Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲耐性、吸收积累及有机酸调节影响的研究

摘要

本文以黄菖蒲(Iris pseudacorus L．)为材料，通过营养液培养，对黄菖蒲在Cd、Cu复合胁迫下生物量变化、吸收积累Cd和Cu的能力，叶绿素、Pro、抗氧化酶等生理抗性差异，EDTA、柠檬酸(CA)有机酸调节对黄菖蒲生理抗性及吸收积累Cd、Cu能力的影响以及不同生长期吸收积累Cd、Cu含量变化等4方面内容进行了研究，初步研究结果如下： 1、黄菖蒲对Cd、Cu胁迫的耐性及积累研究 采用溶液培养的方法研究了Cd、Cu单一及复合胁迫对黄菖蒲生物量及Cd、Cu的吸收、积累、分配及耐性差异。研究表明，①黄菖蒲对Cd、Cu均有较强的吸收积累能力，其中对Cd的吸收积累能力相对大于Cu：地上部Cd、Cu含量最高分别达168.6μg·g<'-1>和30.0μg·g<'-1>，根部Cd、Cu含量最高分别达610.9μg·g<'-1>和384.6μg·g<'-1>；黄菖蒲地上部分Cd积累量均随处理浓度的升高而增加，特别在处理Cd50mg·g<'-1>+Cu50 mg·g<'-1>组合胁迫下，黄菖蒲对Cd、Cu的积累量为：叶的Cd含量为82.908μg·g<'-1>，Cu为30.722μg·g<'-1>；根的Cd含量为266.181μg·g<'-1>，Cu395.83μg·g<'-1>，且生长良好，叶和根的干重分别为处理Cdomg·g<'-2>+Cu50 mg·g<'-1>的64.3％和81.1％。②随着Cd、Cu胁迫浓度的增加，黄菖蒲地上部和根部生物量呈现逐渐下降的趋势，而对Cd、Cu的积累呈现逐渐上升的趋势，并且生物量与Cd、Cu的积累之间具有良好的相关性。 2、Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲部分生理抗性研究 本研究采用溶液培养研究了黄菖蒲对不同浓度镉(Cd)、铜(Cu)复合胁迫的部分生理响应。结果表明， Cd、Cu复合胁迫下，植株地上部分的丙二醛(MDA)和游离脯氨酸(Pro)含量随处理浓度的增加而增加；而植株地上部分超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性在较低浓度且处理前期上升，但在较高浓度、处理后期则下降；叶片中的叶绿素a和叶绿素b含量均随胁迫程度的上升而降低。 3、有机酸对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲部分生理代谢的影响 研究了不同浓度Cd、Cu复合胁迫下EDTA、CA对黄菖蒲部分生理代谢的影响。结果表明，有机酸的加入对缓解Cd、Cu对黄菖蒲伤害、降低叶绿素含量的减少有着一定的作用，并且表现为高浓度有机酸作用效果相对好于低浓度，EDTA作用相对好于CA。在低浓度Cd、Cu胁迫下，较低浓度EDTA(0.5 mmol·L<'-1>)对降低黄菖蒲MDA含量有一定促进作用，MDA最低值为对照的73.2％，而较高浓度的EDTA(5mmol·L<'-1>)对缓解Cd、Cu伤害作用不明显；CA对减缓伤害，降低MDA积累的作用不明显，甚至可导致植物伤害，增加了MDA积累，最高为对照的1.53倍。有机酸的加入减少了黄菖蒲Pro，并随有机酸浓度的增加而减少，其中CA的作用较明显于EDTA。 4、有机酸对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲生物量和Cd、Cu积累的影响 采用营养液培养，对不同浓度Cd、Cu复合胁迫下添加不同浓度的EDTA和CA对黄菖蒲生物量及Cd、Cu积累的影响进行研究。结果表明，EDTA在(Cd=10mg·L<'-1>，Cu=10mg·L<'-1>)复合胁迫下对缓解Cd、Cu对黄菖蒲生物量的降低有着一定的作用，地上部和根的鲜重分别为对照的2.14和1.82倍，而在(Cd=50mg·L<'-1>，Cu=10mg·L<'-1>)复合胁迫下作用不明显；CA的加入可导致植物伤害，致使黄菖蒲生物量的降低，并随着CA浓度的增加，伤害程度加重，地上部和根部的鲜重分别为对照的48.7％和66.9％。EDTA和CA对黄菖蒲Cu的积累作用明显，并随着浓度的增加而增加，在(Cd=10mg·L<'-1>，cu=10mg·L<'-1>)复合胁迫下0.5mmol·L<'-2>和5mmol·L<'-1>EDTA处理下黄菖蒲Cu积累量分别为对照的1.98和3.51倍，0.5mmol·L<'-1>和5mmol·L<'-1>CA处理下黄菖蒲Cu积累量分别为对照的1.85和2.74倍，EDTA的作用优于CA。黄菖蒲地上部分cd的积累随着有机酸浓度的增加而增加，并且CA效果优于EDTA；cd为10mg·L<'-1>时，根部Cd的积累随着有机酸浓度的增加而增加，在Cd为50mg·L<'-1>时，根部cd的积累随着有机酸浓度的增加而减少，CA效果明显于EDTA。 5、Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲不同生长期积累Cd、Cu的影响 采用了营养液培养，研究了Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲在不同生长期对Cd、Cu的吸收及分配的影响。结果表明，在不同Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲地上部分和根的Cd、Cu含量均随着处理时间的延长而增加，且显著相关。在相同浓度的Cd胁迫下，黄菖蒲地上部分和根部的Cd含量都随着Cu处理浓度的增加而增加；在相同浓度的Cu胁迫下，黄菖蒲根部的Cu含量基本呈随着Cd处理浓度的增加而增加趋势，但是地上部分的Cu积累含量随着复合处理中Cd浓度的增加而减少。早期胁迫在较高浓度的Cu胁迫下，Cd的迁移相对较低浓度Cu胁迫条件高，随着时间的延长，较低浓度Cu胁迫下，Cd的迁移率先降后升，而较高浓度Cu胁迫下Cd的迁移率先升后降。较低浓度Cu胁迫下，Cd的迁移率始终呈上升趋势。各处理的Cu迁移率基本上呈上升趋势。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略词

