铅胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生理特性及铅积累的影响详解.doc

铅胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生理特性及铅积累的影响 摘要：为了对三峡库区消落带铅污染土壤、水体植物修复提供参考和阐明铅胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根（Cynodon dactylon(Linn.)Pers）、双穗雀稗（Paspalum Distichum L ）2种草本植物的毒害机制，采用水培实验，模拟三峡库区长江水体Pb2+污染环境，在Hoagland营养液中加入不同浓度的Pb2+（Pb(NO3)2），研究了铅胁迫对2种适生草本植物生长、叶绿素含量、超氧化物歧化酶( SOD)、过氧化物酶( POD) 、过氧化氢酶（CAT）活性和铅富集的影响。结果表明，低浓度铅能促进狗牙根和双穗雀稗植株生长，增加新芽数、新根数和叶绿素含量；高浓度铅导致狗牙根和双穗雀稗新芽数、新根数和叶绿素含量下降。在铅浓度<20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，铅处理导致2 种草本植物叶片中POD和CAT 活性都增加，但是当铅浓度＞20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，铅抑制叶片中POD和CAT 活性，而SOD活性随着铅浓度的增加一直下降。这说明，在铅胁迫下，2种草本植物为了清除过多的活性氧，通过抗氧化系统的应激反应形成一个应急系统，以增强植株的抗逆性，减少重金属的毒害作用。在铅浓度为20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，狗牙根和双穗雀稗SOD、POD及CAT活性分别为对照的-2.87%、121.02%、46.23%和-8.68%、69.89%、91.48%。2种草本植物地上部分和地下部分铅含量随着铅处理浓度的增高而增加，狗牙根和双穗雀稗地上部分和地下部分富集系数平均值分别为9.15、59.28和14.32、26.26，转运系数平均值分别为0.44、0.42。在铅污染的土壤、水体植物修复中，狗牙根具有一定的潜在应用价值，是三峡库区消落带环境修复优良物种。 要意义．利用超积累植物对重金属的富集特性而进行植物修复，具有廉价、高效和安全等特点，已经成为土壤、水体中重金属污染研究领域的一项新兴技术(张太平等，2003)。目前自然界中存在的超积累植物分布受地域局限，种类稀少，并且生物量低，因此，从植物资源中筛选富集重金属能力较强、生物量高的植物将成为植物修复技术的一条新思路． 铅是植物的非必需营养元素，但植物根系能够吸收铅，低浓度铅处理对植物影响较小，而高浓度铅会改变植物细胞膜透性（任安芝等，2000），破坏叶绿体、线粒体等亚显微结构，干扰植物体中酶的活性，影响植物呼吸作用、光合作用和多种代谢活动，从而直接或间接地影响植物的生长发育（Van Assche et al,1990;宋勤飞等，2004）。 近年来，各国环境科学工作者在耐铅植物筛选方面做了大量研究．已经发现了17种超积累植物（李东旭等，2011），我国相继发现了圆叶遏蓝菜（ Thlasp irotundifolium）、苎麻（Boehmeria nivea（L.）Gaud.）、东南景天（Sedum alfredii Hance）、蜈蚣草（Pteris vittata L.）、鬼针草（Bidens bip innata）、木贼（ Equisetum hiemale L.）和香附子（Txus rotundus L.）等（李东旭等，2011）。但它们不是三峡库区消落带的适生植物。长期研究发现，狗牙根和双穗雀稗（Paspalum Distichum）适合生长在三峡库区消落带，既固土、又耐水淹和干旱，生长快，生物量高，是三峡库区消落带植被恢复与重建的优良物种（刘云峰等，2005），然而关于狗牙根和双穗雀稗对重金属铅污染土壤、水体修复和对铅的富集特性的研究相对缺乏．本研究以狗牙根和双穗雀稗为试验材料，采用水培试验，在不同外源铅含量水平的营养液上，分析了2 种适生草本植物的生长状况、铅富集效应，以期为阐明植物遭受铅胁迫的毒害机制和铅污染土壤、水体的植物修复提供理论依据，为三峡库区消落带植被重建过程中物种的筛选及生物修复技术提供科学依据。 1材料与方法 1.1 材料 实验植物狗牙根（Cynodon dactylon(Linn.)Pers）和双穗雀稗（Paspalum Distichum）均采自于三峡库区万州牌楼消落带，选取生物量大致相同的幼苗，采回后，先移栽到土壤中培养直至长出新叶。移出培养后的植株，先后用自来水、去离子水冲洗狗牙根、双穗雀稗根、茎数次，直至去离子水中检测不出Pb2+后,放于装有65ml的Hoagland营养液的广口试剂瓶中水培培养。 1.2 方法 以Hoagland营养液为稀释液，一次性加入Pb(NO3)2，使溶液中含Pb量（以纯Pb计算）分别为0mg/L、10mg/L、20mg/L、40mg/L和80 m