鉛脅迫對(duì)2種三峽庫區(qū)消落帶適生植物生理特性及鉛積累的影響解讀_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、鉛脅迫對(duì) 2 種三峽庫區(qū)消落帶適生植物生理特性及鉛積累的影響摘要 :為了對(duì)三峽庫區(qū)消落帶鉛污染土壤、水體植物修復(fù)提供參考和闡明鉛脅迫對(duì)三峽庫區(qū)消落帶適生植物狗牙根(Cynodondactylon (Linn.)Pers)、雙穗雀稗(Paspalum DistichumL ) 2種草本植物的毒害機(jī)制,采用水培實(shí)驗(yàn),模擬三峽庫區(qū)長(zhǎng)江水體Pb2+ 污染環(huán)境,在Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液中加入不同濃度的Pb2+( Pb(NO3) 2),研究了鉛脅迫對(duì)2種適生草本植物生長(zhǎng)、葉綠素含量、超氧化物歧化酶( SOD)、過氧化物酶( POD) 、過氧化氫酶(CAT)活性和鉛富集的影響。 結(jié)果表明,低濃度鉛能促進(jìn)狗

2、牙根和雙穗雀稗植株生長(zhǎng),增加新芽數(shù)、新根數(shù)和葉綠素含量; 高濃度鉛導(dǎo)致狗牙根和雙穗雀稗新芽數(shù)、新根數(shù)和葉綠素含量下降。在鉛濃度<20mg/L( 狗牙根 ) 和 10mg/L(雙穗雀稗) 時(shí),鉛處理導(dǎo)致 2 種草本植物葉片中POD和 CAT 活性都增加,但是當(dāng)鉛濃度20mg/L( 狗牙根 ) 和 10mg/L(雙穗雀稗) 時(shí),鉛抑制葉片中POD和CAT活性, 而 SOD活性隨著鉛濃度的增加一直下降。這說明,在鉛脅迫下,2種草本植物為了清除過多的活性氧, 通過抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng)形成一個(gè)應(yīng)急系統(tǒng),以增強(qiáng)植株的抗逆性,減少重金屬的毒害作用。在鉛濃度為 20mg/L( 狗牙根 ) 和10mg/L

3、(雙穗雀稗)時(shí),狗牙根和雙穗雀稗SOD、 POD及 CAT活性分別為對(duì)照的-2.87% 、 121.02%、 46.23%和 -8.68% 、 69.89%、 91.48%。2種草本植物地上部分和地下部分鉛含量隨著鉛處理濃度的增高而增加,狗牙根和雙穗雀稗地上部分和地下部分富集系數(shù)平均值分別為 9.15 、 59.28 和 14.32 、 26.26 ,轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)平均值分別為 0.44 、 0.42 。在鉛污染的土壤、水體植物修復(fù)中,狗牙根具有一定的潛在應(yīng)用價(jià)值,是三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境修復(fù)優(yōu)良物種。關(guān)鍵詞鉛 ,脅迫 , 適生植物 , 生理特性 , 鉛積累三峽工程舉世矚目,三峽庫區(qū)日益頻繁的農(nóng)藥化肥的

4、大量施用以及采礦、冶煉、加工、廢棄物處置等, 加快了重金屬在大氣、土壤、水體和生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán),直接威脅人類的居住環(huán)境和健康。 鉛是重金屬中的重要代表。因此,研究鉛污染土壤和水體修復(fù)新技術(shù)具有重要意義 利用超積累植物對(duì)重金屬的富集特性而進(jìn)行植物修復(fù),具有廉價(jià)、 高效和安全等特點(diǎn),已經(jīng)成為土壤、水體中重金屬污染研究領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)( 張?zhí)降龋?2003) 。目前自然界中存在的超積累植物分布受地域局限,種類稀少,并且生物量低,因此, 從植物資源中篩選富集重金屬能力較強(qiáng)、生物量高的植物將成為植物修復(fù)技術(shù)的一條新思路鉛是植物的非必需營(yíng)養(yǎng)元素,但植物根系能夠吸收鉛,低濃度鉛處理對(duì)植物影響較小,而高濃

