發(fā)布時間：2020-03-22 06:34

【摘要】：根系分泌物是根系與土壤進(jìn)行物質(zhì)交換的重要媒介,它不但影響植物根際環(huán)境,參與植物營養(yǎng)物質(zhì)的輸送,也對重金屬污染土壤的修復(fù)也具有十分重要的作用。當(dāng)植物根系受到把不同程度的逆境脅迫時,通常會改變根系分泌物的組成來適應(yīng)逆境生存。吊蘭,隸屬于百合科吊蘭屬,對重金屬鉛脅迫具有良好的耐性,探討鉛脅迫下,吊蘭根系分泌物組成變化及其對鉛污染土壤修復(fù)效果的影響,可以為鉛污染土壤修復(fù)提供新方法,新思路。為此本文通過水培實(shí)驗(yàn),研究不同鉛脅迫強(qiáng)度下,吊蘭形態(tài)學(xué)指標(biāo)、生理指標(biāo),根系分泌物組成等的響應(yīng),并分析了吊蘭根系分泌物的特定組分傘花烴和葉綠醇對重金屬鉛污染土壤酶活性、微生物種類和數(shù)量及土壤中鉛生物有效性的影響,為揭示吊蘭對鉛污染的耐性機(jī)制,以及鉛屬污染土壤的植物修復(fù)提供參考。主要結(jié)論如下:(1)通過在鉛脅迫(0,50,100,200 mg/L)條件下的水培實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在3生長時期(15d、30d、60d)內(nèi),隨著鉛脅迫強(qiáng)度的加大,吊蘭的鮮重、株高、根長等生長指標(biāo)以及吊蘭的SOD和POD活性整體表現(xiàn)為低濃度促進(jìn),高濃度抑制。吊蘭植株對鉛離子的轉(zhuǎn)移能力較小,根部是鉛的主要富集部位。鉛處理15d時,植株受到損害較小,細(xì)胞膜透性變化不大,但隨著處理時間的延長,細(xì)胞膜損害逐漸加重。MDA變化趨勢與細(xì)胞膜變化趨近一致。當(dāng)處理60d時,植株生長減緩,甚至出現(xiàn)枯黃、萎蔫等中毒現(xiàn)象,SOD、POD等保護(hù)酶活性急劇下降。對比三個時間段可以發(fā)現(xiàn),吊蘭在鉛脅迫強(qiáng)度為50 mg/L,處理時間為30d時,長勢最好,保護(hù)酶活性最高,根部的富集效果最佳。(2)對根系分泌物乙酸乙酯提取相的GC-MS分析表明,吊蘭根系分泌物的主要成分為苯基、烴類和酯類化合物。在處理15d時,共檢測出相對含量較高的化合物21種,30d和60d時則均檢測出35種化合物。在吊蘭的根系分泌物中,種類最多的是烴類化合物。同時,在吊蘭對鉛離子富集較多的處理組,均檢測出了葉綠醇;而其他處理組均檢測出具有抗菌消炎效果的傘花烴。(3)將吊蘭根系分泌物特定組分傘花烴和葉綠醇分別加入鉛污染的土壤中,在兩個時期內(nèi)(7d、21d)測定土壤中過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶、堿性磷酸酶活性及土壤鉛有效態(tài)含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在土壤中添加傘花烴會抑制土壤酶的活性,抑制作用的大小表現(xiàn)為:堿性磷酸酶脲酶蔗糖酶過氧化氫酶;添加葉綠醇對土壤過氧化氫酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性具有促進(jìn)作用,對土壤脲酶的活性具有抑制作用,且各種酶對葉綠醇的敏感程度不同,其中堿性磷酸酶最為敏感。另一方面,土壤中添加傘花烴和葉綠醇均可有效降低土壤中有效態(tài)鉛的含量,降低鉛的活性,從而減小鉛對土壤生物的毒害作用。其中,土壤中重金屬鉛濃度為600mg/kg,傘花烴濃度為100 mg/kg時,土壤中鉛有效態(tài)含量最低。(4)添加傘花烴和葉綠醇的土培實(shí)驗(yàn)中,土壤酶活性隨著培養(yǎng)時間的不同,也表現(xiàn)出不同的變化。隨著處理時間的延長,添加傘花烴的土壤中,各種土壤酶的活性逐漸增加,同時鉛有效態(tài)含量提高。說明隨著培養(yǎng)時間的延長,傘花烴被土壤中的微生物適應(yīng),消耗或分解,從而使土壤酶活提高,同時也促進(jìn)了土壤中的鉛向有效態(tài)轉(zhuǎn)化;傘花烴對土壤酶的作用效果隨處理時間的延長逐漸減弱。添加葉綠醇的處理組,隨著葉綠醇濃度的逐漸升高,土壤中的蔗糖酶和堿性磷酸酶活性均呈現(xiàn)上升趨勢,鉛離子有效態(tài)降低,說明葉綠醇可以有效的提高土壤酶的活性同時降低土壤在鉛的有效態(tài),隨著培養(yǎng)時間的延長,葉綠醇對鉛污染土壤的修復(fù)效果逐漸降低。(5)通過土培實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn),短時間培養(yǎng)下,添加傘花烴和葉綠醇對鉛污染土壤的修復(fù)效果更好,測定培養(yǎng)7d土壤中的微生物,添加傘花烴的處理組,細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量均呈降低趨勢;添加葉綠醇后,不添加鉛離子或鉛離子濃度為600 mg/kg時,葉綠醇對細(xì)菌和放線菌數(shù)量表現(xiàn)為低促高抑,真菌數(shù)量呈上升趨勢;當(dāng)土壤中鉛離子濃度達(dá)到1200 mg/kg細(xì)菌和放線菌數(shù)量呈顯著降低趨勢,真菌數(shù)量仍呈上升趨勢。
【圖文】：

