銅脅迫下小飛蓬的毒害反應(yīng)及抗性機制研究.pdf

1、銅是植物生長的必需元素，在許多生物的化學(xué)過程中有著重要的作用，但是當(dāng)土壤銅含量高于某一臨界值時，就會形成銅污染，對植物產(chǎn)生毒害作用，干擾植物正常的生理代謝，影響植物的生長、發(fā)育和繁殖。盡管如此，仍然有很多植物可以在銅污染嚴(yán)重的環(huán)境下生長，并且體內(nèi)銅的積累量可以達(dá)到一般植物已感到毒害的程度，表現(xiàn)出較強的抵御重金屬的能力。為了加快重金屬污染治理和修復(fù)，對這些耐性植物的重金屬毒害及抗性機制研究也成為當(dāng)今研究的熱點和難點之一。
　　本文對

2、安徽銅陵獅子山銅尾礦庫的群落、優(yōu)勢植物及銅富集量狀況進(jìn)行調(diào)查和檢測，研究發(fā)現(xiàn)，銅尾礦廢棄地的土壤理化性質(zhì)惡劣，基質(zhì)貧乏；群落結(jié)構(gòu)簡單，主要有5種相對穩(wěn)定的演替群落，其中以一年蓬為優(yōu)勢種的群落有3個,群落內(nèi)的土樣平均銅含量高于其它兩類群落；優(yōu)勢植物主要集中在禾本科、菊科、豆科及木賊科的節(jié)節(jié)草等，其中菊科植物小飛蓬的根部銅富集量相對較高，且生物量較大。目前關(guān)于菊科植物的耐銅性研究不多，因此本文作者以小飛蓬為材料，結(jié)合室內(nèi)盆栽實驗，進(jìn)一步研究

3、小飛蓬在銅脅迫下的毒害反應(yīng)及抗性機制。結(jié)果表明：低濃度Cu污染(400mg.kg－1)對小飛蓬的毒害不明顯，且對其生長有一定的促進(jìn)作用，表現(xiàn)為株高、鮮重都比對照有所增加；高濃度Cu污染(800－1500mg.kg－1)脅迫下小飛蓬受傷害較嚴(yán)重，表現(xiàn)在：(1)膜脂過氧化嚴(yán)重，大量的活性氧ROS產(chǎn)生，使得膜的透性增大，膜結(jié)構(gòu)損傷程度加深，干擾植物體內(nèi)一些正常的生理代謝活動。(2)葉綠體功能受到破壞，重金屬對葉片色素產(chǎn)生了明顯的抑制效應(yīng)，葉綠

4、素含量下降，影響了植物的光合作用。(3)Cu對小飛蓬的毒害作用具有明顯的種內(nèi)居群間的差異，長期生長在高濃度Cu污染區(qū)的居群比非污染區(qū)的居群耐性要強。
　　生長在銅尾礦庫的小飛蓬，經(jīng)過長期的適應(yīng)和進(jìn)化逐漸形成了一系列對抗Cu脅迫的機制。主要有：(1)SOD、POD、CAT活性的維持和提高可以緩解Cu2＋的毒害作用，為小飛蓬的正常生長提供保障，因此這3種酶也常被認(rèn)為是植物抗重金屬毒害的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。(2)大量的Cu主要積累在小飛蓬的根

5、部；亞細(xì)胞組分中，大部分的Cu主要沉淀在細(xì)胞壁位置，降低了Cu向其它位置的轉(zhuǎn)移，顯示了小飛蓬根部對Cu2＋的截留及細(xì)胞壁的沉淀作用。(3)進(jìn)入植物體內(nèi)的Cu，根部主要以醋酸提取態(tài)為主，其次是鹽酸提取態(tài)；莖葉中主要以氯化鈉提取態(tài)為主，其次是乙醇提取態(tài)。這些存在形態(tài)均有效地降低了Cu2＋的活性，增強了植物對Cu的抗性。(4)小分子物質(zhì)如檸檬酸、草酸及GSH可以結(jié)合Cu2+形成穩(wěn)定的螯合物，使Cu2+的毒性降低，在抵御Cu脅迫中也起了一定作用