两种桉树在镧、铈胁迫下的耐性机理研究

发布时间：2017-12-24 05:24

本文关键词：两种桉树在镧、铈胁迫下的耐性机理研究　出处：《四川农业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：植物修复技术是减轻土壤稀土污染、恢复受损生态系统的最佳途径之一。现已有研究发现桉属植物广林9号(Gn9:Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophlla)口纯巨5号(Eg5:Eucalyptus grandis 5)可以在镧、铈污染的土壤上正常生长,但是它们对镧、铈胁迫的耐性机制尚不明确。有毒金属的区域化分布、抗氧化系统响应以及巯基蛋白螯合作用是植物抵抗有毒金属毒害的重要耐性机制,本文针对这三方面通过盆栽试验研究两种桉属植物(广林9号和纯巨5号)对镧、铈的耐性机制,以期为稀土污染土壤修复工作提供一定的科学依据。主要研究结果如下：(1)在镧、铈单一污染下,两种桉树均能正常生长,对镧、铈胁迫表现出较强的耐性。在镧、铈胁迫下,两种桉树的株高变化不显著、根长随着处理浓度的升高显著高于对照。镧处理下,广林9号的生物量显著增加；纯巨5号根生物量显著降低但地上部生物量明显增加。铈胁迫对两种桉树的生物量影响不明显。(2)两种稀土元素处理下,广林9号和纯巨5号各器官中的镧、铈含量均显著增加,并表现为根含量叶含量茎含量。在处理浓度达到500 mg kg-1时,各器官的镧、铈含量达到最高值。两种桉树根部和地上部的镧、铈积累量均随着处理浓度的升高而显著增加。广林9号表现为根积累量地上部积累量,纯巨5号表现为根积累量地上部积累量。广林9号和纯巨5号根部、地上部的最大镧积累量分别为31.39 mg pot-1、24.28 mg pot-和26.75 mg pot-1、33.97 mg pot-1;最大铈积累量分别为2403 mg pot-1、18.46 mg pot-和 29.56 mg pot-1、30.50 mg pot-1。(3)广林9号和纯巨5号各级亚细胞组分中的镧、铈含量随着处理浓度的升高呈显著增加的趋势,且基本表现为细胞壁含量可溶性物质含量细胞器含量细胞膜含量。细胞中细胞壁和可溶性物质组分的镧、铈含量比例也随着处理浓度的升高而升高。细胞膜和细胞器组分的镧、铈含量比例随着处理浓度的升高而逐渐降低。作为防止镧、铈进入细胞内部的第一道屏障,广林9号和纯巨5号叶细胞细胞壁中镧、铈的含量比例分别占其总量的45.40-58.87%、45.40-51.79%和49.40-57.19%、47.34-55.98%；根细胞壁中镧、铈的含量比例分别占其总量的53.93-58.87%、48.68-53.60%和49.22-63.44%、48.96-59.96%。细胞膜中的稀土元素含量最低,仅4.18-15.75%。(4)镧、铈胁迫下,两种桉树根、叶中POD的活性均有显著增强,并呈现随着处理浓度的升高而先增强后减弱的趋势。纯巨5号POD活性最大值比对照分别增强了73.71-114.19%,广林9号对照增强了57.27-107.91%。广林9号在镧、铈处理下其CAT活性最大值比对照增强了39.98-72.36%。在两种稀土元素的单一胁迫下,两种桉树根部POD活性和CAT活性比对照的增强幅度大于叶片中其活性的增强幅度。广林9号在镧、铈胁迫下,其根和叶片中GSH的最高含量比对照增加了15.77-39.84%;纯巨5号比对照增加了9.97-32.85%。广林9号和纯巨5号叶片的AsA含量随着铈处理浓度的升高无显著地变化,根部AsA含量最大值分别比对照增加了22.86%和36.16%。(5)两种桉树所有的巯基蛋白含量均随着土壤稀土元素含量的增加而增加。镧、铈胁迫下两种桉树根、叶中NPT和PCs的含量大致表现为：Gn9含量Eg5含量；根部含量叶片含量；根部增长幅度叶片增长幅度。镧胁迫下,广林9号和纯巨5号的根、叶片中NPT最高含量比对照分别增长了42.77%、10.20%和43.68%、11.13%；铈胁迫下增长了32.70%、22.63%和43.68%、12.02%。在镧胁迫下,广林9号和纯巨5号根中的PCs含量最大值分别比对照增加了88.89%和143.40%。镧、铈胁迫下,纯巨5号根部PCs含量增长最显著,最高含量分别比对照增长了143.40%、147.17%。因此,广林9号和纯巨5号是La和Ce的耐受植物,其耐性机制主要包括La和Ce在植物器官中的分异、细胞区室化分布、抗氧化系统响应以及巯基蛋白螯合作用。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X173

【相似文献】