POD 活性均高于 15d，培養(yǎng) 60d 的各處理組中，POD 活性均 和 15d 的 POD 活性。當(dāng)植物處于逆境脅迫的狀態(tài)下時，SOD 會率先啟動保護(hù)機(jī)制，在本實(shí)驗(yàn) 15d 和 30d 時，SOD 均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；隨處理時間的延長，吊蘭植株中 SOD 活性呈下降趨勢，隨鉛脅迫強(qiáng)度的增加逐漸趨于穩(wěn)定原因可能是，當(dāng)?shù)跆m植株受到重金屬鉛脅迫時，保護(hù)酶系統(tǒng)的抵抗能力增減少植株受損程度；同時可能會促進(jìn)植物自身分泌產(chǎn)生一些有利于自身要的物質(zhì)（林海等, 2017）。長時間高濃度鉛脅迫逐漸超出吊蘭防御閾值體內(nèi)的保護(hù)酶系統(tǒng)遭到破壞，體內(nèi)的 SOD 活性開始出現(xiàn)下降的趨勢。其防御作用可以阻止高濃度氧自由基積累（尚宏芹等, 2018），在本實(shí)驗(yàn) 和 30d 時，植株體內(nèi)的 POD 活性隨鉛脅迫強(qiáng)度的增加呈先升高后下降其原因可能是低強(qiáng)度的鉛脅迫激活了植物體內(nèi)的 POD 保護(hù)機(jī)制，，但隨強(qiáng)度的加強(qiáng)，有害物質(zhì)積累增加，POD 活性逐漸下降；在處理 60d 時，呈上升趨勢，且均高于前期處理，其原因可能是長期處于重金屬鉛脅迫植株已經(jīng)適應(yīng)逆境環(huán)境，保護(hù)機(jī)制全面開啟，保護(hù)植株免受傷害。

圖 2-2 鉛脅迫對吊蘭過氧化物酶（POD）活性的影響Fig. 2-2 The effect of Pb stress on activity of POD of C. comosum2.3 鉛脅迫對吊蘭細(xì)胞膜透性及 MDA 含量的影響比較了不同時期，不同鉛離子濃度處理對吊蘭葉片電導(dǎo)率影響如圖2隨鉛離子濃度的升高，吊蘭植株葉片電導(dǎo)率升高。處理 15d 時，實(shí)驗(yàn)組與無顯著性差異（P>0.05）。隨著處理時間的延長，電導(dǎo)率呈先下降后上升的在鉛離子濃度為 50mg/L 時，電導(dǎo)率最小，實(shí)驗(yàn)組間存在顯著性差異（P但實(shí)驗(yàn)組與對照組間無顯著性差異（P>0.05）。在處理 60d 時，實(shí)驗(yàn)組電別比對照組增加了 55.53%、61.26%、62.69%，與對照組間差異性顯著（P
【學(xué)位授予單位】：安徽師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q945.78;X53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2594652