植物生長類物質輔助EDDS對苧麻體內鎘和鉛的積累及其耐性機制的影響.pdf

1、鎘（Cd）和鉛（Pb）是生物毒性很強的重金屬，它們在土壤中不能被分解，通過食物鏈在高營養(yǎng)級生物體內富集，與土壤中的其他物質結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。與傳統(tǒng)的物理和化學修復方法相比，植物提取是一種環(huán)境友好的原位修復技術，因為這種修復技術能夠保持土壤的肥力和結構。然而，重金屬固定在土壤中造成植物修復的效率很低。螯合誘導植物修復技術主要利用螯合劑來增加土壤中重金屬的溶解度，促進重金屬自根系向地上部分轉運

2、，從而提高植物的修復效率。
　　苧麻是一種根系發(fā)達、長勢旺盛、生物量大且對重金屬Cd和Pb有很強的耐性的植物。在我國，苧麻一般每年收獲2-3季，且是一種非食用性農作物，可以切斷重金屬隨食物鏈進入人體的渠道，消除對人體的危害。本研究以苧麻為研究對象，以重金屬鎘和鉛為目標污染物，選擇EDDS為土壤添加物，引入植物生長類物質（吲哚-3-乙酸IAA，激動素KN和亞精胺Spd）作為外源物質，研究IAA、KN和Spd輔助EDDS對苧麻修復重金

3、屬Cd和Pb污染土壤的吸收、轉運以及作用機制。
　　第一階段通過分析Cd和Pb脅迫下苧麻生理指標的變化（包括苧麻株高和根長、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。主要研究結果如下：
　　與空白對照組相比，Cd/Pb處理組苧麻的株高和根長分別降低到空白對照組的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，當苧麻葉片噴灑

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

5、的變化判斷土壤中施加EDDS的最適宜濃度。主要研究結果如下：
　　與空白對照組相比，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。當土壤中EDDS濃度為5 mmol/kg時，苧麻對Cd和Pb的轉運系數最高，分別為0.294和0.263。此時苧麻根莖葉中的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，苧麻的地上部分和根部的干重、葉綠素含量、脯氨酸含量、土壤脲酶和過氧化氫酶的活性都在Cd/Pb處理組數值的上下浮動。以上結果表明，土壤中施加5 mmol/kg EDDS增強的苧麻的轉運系數，提高了植物修復的效率，對苧麻生理指標和土壤酶活性影響相對較小，是苧麻修復Cd和Pb污染土壤所需施加的最適宜濃度。
　　第三階

7、段通過分析最適濃度的外源物質作用下Cd和Pb脅迫下苧麻體內重金屬的積累分布、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類物質輔助EDDS對苧麻體內重金屬的積累及其耐性機制的影響。同時判斷出最佳的苧麻修復組合，為實現植物修復技術的實用化以及我國大面積重金屬污染土壤的高效修復提供理論參考和數據支持。主要研究結果如下：
　　在所有處理組中 T7處理組苧麻對重金屬的轉運系

8、數最高（Cd為0.322，Pb為0.344）。Cd和Pb主要分布在根部的非原質體中，說明非選擇性的非原質體運輸是 Cd和Pb遷移的主要途徑。EDDS提高了Cd和Pb在苧麻根部共質體中的含量。與Cd/Pb處理組相比，IAA、KN和Spd協(xié)助EDDS并沒有顯著增加MDA的含量即沒有引起很高的氧化脅迫。IAA、KN和Spd協(xié)助EDDS增強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