCR)检测了SiMDH1和SiMDH2在苗期不同逆境及关键生育期干旱胁迫和不同光照强度下的表达。蛋白特征参数和序列分析表明,SiMDH1和SiMDH2蛋白特征参数相似度很高,序列非常保守,都含有MDH基因的特征功能域苹果酸酶NAD结合域和苹果酸酶C端功能域。亚细胞定位预测显示,SiMDH1和SiMDH2主要定位于叶绿体、细胞质和线粒体。启动子区域顺式元件分析发现,在SiMDH1和SiMDH2启动子区域含有大量光应答、激素类和其他类应答元件。苗期逆境qPCR表达谱分析发现,SiMDH1和SiMDH2受脱落酸(ABA)、聚乙二醇(PEG)、高盐和低温不同程度诱导,揭示SiMDH1和SiMDH2参与了谷子苗期非生物逆境胁迫应答。进一步分析发现,SiMDH1和SiMDH2参与了谷子在拔节、抽穗、灌浆期的干旱应答,而光照强度会显著影响SiMDH1和SiMDH2基因在不同生育期的表达。本研究为进一步分析MDH逆境应答机制以及利用基因工程方法改善作物抗逆性提供了试验和理论支持。 相似文献
7.
植物干旱胁迫进程往往伴随着生长抑制类激素如脱落酸、乙烯的参与,而近年研究表明,生长素也可以响应干旱胁迫。本研究通过染色体步移、生信分析和亚细胞定位等方法,对CkLAX3基因在干旱响应中的作用进行了分析鉴定。研究经PCR扩增获得一个全长为1 398 bp的柠条生长素内流载体基因CkLAX3。生信分析发现,该序列编码465个氨基酸,分子量为52.47 kDa,其编码的蛋白为稳定的疏水性蛋白,二级结构主要由α螺旋组成,具有10重跨膜结构。亚细胞定位结果表明CkLAX3定位于细胞质膜。进化树分析结果表明,CkLAX3与红三叶、鹰嘴豆等植物LAX3基因亲缘关系较近。联合染色体步移和高效热不对称交错PCR (HiTail-PCR)方法克隆得到CkLAX3基因的未知启动子区序列总计1 352 bp。对启动子序列上的顺式作用元件进行分析发现,CkLAX3基因启动子区存在大量干旱响应元件、光响应元件、激素响应元件等。进一步对干旱处理的柠条锦鸡儿进行定量分析发现,CkLAX3的表达量受干旱胁迫诱导,推测该基因在干旱胁迫下发挥重要作用。本研究为进一步探索生长素在调节干旱胁迫应答过程中的作用机制提供了基础。 相似文献
8.
WRKY是植物中特有的锌指型转录因子,其广泛参与植物对生物及非生物胁迫的响应过程.本研究从小麦(Triticum aestivum L.)中分离出一个新的WRKY转录因子基因TaWRKY51,其全长cDNA序列长度为1295 bp,其中开放阅读框(ORF)为942 bp,编码一个由313个氨基酸组成的多肽.用半定量RT-PCR进行表达谱分析,结果显示,TaWRKY51基因在分蘖节、叶和根系中的表达水平较高,并且受干旱胁迫诱导上调表达.在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达TaWRKY51基因导致转基因株系侧根数目明显增多,并且对ABA、干旱和盐等胁迫处理的敏感性增加,表明该基因可能在植物响应非生物逆境胁迫信号传导过程中起负调控作用.本研究有助于揭示TaWRKY51基因调控植物侧根发育及响应非生物逆境胁迫的分子机制. 相似文献
9.
小麦耐热相关转录因子基因TabZIP28的分离及功能分析 总被引：1，自引：0，他引：1
碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)是植物中广泛存在的一类转录因子,参与多种胁迫响应与生长发育过程.本研究从小麦(Triticum aestivum)中克隆到一个热胁迫诱导的bZIP家族转录因子基因TabZIP28 (GenBank登录号:KT753298.1),ORF长度为1 713 bp,编码570个氨基酸.生物信息学分析结果表明,TabZIP28与拟南芥bZIP家族转录因子中B亚组的3个基因Atb ZIP17、AtbZIP28和AtbZIP49归为一类.氨基酸序列比对结果表明,该蛋白具有bZIP和跨膜结构域(transmembrane domain,TMD)两个保守结构域以及规范的位点1蛋白酶(site 1 protease,S1P)剪切位点.对该基因起始密码子ATG上游1 699bp的序列进行顺式作用元件分析,发现该基因的启动子区域包含众多激素和逆境胁迫响应元件.通过qRT-PCR对该基因在逆境胁迫下的表达模式进行分析,结果表明,TabZIP28在热胁迫处理1h即上调表达且达到最大值;用20％PEG 6000模拟干旱环境处理小麦幼苗后,TabZIP28在处理6h达到最大值,并在12h时急剧下降;对5mmol/L H2O2处理响应比较缓慢,在处理12h才上调表达;该基因不受到二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)处理的诱导表达.在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中过量表达TabZIP28基因,转基因株系在高温胁迫后的成活率和种子发芽率较野生型明显提高,说明该基因可能对植物的耐热性有贡献,可以作为耐热性育种的候选基因. 相似文献
10.