5、度鉛會(huì)改變植物細(xì)胞膜透性(任安芝等,2000),破壞葉綠體、線粒體等亞顯微結(jié)構(gòu),干擾植物體中酶的活性,影響植物呼吸作用、光合作用和多種代謝活動(dòng),從而直接或間接地影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育(Van Assche et al,1990;宋勤飛等,2004)。近年來, 各國(guó)環(huán)境科學(xué)工作者在耐鉛植物篩選方面做了大量研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了17種超積累植物(李東旭等,2011),我國(guó)相繼發(fā)現(xiàn)了圓葉遏藍(lán)菜(Thlaspirotundifolium)、苧麻(Boehmeria nivea(L.)Gaud. )、東南景天( SedumalfrediiHance)、蜈蚣草( PterisvittataL. )、鬼針草( Bide

6、ns bip innata )、木賊( Equisetum hiemale L. )和香附子( Txus rotundusL. )等(李東旭等, 2011)。但它們不是三峽庫區(qū)消落帶的適生植物。長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn),狗牙根和雙穗雀稗( Paspalum Distichum )適合生長(zhǎng)在三峽庫區(qū)消落帶,既固土、又耐水淹和干旱,生長(zhǎng)快, 生物量高, 是三峽庫區(qū)消落帶植被恢復(fù)與重建的優(yōu)良物種 (劉云峰等, 2005),然而關(guān)于狗牙根和雙穗雀稗對(duì)重金屬鉛污染土壤、 水體修復(fù)和對(duì)鉛的富集特性的研究相對(duì)缺乏本研究以狗牙根和雙穗雀稗為試驗(yàn)材料, 采用水培試驗(yàn), 在不同外源鉛含量水平的營(yíng)養(yǎng)液上, 分析了 2 種適生草

7、本植物的生長(zhǎng)狀況、 鉛富集效應(yīng), 以期為闡明植物遭受鉛脅迫的毒害機(jī)制和鉛污染土壤、 水體的植物修復(fù)提供理論依據(jù), 為三峽庫區(qū)消落帶植被重建過程中物種的篩選及生物修復(fù)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。1 材料與方法1.1材料實(shí)驗(yàn)植物狗牙根 ( Cynodon dactylon (Linn.)Pers )和雙穗雀稗 ( Paspalum Distichum 均采自于三峽庫區(qū)萬州牌樓消落帶, 選取生物量大致相同的幼苗, 采回后, 先移栽到土壤中)培養(yǎng)直至長(zhǎng)出新葉。移出培養(yǎng)后的植株,先后用自來水、 去離子水沖洗狗牙根、雙穗雀稗根、莖數(shù)次,直至去離子水中檢測(cè)不出 Pb2+后 , 放于裝有 65ml 的 Hoagland

8、 營(yíng)養(yǎng)液的廣口試劑瓶中水培培養(yǎng)。1.2方法以 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液為稀釋液, 一次性加入 Pb(NO3) 2,使溶液中含 Pb量(以純 Pb計(jì)算) 分別為 0mg/L、 10mg/L、20mg/L、40mg/L和 80 mg/L,在裝有 65ml的 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液的廣口試劑瓶中分別加入上述處理液。保持 24h連續(xù)通氣,白天移到室外充分光照,每天觀察。若瓶中液體量減少則進(jìn)行補(bǔ)充, 每五天更換帶有重金屬的營(yíng)養(yǎng)液。實(shí)驗(yàn)設(shè)三個(gè)重復(fù),共15個(gè)組。都在培養(yǎng) 22d后,取植株第 2-3 葉(從上到下),測(cè)定各項(xiàng)生理生化指標(biāo)。植株生長(zhǎng)30天后,收獲植物,測(cè)定地上(下)部分鉛含量,并計(jì)算富集系數(shù)和

9、轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。富集系數(shù) = 植物地上或地下部分鉛含量/ 營(yíng)養(yǎng)液中鉛含量轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù) = 地上部分鉛含量/ 根中鉛含量1.3測(cè)試項(xiàng)目與方法植物生理指標(biāo)葉綠素含量采用丙酮一乙醇分光光度法(郝建軍,2004);過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶( SOD)活性的測(cè)定:購(gòu)買南京建成生物工程研究所的試劑盒測(cè)定;過氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定:采用分光光度法(李合生,2000)測(cè)定。1.3.2 植物樣品中重金屬鉛含量的測(cè)定將 30d 后的狗牙根和雙穗雀稗用去離子水洗凈后根、莖分離,并在40 60鼓風(fēng)干燥箱中烘干。 干燥后稱重 , 將根、 莖剪碎后放入磨砂研缽內(nèi)研磨至大小、粗細(xì)均勻的粉末,精確稱取 0.2000g

