六种地被植物对二氧化硫胁迫的生理响应

摘要

地被植物已成为城市绿化的主要造景材料之一，依据植物对大气污染的反应特性来选择地被植物，使之在表现景观效果的同时，发挥更好的生态效果。本研究以6种地被植物蜂斗菜(Petasites japonicas)、峨眉附地菜(Trigonotis omeiensis Matsuda)和绵毛水苏(Stachys lanata Jacq.)、麦冬(Ophiopogon japonicus(Linn.f) Ker-Gawl.)、紫萼(Hosta ventricosa(Salisb.) Stearn)、虎耳草(Saxifraga stolonifera Curt.)为材料，采用人工模拟熏气方法，对3种喜阳地被植物蜂斗菜、峨眉附地菜和绵毛水苏以5.71，11.43，17.14 mg·m-33个浓度水平，对3种喜阴地被植物麦冬、紫萼、虎耳草以5.71，11.43，17.14，22.86 mg·m-34个浓度水平，测定了参试植物的外观受害症状和生理生化指标对SO2胁迫的生理响应，并分别对比了3种喜阳地被植物与3种喜阴地被植物对SO2的抗性大小。对科学评价植物抗SO2污染以及净化硫的能力，丰富了植物耐SO2研究理论，同时对指导园林绿化植物的选择等具有重要意义。结果如下:
　　3种喜阳地被植物经不同浓度SO2处理后叶片均出现不同程度的伤害。其中，蜂斗菜伤害最轻，在最高浓度SO2处理下仅出现细小坏死斑，伤害率为5％。峨眉附地菜次之，伤害率为25％;绵毛水苏受害最严重，在最高浓度SO2处理下绵毛水苏出现大面积坏死区域，叶片受伤害率达45％。随SO2熏气浓度的升高，3种喜阳地被植物叶绿素含量均大致呈下降趋势，但每种植物叶片叶绿素下降幅度不同，在最高浓度SO2处理下，与对照相比，绵毛水苏、蜂斗菜与峨眉附地菜分别降低了40.5％、29.6％和20.8％。3种植物在SO2胁迫下叶液pH值均呈下降趋势，绵毛水苏、峨眉附地菜、蜂斗菜分别比对照下降了0.86、0.38和0.17;且3种植物均发生了膜脂过氧化，相对电导率均随着SO2浓度的升高而升高，升高幅度为绵毛水苏＞峨眉附地菜＞蜂斗菜;同时3种地被植物叶片丙二醛(MDA)含量都随着SO2浓度的增加而迅速上升，上升幅度最大的是绵毛水苏，其次是峨眉附地菜，最小的是蜂斗菜，结果表明绵毛水苏在SO2胁迫下膜脂过氧化最严重，蜂斗菜最轻。不同浓度的SO2处理激活了3种地被植物叶片抗氧化酶SOD、POD和CAT的活性，它们均随着SO2浓度的升高而升高，且蜂斗菜与峨眉附地菜上升幅度大于绵毛水苏，说明蜂斗菜与峨眉附地菜能在SO2胁迫下通过增高抗氧化酶活性来抵抗不良环境。各浓度SO2熏气处理均能诱导3种地被植物叶片渗透调节物质含量不同程度增加，且浓度越大效果越明显，并以峨眉附地菜升幅最大，绵毛水苏升幅最小。
　　3种喜阴地被植物在不同浓度SO2处理后也出现不同程度的伤害，3种植物均出现失绿现象，其中， SO2浓度为22.86 mg·m-3时虎耳草叶片出现卷曲、倒伏以及细小的褐色斑，紫萼也出现细小褐色斑，而麦冬除少部分叶片发黄外无明显受害症状。由外观受害症状可以初步判断麦冬对SO2抗性大于紫萼与虎耳草。随着SO2浓度增加，三种植物的叶绿素含量、叶液pH值以及相对含水量均呈现下降趋势，在最高浓度SO2处理下，虎耳草、麦冬与紫萼叶绿素含量分别比对照下降36.9％、11.2％与13.9％，叶液pH值分别比对照下降0.163、0.094与0.132，相对含水量分别比对照下降20.2％、9.4％、4.6％。在SO2处理下3种喜阴植物均产生膜脂过氧化，MDA含量与相对电导率均随着SO2浓度的升高而升高，MDA含量上升幅度为紫萼＞虎耳草＞麦冬，而相对电导率上升幅度为虎耳草＞紫萼＞麦冬，结果表明麦冬膜脂过氧化程度小于虎耳草与紫萼。SO2处理也影响了3种喜阴地被植物的渗透调节系统，3种植物在SO2胁迫下可溶性糖与游离脯氨酸均呈现上升趋势来减轻植物受害。3种喜阴地被植物抗氧化酶活性在SO2胁迫下被激活，且均随着SO2浓度的增加而上升，SO2最高浓度处理后，麦冬与紫萼的抗氧化酶活性高于虎耳草，说明麦冬与紫萼对SO2的抵抗能力强于虎耳草。
　　利用模糊数学隶属函数与主成分分析法对6种地被植物各项生理指标进行定量转化与相关分析，得出3种喜阳地被植物的抗性大小依次为蜂斗菜＞峨眉附地菜＞绵毛水苏;对SO2的净化能力由高到低的顺序为:蜂斗菜＞绵毛水苏＞峨眉附地菜。3种喜阴地被植物的抗性大小依次为麦冬＞紫萼＞虎耳草;对SO2的净化能力由高到低的顺序为虎耳草＞麦冬＞紫萼。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 SO2对植物的伤害机理研究

1．1．1 SO2对植物叶表面可见的伤害

1．1．2 SO2对植物生理的影响

1．2 植物对SO2气体的抗性机理

1．2．1 植物对S的吸收及代谢途径

1．2．2 植物对SO2胁迫的生理反应

1．2．3 植物对SO2的净化能力

1．3 立题依据

1．4 选题意义

2 三种喜阳地被植物对S02胁迫的生理响应

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 研究方法

2．1．3 指标测定

2．1．4 数据分析

2．2 结果分析

2．2．1 SO2对植物叶片的伤害

2．2．2 SO2对叶片总叶绿素(叶绿素a+b)含量的影响

2．2．3 SO2对叶片膜脂过氧化的影响

2．2．4 SO2对叶片抗氧化酶活性的影响

2．2．5 SO2对叶片渗透调节物质的影响

2．2．6 三种喜阳地被植物对SO2净化能力的比较

2．2．7 三种喜阳地被植物对SO2的抗性能力及光合参数

2．3 讨论

3 三种喜阴地被植物在二氧化硫胁迫下的抗性研究

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 研究方法

3．1．3 指标测定

3．1．4 数据分析

3．2 结果分析

3．2．1 SO2对植物叶片的伤害

3．2．2 SO2对植物叶绿素、叶液PH以及相对含水量的影响

3．2．3 SO2对叶片膜质过氧化的影响

3．2．4 SO2对叶片抗氧化酶活性的影响

3．2．5 SO2对叶片渗透调节物质的影响

3．2．6 三种喜阴地被植物对SO2净化能力比较

3．2．7 三种喜阴地被植物对SO2的抗性能力及光合参数

3．3 讨论

4 结论

5 参考文献

6 致谢

7 在读期间发表的学术论文