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干旱及重金属镉胁迫对刺槐幼苗活性氧代谢的影响

钟楠  
【摘要】: 为探讨在干旱和镉交互胁迫下,木本植物刺槐对重金属镉的吸收代谢机理及抗氧化酶活性的变化,采用完全随机区组试验设计,运用环境控制技术和模拟试验相结合的方法,选用黄土高原主要造林树种刺槐进行盆栽试验。研究刺槐幼苗年生长期内不同水分处理(田间持水量的40%、52.16%、70%、87.84%和100%)及不同浓度的重金属镉(0、10、50、100和150mg/kg)交互作用对其叶片内的抗氧化酶活性、丙二醛含量和超氧阴离子自由基含量的影响规律,并初步探究刺槐累积镉的主要部位。主要研究结论如下: 1在刺槐幼苗的生长前期,水分处理及重金属镉处理都对刺槐幼苗的生理状态产生较大影响。尤其是中度干旱(52.16%)和低浓度镉处理(10mg/kg)对刺槐幼苗叶片中SOD活性影响十分显著。在刺槐幼苗生长盛期,叶片中SOD活性受不同浓度镉胁迫影响而变化。尤其是在10mg/kg镉处理下刺槐幼苗叶片中的SOD活性显著高于其余镉处理组;干旱胁迫对SOD活性影响不显著。在刺槐幼苗生长后期,干旱胁迫尤其是在52.16%水分处理下叶片中SOD活性显著高于其余水分处理组;重金属镉胁迫对SOD活性影响不显著。 2在刺槐幼苗生长前期,叶片中POD活性受不同浓度镉胁迫影响而变化,尤其是10mg/kg镉处理组和50mg/kg镉处理组下刺槐幼苗叶片中的POD活性显著高于对照;干旱胁迫对POD活性影响不显著。而在刺槐幼苗生长盛期及生长后期, POD活性比较高,说明植物叶片的抗氧化能力及抗逆性增强,因此干旱胁迫和重金属镉胁迫对其影响不大。 3在刺槐幼苗生长期内SOD和POD活性变化表现一致,均为生长盛期生长后期生长初期,这说明抗氧化酶活性较高,具有较强的清除超氧阴离子的能力,从而有效的维持细胞膜的稳定性,避免膜脂过氧化伤害,可以提高苗木适应胁迫的能力。 4在刺槐幼苗叶片生长期内MDA含量的变化为:生长初期生长盛期生长后期。其可能原因与刺槐幼苗在生长初期其叶片内抗氧化酶活性没完全被激活有关。研究表明在刺槐幼苗生长期内,水分处理及重金属镉处理对叶片中的膜脂过氧化作用十分显著,尤其是中、重度干旱胁迫(52.16%和40.00%)及中低浓度镉处理(50mg/kg)对刺槐幼苗叶片中的MDA含量影响显著,伤害较大。 5在刺槐幼苗生长期内,叶片中O2.-含量在整体上表现为:生长盛期生长后期生长初期。在胁迫初期,各处理下刺槐幼苗叶片中O2.-含量均上升较快,表明刺槐幼苗对交互胁迫比较敏感;随着胁迫时间延长,在生长盛期和后期O2.-含量维持在一定水平,表明刺槐幼苗逐渐适应了外界环境的变化。在刺槐幼苗生长后期,O2.-含量相比于生长盛期略有降低,说明苗木对逆境有一个适应过程,适度胁迫可以锻炼苗木抗逆性,使其能适应新环境。 6本试验中刺槐幼苗根、茎中镉离子含量随着介质中镉离子浓度的升高而增大,且主要累积于刺槐幼苗根部(茎中镉含量在0.36-2.15mg/kg ,根中镉含量在3.18-39.57mg/kg)。虽然刺槐幼苗体内镉含量未达到超累积植物100mg/kg的参考值,不属于传统意义上的超积累植物,但是其根部累积了大量镉离子,尤其是在10mg/kg镉处理下,刺槐幼苗根部镉富集系数接近于1,此时并没有显著影响刺槐幼苗生长,显示出刺槐具有可以种植于镉污染土壤的潜力。


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