论文题目: 超积累植物东南景天（Sedum alfredii Hance）对锌的活化、吸收及转运机制研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物营养学
作者: 李廷强
导师: 杨肖娥
关键词: 东南景天,重金属,生物有效性,植物修复,离子吸收,原生质体,微生物
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 植物修复技术因其高效低耗、保持水土和美化环境等特点,已引起国际土壤——植物营养学界和环境科学界的浓厚兴趣和政府部门的高度重视,有望成为一项具有广阔应用前景的治理重金属污染土壤的全新技术。而目前对植物超积累重金属机理认识的不足限制了该技术的应用和改良。东南景天（Sedum alfredii Hance）是在我国东南部地区一些古老的铅锌矿上发现的一种新的锌镉超积累植物,同时对铅具有富积作用。本研究以超积累植物东南景天为材料,采用水培和土培的方法,运用同位素示踪技术、高效液相色谱分析技术、原子吸收光谱技术等,较系统地研究了超积累生态型东南景天活化、吸收、转运重金属的机制,取得的主要研究结果如下: 1.东南景天能增加根系与土壤的接触面积,提高对重金属的吸收。1000μmol L-1Zn、200μmol L-1Pb和200/1000μmol L-1Pb/Zn复合处理对东南景天根系形态的影响因不同生态型而异,其中对根系长度、根系表面积、根系体积的影响较大,而对根系直径影响较小,差异不显著。1000μmol L-1Zn和200/1000μmol L-1Pb/Zn复合处理对超积累生态型东南景天根系生长有明显的促进作用,200μmol L-1Pb、1000μmolL-1Zn和Pb/Zn复合处理对非超积累生态型根系生长表现出明显的抑制作用。1000μmol L-1Zn和Pb/Zn复合处理对超积累生态型东南景天根系活力没有显著影响,非超积累生态型东南景天在各处理条件下根系活力显著降低,且随着处理时间的增加没有回升。东南景天根长、根表面积、根体积与体内Pb、Zn含量呈显著或极显著正相关。也就说,超积累生态型东南景天的根长、根表面积、根体积明显大于非超积累生态型,可通过增加根长、根体积和侧根数量以增加根系与土壤的接触面积,从而提高根系对锌、铅的吸收机会,因而其体内Pb、Zn含量高。 2.50-500μmol L-1Zn处理条件下,非超积累生态型东南景天根系生长受到抑制,而500μmol L-1Zn处理后超积累生态型的根系干重明显增加。Zn对超积累生态型东南景天根系活力没有显著的影响,而对非超积累生态型,当Zn浓度大于10μmol L-1,根系活力明显降低。随着锌浓度的增加,非超积累生态型东南景天根系膜透性、MDA含量显著增大,锌对细胞膜结构造成了很大的危害。Zn>50μmol L-1使非超积累生态型东南景天SOD活性显著降低。超积累生态型东南景天根系膜透性、MDA含量、SOD酶活性、脯氨酸含量与地上部及根系锌含量相关性不显著。非超积累生态型东南景天根系活力、SOD酶活性与地上部及根系锌含量呈显著或极显著负相关,而MDA含量、脯氨酸含量与地上部及根系锌含量呈显著正相关。超积累生态型东南景天比非超积累生态型具有更强的忍耐溶液锌的能力,在同等锌浓度下,其根系生理活性高于非超积累生态型。 3.种植超积累生态型东南景天后,根际土壤pH值较非根际土壤减低0.3个单位,
论文目录:
第一部 分文献综述
第一章 超积累植物活化、吸收重金属的生理及分子机制
1.1 引言
1.2 超积累植物对根际土壤重金属的活化
1.2.1 分泌质子酸化根际环境
1.2.2 分泌特殊有机物络合重金属或酸化根际环境
1.2.3 分泌植物螯合肽
1.2.4 还原酶的作用
1.2.5 根际微生物的作用
1.3 超积累植物吸收重金属的生理特性
1.3.1 重金属根系跨膜运输及区室化
1.3.2 重金属在木质部运输
1.3.3 重金属在叶细胞中运输及分室化
