Cu2+、Pb2+、Zn2+脅迫對費菜耐性及積累特性的研究.pdf

1、以景天科植物費菜(Sedum aizoon L.)為材料,采用室內(nèi)水培技術,主要研究了Cu2+、Pb2+、Zn2+脅迫下費菜的生理生態(tài)響應及其耐性機理。重點探討了重金屬脅迫條件下費菜抗氧化酶SOD、CAT活性變化規(guī)律和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖、脯氨酸含量的變化及重金屬脅迫對費菜葉綠素含量、根系活力和細胞膜透性的影響以及重金屬在植物體內(nèi)的轉運和富集情況。從而了解費菜對Cu2+、Pb2+和Zn2+忍耐及吸收積累能力,同時還對費菜的抗逆能力進行初

2、步研究,為探討費菜的土壤修復潛力提供理論依據(jù)。初步研究結果如下:
　　 輕度Cu2+脅迫對費菜的毒害作用不明顯,且對其生長有一定的促進作用,葉綠素含量增加。當脅迫加重時,費菜的長勢受到明顯的抑制:植株萎蔫、老葉發(fā)黃、根尖黃褐化、根系生長受到抑制、葉綠素含量降低。根系活力表現(xiàn)為“低促高抑”效應,即輕度脅迫下的根系活力的增加和重度脅迫下的根系活力的下降。費菜受cu2+脅迫后,啟動一些生理生化反應來抵御逆境的脅迫。表現(xiàn)為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含

3、量和抗氧化酶活性的變化。隨Cu2+濃度增加,滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖和脯氨酸在植物體內(nèi)積累量增多。SOD活性隨著處理時間的延長而降低。脅迫初期,SOD的活性隨著cu2+濃度的增加而升高；后期,酶的活性降低。CAT的活性也表現(xiàn)為植物體內(nèi)低銅富集量的促進效應和高銅富集量的抑制效應。費菜吸收的Cu2+大量積累在根部。
　　 Pb2+脅迫下,隨著Pb2+重金屬濃度的增加,費菜根系形態(tài)和根系活力發(fā)生變化,表現(xiàn)為主根增粗、數(shù)目增多；側根數(shù)目增多

4、、根長縮短；根系活力增加。葉綠素的含量表現(xiàn)為低濃度下的促進和高濃度下的抑制作用。輕度脅迫條件下可溶性糖含量提高,隨著Pb2+濃度升高,可溶性糖的含量降低。脯氨酸含量呈先降后升的變化趨勢?？寡趸窼OD和CAT對Pb2+脅迫都表現(xiàn)為“低促高抑”效應,但是SOD活性均低于對照水平,說明SOD對Pb2+比較敏感。隨著重金屬濃度的增加,丙二醛含量大體呈增加趨勢,Pb2+濃度為960μmol／L時,MDA的含量降至對照水平以下。當pb2+濃度>9

5、60μmol／L時,地上部Pb2+含量達到飽和。Pb2+在植物體內(nèi)的運輸受到了阻礙,從而使地上部分免遭傷害,一定程度上提高了植物耐性。大部分鉛滯留在根系。
　　 Zn2+脅迫首先傷害根系,使根系發(fā)黑,根體膨脹,根系活力顯著下降。葉綠素含量對鋅脅迫的反應與Pb2+相類似,都表現(xiàn)出“低促高抑”的效應。低濃度Zn2+的脅迫下,SOD的活性隨著時間的延長而不斷升高。高濃度Zn2+脅迫下,隨著脅迫時間的延長而不斷下降。CAT的活性呈現(xiàn)先升

6、后降的變化趨勢。隨著外界處理濃度的增加,膜的透性加大。可溶性糖的變化趨勢和鉛脅迫類似,脯氨酸的積累狀況和銅脅迫相似。費菜吸收的鋅大多被限制在根部,地上部分Zn2+富集濃度雖然沒達到超積累植物的標準,但是富集濃度也很高。
　　 不同逆境(高溫、低溫、干旱)的脅迫實驗發(fā)現(xiàn):當處理溫度高于45℃或低于-1℃,對費菜細胞膜造成不可逆的傷害。而在這臨界溫度以內(nèi),對細胞膜的傷害不大。但是隨著溫度的變化,相對電導率變化的幅度并不均勻,在臨界溫