重金屬銅對菹草無菌苗的毒理學研究.pdf

1、本文以分布廣泛的沉水植物-菹草(Potamogeton crispus L.)無菌苗作為實驗材料，以重金屬Cu作為脅迫因子，將菹草無菌苗培養(yǎng)在人工模擬的含有重金屬Cu的污水中，運用生理生化測定等實驗手段，較為系統(tǒng)地研究了菹草無菌苗對重金屬銅污染的反應機制。研究結果表明:
　　(1)菹草靠近頂端的幼嫩莖段易于誘導芽的分化。外植體經過5％ H2O2消毒15min+10％ NaClO消毒30 s處理后，剪成約8mm長的莖段，組培時成活率

2、較高，染菌率低。初代培養(yǎng)基用以誘導芽分化，為MS培養(yǎng)基(含6-BA2.0 mg·L-1，IBA0.5 mg·L-1);繼代培養(yǎng)基為:MS培養(yǎng)基(含6-BA2.0 mg·L-1);生根培養(yǎng)的培養(yǎng)液為:1/10的無菌Hoagland營養(yǎng)液，生根率高。培養(yǎng)溫度為25℃，每天光照16h，光照強度為1200～1500(l)x。
　　(2)不同濃度Cu(0、1、2、4、8、12μmol·L-1)處理對菹草無菌苗活性氧代謝、可溶性蛋白、光合色素

3、含量及各營養(yǎng)元素含量的影響，結果表明，隨著Cu處理濃度的升高:①菹草無菌苗植株超氧陰離子(O2·-)產生速率逐漸增大，過氧化氫(H2O2)和丙二醛(MDA)有所積累;②超氧化物歧化酶(SOD)活性逐漸上升，過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性則表現(xiàn)為先升后降;③GSH和AsA含量均呈先升后降的趨勢;④可溶性蛋白含量在短暫升高后迅速降低;⑤葉綠素a(Chl.a)、葉綠素b(Chl.b)、總葉綠素(Chl)、類胡蘿卜素(Car)的

4、含量均呈現(xiàn)明顯下降趨勢;⑥Cu的含量隨著Cu脅迫濃度的增加逐漸增加，Ca、P、K、Mg和Mn的含量變化均表現(xiàn)為先升后降，Na和Zn的含量逐漸減少，F(xiàn)e的含量有不同程度的升高。可見Cu對菹草無菌苗造成了明顯的氧化脅迫，破壞了菹草無菌苗正常的生理生化活動，在一定程度上抗氧化酶活性的升高有利于菹草無菌苗抵抗Cu脅迫，但較高濃度的Cu對菹草無菌苗造成了不可逆的損傷。
　　(3)不同濃度Cu(0、1、2、4、8、12μmol·L-1)對菹草

5、無菌苗處理五天后對其多胺(PAs)代謝的影響。結果表明，隨著Cu處理濃度的升高:①游離態(tài)多胺含量與多胺總含量的變化一致，均表現(xiàn)為腐胺(Put)含量先升后降，亞精胺(Spd)含量逐漸降低，精胺(Spm)含量逐漸上升，游離態(tài)多胺(Spd+Spm)/Put的比值在高濃度Cu毒害時迅速上升;②結合態(tài)Put和Spm的含量變化與游離態(tài)的變化一致，而結合態(tài)Spd的含量與對照相比均略有上升;③束縛態(tài)Put和Spd含量先升后降，而Spm含量則逐漸降低;④

6、精氨酸脫羧酶(ADC)、多胺氧化酶(PAO)和二胺氧化酶(DAO)活性均表現(xiàn)為先升后降，而鳥氨酸脫羧酶(ODC)活性則變化不明顯?？梢姡珻u脅迫打破了菹草無菌苗體內多胺代謝的平衡，Spm含量的升高，Put向Spd和Spm的轉化以及不同狀態(tài)多胺之間的轉化，在菹草無菌苗抵抗Cu脅迫的過程中發(fā)揮著重要的作用。
　　(4)不同濃度Cu(0、1、2、4、8、12μmol·L-1)對菹草無菌苗處理五天后，測定其各亞細胞組分Ca2+-ATP酶、

7、Na+K+-ATP酶、重金屬Cu及各營養(yǎng)元素的含量。結果表明，隨著Cu處理濃度的升高:①葉綠體Ca2+-ATP酶和可溶成分中Ca2+-ATP酶的活性均表現(xiàn)為迅速下降，而線粒體Ca2+-ATP酶的活性則變化較小，略有上升;②葉綠體Na+K+-ATP酶活性短暫上升后迅速降低，線粒體Na+K+-ATP酶活性則呈上升趨勢，而可溶成分中Na+K+-ATP酶的活性逐漸下降;③隨著Cu濃度的增加，各亞細胞組分中Cu含量顯著增加，可溶成分中Cu的含量最