鎂緩解榧樹苗木鉛脅迫的作用及其機(jī)理.pdf

1、鉛作為一種毒性很大的重金屬，在環(huán)境中不能被生物降解，容易被作物吸收，進(jìn)入食物鏈，最終危害人類的健康，鉛(Pb2+)毒害可能導(dǎo)致植物生理生化障礙。香榧（Torreya grandis）是榧樹的優(yōu)良變異類型經(jīng)人工嫁接培育而成的品種，香榧子營養(yǎng)價(jià)值高，富含優(yōu)質(zhì)脂肪酸、蛋白質(zhì)和多種微量元素。近年來隨著香榧子價(jià)格的大幅度上升，林農(nóng)為追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，往往過量增加香榧林地有機(jī)質(zhì)肥的施用量，使得林地的營養(yǎng)水平發(fā)生了很大變化，雖然香榧子產(chǎn)量得到明顯的

2、提高，但也不可避免地導(dǎo)致了林地土壤重金屬鉛含量的增加。但目前仍然未有榧樹苗木對(duì)重金屬鉛耐受性的報(bào)道以及鉛脅迫下其生長和生理的響應(yīng)機(jī)理也未有涉及。而Mg2+已被證明能改善某些重金屬脅迫對(duì)植物的不利影響，本研究旨在探討Pb2+對(duì)榧樹苗木的毒害和Mg2+緩解Pb2+毒害的作用機(jī)制。在這項(xiàng)研究中，用溫室盆栽試驗(yàn)進(jìn)行分析生長參數(shù)，以兩年生無污染的榧樹苗木為供試材料，Pb2+以Pb(NO3)2的形式加入，Mg2+以MgCl2形式加入，研究不同濃度P

3、b2+處理下榧樹苗木生長、光合及活性氧產(chǎn)生和清除能力的變化及Mg2+對(duì)Pb2+脅迫下榧樹苗木生長的特性、光合作用指標(biāo)、生理生化指標(biāo)的變化，通過對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的分析和比較，主要研究結(jié)果如下：
　　(1)施加濃度為700mg kg-1的Pb2+促進(jìn)榧樹苗木生長，葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）與Fv/Fm增大，促進(jìn)了光合作用；超氧陰離子（O2。-）產(chǎn)生速率、過氧化氫（H2O2）和丙二醛（MDA）含量均顯著低于對(duì)照（P<0.05）；1400mg kg-

4、1的Pb2+則抑制榧樹苗木生長，降低Gs，減小Fv/Fm，O2。-、H2O2和MDA含量則顯著上升，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性較對(duì)照明顯上升（P<0.05），這可能與高濃度鉛處理引起榧樹活性氧的積累導(dǎo)致榧樹苗木過氧化作用加劇有關(guān)。
　　(2)土壤Pb2+含量為1400mg kg-1的榧樹苗木與對(duì)照組和土壤Pb2+含量為700mg kg-1的處理相比顯著降低了植物的生長量。添加10mM

5、Mg2+顯著改善植物苗木在Pb2+毒害下的生長，伴隨著葉綠素含量增加，Pn和Fv/Fm的升高，且添加Mg2+促進(jìn)了葉綠體的發(fā)展。此外，應(yīng)用Mg2+使植物根部積累更高濃度的Pb2+并伴隨著吸收和轉(zhuǎn)移更高濃度的Mg2+到植物地上部分。此外，Mg2+添加改善根系生長和增加根系活力，同時(shí)也保護(hù)了根部細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)用Mg2+是緩解栽培榧樹苗木Pb2+毒害的一個(gè)有效的方法。
　　(3)RNA-Seq分析在檢測Mg2+緩解Pb2+脅迫