不同生态型香蒲对重金属铅和镉的耐受及积累的差异及其作用机理

摘要

利用水生植物修复重金属污染的环境已经成为近年来环境学和生物分子学研究的热点,即通过植物吸收、转运并积累从而去除浅水环境中的有害金属。但由于缺乏对植物对重金属耐受和积累的差异及其作用机理的了解,这种针对重金属污染的植物修复技术的应用目前受到了很大的限制。经野外勘察,我们在淮河、巢湖区域发现了一种无重金属铅、镉中毒症状、生物量大、生长旺盛的多年生水生维管束植物一狭叶香蒲(Typhaangustifolia)。本文选用水生植物香蒲为试验材料,运用盆栽试验,综合采用污灌处理法、形态学观察法、酶解法、超速离心技术、火焰原子吸收光谱分析技术、化学及溶剂提取法、酶活性分析法及其它相应生理生化反应指标的测定方法,初步探讨了两种不同生态型香蒲对重金属铅、镉的耐受及积累的差异及其作用机理,为进一步的深入研究提供一些理论依据。
　　研究结果表明:盆栽试验条件下,对淮河、巢湖两地不同生态型香蒲分别进行铅、镉污水浇灌处理,与对照相比,香蒲体内的生长、生理、生化指标均发生不同程度的变化。试验周期中,香蒲植物均受到一定毒害,并随着铅、镉污水浓度的升高毒害症状加剧,巢湖香蒲的毒害症状明显于淮河香蒲。叶片生长速率呈现先升高后降低的趋势,淮河香蒲对铅、镉的耐受性比巢湖香蒲分别高出11％、15%。香蒲植物体内活性氧的产生与清除能力的动态平衡被打破,叶片中SOD、CAT的活性随铅、镉污水浓度的增加反而下降。香蒲植物体内的重金属含量分布表现为根>茎叶,均随浇灌浓度的增加而增加。通过敏感浓度为0.9mmol/L的铅污水浇灌培养试验的耐受分析,淮河香蒲根、茎部铅含量均高于巢湖,分别为28.4%、16.1%。通过敏感浓度为132μmol/L的镉污水浇灌培养试验的耐受分析,巢湖香蒲根、茎叶部镉含量均低于淮河香蒲,分别为22.9%、16.7%。两地香蒲对重金属的迁移系数均小于1,呈逐渐上升的趋势,说明香蒲将大部分的铅、镉积累在根部,减轻了对地上部各器官的毒害作用,一定程度上提高了香蒲对铅、镉的耐性。表明香蒲是对铅、镉具有一定耐性的超积累植物,对铅、镉污染环境具有一定的修复作用。盆栽试验中香蒲叶片中GSH的含量随着铅、镉污水灌溉浓度的上升随之增加,表明重金属诱导了某种基因的表达,可能是植物对抗重金属胁迫的一种机制。这也为通过基因工程改善植物的重金属抗性提供了理论依据。

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第一章 绪论

1.1 选题依据和研究目的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 待解决问题及本文主要研究内容

第二章 材料与方法

2.1试验材料

2.2 试验方案

2.3 样品分析及测定

2.4 迁移系数的计算方法

2.5 数据处理

第三章 不同生态型香蒲对铅耐受及积累的差异性试验及其作用机理

3.1 不同生态型香蒲对铅的耐性机理

3.2 不同生态型香蒲对铅的积累特征

3.3 铅污水浇灌对香蒲叶片内 GSH的影响

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章 不同生态型香蒲对镉耐受及积累的差异性试验及其作用机理

4.1 不同生态型香蒲对镉的耐性机理

4.2 不同生态型香蒲对镉的积累特征

4.3 镉胁迫对对香蒲叶片内 GSH的影响

4.4 讨论

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文