本文關(guān)鍵詞：馬纓丹對鋅、銅的生理響應(yīng)和富集特征研究　出處：《四川農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：土壤重金屬污染是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類健康面臨的嚴(yán)峻問題,利用植物修復(fù)技術(shù)對其進(jìn)行治理是一種綠色有效的方法。然而,目前的重金屬修復(fù)植物還存在生物量低、耐性差、富集量小、觀賞性差等不足,不能滿足實(shí)際需要,因此,尋找生物量大,耐性和富集能力強(qiáng)的修復(fù)植物是植物修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵。本文以四川省漢源富泉鉛鋅礦區(qū)自然植被馬纓丹(Lantana camara L.)為試驗(yàn)材料,通過室內(nèi)盆栽試驗(yàn),研究了鋅(Zn)、銅(Cu)單一脅迫下馬纓丹的生長響應(yīng)及其對Zn、Cu的吸收和富集特征,同時(shí)從植株體內(nèi)Zn、Cu的化學(xué)形態(tài)和亞細(xì)胞分布以及抗氧化酶活性等方面分析了馬纓丹的耐性機(jī)制,探討了馬纓丹對Zn、Cu污染土壤的修復(fù)潛力。研究結(jié)果表明：(1)0～1500 mg/kg的Zn處理促進(jìn)馬纓丹的生長,而高于此濃度的Zn處理顯著抑制其生長。同時(shí),0～1500 mg/kg Zn處理下,馬纓丹根系和葉片中的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性較強(qiáng),植株有效緩解了Zn處理誘導(dǎo)的氧化脅迫,因而生長受到促進(jìn)：而高于此濃度時(shí),植株根系和葉片中的抗氧化酶活性顯著降低,抗氧化能力減弱,植株受到嚴(yán)重的氧化傷害,生長受到抑制。(2) 0～500 mg/kg Zn處理時(shí),馬纓丹地上部Zn含量大于根部,而1000～3000 mg/kgZn處理時(shí),根部Zn含量大于地上部,根部限制了Zn向地上部的轉(zhuǎn)運(yùn)。植株根部和地上部最大Zn含量分別約1576 mg/kg和1538 mg/kg;植株根部和地上部最大Zn富集量分別約1.6 mg/plant和15 mg/plant,植株對Zn的富集能力很強(qiáng)。但是,當(dāng)Zn處理濃度高于2500 mg/kg時(shí),其富集量略有降低。(3)植株體內(nèi)的Zn形態(tài)及亞細(xì)胞分布研究表明,馬纓丹植株根、莖、葉中Zn均主要以毒性較大的水提取態(tài)和毒性較低的氯化鈉提取態(tài)、醋酸提取態(tài)存在；且Zn主要被固定在根、莖、葉的細(xì)胞壁(32%-45%、43%-46%、33%-45%)和可溶性部分(39%-52%、32%-49%、32%-44%),細(xì)胞器等部分含量較少。(4)Zn處理下,馬纓丹根際土壤pH降低,移動(dòng)性較強(qiáng)的酸提取態(tài)Zn所占百分比逐漸增加,Zn受到活化；且0～1500mg/kg的Zn處理下,馬纓丹根際土壤過氧化氫酶、脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性增加,而2000～3000mg/kg Zn處理下,土壤過氧化氫酶、脲酶和磷酸酶活性受到抑制,對Zn毒害反應(yīng)靈敏。(5) 0～600 mg/kg的Cu處理促進(jìn)馬纓丹的生長,而高于此濃度的Cu處理顯著抑制其地上部的生長。同時(shí),0～600 mg/kg的Cu處理下,植株根系和葉片中的SOD、CAT、APX活性顯著高于對照,植株能夠緩解Cu處理誘導(dǎo)的氧化脅迫,因而其生長受到促進(jìn)；而高于此濃度時(shí),葉片中POD、CAT、APX活性顯著下降,抗氧化能力減弱,葉片受到氧化脅迫傷害,地上部生物量顯著降低。(6)馬纓丹植株體內(nèi)Cu含量僅約12～59 mg/kg,且根系中Cu含量均高于地上部,根系抑制了Cu的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)。植株根部和地上部最大Cu富集量分別約80 μg/plant和407 μg/plant,其Cu富集能力較強(qiáng)。(7)植株體內(nèi)的Cu形態(tài)及亞細(xì)胞分布研究表明,馬纓丹根和葉中Cu主要以生物毒性較低的氯化鈉提取態(tài)、醋酸提取態(tài)和鹽酸提取態(tài)存在,莖中Cu主要以氯化鈉提取態(tài)和毒性極大的乙醇提取態(tài)存在；且Cu主要固定于根的可溶性部分(37%-64%)和莖、葉的細(xì)胞壁(400%～43%、29%～38%),細(xì)胞壁等部分的含量較少。(8)Cu處理下,馬纓丹根際土壤pH降低,移動(dòng)性較強(qiáng)的酸提取態(tài)Cu所占百分比逐漸增加,Cu受到活化；且0～100 mg/kg的Cu處理下,磷酸酶和蔗糖酶活性增加,過氧化氫酶和脲酶無顯著變化,而300～1800 mg/kg Cu處理下,土壤過氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶活性受到抑制,對Cu毒害的反應(yīng)靈敏。綜上所述,馬纓丹對Zn、Cu均具有較強(qiáng)的耐性和富集能力,適用于修復(fù)濃度低于2500 mg/kg的Zn污染土壤或濃度低于1800 mg/kg的Cu污染土壤。其主要耐性機(jī)制是根系對Zn、Cu轉(zhuǎn)運(yùn)的限制,細(xì)胞壁和可溶性部分對Zn、Cu的固定及抗氧化酶對活性氧物質(zhì)的清除。
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X53;X173

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本文編號：1327010