Cd、Pb及其复合污染胁迫对羊蹄生长和生理特性的影响

摘要

铅、镉在我们生活中普遍存在，因此铅、镉的污染问题不容忽视。为研究Pb、Cd胁迫对植物生长发育及生理特性造成的影响，探讨植物在Pb、Cd胁迫下的适应机制，本研究选取杂草羊蹄（Rumex japonicus Houtt.）作为实验材料，采用野外现场调查方法及室内盆栽实验方法，研究了不同浓度重金属Cd、Pb胁迫下羊蹄的生理生化效应及植株不同部位对重金属的吸收特性，以期揭示重金属Cd、Pb对羊蹄的毒害机制，及其对重金属胁迫的反应机制，探讨并评价羊蹄用于植物修复的潜力与现实可行性。研究结果如下：
　　1.羊蹄对重金属Pb、Cd有一定的积累能力，且抑制羊蹄的生长。除Pb最高胁迫浓度1000 mg/kg外，羊蹄的株高、鲜重及根长均随Cd、Pb单因素或其双因素复合胁迫浓度的增加及胁迫时间的延长而显著下降，且Cd、Pb复合胁迫的抑制作用大于各单因素胁迫。Cd、Pb单因素及复合胁迫下，羊蹄各部位Cd、Pb含量均随着胁迫浓度的增加而增加，且在高浓度胁迫下羊蹄地下部的重金属含量高于地上部，羊蹄所吸收的重金属绝大部分均沉积在根中。在Cd、Pb复合胁迫下，Cd对Pb的效应表现为Cd能促进羊蹄对Pb的吸收。
　　2.长时间高浓度重金属胁迫会抑制羊蹄的光合代谢过程。随着胁迫浓度增加及胁迫时间延长，羊蹄的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量均先下降后上升，但均较对照组有所下降。除胁迫时间至42d，Pb最高胁迫浓度1000 mg/kg外，随着Pb、Cd单因素及其复合胁迫浓度的升高，羊蹄叶绿素荧光参数初始荧光Fo和稳态下非光化学猝灭系数NPQLss均有所上升，最大荧光Fm，可变荧光Fv，潜在活性Fv/Fo等荧光指标均有所下降，说明Cd、Pb胁迫对羊蹄的PSII反应中心（光系统II反应中心）有一定破坏，且在短时间胁迫21d，Pb单因素胁迫对PSII的影响最小。随着Cd、Pb低浓度ρ(Pb2+)<800 mg/kg）及Pb、Cd复合胁迫浓度增加及胁迫时间延长，羊蹄叶片的净光合速率Pn、气孔导度Gs和蒸腾速率Tr都减少，而胞间二氧化碳浓度Ci的变化趋势相反，说明羊蹄在Cd、低浓度胁迫Pb胁迫及Pb、Cd复合胁迫下，光合能力的下降主要是非气孔原因导致，在单因素Pb较高浓度（ρ(Pb2+)>800 mg/kg），气孔导度起主要作用。
　　3.长时间高浓度重金属胁迫会破坏羊蹄体内的正常生理反应。羊蹄丙二醛和可溶性糖含量均随着Cd单因素及复合胁迫浓度增加及时间的延长而增加，并与Pb单因素胁迫呈负线性关系，表明羊蹄在Pb单因素胁迫下有较强的自我修复能力。培养至42d，Cd+Pb复合胁迫浓度ρ(Cd2+）+ρ(Pb2+)分别为(5+100) mg/kg、(10+200) mg/kg时，植物清除活性氧自由基的能力和修复氧伤害的能力被诱导后加强，羊蹄丙二醛含量均低于对照组，随着胁迫浓度的增加，植物的自我调控能力减弱，Cd+Pb复合胁迫浓度ρ(Cd2+）+ρ(Pb2+)高于(10+200) mg/kg时，羊蹄可溶性糖含量均较21 d的少。Pb、Cd单因素及其复合胁迫对可溶性蛋白根系活力有抑制作用，随着胁迫浓度的增加和时间的延长，羊蹄的可溶性蛋白和根系活力减少，低浓度重金属胁迫对羊蹄的可溶性蛋白有促进作用。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 国内外研究现状

1.4 研究目标和主要研究内容

第2章 重金属Cd、Pb胁迫下羊蹄的生长适应性特征

2.1 引言

2.2供试材料与实验设计

2.3 测定方法

2.4结果与分析

2.5 小结与讨论

第3章 Cd、Pb胁迫下羊蹄的叶绿素与光合荧光特性

3.1 引言

3.2 供试材料

3.3测定方法

3.4结果与分析

3.5小结与讨论

第4章 Cd、Pb胁迫下羊蹄的生理适应性特征

4.1 引言

4.2 供试材料

4.3 测定方法

4.4 结果与分析

4.5 小结与讨论

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录 植物光合生理指标参数及其意义

致谢

硕士期间论文发表情况及科研情况