10、 樣品,加入濃HNO3:濃 H2SO4=4:1,同時(shí)做空白組;將以上溶液在MARS240 微波消解系統(tǒng)(美國(guó)CEM公司)消解后,移入塑料瓶中保存, 用 AA-6300 原子吸收分光光度計(jì)(日本島津公司)測(cè)定樣品Pb2+含量。單位為 mg/Kg 干重。1.4 數(shù)據(jù)處理利用 SPSS12.0 軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析2 結(jié)果與分析2.1 鉛脅迫對(duì) 2 種消落帶適生草本植物生長(zhǎng)的影響鉛脅迫對(duì)狗牙根和雙穗雀稗生長(zhǎng)都有一定的影響,從表 1 可以看出, 隨著 Pb2+離子濃度的增大狗牙根和雙穗雀稗的生長(zhǎng)都呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì):Pb2+ 濃度小于20 mg/L (狗牙根)2+處理對(duì)兩種草本植物生長(zhǎng)的影響表

11、1. 不同濃度 PbTale1 Effects ofPb 2+stress on growth of twoherbaceousplantsTreatmentsPb2+/mg/Lnew root numbernew bud numberCynodon dactylon0571068208940568004Paspalum Distichum0341087205440428000和 10 mg/L (雙穗雀稗)時(shí),新發(fā)芽數(shù)及新根數(shù)多于空白組,20 mg/L ( 10 mg/L )時(shí)最大;當(dāng) Pb2+濃度達(dá)到80 mg/L 時(shí)均生長(zhǎng)緩慢,到第30d 死亡;說明低濃度的Pb2+對(duì)狗牙根和雙穗2.2鉛

12、脅迫對(duì)2 種適生草本植物葉綠素含量的影響營(yíng)養(yǎng)液中鉛對(duì)葉綠素含量的影響與其生長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本相似。如圖1 可知 ; 狗牙根和雙穗雀稗經(jīng)過鉛脅迫后,葉片葉綠素含量在鉛低濃度時(shí)增加,而隨著鉛濃度增加葉綠素含量又減少。葉綠素含量呈現(xiàn)先增后遞減,各處理間差異顯著(P<0.05 ),其相關(guān)系數(shù)分別是:-0.539和 -0.587。當(dāng)狗牙根生長(zhǎng)在10-20mg/L鉛處理的營(yíng)養(yǎng)液中,其葉綠素含量均比對(duì)照高,以20mg/L 鉛處理的葉綠素含量最高,比對(duì)照增加59.03%。而雙穗雀稗卻以10 mg/L 鉛處理的葉綠素含量最高,達(dá)1.675mg/g, 比對(duì)照增加59.22%。說明在一定濃度范圍內(nèi),鉛具有促進(jìn)葉

13、綠素合成的作用,只是不同植物最適濃度不同。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中鉛處理濃度均達(dá)到80mg/L 時(shí),2 種植物葉綠素含量都明顯降低,分別比對(duì)照降低40.2%( 狗牙根 ) 和 42.99%(雙穗雀稗)。植物形態(tài)上也有明顯變化,表現(xiàn)為植株矮化,葉色變淡甚至出現(xiàn)黃花現(xiàn)象,以雙穗雀稗表現(xiàn)較為明顯。因此,雙穗雀稗葉綠素對(duì)鉛脅迫較為敏感,而狗牙根葉綠素相對(duì)穩(wěn)定,說明狗牙根對(duì)鉛脅迫有較強(qiáng)的抵抗能力。圖 1 Pb2+ 脅迫對(duì) 2種草本植物葉綠素含量的影響Fig 1 Effects of Pb 2+ stress on activities of chlorophyll content in leaves of two p

