论文部分内容阅读
砷(As)是一种致癌、致畸、致突变的元素，其对水体和土壤的污染是国内外关注的重要问题之一。目前有关As对红树植物的毒害机制及红树植物相应耐受性机制的研究尚处于初步探索阶段。已有的研究表明：As与巯基具有高度的亲和力，二者能结合成稳定的螯合物，从而降低As对植株的毒害。红树林沉积物环境中较高的含硫(S)量是红树林湿地的一个重要生境特征，红树植物体内S含量亦显著高于同纬度地区陆生植物。S作为巯基的主要组成物质之一，对植物As的耐抗性有着紧密的联系。目前有关S与As在土壤及红树植物中交互效应的研究鲜有报道。本研究设想红树林沉积物及红树植物体内较高的S含量在红树植物As耐性方面起了关键作用。针对这一设想，本文通过人工土培秋茄(Kandelia obovata(S．，L.)Yong)幼苗，分别以As浓度0、30、60、150ppm，S浓度0、0.1、0.2、0.4％(w：w)进行复合处理，分析测定不同浓度的S含量对As胁迫下秋茄幼苗叶片及根中非蛋白巯基(NPT)、谷胱甘肽(GSH）、植物络合素(PCs)、可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量的影响以及对秋茄As吸收和分布情况的影响，以期探讨S在红树植物As耐抗性中的作用，为全面揭示红树植物对As耐抗性提供理论依据。
本研究主要结论有：
1．As胁迫下根中可溶性蛋白含量均明显低于As0处理组，As已对秋茄幼苗产生毒害效应，其蛋白质合成系统遭到破坏，导致蛋白质含量降低。相同As处理水平下，加S处理组秋茄幼苗根、叶可溶性蛋白含量均高于对照。S处理浓度与秋茄幼苗叶片中可溶性蛋白含量呈显著正相关关系(P＜0.05)，与根中可溶性蛋白含量呈极显著正相关关系(P＜0.01)，施S可促进秋茄幼苗可溶性蛋白的合成，缓解As对秋茄幼苗的毒害作用。
2．随着As胁迫浓度的增加，秋茄幼苗根中可溶性糖含量呈现增加的趋势。相同As处理水平下，S0.1、S0.2处理水平对秋茄幼苗可溶性糖含量的增加有促进作用，S0.4处理水平下秋茄幼苗可溶性糖含量有所下降。
3．相同As胁迫水平下，叶片脯氨酸含量随S处理浓度的升高有不同程度的增加，施S对叶片脯氨酸含量的增加有促进作用；不同As、S处理水平下，根中脯氨酸含量变化不显著(P＞0.05)。
4．As胁迫下，秋茄幼苗根、叶NPT含量均有所增加。根、叶NPT含量与As处理浓度呈极显著正相关关系(P＜0.01)，与秋茄幼苗体内As含量呈显著正相关关系(P＜0.05)。在不加As条件下，S处理浓度的增加对秋茄幼苗根、叶NPT含量影响不显著（P＞0.05）。As胁迫下S0.1、S0.2处理水平明显增加了秋茄幼苗NPT含量，S0.4处理水平下秋茄幼苗NPT含量增势不显著(P＞0.05).施S可促进秋茄幼苗NPT的合成，对于缓解As对植株造成的氧化伤害具有重要意义。
5．As胁迫下根中GSH含量明显降低(P＜0.05)，叶片GSH含量明显增加(P＜0.05)。As胁迫一方面刺激GSH合成加强，引起GSH水平提高；另一方面，As胁迫下PCs的合成引起GSH消耗。秋茄幼苗根、叶中GSH含量与S处理浓度呈极显著正相关关系(P＜0.01)。施S促进了秋茄幼苗GSH的合成，为PCs生成提供前体物质，对秋茄幼苗抵御As毒害具有重要意义。
6．As胁迫下秋茄幼苗根、叶PCs含量均明显增加，PCs含量与秋茄幼苗体内的As含量呈极显著正相关关系(P＜0.01)，PCs含量的增加，对于清除其体内游离的As离子，缓解其毒害起了关键作用。As胁迫下，秋茄幼苗根系PCs含量明显高于叶片PCs含量，根是PCs合成的主要部位，根中PCs对As的络合作用降低了As由根向地上部位的转运，在As的解毒过程中起了重要作用。随着S处理浓度的增高，秋茄幼苗根、叶PCs含量有不同程度的下降，且以S0.4处理水平下降较显著(P＜0.05)。
7．秋茄幼苗根、叶中的As含量随着As处理浓度的增加而增加，As含量与As处理浓度之间均存在极显著正相关关系(P＜0.01)。叶片中As含量与S处理浓度之间存在极显著负相关关系（P＜0.01）。根中As含量远大于叶中的As含量，As不易向地上部分转移，根是秋茄富集As的主要器官。相同As处理水平下，S处理浓度的增加一定程度上降低了秋茄幼苗叶片As含量；S0.1、S0.2处理水平下根中的As含量均高于对照。施S可促进As在根中的累积，减少As向地上部位转移，提高植物对As胁迫的抗性。
8．S处理浓度与秋茄幼苗根、叶GSH含量均存在极显著正相关关系(P＜0.01)，施S可促进秋茄幼苗体内GSH的合成，增强其对As胁迫的抗性。秋茄幼苗根、叶中As含量与NPT含量均呈现出显著正相关关系(P＜0.05)，与PCs含量呈现极显著正相关关系(P＜0.01)，As胁迫下巯基化合物含量的增加，可增强对As的螯合作用，将As固定在根中，减少As向地上部分转运，对缓解As毒害具有重要意义。