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高丹草对铬的吸收与累积研究

赵晖

   本研究以高丹草为材料,采用原子吸收分光光度和差速离心等方法,探讨了高丹草对铬的吸收积累及亚细胞分布规律,研究了铬对高丹草幼苗生长发育、抗氧化及根质膜ATPase活性等生理特性的影响,利用组织化学方法,显微观察了铬胁迫下根尖细胞有丝分裂的变化,探讨了高丹草对Cr的吸收代谢机理,为土壤铬含量较高地区牧草的种植提供理论依据。本研究获得以下主要结果: 1. Cr~(6+)处理下,高丹草幼苗根系H_2O_2含量、O_2~(-·)产生速率显著升高(P<0.05),并且与Cr~(6+)处理浓度正相关(R值分别为0.952、0.905)。低浓度(0.5 mmol·L~(-1))铬处理根质膜H~+-ATPase、Ca~(2+)-ATPase活性与对照相近(P>0.05),中、高浓度(1.0、1.8 mmol·L~(-1))铬处理二者酶活性显著降低(P<0.05)。相关分析表明,二者酶活性与膜脂过氧化水平存在负相关,H~+-ATPase、Ca~(2+)-ATPase与H_2O_2含量、O_2~(-·)产生速率相关系数R值分别为-0.895、-0.891及-0.918、-0.916。 2.随着Cr~(6+)处理浓度升高,高丹草幼苗叶片抗氧化酶系统中SOD和CAT活性先升后降,APX活性上升,且中度Cr~(6+)胁迫下活性最大。而POD活性则持续上升;非酶系统中谷胱甘肽(GSH)含量逐渐降低,抗坏血酸(AsA)含量呈上升趋势。 3.高浓度Cr~(6+) (50、100和150 mmol·L~(-1))处理影响高丹草幼苗根尖分生区细胞有丝分裂,并且处理浓度与有丝分裂指数(y1)、染色体畸变率(y2)和微核率(y3)均呈显著线性关系(y_1=-0.043x+13.115,R~2=0.942,P<0.05;y_2=0.132x+2.404,R~2=0.913,P<0.05;y_3=0.111x+0.90,R~2=0.972,P<0.05)。 4.水培实验表明,Cr在高丹草体内主要分布在F1(细胞壁及残渣)和F3(可溶性部分)中,有生命活性的F2(细胞器及膜部分)含量很少。Cr在高丹草体内的化学形态分布中,醋酸提取(HAc)态的重金属磷酸盐类占优势,可能与重金属的钝化及减缓体内的伤害有关。高丹草幼苗地上部和根部Cr累积量随Cr处理浓度的增大而显著增加,根部Cr含量明显高于地上部。0.5、1.0和1.8 mmol·L~(-1) Cr处理根中Cr含量分别比对照增加了17.0、18.3和21.1倍,地上部Cr含量分别比对照增加了2.4、5.2、和1.9倍。 5.盆栽试验表明,土壤中中、高浓度(45、75 mg·kg~(-1)土)Cr~(6+)处理对高丹草生长具有抑制作用,尤其对地上部生长的影响较大;拔节期各器官中铬含量与总积累量均为根>茎>叶片;灌浆期为根>茎>叶片>籽粒,同一处理下灌浆期各器官总积累量高于拔节期相应器官。……   
[关键词]:高丹草;;亚细胞分布;铬化学形态
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西北农林科技大学2009年