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文檔簡介
1、隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,全球受到著重金屬污染的威脅和毒害。重金屬污染的主要來源是礦業(yè)開發(fā)、冶金工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、交通排放等相關(guān)行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),中國的耕地污染面積達(dá)2667萬公頃,其中,工業(yè)污染的1000萬公頃,1000萬公頃化肥污染的農(nóng)藥殘留。鎘、砷、鉛、鉻等重金屬污染近2000萬公頃,約占土地總面積的1/5,這其中,鎘污染土地面積1133萬公頃,汞污染土地面積約為312萬公頃,涉及我國25個(gè)區(qū)的11個(gè)省。重金屬污染的治理已
2、刻不容緩,而重金屬修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā),正是實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理的重要手段。
植物修復(fù)技術(shù)相對于傳統(tǒng)的物理、化學(xué)工程修復(fù)等技術(shù)方法,植物修復(fù)具有工程操作簡便、投資運(yùn)營成本低、無二次污染、后續(xù)處理簡便、具有潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),植物修復(fù)還可以改善耕地質(zhì)量,改善居民周邊的生活環(huán)境,是一種可持續(xù)的、生態(tài)性、社會(huì)效益明顯的修復(fù)技術(shù)。
本文研究了鎘對不同類型苧麻的多項(xiàng)生理指標(biāo)的影響,探討了不同根型苧麻對鎘脅迫的耐性及其耐性機(jī)理。
3、并從苧麻抗氧化酶系統(tǒng)和DNA甲基化水平上探討了硒對重金屬脅迫的緩解機(jī)制。本文的研究結(jié)論主要有:
1)較低濃度(3mgL-1)的鎘處理,對苧麻的生長量無明顯危害,當(dāng)鎘濃度≥3mgL-1時(shí),三種根型的苧麻生長量都隨著鎘濃度的增加而減少,鎘濃度為9mgL-1時(shí),三種苧麻的莖干重相比對照組分別下降了69.76%,77.08%,33.87%。三種苧麻的莖干重對比中,中苧一號(hào)(深根型)>瀏陽大葉青(中根型)>長沙青葉麻(淺根型)。相比于對
4、照組,長沙青葉麻、瀏陽大葉青、中苧一號(hào)三種苧麻,細(xì)胞膜透性分別增加了51%、46%、18%,說明當(dāng)鎘濃度高于一定值后,將致使抗脅迫機(jī)制的失效,從而造成細(xì)胞膜等生理結(jié)構(gòu)的損傷。
2)苧麻對鎘的吸收隨著鎘處理濃度的增加而升高,吸收的鎘主要集中在苧麻根系部分,而不同鎘濃度的處理,都降低了苧麻對鎘的運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)。三種苧麻對鎘的運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)僅在0.13-0.23之間,而根系積累的鎘含量能達(dá)到278-1389mgkg-1dw。在鎘濃度為6mgL-
5、1條件下,長沙葉青麻、瀏陽大青葉、中苧一號(hào)對鎘的運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)分別由0.227、0.211、0.180下降到0.139、0.144、0.130。這種結(jié)果表明,植物吸收的重金屬大量的集中在耐性更強(qiáng)的根部,是苧麻抗鎘脅迫的重要機(jī)制之一。
3)Cd脅迫能迅速促使苧麻葉片細(xì)胞內(nèi)包括內(nèi)源亞精胺、脯氨酸等物質(zhì)的產(chǎn)生,從而減低鎘脅迫造成的自由基氧化脅迫,減低水分缺失等生理迫害。這表明鎘脅迫能有效促使苧麻細(xì)胞產(chǎn)生特定的生理響應(yīng),激活抗鎘脅迫防御機(jī)制
6、,這是苧麻耐鎘的重要生理機(jī)制之一。
4)苧麻能有效的固定根系周邊的大量鎘,從而減少環(huán)境中鎘的流動(dòng)性,減低對周邊環(huán)境的連續(xù)污染及擴(kuò)散,將重金屬固定在污染區(qū)域,這也是植物修復(fù)的一個(gè)重要途徑。但是,重金屬對苧麻的毒性具有相當(dāng)高的隱蔽性,這也提醒在苧麻的植物修復(fù)應(yīng)用工程中,苧麻的的安全利用應(yīng)該引起高度的重視,避免重金屬污染條件下生長的苧麻,通過食物鏈進(jìn)入生物鏈高級(jí)動(dòng)植物,以免造成對人類健康的危害。
5)代表淺根型、中根型、深
7、根型的長沙青葉麻、瀏陽大葉青和中苧一號(hào),在不同鎘濃度脅迫條件下,中苧一號(hào)苧麻的生物量、吸收積累鎘高于長沙青葉麻、瀏陽大葉青。而且,在高濃度鎘脅迫環(huán)境中,細(xì)胞膜透性對鎘脅迫的影響最小。表明代表深根型苧麻的中苧一號(hào),具有更好的抗鎘脅迫能力。
6)適當(dāng)濃度的硒能有效改善苧麻的耐鎘脅迫能力,較高濃度硒則會(huì)對苧麻產(chǎn)生產(chǎn)生毒害作用。當(dāng)葉片噴灑硒濃度為1.2μM時(shí),無鎘和鎘脅迫濃度為6mgL-1的苧麻組,葉綠素含量分別增加了14.70%和3
8、6.49%,根內(nèi)細(xì)胞MDA含量分別下降了20.32%和8.97%,葉片細(xì)胞MDA含量分別下降了15.68%和15.05%,而苧麻葉片細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞膜透性則無明顯變化。在噴硒酸鈉溶液為1.8μM時(shí),培養(yǎng)液中鎘含量分別為0和6mg/L時(shí),苧麻葉片葉綠素含量下降了8.40%和8.32,根內(nèi)細(xì)胞MDA含量分別上升了9.80%和9.82%,葉片細(xì)胞MDA含量分別上升了9.45%和15.50,而苧麻葉片細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞膜透性則增加了7.48%和12.75
9、%。這證實(shí)了第三章結(jié)論,即低濃度鎘能促進(jìn)苧麻生長,高濃度鎘會(huì)危害苧麻生長,甚至是造成不可恢復(fù)性損傷。
7)在不同濃度鎘脅迫條件下,葉片噴灑濃度為1.2μM的硒酸鈉溶液,與單獨(dú)在3、6、9mg/L鎘濃度條件下相比,苧麻葉片細(xì)胞內(nèi)的SOD和POD活性分別上升了35.34%,43.18%,3.63%和12.45%,14.14%,3.27%,DNA甲基化分別下降了10.70%,18.18%and15.59%。說明低濃度硒能有效增強(qiáng)植物
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