干旱应答元件结合蛋白(DREB)类转录因子在植物逆境信号转导途径中具有重要的调控作用。为了解AP2/ERF转录因子在茶树逆境胁迫的分子调控机理,本研究从茶树龙井43叶片的cDNA中克隆得到一个编码CsDREB-A2转录因子的基因;对CsDREB-A2基因及其编码蛋白序列特征进行分析,并利用实时荧光定量PCR法检测该基因在茶树不同非生物胁迫处理下的表达水平。结果表明,CsDREB-A2基因开放阅读框为1 056 bp,编码351个氨基酸,其编码氨基酸序列具有AP2保守结构域,包含典型的YRG元件和WLG基序。AP2结构域第14、第19位氨基酸分别为缬氨酸和谷氨酸。拟南芥AP2/ERF家族转录因子的进化分析表明,该转录因子属于DREB亚族的A2组。CsDREB-A2相对分子质量为39 080 Da,理论等电点为5.32,属于亲水性蛋白,主要由α-螺旋和随机卷曲组成,无序化特征明显且存在一个LM无序区域;可能定位于细胞核,不存在信号肽和跨膜结构,属于非分泌蛋白。CsDREB-A2基因在高温(38℃)和干旱(200 g·L-1 PEG)胁迫下均能快速诱导表达,并显著高于对照,分别在处理4、2 h达到最大值,为对照的20.70和42.90倍,植物在渗透胁迫下,可能通过ABA信号途径调节该基因对干旱的耐受性。高盐(200 mmol·L-1 NaCl)胁迫下CsDREB-A2基因的表达受抑制,推测其可能存在负调控结构域降低该基因在盐胁迫下的表达量。本试验结果为研究DREB类转录因子在茶树抗逆胁迫的分子调控机制提供了一定的理论参考。 相似文献
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尽管基因工程技术可以增加作物产量, 但转基因作物是否对农田生态产生影响受到广泛关注。本研究通过田间定位试验, 应用群落生态学方法研究了转CryIAb基因抗虫水稻"Mfb"连续2年在传统栽培和半野生条件下对稻田杂草群落组成及多样性的影响。调查结果显示: 转CryIAb基因稻"Mfb"与非转基因稻"明恢86"田间杂草种类没有显著差异。稻田杂草的频度和密度与栽培方式有关, 半野生稻田杂草的频度和密度显著高于传统稻田, 但相同栽培条件下, 转基因稻"Mfb"与非转基因稻"明恢86"田间杂草频度和密度在整个生长期内均无显著差异。半野生稻田物种丰富度(Sr)指数明显大于传统稻田; 相同栽培条件下, 相同生长时期抗虫转基因水稻"Mfb"与其非转基因对照"明恢86"对稻田杂草群落丰富度的影响差异不显著。稻田杂草群落优势度(D)、均匀度(J)以及多样性(H)各处理、各生长时期内转基因稻与非转基因稻相比均没有显著差异。稻田杂草Shannon-Wiener多样性指数变化无明显规律, 相同栽培方式相同生长期的抗虫转基因水稻"Mfb"与其非转基因对照"明恢86"的Shannon-wiener指数差异不显著。综合上述分析, 转CryIAb基因抗虫稻对稻田杂草群落的组成及多样性没有显著影响。 相似文献
12.