1.4 超积累植物吸收重金属的分子生物学特性
1.5 研究展望
第二章 根系分泌物及其在污染土壤植物修复中的作用
2.1 引言
2.2 根系分泌物种类和组成
2.3 影响根系分泌的因素
2.3.1 根系部位和植物种类
2.3.2 养分胁迫
2.3.3 金属胁迫
2.3.4 根际环境条件
2.3.5 土壤微生物
2.4 根系分泌物在植物修复中的作用
2.4.1 根系分泌物在重金属污染土壤植物修复中的作用
2.4.1.1 根系分泌物对根际重金属的固定化
2.4.1.2 根系分泌物对根际重金属的活化
2.4.2 根系分泌物在土壤有机污染植物修复中的作用
2.4.2.1 根系分泌物对土壤有机污染物直接降解
2.4.2.2 根系分泌物对土壤有机污染物降解的间接影响
2.5 研究展望
第二部 分试验研究
第三章 东南景天根系形态特征与铅、锌积累的关系
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 营养液培养
3.2.3 测定方法
3.3 结果与分析
3.3.1 铅、锌处理对两种生态型东南景天根系生物量的影响
3.3.2 铅、锌处理对两种生态型东南景天根系形态的影响
3.3.2.1 对根系长度的影响
3.3.2.2 对根系表面积的影响
3.3.2.3 对根系直径的影响
3.3.2.4 对根系体积的影响
3.3.2.5 对侧根生长的影响
3.3.3 铅、锌处理对两种生态型东南景天根系活力的影响
3.3.4 铅、锌处理对两种生态型东南景天组织中铅锌含量的影响
3.3.5 铅、锌处理对两种生态型东南景天组织中铅锌积累量的影响
3.3 讨论
第四章 东南景天根系生理特性与锌超积累的关系
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 营养液培养
4.2.3 测定方法
4.3 结果与分析
4.3.1 东南景天生物量的变化
4.3.2 根系活力的变化
4.3.3 根系膜透性的变化
4.3.4 根系丙二醛含量的变化
4.3.5 根系SOD酶活性的变化
4.3.6 根系脯氨酸的变化
4.3.7 东南景天的锌积累量变化
4.4 讨论
第五章 东南景天对根圈土壤微环境的影响
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 试验材料
5.2.2 盆栽试验
5.2.3 测定方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 东南景天根际微环境的变化
5.3.2 东南景天根际土壤微生物代谢特点
5.3.3 东南景天根际土壤酶活性的变化
5.3.4 东南景天根际土壤锌铅的形态变化
5.4 结论
第六章 东南景天根际重金属的活化机制
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 东南景天根际土壤锌铅的有效性变化
6.2.2 东南景天根系分泌物对土壤锌铅的提取能力
6.2.3 东南景天根际土壤DOM对锌吸附的影响
6.2.3.1 水溶性有机质的制备
6.2.3.2 锌的吸附试验
6.3 结果与讨论
6.3.1 东南景天对根际土壤中锌铅的有效性的影响
6.3.2 东南景天根系分泌物对矿山土壤中锌铅的提取能力
6.3.3 东南景天根际土壤DOM对锌的吸附的影响
6.4 结论
第七章 东南景天根系分泌物有机酸组成特点与锌超积累的关系
7.1 引言
7.2 材料与方法
7.2.1 试验材料
7.2.2 营养液培养
7.2.2.1 不同锌浓度对根系分泌物组成的影响
7.2.2.2 不同铅浓度对根系分泌物组成的影响
7.2.2.3 铅锌复合对根系分泌物组成的影响
7.2.2.4 不同胁迫时间对根系分泌物组成的影响
7.2.3 测定方法
7.3 结果与分析
7.3.1 不同锌浓度对根系分泌物组成的影响
7.3.2 不同铅浓度对根系分泌物组成的影响
