重金屬銅、鋅對(duì)菹草無(wú)菌苗的毒理學(xué)研究.pdf

1、銅、鋅均是植物體進(jìn)行正常生長(zhǎng)發(fā)育必需的營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)，也是造成環(huán)境中重金屬污染的重要因素。本研究分別采用Cu2+和Zn2+為脅迫因子，對(duì)菹草無(wú)菌苗進(jìn)行毒害處理，運(yùn)用各種生理生化等實(shí)驗(yàn)手段，系統(tǒng)的研究了菹草無(wú)菌苗在重金屬Cu2+和Zn2+脅迫下的反應(yīng)機(jī)制。研究結(jié)果表明:
　　(1)本文主要研究了菹草無(wú)菌苗在不同Cu2+濃度脅迫下的脅迫反應(yīng)和忍耐機(jī)制。由Cu2+引起的脅迫反應(yīng)主要表現(xiàn)為:隨著Cu2+濃度的增加和脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素含

2、量明顯下降，菹草無(wú)菌苗出現(xiàn)明顯的褪綠現(xiàn)象;H2O2大量積累;MDA含量增加、脯氨酸含量和可溶性蛋白含量均呈先升后降趨勢(shì)、Ca2+-ATP酶和Na+/K+-ATP酶活性則呈持續(xù)下降趨勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)中，植物應(yīng)對(duì)重金屬毒害，所采取的的策略主要與抗氧化系統(tǒng)相關(guān)，主要表現(xiàn)為:隨著Cu2+濃度的升高，超氧化物歧化酶(SOD)活性升高;過(guò)氧化氫酶(CAT)、活性過(guò)氧化物酶(POD)及還原型谷胱甘肽(GSH)、非蛋白巰基(NP-SH)、抗壞血酸(AsA)含

3、量均呈先升后降趨勢(shì)。以上結(jié)果表明，Cu2+脅迫加速了活性氧的生成，破壞了抗氧化系統(tǒng)的內(nèi)在平衡，從而加重了膜脂過(guò)氧化的程度，但同時(shí)菹草無(wú)菌苗通過(guò)提高多種抗氧化物質(zhì)水平對(duì)該氧化脅迫做出了積極的應(yīng)對(duì)策略。
　　(2)為了探究Zn2+的毒害效應(yīng)，本文研究了不同濃度Zn2+(0、0.1、0.2、0.3、0.4mmol/L)對(duì)菹草無(wú)菌苗體內(nèi)葉綠素含量、丙二醛(MDA)含量、過(guò)氧化氫(H2O2)含量、超氧陰離子(O2·-)的產(chǎn)生速率、Ca2+-

4、ATP酶和Na+/K+-ATP酶活性以及通過(guò)紅外光譜分析其體內(nèi)化學(xué)成分變化的影響。結(jié)果表明:隨著Zn2+處理濃度的升高，菹草無(wú)菌苗體內(nèi)光合色素含量顯著下降，而丙二醛(MDA)含量和過(guò)氧化氫(H2O2)含量逐漸增加、超氧陰離子(O2·-)的產(chǎn)生速率逐漸增加;且Ca2+-ATP酶和Na+/K+-ATP酶活性均呈下降趨勢(shì);另外從菹草的傅里葉紅外光譜可以看出，經(jīng)過(guò)重金屬Zn2+處理過(guò)的菹草苗，吸收峰所對(duì)應(yīng)的波數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，而其吸收強(qiáng)度有所變化，說(shuō)

5、明重金屬Zn2+毒害并不會(huì)改變菹草體內(nèi)基本的化學(xué)組成成分，但對(duì)其含量有所影響?？傊?，菹草無(wú)菌苗在Zn脅迫下出現(xiàn)了氧化脅迫反應(yīng)，且對(duì)其紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)鋅脅迫對(duì)其體內(nèi)化學(xué)成分改變不大，但對(duì)其含量有所影響，此外，Zn2+脅迫導(dǎo)致Ca2+-ATP酶和Na+/K+-ATP酶二者活性顯著下降，導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)元素的吸收、運(yùn)輸以及代謝均出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象，從而對(duì)細(xì)胞造成傷害。
　　(3)為了研究植物在鋅脅迫下，體內(nèi)存在的抗氧化機(jī)制，本文采用不同濃度Zn2+(

6、0、0.1、0.2、0.3、0.4mmol/L)對(duì)菹草無(wú)菌苗進(jìn)行5天毒害處理，研究其體內(nèi)體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)、維生素E含量、總黃酮含量、脯氨酸和可溶性蛋白含量以及營(yíng)養(yǎng)元素含量的變化。結(jié)果表明:隨著Zn2+處理濃度的升高，SOD活性逐漸升高，而CAT和POD活性則先升高后下降;AsA含量則明顯下降;GSH和脯氨酸含量以及T-AOC能力在低濃度處理時(shí)暫時(shí)升高，隨著濃度的增加則出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì);可溶性蛋白、總黃酮、維生素E和NP-SH含量總體呈升高