Drought and heat are major environmental stresses that continually influence plant growth and development. Under field conditions, these stresses occur more frequently in combination than alone, which magnifies corresponding detrimental effects on the growth and productivity of agriculturally important crops. Plant responses to such abiotic stresses are quite complex and manifested in a range of developmental, molecular, and physiological modifications that lead either to stress sensitivity or tolerance/resistance. Maize (Zea mays L.) is known for its sensitivity to abiotic stresses, which often results in substantial loss in crop productivity. Bioaugmentation with plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) has the potential to mitigate the adverse effects of drought and heat stresses on plants. Hence, this is considered a promising and eco-friendly strategy to ensure sustainable and long-term maize production under adverse climatic conditions. These microorganisms possess various plant growth-promoting (PGP) characteristics that can induce drought and heat tolerance in maize plants by directly or indirectly influencing molecular, metabolic, and physiological stress responses of plants. This review aims to assess the current knowledge regarding the ability of PGPR to induce drought and heat stress tolerance in maize plants. Furthermore, the drought and heat stress-induced expression of drought and heat stress response genes for this crop is discussed with the mechanisms through which PGPR alter maize stress response gene expression. 相似文献
13.
环境胁迫一直以来是影响植物生长和农作物产量的主要因素，而覆盖植物叶片表层的蜡质层在植物生长发育和适应外界环境方面起着关键作用。本试验以中花11、广盐2号和Z46这3个水稻品种进行干旱胁迫处理，通过扫描电镜观察叶片表面蜡质覆盖密度，以及测定叶片相对含水量、叶绿素浸提率以及失水率等生理指标，从而综合分析干旱胁迫对不同水稻品种叶片表面蜡质积累的影响。结果表明：干旱胁迫条件下，3个试验的水稻品种叶片相对含水量降低，叶表面蜡质覆盖量增加，叶绿素浸提率以及离体叶片失水率下降。 相似文献
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农业气象因素影响稻瘟病发生分子机制初探 总被引：3，自引：1，他引：2
水稻是我国重要的粮食作物,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)所引起的稻瘟病是水稻生产活动中的重要限制因子之一,每年给水稻生产造成巨大的经济损失。随着水稻及稻瘟菌全基因组测序工作的完成,水稻和稻瘟菌间的互作机制已日渐明朗。水稻对稻瘟菌的抗性主要来自于自身体内天然免疫机制对病原菌入侵的有效阻止,同时病原菌能够通过抑制水稻的基础免疫从而使易感水稻品种致病。稻瘟病的爆发和流行需要具备3个必要的条件:易感水稻品种、致病的稻瘟病菌群以及适宜致病的气象因素。因此气象因素是控制稻瘟病爆发和流行的一个十分重要的因素。本文立足于近年来的研究成果,从稻瘟菌侵染过程、稻瘟病发病过程及特征、水稻抗病机理等方面对水稻和稻瘟菌的互作机制进行了综述,同时分析了温度、光照、湿度等气象因素对稻瘟病菌致病和水稻抗病的影响,并初步对其影响稻瘟病爆发和流行的分子机制进行探讨,以寻求防治和控制稻瘟病发生、发展的最佳方法,为合理防控稻瘟病提供理论依据和帮助。 相似文献
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Nitrogen-15 balance in transplanted and direct-seeded flooded rice as affected by different methods of urea application 总被引：1，自引：0，他引：1
H. F. Schnier M. Dingkuhn S. K. De Datta E. P. Marqueses J. E. Faronilo 《Biology and Fertility of Soils》1990,10(2):89-96
Summary Alternative N-fertilizer management practices are needed to increase productivity and the N-use efficiency of flooded rice (Oryza sativa L.). In the 1987 dry season, a field study using 15N-labeled urea evaluated the effect of the time and method of fertilizer-N application on grain yield and N-use efficiency in transplanted and direct-seeded flooded rice. Conventional fertilizer application (broadcasting and incorporation) was compared with band placement of liquid urea and point placement of urea supergranules. With band or point placement, the grain yields were significantly greater, and the partial pressure of NH3 (pNH3) in the floodwater was significantly reduced. In the transplanted rice, conventional fertilizer-N application gave a 64% total 15N recovery and 38% crop (grain and straw) recovery. Band placement of liquid urea N resulted in 92% total and 73% crop recovery. In the direct-seeded flooded rice, a conventional N application gave 72% total and 42% crop recovery; band placement, 98% total and 73% crop recovery; and urea supergranule point placement, 97% total and 75% crop recovery.Dedicated to Prof. Dr. K. Mengel, Giessen, FRG, in honor of his 60th birthday. 相似文献
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S. Singh R. Prasad B. V. Singh S. K. Goyal S. N. Sharma 《Biology and Fertility of Soils》1990,9(3):235-238