14、lants2.3 鉛脅迫對(duì) 2種適生草本植物超氧化物歧化酶( SOD)、過氧化物酶 ( POD) 和過氧化氫酶(CAT)活性的影響POD、SOD、CAT共同組成一個(gè)有效的活性氧清除酶系統(tǒng),是植物適應(yīng)多種逆境脅迫的重要酶類, 被稱為植物保護(hù)酶系統(tǒng)。在植物受到逆境脅迫時(shí),它們可以協(xié)同清除植物體內(nèi)的自由基,從而保護(hù)膜系統(tǒng)。高濃度Pb2+脅迫下三者的平衡被打破,植物體內(nèi)自由基含量上升,影響植物體正常生長(zhǎng),使之出現(xiàn)毒害癥狀(徐勤松等,2001;周長(zhǎng)芳等,2001)。SOD 是重要的活性氧清除酶,在逆境脅迫下,如在重金屬脅迫下,植物體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧自由基, 為了保護(hù)細(xì)胞免受活性氧脅迫的傷害,SOD能及

15、時(shí)有效的清除自由基。SOD 活性的變化可以較好地反映植物遭受逆境脅迫的狀況圖2可知,狗牙根和雙穗雀稗在正常的生長(zhǎng)條件下, SOD活性存在一定的差異, 隨著營(yíng)養(yǎng)液中外源鉛濃度的增加,2種適生草本植物的SOD活性逐漸下降,并低于對(duì)照,而且各處理間差異顯著(P<0.05 ),SOD活性與鉛濃度呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別是-0.367(狗牙根)和 -0.973*(雙穗雀稗)。在鉛濃度小于20mgL時(shí),狗牙根和雙穗雀稗SOD活性分別比對(duì)照降低10.28%和 14.81%。在鉛濃度達(dá)到 80mg L狗牙根和雙穗雀稗 SOD活性急劇下降,分別比對(duì)照降低62.17%和 44.14%。這說明在鉛脅迫濃度較低時(shí)

16、, 植物體內(nèi) SOD 活性降低較慢, 而當(dāng)鉛濃度增加到一定量時(shí), SOD活性迅速降低 植株SOD活性明顯受到抑制,因此鉛對(duì)植株葉片SOD活性毒害作用較大。800狗牙根)700W雙穗雀稗F6001-g.500U(ytiv400itca300DOS 2001000020406080100Pb 2+ concentration(mg/L)圖2 Pb 2+ 脅迫對(duì) 2種草本植物 SOD 活性的影響Fig 2 Effects of Pb 2+ stress on activities of SODin leaves of two plantsPOD 和SOD一樣,也是植物抗氧化系統(tǒng)中重要的酶。它能將 S

17、OD的歧化產(chǎn)物 H2O2分解成 H2O。嚴(yán)重的逆境可能誘使植物產(chǎn)生更多的過氧化物,增強(qiáng) POD的活性。 因此,較高的 POD活性可以反映植物組織受到破壞和損害的程度。隨著營(yíng)養(yǎng)液中外源鉛濃度的增加,狗牙根和雙穗雀稗葉片內(nèi) POD活性先增加后下降,而且各處理間差異顯著(P<0.05 ),見圖 3。狗牙根和雙穗雀稗POD活性與外源鉛濃度呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.899* 和 0.799 。當(dāng)鉛含量為一定量(狗牙根 20mg/L,雙穗雀稗 10mg/L)時(shí),狗牙根和雙穗雀稗的POD活性達(dá)到最大值,分別比對(duì)照增加 120.02%和 69.89%。當(dāng)鉛含量超過20 mg / L (狗牙根)和10

18、mg / L (雙穗雀稗)時(shí),2種草本植物的 POD 活性迅速下降, 說明在同樣的鉛污染環(huán)境中,狗牙根比雙穗雀稗具有較強(qiáng)的抵御能力此時(shí)鉛脅迫超出了植物的耐受能力圖3 Pb 2+ 脅迫對(duì) 2種草本植物 POD 活性的影響Fig 3 Effects of Pb 2+ stress on activities of POD in leaves of two plantsCAT 可促使 H 2O2 分解為分子氧和水,清除體內(nèi)的過氧化氫。隨著營(yíng)養(yǎng)液中外源鉛濃度的增加,狗牙根和雙穗雀稗葉片內(nèi)CAT活性先增加后下降, 而且各處理間差異顯著 (P<0.05 ),見圖 4。狗牙根和雙穗雀稗CAT活性與外源

