重金属Cr（Ⅲ）对红树植物白骨壤幼苗生长及生理生态效应的研究

论文摘要

采用砂基栽培,研究重金属Cr（Ⅲ）在不同浓度梯度和不同胁迫处理阶段（种苗期和幼苗期）及胁迫处理时间条件下对红树植物白骨壤（Avicenniamarina）幼苗的生长及生理生态效应的影响。设置Cr（Ⅲ）胁迫浓度系列为100、200、300、400、500、600、800 mg·L-1,以不加Cr（Ⅲ）为对照,培养基海水盐度均为15‰,培养期分为45d和150d。实验期间全程记录及观测各胁迫组白骨壤种苗萌发及幼苗生长状况,定期记录幼苗的高度生长、叶片大小,并分别在胁迫栽培45d和150d采样测定幼苗根系生长、各组分生物量生长,以及幼苗含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、膜脂过氧化作用、盐分代谢、Cr的累积分布等指标参数。研究结果表明:1.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理25d,白骨壤种苗初期萌发率没有受到明显的影响;随着胁迫时间的延长和胁迫强度的提高,白骨壤幼苗幼叶萌生和幼苗成活率均受到抑制。2.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理（45d或150d）对白骨壤幼苗根数影响不大,但对根长、苗高、叶片大小、生物量均有不利影响。3.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫（45d或150d）对幼苗各组分含水量均有一定的影响,其中对叶片含水量有较明显的降低作用。4.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理45d或150d,对白骨壤幼苗叶片叶绿素含量有一定的促进作用;幼苗期进行胁迫处理45d对叶片叶绿素含量则有抑制作用。5.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理（45d或150d）,对白骨壤幼苗根尖和叶片可溶性蛋白质含量有促进作用;幼苗期胁迫45d,根尖可溶性蛋白含量变化不显著,叶片可溶性蛋白含量则随Cr（Ⅲ）浓度的提高而提高,但提高幅度小于种苗期。6.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫45d,随着生长基Cr（Ⅲ）浓度的提高,白骨壤幼苗根尖和叶片SOD活性均表现为随之逐渐上升,胁迫时间延长达150d时各胁迫组根尖SOD活性均低于对照组,叶片SOD活性则先下降后上升;幼苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫45d,随着Cr浓度的提高根尖SOD活性缓慢升高,叶片SOD活性表现为中低浓度下影响不大,高浓度(＞600 mg·L-1)则明显下降。7.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理（45d或150d）,对白骨壤幼苗根尖和叶片POD活性均有明显的促进作用;幼苗期胁迫45d,各组根尖POD活性均显著下降,叶片POD活性则随培养基Cr（Ⅲ）浓度的增加而逐渐提高,但提高幅度较种苗期小。8.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理（45d或150d）,对白骨壤幼苗根尖CAT活性有促进作用,而对叶片CAT活性则起一定的抑制作用;幼苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫栽培45d,各胁迫组幼苗根尖CAT活性变化不大,叶片CAT活性在100mg·L-1Cr（Ⅲ）浓度下达到最大,而后随着生长基Cr（Ⅲ）浓度的增加而下降,但下降幅度小于种苗期。9.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理（45d或150d）白骨壤幼苗根尖和叶片AsA含量均有明显的促进作用;幼苗期进行胁迫处理45d,白骨壤幼苗根尖AsA含量均低于对照,叶片AsA含量则没有明显变化。10.Cr（Ⅲ）胁迫对白骨壤幼苗根尖和叶片膜脂过氧化作用没有明显负效应。11.种苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理45d,重金属Cr（Ⅲ）对白骨壤幼苗原胚轴、茎、叶片中Cl的累积有负效应,而对根系而言则表现出“低促高抑”的规律,当胁迫时间延长到150d时,白骨壤幼苗各组分Cl含量均表现为先升高后降低的趋势;幼苗期进行Cr（Ⅲ）胁迫处理45d对各组分对Cl的吸收没有明显影响。12.白骨壤幼苗各组分对Cr的吸收均表现出先升后降的趋势。白骨壤幼苗根系对培养基Cr的富集系数最大,即根系表现为Cr的最大累积器官。13.随着Cr（Ⅲ）胁迫强度的提高,白骨壤幼苗叶片的泌盐速率逐渐提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 土壤中Cr污染来源及土壤对Cr转化的影响
• 1.1.1 土壤中Cr污染来源
• 1.1.2 Cr在土壤中的迁移转化和累积
• 1.2 植物体对Cr的吸收与累积
• 1.3 Cr对植物的生物效应
• 1.4 植物对重金属的耐性特征
• 1.5 红树林重金属污染的研究进展
• 1.5.1 红树林区沉积物中重金属含量
• 1.5.2 红树林对海湾河口生态系统重金属污染的净化作用
• 1.5.3 红树植物对重金属的耐性研究
• 1.5.4 重金属对红树植物生理生化效应的研究
• 1.6 本研究的目的意义及主要内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 种苗培养及胁迫处理实验
• 2.3 分析样品的制备
• 2.4 主要试剂和仪器
• 2.5 分析方法
• 2.6 数据处理
• 3 结果与讨论
• 3.1 种苗期处理Cr对白骨壤幼苗生长及生理生态的影响
• 3.1.1 Cr对白骨壤种苗萌发及幼苗成活率的影响
• 3.1.2 Cr对白骨壤种苗第一对真叶展开率的影响
• 3.1.3 Cr对白骨壤幼苗生长的影响
• 3.1.3.1 对幼苗根系生长的影响
• 3.1.3.2 对幼苗高度生长的影响
• 3.1.3.3 对幼苗叶片大小的影响
• 3.1.4 Cr对白骨壤幼苗生物量生长的影响
• 3.1.5 Cr对白骨壤幼苗各组分含水量的影响
• 3.1.6 Cr对白骨壤幼苗叶片叶绿素含量的影响
• 3.1.7 Cr对白骨壤幼苗根尖和叶片可溶性蛋白含量的影响
• 3.1.7.1 对幼苗根尖可溶性蛋白含量的影响
• 3.1.7.2 对幼苗叶片可溶性蛋白含量的影响
• 3.1.8 Cr对白骨壤幼苗根尖和叶片膜保护系统和膜脂过氧化作用的影响
• 3.1.8.1 对幼苗根尖和叶片SOD活性的影响
• 3.1.8.2 对幼苗根尖和叶片POD活性的影响
• 3.1.8.3 对幼苗根尖和叶片CAT活性的影响
• 3.1.8.4 对幼苗根尖和叶片抗坏血酸（AsA）含量的影响
• 3.1.8.5 对幼苗根尖和叶片MDA含量的影响
• 3.1.9 Cr对白骨壤幼苗各组分Cl含量的影响
• 3.1.10 白骨壤幼苗对生长基Cr的吸收与累积
• 3.1.10.1 白骨壤幼苗各组分Cr含量
• 3.1.10.2 白骨壤幼苗各组分Cr的富集系数
• 3.1.11 Cr对白骨壤幼苗叶片泌盐速率的影响
• 3.2 幼苗期处理Cr对白骨壤幼苗生理生态的影响
• 3.2.1 Cr对白骨壤幼苗叶片叶绿素含量的影响
• 3.2.2 Cr对白骨壤幼苗根尖和叶片可溶性蛋白含量的影响
• 3.2.2.1 对根尖可溶性蛋白含量的影响
• 3.2.2.2 对叶片可溶性蛋白含量的影响
• 3.2.3 Cr对白骨壤幼苗根尖和叶片膜保护系统和膜脂过氧化作用的影响
• 3.2.3.1 对幼苗根尖和叶片SOD活性的影响
• 3.2.3.2 对幼苗根尖和叶片POD活性的影响
• 3.2.3.3 对幼苗根尖和叶片CAT活性的影响
• 3.2.3.4 对幼苗根尖和叶片AsA含量的影响
• 3.2.3.5 对幼苗根尖和叶片MDA含量的影响
• 3.2.4 Cr对白骨壤幼苗各组分Cl含量的影响
• 3.2.5 白骨壤幼苗对Cr的吸收与累积
• 3.2.5.1 白骨壤幼苗各组分Cr含量
• 3.2.5.2 白骨壤幼苗对Cr的富集系数
• 3.2.6 Cr对白骨壤幼苗叶片泌盐速率的影响
• 4 小结
• 4.1 种苗期进行Cr胁迫处理对白骨壤幼苗生长及生理生态的影响
• 4.2 幼苗期进行Cr胁迫处理对白骨壤幼苗生理生态的影响
• 5 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录