狭叶香蒲耐镉的生理生化机制及其修复镉污染环境的潜力

【摘要】：利用植物修复镉污染的环境是当今环境学和生物学研究的热点之一，但由于缺乏对植物对镉耐性机制的了解，目前这种绿色生物技术的应用受到了很大限制。本文以水生大型维管束植物狭叶香蒲(Typha angustifolia Linn)为试验材料，综合运用了溶液培养法、污灌处理法、形态学观察法、酶解法、原子吸收光谱分析技术、差速离心技术、超速离心技术、X—射线微区分析技术、化学及溶剂提取法、酶活性分析法及其它一些生理生化指标测定的方法从几个不同的方面初步探讨了狭叶香蒲耐镉的生理生化机制及其修复镉污染环境的潜力，为进一步的深入研究提供一些理论依据。 镉对狭叶香蒲的生长发育产生了一定的影响。研究结果表明，无论是在水培条件下对狭叶香蒲根系添加不同浓度的镉处理还是对生长在土壤中的植株进行镉污水浇灌处理，与对照相比，狭叶香蒲体内的生长、生理、生化指标均发生不同程度的变化，但存在一定的浓度效应。在水培条件下5 mg L~(-1)镉处理浓度可能是狭叶香蒲受毒害的阈值，此浓度远远超过环境中镉的含量，这表明狭叶香蒲对镉具有一定的耐性。 狭叶香蒲对环境中的镉具有一定的积累能力。狭叶香蒲质对镉的蓄积以质外体为主。镉在狭叶香蒲体内各水平分布如下：1)在器官水平，根＞叶鞘＞叶；2)在根组织水平，镉主要分布在内皮层周围的皮层组织；3)在细胞壁、细胞质(不含液泡)和液泡之间，细胞壁＞液泡＞细胞质；在细胞质的各功能细胞器之间，叶绿体＞核糖体＞线粒体＞细胞核。此外对狭叶香蒲体内镉的化学形态分析表明根和叶中均以氯化钠提取态最高，但在根中以去离子水和乙醇提取态存在的镉含量总和大于氯化钠提取态，表明镉在根与叶的化学存在形态有所不同。 在水培条件下研究了镉对狭叶香蒲叶片中谷胱甘肽代谢体系主要参数的影响。结果表明，镉抑制叶片中GSH、GSSG合成及其相关代谢酶活性的表达，其中GSH／GSSG、GST的变化更引人注意。 扬州大学硕_卜学位论文 在5 mgL一’福污水浇灌下，狭叶香蒲长势良好且平均每株地上部含福绝对量较 高，达800林g。这表明狭叶香蒲是一种耐性较高的锅积累植物，利用狭叶香蒲修 复福污染的土壤可能是一条经济、实用、可行的途径。