19、鉛濃度相關(guān)系數(shù)分別為0.178和 0.536 。當(dāng)鉛含量為一定量(狗牙根 20mg/L,雙穗雀稗 10mg/L)時(shí),狗牙根和雙穗雀稗的CAT活性均達(dá)到最大值,分別比對(duì)照增加46.23%和 91.48%。當(dāng)鉛含量超過一定量(狗牙根20mg/L,雙穗雀稗 10mg/L)時(shí),2 種植物 CAT活性都下降。 說明狗牙根比雙穗雀稗具有較強(qiáng)的耐受能力,此時(shí)鉛脅迫超出了植物的耐受能力。圖3 Pb2+ 脅迫對(duì) 2種草本植物 CAT活性的影響Fig 3EffectsofPb 2+ stress on activities of CAT in leaves of two plants2.4 鉛在 2 種適生草本植

20、物體內(nèi)的積累和分布情況隨著營(yíng)養(yǎng)液中外源鉛濃度的增加,狗牙根和雙穗雀稗2 種草本植物地上部分和地下部分鉛積累的濃度明顯上升,而且各處理間差異顯著(P<0.05 ),見表 2。相關(guān)分析表明,狗牙根和雙穗雀稗這2 種草本植物地上部、地下部鉛積累濃度與營(yíng)養(yǎng)液中外源鉛濃度呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.985* 、0.975*和 0.905*、 0.902*。但無論外源鉛濃度高或低,2 種草本植物地上部鉛濃度都低于地下部,這說明根部積累的鉛只有部分轉(zhuǎn)移到地上部分。耐性植物選擇的重要指標(biāo)之一是植物對(duì)重金屬的吸收分布情況,富集系數(shù)反映了植物對(duì)重金屬的富集能力, 轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)則反映了重金屬在植物體內(nèi)的運(yùn)輸和分布

21、情況。狗牙根和雙穗雀稗地上部和地下部富集系數(shù)平均值分別為9.15 、59.28和 14.32、 26.26 ,說明這2 種植物對(duì)鉛富集能力狗牙根大于雙穗雀稗。狗牙根和雙穗雀稗2 種草本植物轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)平均值分別是0.44 、0.42 ,表明狗牙根能較快地將吸收的銅向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn),但雙穗雀稗轉(zhuǎn)運(yùn)銅的能力相對(duì)較低。因此在三峽庫區(qū)消落帶鉛污染的土壤、水體上種植狗牙根和雙穗雀稗, 狗牙根的修復(fù)效果較好。表 2Pb2+ 在 2 種草本植物體內(nèi)的積累和分布情況1)tale2Pb 2+ concentration and distribution in two herbaceous plants under P

22、b2+ stressPb 2+conce-1accumulation factorsTreatmentntration(mShoots(mg.kg-1 )Roots(mg.kgtranslocationshootsrootssg/L)factors017.25± 0.34e28.48± 0.37e0.6110102.25 ±3.27d103.30±0.9910.2310.332.74dCynodonc1062.78±0.2312.4953.1420249.73± 2.052.38cdactylon1709.63±40252.

23、02 ±2.03b0.156.3042.741.75b80a3033.76±0.207.5937.92807.36± 2.891.49a051.20± 0.28e74.80± 0.26e0.6010170.30 ±2.83d410.56±0.2417.0341.06d2.54Paspalum20238.12± 1.67c551.30± 1.69c0.1111.9127.57Distichum40746.75 ±2.44b753.88±0.9918.6718.85b2.9480a1084

24、.47±0.199.6713.56773.43± 2.492.67a1)同列具有不同字母上標(biāo)者為差異顯著(P<0.05 )The differentnormalletters in the samecolumn indicatedsignificantdifference amongdifferenttreatments ( P<0.05 )3 討論鉛影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育(牛之欣等,2010) , 本研究表明,低濃度鉛脅迫能夠提高狗牙根和雙穗雀稗新根數(shù)和新芽數(shù),但當(dāng)鉛濃度超出一定范圍時(shí),新根數(shù)和新芽數(shù)降低。狗牙根對(duì)鉛的耐受性強(qiáng)于雙穗雀稗,這體現(xiàn)了不同植物對(duì)鉛的耐受

