高丹草对铬的吸收与累积研究

论文摘要

本研究以高丹草为材料,采用原子吸收分光光度和差速离心等方法,探讨了高丹草对铬的吸收积累及亚细胞分布规律,研究了铬对高丹草幼苗生长发育、抗氧化及根质膜ATPase活性等生理特性的影响,利用组织化学方法,显微观察了铬胁迫下根尖细胞有丝分裂的变化,探讨了高丹草对Cr的吸收代谢机理,为土壤铬含量较高地区牧草的种植提供理论依据。本研究获得以下主要结果:1. Cr6+处理下,高丹草幼苗根系H2O2含量、O2-·产生速率显著升高（P<0.05）,并且与Cr6+处理浓度正相关（R值分别为0.952、0.905）。低浓度(0.5 mmol·L-1)铬处理根质膜H+-ATPase、Ca2+-ATPase活性与对照相近（P>0.05）,中、高浓度(1.0、1.8 mmol·L-1)铬处理二者酶活性显著降低（P<0.05）。相关分析表明,二者酶活性与膜脂过氧化水平存在负相关,H+-ATPase、Ca2+-ATPase与H2O2含量、O2-·产生速率相关系数R值分别为-0.895、-0.891及-0.918、-0.916。2.随着Cr6+处理浓度升高,高丹草幼苗叶片抗氧化酶系统中SOD和CAT活性先升后降,APX活性上升,且中度Cr6+胁迫下活性最大。而POD活性则持续上升;非酶系统中谷胱甘肽（GSH）含量逐渐降低,抗坏血酸（AsA）含量呈上升趋势。3.高浓度Cr6+ (50、100和150 mmol·L-1)处理影响高丹草幼苗根尖分生区细胞有丝分裂,并且处理浓度与有丝分裂指数（y1）、染色体畸变率（y2）和微核率（y3）均呈显著线性关系（y1=-0.043x+13.115,R2=0.942,P<0.05;y2=0.132x+2.404,R2=0.913,P<0.05;y3=0.111x+0.90,R2=0.972,P<0.05）。4.水培实验表明,Cr在高丹草体内主要分布在F1（细胞壁及残渣）和F3（可溶性部分）中,有生命活性的F2（细胞器及膜部分）含量很少。Cr在高丹草体内的化学形态分布中,醋酸提取（HAc）态的重金属磷酸盐类占优势,可能与重金属的钝化及减缓体内的伤害有关。高丹草幼苗地上部和根部Cr累积量随Cr处理浓度的增大而显著增加,根部Cr含量明显高于地上部。0.5、1.0和1.8 mmol·L-1 Cr处理根中Cr含量分别比对照增加了17.0、18.3和21.1倍,地上部Cr含量分别比对照增加了2.4、5.2、和1.9倍。5.盆栽试验表明,土壤中中、高浓度(45、75 mg·kg-1土)Cr6+处理对高丹草生长具有抑制作用,尤其对地上部生长的影响较大;拔节期各器官中铬含量与总积累量均为根>茎>叶片;灌浆期为根>茎>叶片>籽粒,同一处理下灌浆期各器官总积累量高于拔节期相应器官。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 环境中的铬
• 1.1.1 铬的化学性质
• 1.1.2 铬污染来源和现状
• 1.2 植物对铬的吸收代谢
• 1.2.1 植物对铬的吸收、转运和积累
• 1.2.2 铬对植物生长发育的影响
• 1.2.3 铬对植物生理特性的影响
• 1.3 植物对重金属污染的适应机制
• 1.3.1 重金属在植物体内的积累
• 1.3.2 植物对重金属的忍耐机制
• 1.4 植物修复技术
• 1.4.1 植物修复技术的概念及特点
• 1.4.2 植物修复技术研究进展
• 1.5 高丹草
• 1.6 本研究的目的及意义
• 第二章 铬对高丹草幼苗生理特性的影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料培养及铬处理
• 2.1.2 测定方法
• 2.1.3 数据统计
• 2.2 结果与分析
• 6+ 处理对高丹草幼苗生长特性的影响'>2.2.1 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗生长特性的影响
• 6+处理对高丹草幼苗质膜相对透性、MDA 含量的影响'>2.2.2 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗质膜相对透性、MDA 含量的影响
• 6+ 处理对高丹草幼苗可溶性糖、Pro、叶绿素和可溶性蛋白含量的影响'>2.2.3 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗可溶性糖、Pro、叶绿素和可溶性蛋白含量的影响
• 2.3 讨论
• 6+胁迫对高丹草幼苗根质膜ATPASE 活性的影响'>第三章 Cr⁶⁺胁迫对高丹草幼苗根质膜ATPASE 活性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料及Cr 处理
• 3.1.2 ATPase 活性测定
• 3.1.3 生理指标测定
• 3.1.4 数据处理
• 3.2 结果与分析
• 6+ 处理对高丹草幼苗根系质膜损伤的影响'>3.2.1 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗根系质膜损伤的影响
• 6+处理对高丹草幼苗根部H⁺-ATPase，Ca²⁺-ATPase 活性的影响'>3.2.2 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗根部H⁺-ATPase，Ca²⁺-ATPase 活性的影响
• 3.3 讨论
• 6+胁迫对高丹草幼苗叶片抗氧化活性的影响'>第四章 Cr⁶⁺胁迫对高丹草幼苗叶片抗氧化活性的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料及Cr 处理
• 4.1.2 酶液的提取及测定方法
• 4.1.3 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 6+处理对高丹草幼苗叶片O₂^-.产生速率、H₂O₂ 含量的影响'>4.2.1 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗叶片O₂^-.产生速率、H₂O₂含量的影响
• 6+处理对高丹草幼苗叶片抗氧化系统的影响'>4.2.2 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗叶片抗氧化系统的影响
• 4.3 讨论
• 第五章 铬对高丹草根尖细胞有丝分裂的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料培养
• 5.1.2 细胞形态学观察
• 5.1.3 数据处理
• 5.2 结果与分析
• 5.3 讨论
• 第六章 高丹草幼苗对铬的吸收与分布
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料培养及铬处理
• 6.1.2 测定项目和方法
• 6.1.3 数据处理
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 Cr 在高丹草幼苗不同部位中分布
• 6.2.2 Cr 在高丹草幼苗体内的亚细胞分布
• 6+处理对高丹草幼苗根和地上部中铬化学形态的影响'>6.2.3 Cr⁶⁺处理对高丹草幼苗根和地上部中铬化学形态的影响
• 6.3 讨论
• 第七章 高丹草植株对土壤中铬的吸收与累积
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 材料培养与铬处理
• 7.1.2 生物量测定
• 7.1.3 Cr 含量测定
• 7.1.4 Cr 积累量计算
• 7.1.5 数据统计
• 7.2 结果与分析
• 6+ 对高丹草植株生物量的影响'>7.2.1 Cr⁶⁺对高丹草植株生物量的影响
• 6+处理对高丹草不同部位铬含量和总吸收量的影响'>7.2.2 Cr⁶⁺处理对高丹草不同部位铬含量和总吸收量的影响
• 7.3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介