Summary A field trial was set up to examine the effect of green manuring, blue-green algae, and neem-cake-coated urea on a rice crop. Summer green manuring using Sesbania aculeata increased the crop yield. Inoculation of blue-green algae increased the rice grain yield when 60 kg N ha-1 was applied as prilled urea, but the increase in grain yield was greater when 60 kg N ha-1 was applied as neem-cake-coated urea. The results of the present study show that applications of green manure, neem-cake-coated urea, and blue-green algae are complementary and that the three treatments can be used together in the rice ecosystem. The green manure and the fertilizer treatments had no effect on the algal flora of the soil. 相似文献
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Effects of crop growth and soil treatments on microbial C,N, and P in dry tropical arable land 总被引：1，自引：0，他引：1
We studied the dynamics of microbial C, N, and P in soil cropped with rice (Oryza sativa) and lentils (Lens culinaris) in a dryland farming system. The crop biomass and grain yield were also studied. The microbial biomass and its N and P contents were larger under the lentil than under the rice crop. Microbial nutrients decreased as the crops grew and then increased again. Farmyard manure and NPK fertilizer applications increased the level of microbial nutrients, crop biomass, and grain yield by 35–80%, 55–85%, and 74–86%, respectively. However, these applications had no significant effect on most of the soil physicochemical properties in the short term. The microbial biomass was correlated with the crop biomass and grain yield. The calculated flux of N and P through the microbial biomass ranged from 30–45 and 10–19 kg ha-1 year-1, respectively. Cultivation of a cereal crop followed by a leguminous crop sustains higher levels of microbial nutrients and hence greater fertility in impoverished tropical arable soils. The soil microbial biomass appears to contribute significantly to crop productivity by releasing nutrients, and applications of manure, either alone or with fertilizers, promote this effect more strongly than the application of NPK fertilizers alone. 相似文献
18.
Rice is the principal crop of northeastern region of India, where a considerable range of diversity exists. The germplasm
collection has also unfold the occurrence of large number of rice landraces in the region. Between 1985 and 2002, a total
2639 accessions of rice germplasms including their wild relatives have been collected. Most of these germplasm material have
been conserved in the National Gene Bank, New Delhi following their necessary characterization and evaluation. With the establishment
of the Regional Gene Bank Module with medium-term storage facilities (6–7°C with 40–45% relative humidity) at Barapani, Meghalaya,
the rice germplasm conservation (ex situ) have been initiated in the region. 相似文献
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Farming communities in traditional agroecosystems have been playing an important role in conserving agricultural diversity.
They are not only the custodians but also managers of the crop diversity and maintain the dynamic processes of crop evolution
and adaptation, the key elements of sustainable agricultural productions. The Himalayan highlands are important centres of
crop plant diversity due to high ecological heterogeneity and high local socio-cultural integrations. The crop genetic diversity
of Kumaon Himalaya in Uttarachal State of India has been documented in the present study. Existing crop genetic diversity
at inter- and intra-species level was assessed and factors for changes in crop compositions and farming systems during the
recent past were studied. Farmer management of rice landrace populations were studied in greater detail. Various benefit enhancing
options for farmers from local crop diversity were scrutinized based on farmer perceptions and priorities for efficient management
of local crop diversity on-farm and its sustainable utilization for agricultural production. 相似文献
20.
以矿区周边Cd—Pb复合污染的农田土壤为供试材料,设置0,2.5%和5%(w/w)3个生物炭添加处理,通过盆栽试验探讨生物炭对再生稻吸收土壤中Cd和Pb的影响。结果表明,生物炭施加提高土壤pH和有机质含量,使Cd和Pb从移动性较强的弱酸提取态转化为较稳定的可还原态,且土壤CaCl2提取的有效态Cd和Pb含量分别降低33.23%~53.23%和66.52%~91.45%。同时,生物炭抑制Cd在头季和再生季水稻叶到糙米中的迁移,降低Pb从茎到叶和糙米的迁移,从而减少Cd和Pb在糙米中的累积;在5%生物炭处理下,再生季糙米Cd含量为0.15mg/kg,低于食品安全国家标准限量值(0.2mg/kg);Pb含量比对照处理降低68.18%。此外,再生季糙米中Cd和Pb含量低于头季稻糙米中相应的含量。因此,生物炭可以抑制Cd和Pb在再生稻体内的累积,降低糙米的重金属污染风险。 相似文献