25、性不同,這與前人的研究結(jié)果相同(胡靄堂, 2003 ;Dixit V et ai) 。葉綠素是光合作用的主要色素,其含量的高低直接標(biāo)志著植物生長(zhǎng)能力的強(qiáng)弱。低濃度鉛脅迫促進(jìn)葉綠素形成,而高濃度則抑制葉綠素形成(牛之欣等,2010)。本研究也獲得了同樣的結(jié)論, 即低濃度鉛脅迫對(duì)狗牙根和雙穗雀稗葉綠素形成均有促進(jìn)作用,而高濃度鉛則表現(xiàn)抑制作用。SOD、 POD和 CAT組成植物抗氧化酶系統(tǒng),其活性直接影響到活性氧的生成代謝。高活性抗氧化酶有利于提高植物對(duì)各種生物及非生物脅迫的耐受性( 胡靄堂, 2003) 。本研究表明,低濃度鉛處理,對(duì)2種草本植物 POD和 CAT活性均有增加的作用,而高濃度鉛處

26、理則表現(xiàn)抑制作用,致使 POD和CAT降低,但 SOD活性隨著鉛濃度的增加,逐漸降低,低于對(duì)照處理。 這說明, 鉛對(duì)植株葉片 SOD活性毒害作用較大,植株 SOD活性受到抑制明顯;隨鉛濃度的增加, POD活性呈上升的趨勢(shì),可能是由于鉛脅迫對(duì)狗牙根和雙穗雀稗POD活性起到了誘導(dǎo)作用; CAT 活性升高的原因可能是由于SOD活性增加, 歧化反應(yīng)的生成產(chǎn)物H2O2增加,為了對(duì)過量的 H2O2作出應(yīng)激反應(yīng),致使植物體內(nèi)CAT活性上升。當(dāng)鉛含量超過某一值時(shí),表現(xiàn)為POD和CAT活性下降,而 SOD活性一直下降,這表明,在重金屬脅迫下,為了清除過多的活性氧,增強(qiáng)植株的抗逆性, 減少重金屬的毒害作用, 植株

27、可通過抗氧化系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng), 形成一個(gè)應(yīng)急系統(tǒng)。 隨著重金屬濃度增加, 重金屬鉛將鈍化植株保護(hù)酶的活性, 最終造成活性氧防御系統(tǒng)的瓦解, 致使植物生理代謝紊亂, 加速細(xì)胞的衰老和死亡, 對(duì)植物產(chǎn)生抑制效應(yīng)甚至毒害作用 ( Sharma D C et al1996;Pandey V et al 2005) 在鉛脅迫下,與雙穗雀稗比較,狗牙根有較高的 POD和 CAT活性,表明狗牙根有較強(qiáng)的耐鉛能力。在本研究中,狗牙根和雙穗雀稗對(duì)鉛的富集量隨外源重金屬鉛含量的增加而增大 但是2 種草本植物富集于根中的鉛濃度比地上部分 ( 莖、葉 ) 多,這與前人的研究結(jié)果一致 ( 邱喜陽等, 2008) 依據(jù) B

28、aker 等( Baker A J M et al,1983;Panda S K et al,2007) 提出的參考值 , 鉛超積累的臨界含量為植株地上部的含量達(dá)到1 000mg / kg在本試驗(yàn)中,當(dāng)外源鉛處理濃度是80mg/L 時(shí),二者地上和地下部分富集鉛濃度達(dá)最高,其中狗牙根地上、地下部分富集銅濃度達(dá)最高,分別為807.36和 3033.76mg /kg,說明這2種草本植物都不屬于超富集植物狗牙根和雙穗雀稗這 2種草本植物物轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)平均值分別為 0.44 、 0.42 ,表明狗牙根能較快地將吸收的鉛向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn), 但雙穗雀稗轉(zhuǎn)運(yùn)鉛的能力相對(duì)較低。 綜上所述, 在三峽庫區(qū)消落帶重金屬鉛污

29、染土壤、 水體治理中, 結(jié)合環(huán)境綠化, 狗牙根有一定的潛在應(yīng)用價(jià)值。5 結(jié)論( 1)低濃度鉛脅迫增加 2種適生草本植物新根數(shù)和新芽數(shù)、 葉綠素含量、 POD 和 CAT活性,而高濃度卻具有抑制作用, 而SOD活性則隨著 Pb2+濃度的增加呈下降趨勢(shì)。 說明,在鉛脅迫下,狗牙根和雙穗雀稗可通過抗氧化酶系統(tǒng)的應(yīng)激反應(yīng)形成一個(gè)應(yīng)急系統(tǒng), 用以清除過多的活性氧,減少重金屬的毒害作用,增強(qiáng)植株的抗逆性。 并且不同的植物最適濃度不同 隨著重金屬濃度增加 , 最終造成活性氧防御系統(tǒng)瓦解,活性氧數(shù)量迅速增加而使得抗氧化酶活性降低,重金屬的毒害作用開始顯現(xiàn)。(2) 雖然 2 種適生草本植物對(duì)鉛的富集都沒有達(dá)到超