声明

引言

第一章文献综述

1.1 Cd、Cu对植物生长及代谢的影响

1.1.1 Cd、Cu对植物生长的影响

1.1.2 Cd、Cu对植物光合作用、呼吸作用的影响

1.1.3 Cd、Cu对植物活性氧代谢的影响

1.1.4 Cd、Cu对植物脯氨酸和蛋白质代谢的影响

1.1.5 Cd、Cu对植物营养元素吸收的影响

1.1.6 Cd、Cu对植物微观结构的影响

1.2影响植物修复Cd、Cu的因素

1.2.1有机酸对植物吸收Cd、Cu的影响

1.2.2表面活性剂对植物吸收Cd、Cu的影响

1.2.3营养元素对Cd、Cu吸收的影响

1.2.4土壤pH、Eh的调节作用

1.2.5菌根和根分泌物的影响

1.3复合污染的作用方式

1.4植物抗重金属毒害的机理

1.4.1加强抗氧化功能

1.4.2根部截留

1.4.3沉淀作用

1.4.4形成活性较低的难溶化合物

1.5 Cd、Cu污染修复技术-植物修复

1.5.1植物修复作用方式

1.5.2耐性与超富集植物研究

1.6鸢尾属植物抗Cd、Cu污染前期研究

1.6.1单一Cd、Cu胁迫对鸢尾属植物生长及理化特性的影响

1.6.2单一Cd、Cu胁迫对鸢尾属植物营养元素吸收的影响

1.6.3 Zn、有机酸对单一Cd、Cu胁迫下鸢尾属植物生长及积累的影响

1.7展望

1.7.1继续筛选和培育新的超富集植物

1.7.2深化应用基础理论研究

1.7.3分子生物学和基因工程技术的应用

1.7.4植物修复的技术工艺研究

参考文献

第二章黄菖蒲对Cd、Cu复合胁迫的耐性及积累研究

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2试验方法

2.1.3指标测定方法及数据处理

2.2结果与分析

2.2.1不同浓度Cd、Cu单一及复合胁迫下黄菖蒲株高差异

2.2.2不同浓度Cd、Cu单一及复合胁迫下黄菖蒲鲜重、干重差异

2.2.3不同浓度Cd、Cu单一及复合胁迫下黄菖蒲Cd含量差异

2.2.4不同浓度Cd、Cu单一及复合胁迫下黄菖蒲Cu含量差异

2.2.5不同浓度Cd、Cu单一及复合胁迫下黄菖蒲Cd、Cu含量与生物量的相关性分析

2.3讨论

参考文献

第三章Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲部分生理抗性研究

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2幼苗培养与处理

3.1.3指标测定方法及数据处理

3.2结果与分析

3.2.1 Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲叶片叶绿素含量的影响

3.2.2 Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲叶片SOD活性的影响

3.2.3 Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲叶片POD活性的影响

3.2.4 Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲叶片MDA含量的影响

3.2.5 Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲叶片Pro含量的影响

3.3讨论

参考文献

第四章有机酸对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲部分生理代谢的影响

4.1材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2试验方法

4.1.3分析测定项目

4.2结果与分析

4.2.1不同浓度EDTA和CA对(Cd=10mg·L-1，Cu=10 mg·L-1)复合胁迫下黄菖蒲叶片叶绿素含量的影响

4.2.2不同浓度EDTA和CA对(Cd=50mg·L-1，Cu=10 mg·L-1)复合胁迫下黄菖蒲叶片叶绿素含量的影响

4.2.3不同浓度EDTA和CA对黄菖蒲叶片MDA含量的影响

4.2.4不同浓度EDTA和CA对黄菖蒲叶片Pro含量的影响

4.3 讨论

参考文献

第五章有机酸对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲生物量和Cd、Cu积累的影响

5.1材料与方法

5.1.1试验材料

5.1.2试验方法

5.1.3分析测定项目

5.2结果与分析

5.2.1不同浓度EDTA和CA对(Cd=10mg·L-1，Cu=10mg·L-1)复合胁迫下黄菖蒲鲜重、干重的影响

5.2.2不同浓度EDTA和CA对(Cd=50mg·L-1，Cu=10mg·L-1)复合胁迫下黄菖蒲鲜重、干重的影响

5.2.3不同浓度EDTA、CA对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲Cd积累的影响

5.2.4不同浓度EDTA和CA对Cd、Cu复合胁迫下黄菖蒲Cu积累的影响

5.3讨论

参考文献

第六章Cd、Cu复合胁迫对黄菖蒲不同生长期积累Cd、Cu的影响

6.1材料与方法

6.1.1试验材料

6.1.2试验方法

6.1.3测定项目

6.2结果与分析

6.2.1 Cd、Cu复合胁迫对不同生长期黄菖蒲Cd积累的影响

6.2.2 Cd、Cu复合胁迫对不同生长期黄菖蒲Cu积累的影响

6.2.3 Cd、Cu复合胁迫下不同生长期黄菖蒲Cd、Cu迁移率的变化

6.3讨论

参考文献

全文结论

致谢

硕士研究生期间撰写论文