【摘要】：近年來,伴隨著核工業(yè)的迅速發(fā)展,大量含鈾(U)廢水被排放到環(huán)境中,對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成潛在的危害。與常規(guī)物理、化學(xué)法相比,植物修復(fù)具有成本低、綠色環(huán)保、公眾接受度高等優(yōu)點,但又有生長慢、修復(fù)效率偏低等缺陷。已經(jīng)研究證明外源施加低壓電場能夠促進植物對重金屬的修復(fù)能力。因此,本研究以鳳眼蓮(Eichhornia crassipes)為試驗材料,通過測定植株抗氧化酶、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、葉綠素(Chl)、葉綠素?zé)晒獾壬砩笜?biāo)及各部位的鈾含量,探討在電場和鈾脅迫環(huán)境下,水體中鈾濃度、電場施加強度、施加時間及施加菌劑等因素對鳳眼蓮耐受鈾污染水體的生理生化響應(yīng)及鈾富集能力和特征的影響,結(jié)果表明:(1)鈾濃度大于5 mg·L~(-1)時,鳳眼蓮的MDA含量隨著鈾脅迫濃度的上升而增加,表明植株受到的氧化脅迫程度越大。外源施加電場并沒有改變這種影響趨勢,且各組的MDA含量更高,表明可能進一步加劇了植株受到的氧化脅迫。隨著鈾脅迫濃度的升高,鳳眼蓮的Pro含量呈正相關(guān)的變化,過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)酶活和葉綠素則呈先上升后下降的趨勢,表明鳳眼蓮能夠通過提高植株的滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化能力來應(yīng)對所受到的氧化脅迫,但植株的抗氧化脅迫能力的提高是與受到的脅迫程度相關(guān)的;外源施加電場并沒有改變這些指標(biāo)受鈾濃度影響的趨勢,但是顯著增強了植株的滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化的能力。此外,鳳眼蓮對水體中的鈾主要富集在根部,且鈾濃度越高根的富集量越大,在50 mg·L~(-1)U濃度下最大;外源施加電場則能夠顯著促進鳳眼蓮根系對鈾的富集能力,在50 mg·L~(-1)U濃度下最大達到1.311 mg·g~(-1) DW,是未施加電場組的7倍。綜合來看,電場促進了鳳眼蓮根系對鈾的富集能力,雖然也加劇了植株受到的氧化脅迫,但通過促進抗氧化酶活性和Pro的合成也提高了植株對鈾脅迫的耐受能力。(2)在10mg·L~(-1)U脅迫條件下,外源施加電場強度越大,鳳眼蓮的MDA含量越高,表明植株所受到的氧化脅迫與電場強度呈正相關(guān)。但是施加的電場強度在≤0.75 V·cm~(-1)時,植株CAT、POD活性和Pro含量顯著上升,且與電場施加強度呈正相關(guān),0.75 V·cm~(-1)則有所下降;葉綠素含量,超氧化物歧化酶(SOD)酶活性則在電場強度≤0.5 V·cm~(-1)時與強度呈正相關(guān),隨后有所下降。此外,與未施加電場組相比,鳳眼蓮對水體中的鈾同樣主要富集在根部,但各電場強度下植株鈾富集能力顯著提高了2.3-4.2倍,在0.5V·cm~(-1)時鈾富集量達到最大為0.610 mg·g~(-1) DW。因此,外源施加電場強度越大植株在鈾脅迫條件下所受到的氧化脅迫程度也會越大,但綜合來看外源施加電場強度為0.5-0.75 V·cm~(-1)范圍內(nèi),是能夠顯著促進植株滲透調(diào)節(jié)能力和抗氧化能力從而提高植株對鈾的耐受能力的。各外源時間電場強度均能夠促進鳳眼蓮的根系的鈾富集能力,在0.5 V·cm~(-1)時的富集能力最高。(3)以2h-10h/d的處理時間施加電場,處理1 d后,鳳眼蓮的MDA含量隨電場每天施加時間的增加而提高;POD、SOD和CAT抗氧化酶活性隨施加時間的增加呈先上升后下降的確實,但都高于對照;Pro含量則與電場施加時間呈正相關(guān)。連續(xù)處理5 d后,與僅有鈾脅迫而無電場施加的對照相比,2 h-8 h/d的電場施加時間卻降低了植株MDA的含量,且SOD酶活性也呈下降趨勢。各處理組植株對鈾的富集主要集中在根部,在4 h-8 h/d的電場處理時間下,根部鈾富集量相對較高,最大為0.401 mg·g~(-1) DW。綜上所述,電場的施加時間對鳳眼蓮富集鈾的能力和耐受脅迫的能力都會產(chǎn)生影響,4h-8h/d的電場施加時間更有利于促進植株的鈾富集能力。(4)在施加外源電場和鈾脅迫環(huán)境下,施加低濃度微生物菌劑對鳳眼蓮MDA含量影響不顯著,但高濃度微生物菌劑則導(dǎo)致植株MDA含量增加,且處理時間越久,增加量越大�？傮w來看,施加微生物菌劑能促進鳳眼蓮CAT、POD和SOD酶活性的增加,從而提高植株對氧化脅迫的耐受性,且高濃度菌劑優(yōu)于低濃度菌劑的效果,枯草芽孢桿菌優(yōu)于EM混合菌的效果。然而,施加微生物菌劑均在第1 d抑制了鳳眼蓮的Pro合成,在第5 d則表現(xiàn)為促進植株P(guān)ro合成,高濃度枯草芽孢桿菌的效果最好。此外,施加菌劑進一步促進了鳳眼蓮根系對鈾的富集能力,且菌劑濃度越高鈾富集量越大,高濃度的枯草芽孢桿菌的效果最為顯著,是對照組富集量的339%。因此,施加1.0×107 cfu·mL~(-1)的枯草芽孢桿菌能進一步提高電場作用下鳳眼蓮的鈾富集和適應(yīng)。
【圖文】：

技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：Q945.78;X503.23

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本文編號：2635481