30、富集植物的標(biāo)準(zhǔn),但從耐鉛能力、植株富集鉛量和長(zhǎng)期耐干旱及水淹等方面綜合考慮,在鉛污染土壤和水體的植物修復(fù)中,狗牙根具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,是三峽庫區(qū)消落帶環(huán)境修復(fù)優(yōu)良物種參考文獻(xiàn):張?zhí)剑藗ケ?2003) 根際環(huán)境與土壤污染的植物修復(fù)研究進(jìn)展生態(tài)環(huán)境12,31 36任安芝 , 高玉葆 ,劉爽 ( 2000 ) .鉻、鎘、鉛脅迫對(duì)青菜葉片幾種生理生化指標(biāo)的影響. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)6,112-116.Van Assche F, Clijsters H(1990). Effects of metal on enzyme activity in plantsJ. Plant Cell & En

31、vironment 13,195-206.宋勤飛 , 樊衛(wèi)國(guó) ( 2004 ) .鉛脅迫對(duì)番茄生長(zhǎng)及葉片生理指標(biāo)的影響.山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)23,134-138.李東旭,文雅 (2011). 超積累植物在重金屬污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用. 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)21,177-180.劉云峰 ,劉正學(xué) (2005).三峽水庫消落區(qū)極限條件下狗牙根適生性試驗(yàn). 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版) 27,661-663 郝建軍 (2004)植物生理學(xué)試驗(yàn)技術(shù)沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.pp.82-92李合生 (2000)植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)北京:高等教育出版社pp.65-71徐勤松,施國(guó)新 ,杜開和,等(200

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33、peroxide generationin vivo in pea( Pisum sativum L cv Azad) root mitochondria Plant ,CellEnvironment25,687-693 SharmaD C ,SharmaC P(1996) Chromiumuptakeand toxicityeffectson growthand metabolicactivities in wheat,Triticum aestivum Lcv UP Indian journal of experimental biology34,689-691 Pandey V ,Dix

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35、r and cobalt tolerance in threecloselyrelatedtaxawithinthe genusSilenceL ( Caryophyllaeeae) from Zaine Plantand Soil73,377-385 PandaS K(2007) Chromium-mediatedoxidativestressand ultrastructuralchangesin root cellsofdeveloping rice seedlings Journal of Plant Physiology164,1419-1428EffectofPb 2+ Stres

36、sonPhysiologicalCharacteristicsofTwoPlants and Their Pb 2+ UptakeAbstract:Inordertoprovidea theoreticfoundationfor phytoremediationofPb-contaminatedsoil、 water,elucidatethetoxicmechanismsofCynodondactylon (Linn.)Pers, Paspalum Distichum Lunder chromium Pb 2+ stress,water culturemethodwasconductedtoi

37、nvestigatetheeffectsofheavymetalChromium Pb 2+ .Pb(NO 3 2was added into HoaglandsolutiontoimitatePb2+pollutedwater)environmentandtheeffectsof Pb 2+ onplantgrowth , thecontentsofchlorophyll、 theactivities of superoxide dismutase ( SOD)、 peroxide enzyme ( POD)、catalase (CAT)、Pb uptake and distribution

38、 in two plants.The result showed that the new bud、 root numberand the chlorophyll content ofCynodon dactylonand Paspalum Distichumwere increasedunder lowerpb2+ concentrations However ,lower new bud、 root number and the chlorophyll contentwere observedfor thehigherPb 2+concentrations.Theactivitiesof

39、POD and CAT wereincreased under 20 mg/L (Cynodon dactylon)and 10 mg/L(Paspalum Distichum) Pb 2+ , butthe activities of POD and CAT were decreased above 20 mg/L (Cynodon dactylon )and 10mg/L( Paspalum Distichum) Pb 2+.The activity of SOD ofCynodon dactylonand PaspalumDistichum showed the downtrend as the quantity of leed increasing This showed that twoplants could form an emergency system through emergency reaction of antioxidant systemto clean up the overmuch active oxygen,strengthen the antireversion force of plants andreduce the toxic action of heavy meta

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