麻瘋樹對銫、鍶脅迫的生理生化響應及富集.pdf

1、本文以麻瘋樹為研究材料，分別在壤土和砂土培養(yǎng)條件下進行以下處理：①Cs、Sr不同濃度脅迫處理，分別為100mg/kg、200mg/k g、400mg/kg；②Cs、Sr復合脅迫處理(100Cs++100Sr2+mg/kg、200Cs++200Sr2+mg/kg)；③在200mg/kg濃度Cs脅迫下施加K+(35mg/kg、70 mg/kg)處理，和在200mg/kg濃度Sr脅迫下施加Ca2+(100 mg/kg、200mg/kg)的處理

2、。各處理分別在30、70和120天后取樣，測定其生長指標、生理生化指標和富集特征等指標，希望為應用木本植物修復技術治理Cs和Sr污染土壤提供一定理論依據(jù)和技術指導。結果表明：
　　 ⑴在不同濃度Cs+脅迫處理下，麻瘋樹幼苗株高、株莖、葉面積、隨濃度升高而呈下降趨勢，其中400mg/kg濃度脅迫造成明顯的葉片變黃和脫落。說明麻瘋樹幼苗在各濃度處理下均能生長，但濃度越高對麻瘋樹幼苗生長的抑制作用越明顯。在光合生理水平，除對照外，各處

3、理濃度和處理時間與麻瘋樹幼苗的Chla、Chlb和Chla+b含量基本呈負相關關系；熒光參數(shù)Fv/Fm在Cs+濃度0～200mg/kg范圍內(nèi)屬正常波動(0.8～0.84)，變化不顯著，而在高濃度400mg/kg條件下隨處理時間增加則明顯下降，說明高濃度Cs+處理才對麻瘋樹幼苗的光合能力有明顯的脅迫作用，且隨脅迫時間增加其脅迫程度增大。最大相對電子傳遞速率(ETRmax)和半飽和光強(IK)隨處理濃度和處理時間增加而下降，說明麻瘋樹幼苗的

4、電子傳遞速率和光耐受能力受到脅迫而減弱。與對照組比較，各處理組麻瘋樹幼苗葉片快速光曲線初始斜率(α)下降明顯，表明其捕光能力受到了脅迫影響。此外，麻瘋樹幼苗葉片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量、電導率隨處理時間和濃度增加而上升，表明脅迫程度越高，影響了葉片質膜的相對透性，從而造成更大的傷害；植株葉片主要通過提高過氧化物酶(POD)、過氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性，以應對脅迫造成的氧化損傷。與壤土培養(yǎng)

5、比較，各濃度脅迫處理下，砂土介質幼苗長勢較弱，其株高僅為壤土介質幼苗的1/3～1/2；并且砂土幼苗葉綠素含量及熒光參數(shù)值較低，抗氧化酶波動范圍較大，表明受到Cs+脅迫程度更大。在不同濃度Sr2+脅迫處理下，麻瘋樹幼苗生長指標、光合生理指標、抗氧化酶和滲透調節(jié)等生理生化指標的變化趨勢與Cs+脅迫基本一致。隨Sr2+脅迫濃度增加和脅迫時間延長，麻瘋樹幼苗的生長、光合能力受到抑制，葉片膜透性和抗氧化酶活性增強。但是，與對照相比，低濃度(0～2

6、00mg/kg)范圍的Sr2+脅迫對麻瘋樹幼苗的各項指標影響程度不大，表明麻瘋樹幼苗對0～200mg/kg范圍濃度的Sr2+脅迫有較強的適應性。而高濃度(400mg/kg)Sr2+脅迫隨處理時間延長則明顯降低了麻瘋樹幼苗Chla、Chlb、Chla+b、類胡蘿卜素(Car)和各光合熒光參數(shù)，并顯著提高了MDA、Pro含量和電導率，表明麻瘋樹幼苗在高濃度Sr2+受到的脅迫明顯，并通過增強POD、SOD和CAT酶活性來抵御脅迫造成的氧化損傷

7、。此外，各項指標表明，同一濃度Sr2+脅迫處理下麻瘋樹幼苗在壤土中受到的損傷比在砂土中更小。Cs+和Sr2+的復合處理對麻瘋樹幼苗的生長、光合作用、滲透調節(jié)和抗氧化系統(tǒng)等造成脅迫，與單獨Cs+和Sr2+處理造成的脅迫趨勢基本一致。其中高濃度組脅迫對麻瘋樹幼苗的生長和生理功能造成的抑制作用比低濃度組更明顯。與同一濃度水平的單獨Cs+和Sr2+處理比較，這兩種核素的混合處理增強或減弱對麻瘋樹幼苗在生長、光合熒光生理、滲透調節(jié)和抗氧化酶系統(tǒng)的

8、脅迫程度較大。
　　 ⑵Cs+脅迫施加K+處理和Sr2+脅迫施加Ca2+處理，在一定程度上能夠緩解麻瘋樹幼苗受到的脅迫。特別是在施加低濃度的K+和Ca2+處理水平，麻瘋樹幼苗在株高和生物量等明顯增加；Cs+脅迫施加K+后，F(xiàn)v/Fm和α與對照相比隨時間呈明顯的先升高后下降趨勢，Chla、Chlb、Chla+b含量有所增加；Sr2+脅迫施加Ca2+，隨著處理時間延長，F(xiàn)m和Fv/Fm逐漸高于單獨Sr2+脅迫，表明麻瘋樹光合能力受到

9、的脅迫程度在逐漸減弱；施加K+和Ca2+理，MDA含量明顯降低，表明麻瘋樹葉片受到的滲透調節(jié)脅迫下降；POD和CAT活性隨處理時間延長明顯降低，表明抗氧化能力有所提高或受到的氧化脅迫下降。而施加高濃度的K+和Ca2+緩解脅迫的能力卻不顯著。此外，土壤性質對K+和Ca2+緩解Cs+和Sr2+脅迫的效果也有比較明顯的影響，從各指標變化趨勢看出，K+和Ca2+在壤土介質中緩解麻瘋樹受脅迫的能力更強。
　　 ⑶麻瘋樹幼苗對Cs+、Sr2

10、+富集量隨處理濃度和處理時間而增加，根是主要的富集器官，富集的順序為根>葉>莖。其中根對Cs+的富集量最大達到12.38mg·g-1，對Sr2+的富集最大達到24.41 mg·g-1。各處理及取樣時期，麻瘋樹根莖葉轉運系數(shù)和富集系數(shù)與處理時間呈顯著正相關，均為L/R>S/R和R/S>L/S>S/S。施加K+和Ca2+，麻瘋樹幼苗根莖葉組織Cs+、Sr2+含量均降低，并且施加低濃度K+和Ca2+處理，各組織Cs+、Sr2+富集量下降明顯。