桐花樹幼苗對氣態(tài)汞的富集及耐受汞機制.pdf

1、紅樹林是生長在熱帶、亞熱帶地區(qū)的木本植物群落，具有極為重要的生態(tài)價值和經濟價值。紅樹植物具有較高的富集汞的能力，其葉與大氣之間存在持續(xù)的汞交換過程。目前，關于紅樹植物對離子汞耐受性的研究已有很多，而有關紅樹植物對氣態(tài)汞脅迫的響應及其耐受性機制的研究卻鮮有報道。因此，本研究以桐花樹(Aegiceras corniculatum)幼苗為材料，利用封閉通量箱測定其在飽和氣態(tài)汞（Hg0）脅迫下的生理、解剖結構和亞細胞結構的變化，探究桐花樹葉片與

2、大氣汞交換的晝間變化規(guī)律及其影響因素。探討其對汞的富集和耐受機制。研究結果表明:
　　(1)桐花樹幼苗葉片對氣態(tài)汞脅迫的響應及其各部位對汞的吸收和累積結果顯示:Hg0脅迫下，脅迫組丙二醛最高值出現(xiàn)時間早于對照組的;脅迫組脯氨酸含量最高值含量較高;隨著脅迫時間的增加，脅迫組桐花樹葉片葉綠素含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，而對照組葉片葉綠素含量變化不大;脅迫組每天的可溶性糖含量均低于相應對照組。同時，桐花樹幼苗葉片抗氧化酶(SOD、POD

3、、CAT)活性和還原型谷胱甘肽(GSH)含量也受到一定影響:與對照相比，脅迫組SOD活性最高值較高且出現(xiàn)較早;脅迫組POD活性均低于相應時間對照組;脅迫組CAT活性則表現(xiàn)為短時間脅迫高于對照，長時間脅迫低于對照;短時間汞脅迫GSH含量較低，長時間汞脅迫較高。而且桐花樹幼苗各部位汞含量表現(xiàn)為:葉＞莖＞根。且葉中汞含量顯著高于莖汞和根汞(P＜0.05)，幼苗各部位生物量和汞分配量成正比。莖各部分汞含量大小為:皮＜木質部＜髓，髓汞含量顯著大于

4、皮汞和木質部汞(P＜0.05)。表明，汞脅迫雖可造成桐花樹幼苗葉片膜質過氧化，光合作用和蛋白質的合成過程受阻。但是桐花樹幼苗葉片的抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)協(xié)同作用，以減緩汞脅迫對自身的傷害;同時，Hg0脅迫下，葉是植物吸收汞的重要部位。且葉吸收的汞主要經莖髓傳遞到根。對整株植物而言，生物量越大，其汞分布量越大。
　　(2)桐花樹葉解剖結構和超微結構對氣態(tài)汞脅迫的響應及其葉中汞的亞細胞和形態(tài)分布結果如下:Hg0脅迫下，桐花樹葉柵欄組織

5、和海綿組織結構未發(fā)生明顯變化，但其中的單寧含量有所增加;受脅迫后，桐花樹幼苗葉片氣孔密度顯著下降。停止脅迫五天后，葉片氣孔密度仍顯著低于未受脅迫葉片的氣孔密度（P＜0.05）。但其石細胞密度并未發(fā)生顯著變化;與對照相比，脅迫組葉肉細胞的線粒體和細胞核并沒有發(fā)生顯著變化，但脅迫組葉綠體基質片層扭曲，淀粉粒和脂滴含量明顯較多;脅迫五天(5Hg)和停止脅迫五天后(5RHg)的桐花樹幼苗葉汞形態(tài)以殘渣態(tài)為主;5Hg處理組根中各提取態(tài)含量大小為:

6、殘渣態(tài)＞氯化鈉提取態(tài)＞鹽酸提取態(tài)＞去離子水提取態(tài)≈醋酸提取態(tài)≈乙醇提取態(tài)。與5Hg處理組相比，雖然停止5RHg處理組葉中汞形態(tài)仍以殘渣態(tài)為主，但其根中殘渣態(tài)汞所占比例有所減少，鹽酸提取態(tài)和醋酸提取態(tài)汞所占比例有所增加;與對照相比，脅迫組各亞細胞組分汞含量由高到低依次為:可溶部分＞細胞器＞細胞壁＞細胞膜，其中細胞可溶部分汞含量所占比例最高。表明，汞脅迫可使桐花樹幼苗葉片單寧含量增加，可對葉片氣孔造成不可逆的傷害，但并不會對石細胞密度產生顯

7、著影響;與線粒體和細胞核相比，葉綠體對Hg0脅迫較為敏感，Hg0脅迫可對桐花樹葉片葉肉細胞的代謝產生影響;但桐花樹幼苗可將吸收的汞轉化為活性較低的形態(tài)，積累在以液泡為主的可溶部分，以增強自身抗汞脅迫的能力。
　　(3)Hg0脅迫后紅樹植物桐花樹幼苗葉片晝間釋汞變化及葉光合作用結果顯示:脅迫組與對照組凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)均表現(xiàn)為先下降后上升又下降的趨勢，除17:30外，相應時間點脅迫組均小于對照組;