7.3.3 不同铅浓度对根系分泌物组成的影响
7.3.4 不同胁迫时间对根系分泌物组成的影响
7.4 讨论
第八章 东南景天根系锌吸收及向地上部转运的生理特征
8.1 引言
8.2 材料与方法
8.2.1 植物材料
8.2.2 同位素实验
8.2.2.1 ~(65)Zn~(2+)从根系的解吸过程
8.2.2.2 ~(65)Zn~(2+)在根系细胞壁的积累
8.2.2.3 ~(65)Zn~(2+)在根系细胞壁积累的浓度动力学
8.2.2.4 ~(65)Zn~(2+)在东南景天体内积累的短时间动力学
8.2.2.5 ~(65)Zn~(2+)在东南景天体内积累的长时间动力学
8.2.2.6 东南景天~(65)Zn~(2+)吸收浓度动力学
8.3 结果与分析
8.3.1 ~(65)Zn~(2+)从根系的解吸过程
8.3.2 ~(65)Zn~(2+)在超积累生态型东南景天根系细胞壁的积累
8.3.3 ~(65)Zn~(Z+)在根系细胞壁积累的浓度动力学
8.3.4 ~(65)Zn~(2+)在东南景天体内积累的短时间动力学
8.3.5 ~(65)Zn~(2+)在东南景天体内积累的长时间动力学
8.3.6 东南景天~(65)Zn~(2+)吸收浓度动力学
8.4 讨论
8.4.1 ~(65)Zn~(2+)进入东南景天的共质体
8.4.2 东南景天体内Zn~(2+)转运特点
第九章 东南景天根系~(65)Zn~(2+)的区隔化及~(65)Zn~(2+)在叶片中的吸收
9.1 引言
9.2 材料与方法
9.2.1 植物材料
9.2.2 ~(65)Zn~(2+)在根系的区隔化
9.2.1.1 短时间外流通量研究
9.2.1.2 长时间外流通量研究
9.2.3 有机酸和氨基酸分析
9.2.4锌在叶片中的吸收
9.2.5 ~(65)Zn~(2+)在叶片原生质体的吸收
9.2.5.1 原生质体的分离
9.2.5.2 原生质体的~(65)Zn~(2+)吸收
9.3 结果与分析
9.3.1 ~(65)Zn~(2+)在根系的区隔化
9.3.2 ~(65)Zn~(2+)在叶片中的吸收
9.3.3 东南景天体内有机酸和可溶性氨基酸的含量
9.3.4 ~(65)Zn~(2+)在叶片原生质体的吸收
9.4 讨论
第十章 综合讨论与结论
10.1 东南景天根系形态及生理特点与超积累的关系
10.2 东南景天根系分泌物的组成特点
10.3 东南景天对根圈土壤重金属的活化机制
10.4 锌在东南景天体内的吸收转运特点
英文摘要
参考文献
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发布时间: 2005-07-21
参考文献
- [1].超积累植物商陆的锰富集机理及其对污染水体的修复潜力[D]. 薛生国.浙江大学2005
- [2].超积累植物商陆吸收累积锰机理研究[D]. 徐向华.浙江大学2006
- [3].镉超积累植物东南景天谷胱甘肽代谢特征及比较蛋白质组学研究[D]. 金晓芬.浙江大学2008
- [4].超积累植物东南景天根系对重金属的吸收积累及根际细菌群落特征[D]. 侯丹迪.浙江大学2017
- [5].根际土壤—微生物—蜈蚣草系统中砷的形态转化与解毒机制[D]. 韩永和.南京大学2017
- [6].镉超积累植物的生态特征及污染耐性机理分析[D]. 孙瑞莲.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所）2006
- [7].镉超积累花卉植物的识别及其化学强化[D]. 刘家女.东北大学2008
- [8].超积累植物美洲商陆锰累积与耐性机制研究[D]. 豆长明.浙江大学2009
- [9].铅超积累花卉的筛选与螯合强化及其应用[D]. 崔爽.中国科学院研究生院（沈阳应用生态研究所）2007
- [10].质外体途径在超积累植物东南景天镉吸收与运输中的作用及其调控机制[D]. 陶琦.浙江大学2017