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稀土元素对高等水生植物重金属毒害的缓解效应

张小兰  
【摘要】: 本文以高等水生植物狐尾藻(Myriophyllum verticillatum Linn.)、水鳖(Hydrocharis dubia B L. Backer)、菹草(Potamogeton crispus Linn.)为实验材料,利用生理生化指标测定,超微结构电镜观察,元素含量ICP-MS法(电感耦合等离子体质谱法)测定等实验手段,研究了重金属离子Cr~(3+)、Cr~(6+)、Ni~(3+)、Cd~(2+),Hg~(2+)胁迫下外源稀土元素La~(3+),Ce~(3+)的缓解效应以及La~(3+)单独存在时对水鳖和菹草各理化指标的影响。研究结果表明:各重金属离子均对水生植物的光合系统、保护酶系统、膜系统等具有明显的毒害作用。植物内源保护系统的保护作用受到胁迫后在一定限度内能被诱导加强,防御反应随着重金属离子毒害程度的加重而减弱。La~(3+)和Ce~(3+)能稳定膜的结构和功能,对水生植物的生长有一定的促进作用,La~(3+)对沉水植物和浮水植物发挥作用的浓度范围差别较大。在受重金属离子污染的培养液中施加La~(3+),Ge~(3+)后,与单一重金属毒害相比,La~(3+)和Ce~(3+)有效抑制了重金属胁迫引起的细胞膜透性增加,使膜脂过氧化水平减弱,从而延缓了对膜的损伤,最终增强了对重金属离子的抗性。对元素含量的测定表明,稀土元素降低了植物对重金属的富集量,两者表现出拮抗作用,减少重金属离子进入植物叶片细胞的机会,从而减轻了毒害作用。在狐尾藻叶片细胞超微结构水平上也能见到Cr~(6+)的毒害作用在稀土元素La~(3+)的作用下得到缓解。La~(3+),Ce~(3+)缓解Ni~(3+)毒害水鳖的数据表明La~(3+)对Ni~(3+)毒害的缓解能力强于Ce~(3+)。稀土元素对重金属毒害的缓解效应是有一定限度的,其缓解能力随着毒害程度的加重而减弱,在高浓度重金属毒害下,稀土元素可与重金属相互协同,加重毒害作用,此时稀土元素表现出类重金属作用。


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