不同作物根系吸收多環(huán)芳烴(菲)的差異研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)因其強烈的致癌、致畸、致突變性及難以被生物降解而受到人們的高度重視。當前，土壤和作物PAHs污染形勢比較嚴峻。開展不同作物根系吸收PAHs差異研究對于農(nóng)產(chǎn)品安全的保障和PAHs污染土壤或水體植物修復效果的強化意義重大。為此，本文以大豆、小麥、胡蘿卜為研究對象，以菲(PHE)為多環(huán)芳烴的代表，采用水培手段，研究了不同作物根系吸收PAHs的動力學差異，測定了不同根系吸收多環(huán)芳烴的膜電位變化，對比了多環(huán)芳烴對作物酶活的影響

2、，并且分析了根系構(gòu)型和成分因素在吸收多環(huán)芳烴的相對貢獻，為選育少或超量吸收多環(huán)芳烴(PAHs)的植物品種進而進行農(nóng)產(chǎn)品的安全生產(chǎn)和PAHs污染環(huán)境的植物修復提供科學依據(jù)與技術支持。論文主要結(jié)論如下:
　　 采用植物水培試驗，研究了不同植物根系吸收PAHs動力學特征差異，結(jié)果表明:大豆、小麥和胡蘿卜根系菲吸收量隨時間的延長而增加，整個吸收過程可分為兩個階段:即快速階段和慢速階段。三種作物根系菲吸收能力的大小為大豆＞胡蘿卜＞小麥。作

3、物根系對水培液中菲的吸收量與時間的關系符合Elovich方程，吸收速率常數(shù)（k)的大小順序為大豆＞胡蘿卜＞小麥;作物根系菲吸收速率與菲濃度之間的關系可用米氏方程擬合，米氏常數(shù)(Km)的大小為大豆＜胡蘿卜＜小麥，菲吸收載體親和力的順序則相反（即大豆＞胡蘿卜＞小麥）;作物根系菲吸收會導致周圍介質(zhì)pH升高，三種作物根系菲吸收介質(zhì)pH升高(ΔpH)的幅度為大豆＞胡蘿卜＞小麥。由于吸收速率常數(shù)、親和力常數(shù)和ΔpH的變化與3種作物根系吸收菲的能力大

4、小一致，因此可以用此三個參數(shù)表征作物根系PAHs吸收能力，但吸收速率常數(shù)和親和力常數(shù)較ΔpH所受的影響因素少，更適于表征作物根系PAHs吸收能力的差異。
　　 電生理試驗表明，三種作物根系吸收PAHs過程中膜電位會發(fā)生去極化-復極化-超極化現(xiàn)象。大豆、小麥和胡蘿卜的去極化程度與其對菲的吸收相一致。在試驗濃度范圍(0-1.2mg·kg-1)內(nèi)，隨著菲濃度的升高，膜電位的去極化程度也越高。在pH4.5-6.0范圍內(nèi)，低pH能促進植物

5、根系吸收更多菲，導致膜電位更強去極化，而且大豆因此引起的去極化程度最大，pH5.5和6.5時胡蘿卜的去極化程度相近。釩酸鹽和2，4-二硝基苯酚(DNP)不僅抑制大豆、小麥對PHE的吸收，而且降低了兩者膜電位的去極化程度。
　　 用含不同濃度PHE的反應液體系研究了三種作物根系在吸收PAHs時酶活變化。PHE對不同植物NR和質(zhì)膜H+-ATPase活性有激活作用，小麥和胡蘿卜NR活性在反應液pH7.5時最大，而大豆NR活性在pH為6

6、.5時最大。三種作物的質(zhì)膜H+-ATPase活性在反應體系pH為7時達到最大，PHE對大豆質(zhì)膜H+-ATPase的激活作用大于小麥和胡蘿卜。三種作物PEPase活性均在反應體系pH7.0時最大，并且隨著PHE在反應體系中濃度的增大，三者的活性降低。PHE會降低Mg2+對小麥PEPase的激活作用。PHE會刺激小麥和胡蘿卜根系PPase活性，大豆PPase對菲無明顯響應，三種作物PPase活性的最適pH為7.5。
　　 根系形態(tài)、