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《江西财经大学》 2010年
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两种沼生鸢尾属植物的耐铅生理及对铅污染土壤的修复研究

付佳佳  
【摘要】:本文以花菖蒲(Iris ensata var.hortensis)和溪荪(I. sanguinea)为材料,通过营养液培养的方式研究了Pb、Cd和Pb、Zn各单因子胁迫及其复合胁迫下对花菖蒲和溪荪幼苗生长及生理指标的影响;并通过营养液培养和铅尾矿矿砂盆栽培养的方式研究有机酸对Pb胁迫下花菖蒲和溪荪幼苗生长、渗透调节系统、抗氧化酶系统等生理生化的变化以及对其它金属离子吸收的影响。初步研究结果如下: 1.铅、镉及其复合胁迫对花菖蒲和溪荪生长及生理指标的影响 通过14天液体培养研究了铅(Pb)、镉(Cd)及其复合胁迫对花菖蒲和溪荪的生长及生理指标的影响。结果表明:在500 mg·L-1 Pb胁迫下,花菖蒲植株干质量和耐性指数与对照相比均未显著下降;在同一浓度的Pb处理下,溪荪地上部生物量与对照相比显著降低了18.2%,但地下部差异不显著,耐性指数变化不大。而在单因子25 mg·L-1 Cd及其Pb、Cd复合胁迫下,花菖蒲植株地上部(叶片)和地下部(根茎和根系)干质量和耐性指数显著下降。单因子Cd胁迫下,溪荪植物地下部与地上部生长受到了显著抑制;在Pb、Cd复合胁迫下,溪荪生物量变化不大,说明Pb和Cd复合胁迫减弱了单因子Pb和Cd的抑制作用。在单因子Pb胁迫下,花菖蒲和溪荪叶片中的叶绿素含量和地下部丙二醛(MDA)的含量显著上升。在Pb、Cd及其复合胁迫下,花菖蒲和溪荪地下部的过氧化物酶(POD)的活性与对照相比变化显著。试验结果表明,POD在花菖蒲和溪荪耐Pb和Pb、Cd复合胁迫中起到非常重要的作用。 2.铅、锌胁迫对花菖蒲和溪荪生长及生理指标的影响 通过15天液体培养研究了铅(Pb)、锌(Zn)及其复合胁迫对花菖蒲和溪荪生长和生理指标的影响。结果表明:除了在单因子Pb处理花菖蒲地上部干重与对照相比显著上升外,其它处理下干重变化均不显著;所有处理花菖蒲地下部干重与对照(CK)相比显著不差异。溪荪地上部和地下部干重与对照相比除0.5 mmol·L-1Pb处理中下降不显著外,其他处理干重比对照均显著下降。在单因子1 mmol·L-1Zn处理下,花菖蒲和溪荪光合色素比对照有所增加外,其它处理的光合色素含量与对照相比均有所下降。Pb、Zn及其复合处理下,花菖蒲和溪荪的POD活性均比对照高,0.5 mmol·L-1 Pb+1 mmol·L-1 Zn复合胁迫下,花菖蒲POD的活性比对照相上升了81.8%。在单一1 mmol·L-1 Pb胁迫下,溪荪的POD活性是对照的4.4倍。随着Zn和Pb浓度的增加,花菖蒲的SOD活性与对照相比均有所降低。除单因子Zn处理比对照差异不显著外,花菖蒲植物地上部分MDA的含量与对照相比均显著上升;在1 mmol·L-1 Pb+ 2 mmol·L-1 Zn胁迫下,花菖蒲MDA含量是对照的1.8倍;溪荪植物地上部分MDA的含量除低浓度Pb和Zn复合胁迫显著下降外,其它处理溪荪的MDA含量与对照相比差异均不显著。 3.有机酸对Pb胁迫下花菖蒲和溪荪幼苗生理指标的影响 采用溶液培养研究了两种有机酸,醋酸(AC)和乙二胺四乙酸(EDTA)对Pb胁迫下花菖蒲和溪荪幼苗生理特性的影响。研究结果表明:花菖蒲受到各种不同胁迫后光合色素含量均显著升高,且在低浓度EDTA+Pb复合处理下,其叶绿素a(chla)、叶绿素b(chlb)、类胡萝卜素(Cxc)的含量分别是对照的1.7、1.9、1.8倍;溪荪的光合色素含量在单因子Pb和有机酸的复合处理下与对照比均显著降低。除了在低浓度EDTA和Pb复合处理下,花菖蒲地上部细胞膜透性比对照显著增加了10.5%;在低浓度AC和EDTA分别与Pb的复合处理下,溪荪地上部膜透性均比对照显著增加了24%,而溪荪地下部细胞膜透性与对照相比差异不显著。在低浓度EDTA与单因子Pb复合处理下,花菖蒲地上部MDA含量显著上升,分别比对照增加了23.4%、15.6%:EDTA、Pb的单因子或者复合处理都使花菖蒲体内Pro含量显著提高,但AC处理对其无显著影响;溪荪脯氨酸含量大部分均显著降低。EDTA和Pb单独处理或复合处理时,花菖蒲地上部POD活性显著降低,AC对溪荪地下部酶含量的影响不显著。 4.有机酸对栽培于铅尾矿砂中的花菖蒲和溪荪幼苗生长及金属离子积累的影响 采集德兴铅尾矿矿砂进行盆栽试验,研究了不同浓度醋酸(AC)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)对花菖蒲和溪荪幼苗生长、Pb及几种金属离子吸收的影响。结果表明:在两种不同浓度的有机酸处理下,花菖蒲地上部干重与对照相比均显著下降,其中,以2 mmol·kg-1 EDTA处理下地上部的干重下降最为显著,比对照下降了43.7%。而在两种浓度的EDTA处理下,溪荪地上部干重分别比对照下降了7.2%和11.3%。AC和EDTA对溪荪地下部生长有一定的促进作用。花菖蒲和溪荪均能在铅尾矿矿砂中正常生长,溪荪比花菖蒲对AC和EDTA有更好的耐受性。与纯铅尾矿砂(CK)相比,高浓度EDTA可使花菖蒲和溪荪地上部Pb含量提高,其含量分别是对照的9.3倍和7.2倍,而高浓度EDTA处理使地下部Pb含量下降,表明高浓度EDTA可以促进Pb的吸收和向地上部运输。AC对Pb积累的促进效果不显著。试验结果说明EDTA对促进花菖蒲和溪荪修复Pb污染具有一定的作用,而花菖蒲和溪荪相比较,溪荪修复Pb的效果高于花菖蒲。
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