苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫的生理响应研究

发布时间：2017-11-05 21:04

  本文关键词：苦楝对重金属Cd和酸雨胁迫的生理响应研究

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【摘要】：本文采用盆栽试验,研究了重金属Cd(0、30、60、90、120、150、180mg/kg)和模拟酸雨(pH分别为5.6、4.5、3.5)复合胁迫对一年生苦楝幼苗(Melia azedarach Linn.)的生理生化特性影响和Cd积累的情况。为揭示重金属Cd和酸雨对植物毒害机理提供了依据,为本土落叶乔木在酸雨地区进行重金属污染土壤的治理与修复提供参考。试验得出的主要结果如下：(1)苦楝根、茎对Cd的吸收与土壤中Cd含量呈正相关,根中Cd含量较茎Cd含量高,且酸雨胁迫会阻碍苦楝对Cd的富集。(2)Cd和pH5.6、pH4.5酸雨胁迫对苦楝的株高、生物量的影响表现出明显的“低促高抑”现象,而Cd与pH3.5的酸雨胁迫下,株高,生物量逐渐降低；这缘于在低浓度(≤60mg/kg)Cd和适度酸雨(pH≥4.5)胁迫下,苦楝有自己的应激保护反应,可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸等渗透调节物质含量增加,以增加细胞渗透势,维持细胞正常代谢,SOD、CAT、APX、DHAR和GR等抗氧化酶活性提高,ASA、GSH抗氧化剂含量升高,以抵抗体内逐渐增多的活性氧,但苦楝的自我保护能力有限,随着Cd浓度的增加和pH的降低,植物碳代谢、氮代谢等受抑制,使渗透调节物质合成受阻,同时植物体内活性氧大量产生,打破了苦楝体内活性氧与抗氧化系统之间的平衡,导致膜质过氧化加剧,膜系统遭到破坏,细胞正常功能受阻,植物生长受到抑制。(3)20d和40d处理下Cd2+浓度90mg/kg和pH≥3.5,以及60 d处理下Cd2+浓度≤60 mg/kg和pH≥4.5时,苦楝大幅度提高SOD、CAT、POD活性来清除活性氧的同时也加速运行AsA-GSH循环清除活性氧自由基机制,二者协同作用,维持体内活性氧的产生和清除的动态平衡,使苦楝不会受到氧化伤害；20d处理下Cd2+浓度在90mg/kg-120mg/kg范围内和pH≥3.5,40d处理下Cd2+浓度在90mg/kg-120mg/kg和pH≥4.5,以及60d处理下Cd2+浓度在60mg/kg-90mg/kg和pH≥4.5时,主要由SOD、CAT和AsA-GSH循环系统担任活性氧自由基的清除作用,共同抵御Cd胁迫带来的氧化伤害,氧化伤害不严重,属于苦楝能耐受的范围；20d和40d处理下Cd2+浓度在150mg/kg～180mg/kg和pH3.5,60d处理下Cd2+浓度在120mg/kg～180mg/kg和pH3.5, SOD、CAT、POD活性和AsA-GSH循环均受到一定程度的抑制,且浓度越大,抑制作用越明显,苦楝受到较严重的氧化伤害。综上,在Cd和酸雨胁迫下,苦楝的SOD、CAT口POD与ASA-GSH循环在起着协同清除活性氧的作用,以减轻胁迫产生的氧化伤害。SOD、CAT、APX是清除活性氧的主要酶,MDAR还原MDHA是ASA-GSH循环中ASA再生的主要途径,GR是生成GSH的重要酶。苦楝对Cd和酸雨胁迫的耐受范围大约为：20d处理下Cd2+浓度≤150mg/kg和pH≥3.5,40d处理下Cd2+浓度≤150mg/kg和pH≥4.5,60d处理下Cd2+≤120mg/kg和pH≥4.5。苦楝可作为酸雨地区Cd污染土壤的治理与修复的绿化树种,以发挥其重要的生态效益。
【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】：S792.33

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