植物生長(zhǎng)類(lèi)物質(zhì)輔助EDDS對(duì)苧麻體內(nèi)鎘和鉛的積累及其耐性機(jī)制的影響.pdf

1、鎘（Cd）和鉛（Pb）是生物毒性很強(qiáng)的重金屬，它們?cè)谕寥乐胁荒鼙环纸?，通過(guò)食物鏈在高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物體內(nèi)富集，與土壤中的其他物質(zhì)結(jié)合生成毒性更大的污染物。這些土壤重金屬污染一旦形成，就極難恢復(fù)。與傳統(tǒng)的物理和化學(xué)修復(fù)方法相比，植物提取是一種環(huán)境友好的原位修復(fù)技術(shù)，因?yàn)檫@種修復(fù)技術(shù)能夠保持土壤的肥力和結(jié)構(gòu)。然而，重金屬固定在土壤中造成植物修復(fù)的效率很低。螯合誘導(dǎo)植物修復(fù)技術(shù)主要利用螯合劑來(lái)增加土壤中重金屬的溶解度，促進(jìn)重金屬自根系向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)

2、，從而提高植物的修復(fù)效率。
　　苧麻是一種根系發(fā)達(dá)、長(zhǎng)勢(shì)旺盛、生物量大且對(duì)重金屬Cd和Pb有很強(qiáng)的耐性的植物。在我國(guó)，苧麻一般每年收獲2-3季，且是一種非食用性農(nóng)作物，可以切斷重金屬隨食物鏈進(jìn)入人體的渠道，消除對(duì)人體的危害。本研究以苧麻為研究對(duì)象，以重金屬鎘和鉛為目標(biāo)污染物，選擇EDDS為土壤添加物，引入植物生長(zhǎng)類(lèi)物質(zhì)（吲哚-3-乙酸IAA，激動(dòng)素KN和亞精胺Spd）作為外源物質(zhì)，研究IAA、KN和Spd輔助EDDS對(duì)苧麻修復(fù)重金

3、屬Cd和Pb污染土壤的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)以及作用機(jī)制。
　　第一階段通過(guò)分析Cd和Pb脅迫下苧麻生理指標(biāo)的變化（包括苧麻株高和根長(zhǎng)、根系活力、葉片葉綠素含量、SOD和POD活性）判斷葉面噴灑外源IAA、KN和Spd的最適宜濃度。主要研究結(jié)果如下：
　　與空白對(duì)照組相比，Cd/Pb處理組苧麻的株高和根長(zhǎng)分別降低到空白對(duì)照組的54.1％和42.4%；苧麻的根系活力大約減少了50%；苧麻葉片SOD的活性降低25.9%。然而，當(dāng)苧麻葉片噴灑

4、10μM IAA、100μM KN或100μM Spd時(shí)，苧麻長(zhǎng)勢(shì)良好。苧麻的株高和根長(zhǎng)、根系活力、葉綠素含量、SOD和POD活性分別達(dá)到IAA、KN和Spd各自處理濃度的峰值。以上結(jié)果表明，10μM IAA、100μM KN和100μM Spd分別為三種外源物質(zhì)的最佳噴灑濃度。
　　第二階段通過(guò)分析Cd和Pb脅迫下苧麻生理指標(biāo)的變化（包括苧麻干重、葉綠素含量和脯氨酸含量）、植物體內(nèi)重金屬的分布和土壤酶活性（包括脲酶和過(guò)氧化氫酶）

5、的變化判斷土壤中施加EDDS的最適宜濃度。主要研究結(jié)果如下：
　　與空白對(duì)照組相比，Cd/Pb脅迫下苧麻地上部分干重由3.62 g/pot下降到1.47 g/pot，根部干重由1.86 g/pot下降到1.02 g/pot；苧麻葉片中的脯氨酸含量急劇上升，大約是空白組的2.3倍。當(dāng)土壤中EDDS濃度為5 mmol/kg時(shí)，苧麻對(duì)Cd和Pb的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)最高，分別為0.294和0.263。此時(shí)苧麻根莖葉中的Cd含量分別為675.50、3

6、24.50和72.88 mg/kg DW；Pb的含量分別為992.50、465.00和57.00 mg/kg DW。此時(shí)，苧麻的地上部分和根部的干重、葉綠素含量、脯氨酸含量、土壤脲酶和過(guò)氧化氫酶的活性都在Cd/Pb處理組數(shù)值的上下浮動(dòng)。以上結(jié)果表明，土壤中施加5 mmol/kg EDDS增強(qiáng)的苧麻的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，提高了植物修復(fù)的效率，對(duì)苧麻生理指標(biāo)和土壤酶活性影響相對(duì)較小，是苧麻修復(fù)Cd和Pb污染土壤所需施加的最適宜濃度。
　　第三階

7、段通過(guò)分析最適濃度的外源物質(zhì)作用下Cd和Pb脅迫下苧麻體內(nèi)重金屬的積累分布、MDA含量的變化、抗氧化酶活性的變化（SOD、POD和APX）、和非酶抗氧化物含量（GSH）的變化判斷植物生長(zhǎng)類(lèi)物質(zhì)輔助EDDS對(duì)苧麻體內(nèi)重金屬的積累及其耐性機(jī)制的影響。同時(shí)判斷出最佳的苧麻修復(fù)組合，為實(shí)現(xiàn)植物修復(fù)技術(shù)的實(shí)用化以及我國(guó)大面積重金屬污染土壤的高效修復(fù)提供理論參考和數(shù)據(jù)支持。主要研究結(jié)果如下：
　　在所有處理組中 T7處理組苧麻對(duì)重金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)系

8、數(shù)最高（Cd為0.322，Pb為0.344）。Cd和Pb主要分布在根部的非原質(zhì)體中，說(shuō)明非選擇性的非原質(zhì)體運(yùn)輸是 Cd和Pb遷移的主要途徑。EDDS提高了Cd和Pb在苧麻根部共質(zhì)體中的含量。與Cd/Pb處理組相比，IAA、KN和Spd協(xié)助EDDS并沒(méi)有顯著增加MDA的含量即沒(méi)有引起很高的氧化脅迫。IAA、KN和Spd協(xié)助EDDS增強(qiáng)了抗氧化酶的活性和非酶抗氧化物的含量。與T2處理組相比，IAA、KN和Spd協(xié)助EDDS使苧麻葉片MDA含