重金属Pb(II)对三种藜科植物生理生态影响及耐受机制研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alex_juve
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随着工业的发展,铅的使用量越来越多,不合理的铅排放及矿藏的开采对环境造成严重破坏,治理铅污染的环境显得愈来愈重要。植物修复技术具有其它理化修复措施无法比拟的很多优点,因此被认为是铅污染修复的主要途径,其中铅抗性植物的筛选也就成为研究的热点。本文以珍珠猪毛菜、白藜和地肤三种藜科植物为研究对象,从种子萌发、幼苗生长、保护酶活性和光合特性等方面对三种藜科植物在不同浓度(0、50、150、300、600、800、1000 mg/L)的 Pb(Ⅱ)处理后的抗性进行了比较研究,筛选出了耐性物种,并对其富集和耐受机制做了进一步的探讨,取得如下结果:  (1)当Pb(Ⅱ)浓度为50mg/L和150mg/L时,珍珠猪毛菜和地肤种子的发芽率﹑发芽势和发芽指数与对照相比差异不显著, Pb(Ⅱ)浓度为150mg/L时,对白藜种子发芽率﹑发芽势和发芽指数有明显影响, Pb(Ⅱ)浓度大于300mg/L对三种植物种子萌发均有抑制作用,对白藜和地肤的抑制大于珍珠猪毛菜;三种植物的种子活力指数除珍珠猪毛菜在50mg/L时与对照无显著差异,其余各处理均与对照有极显著差异;Pb(Ⅱ)浓度为50mg/L时,对三种植物的胚根长和胚芽长都影响不大,随着 Pb(Ⅱ)浓度的升高,对三种植物的胚根长和胚芽长都有明显的抑制作用,对地肤和白藜的抑制强度更大。地肤和白藜幼苗分别在Pb(Ⅱ)浓度为300mg/L和600mg/L时死亡,当Pb(Ⅱ)浓度达到1000mg/L时,珍珠猪毛菜仍可生长,但生长比较缓慢。从种子萌发阶段可以看出,珍珠猪毛菜对 Pb(Ⅱ)的耐受性大于地肤和白藜。  (2) Pb(Ⅱ)浓度≤150mg/L时,对三种植物根和茎的生长影响不大,地肤和白藜根和茎的生长在Pb(Ⅱ)浓度分别为300mg/L和600mg/L时受到明显抑制,在 Pb(Ⅱ)浓度大于800mg/L时,珍珠猪毛菜根和茎的生长受到明显抑制,但仍可继续生长;不同浓度的Pb(Ⅱ)对三种藜科植物侧根生长都有一定的抑制作用,但抑制程度不同,白藜和地肤分别在Pb(Ⅱ)浓度为300mg/L和600mg/L时,侧根数目明显减少,受到极大抑制。Pb(Ⅱ)浓度大于800mg/L时,珍珠猪毛菜的侧根受到明显抑制,但整个根系生长正常; Pb(Ⅱ)浓度的升高对三种植物的鲜重具有明显抑制作用,说明Pb(Ⅱ)具有很大的毒性。  (3)不同浓度的 Pb(Ⅱ)处理后,三种植物 MDA含量均有所增加。Pb(Ⅱ)浓度为300mg/L时,白藜MDA含量大幅增加,Pb(Ⅱ)浓度为600mg/L时,地肤MDA含量大幅增加。高浓度的Pb(Ⅱ)(≥600mg/L)处理后,珍珠猪毛菜MDA含量上升幅度明显小于白藜和地肤;Pb(Ⅱ)浓度≤300mg/L时,三种植物 POD,SOD活性都呈增强趋势。当Pb(Ⅱ)浓度大于300mg/L时,白藜POD,SOD活性开始下降,600mg/L Pb(Ⅱ)时,地肤POD,SOD活性开始下降,在高浓度的Pb(Ⅱ)(≥600mg/L)处理下,白藜和地肤的氧化酶系统受到破坏,而珍珠猪毛菜POD,SOD仍具有较强的活性,显示出较强的抗逆能力;不同浓度的Pb(Ⅱ)处理下,三种植物叶绿素含量均下降,且叶绿素a含量下降最多。  (4)综合以上三个方面可以看出,与白藜和地肤相比,珍珠猪毛菜对Pb(Ⅱ)具有较强的耐受性,高浓度的 Pb(Ⅱ)胁迫(1000mg/L)虽然对珍珠猪毛菜有一定的影响,但其仍可继续生长。高浓度的 Pb(Ⅱ)(1000mg/L)胁迫下珍珠猪毛菜对Pb(Ⅱ)的富集和耐受机制的研究结果表明:①珍珠猪毛菜对Pb(Ⅱ)有一定的吸收能力,并且具有较强的Pb(Ⅱ)转运能力(转运系数为1.3),可以把根部的Pb(Ⅱ)向地上部分转移。②在细胞亚组分中,大部分的Pb(Ⅱ)主要沉淀在细胞壁位置,降低了Pb(Ⅱ)对细胞内组织的毒害,显示了珍珠猪毛菜根部对Pb(Ⅱ)的细胞壁沉淀作用。③进入珍珠猪毛菜体内的Pb(Ⅱ),在根部主要以醋酸提取态为主,其次是乙醇提取态。在茎部主要以氯化钠提取态为主,其次是乙醇提取态。这些形态有效的降低了Pb(Ⅱ)的活性,增强了珍珠猪毛菜对Pb(Ⅱ)的抗性。  
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