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再力花对Zn胁迫的生理生态响应及解毒机制研究

花匠小妙招
2024-11-04 14:47

【摘要】： 本课题通过水培实验，研究了Zn胁迫下再力花的生理生化响应、再力花对Zn的吸收富集性以及再力花对Zn胁迫的解毒机制，主要结论如下：1．当Zn处理浓度范围在0.500mmol·L~(-1)内时，再力花叶片外观形态正常，光合结构完整，植株通过提高SOD、POD等酶活性及AsA、GSH含量清除体内自由基，通过提高Pro和可溶性蛋白含量保持细胞的渗透压（可溶性糖含量在0.500mmol·L~(-1)处理时就已显著降低）。当Zn处理浓度为1.000mmol·L~(-1)、2.000mmol·L~(-1)时，叶片中以上代谢都受到一定程度破坏，在培养后期也表现出一定的毒害症状。根系中以上代谢比叶片敏感，特别是在高浓度Zn处理下，根系出现了软化、坏死等症状，根系的生长直接影响到植株对水分及营养物质的吸收，因此，0.5mmol·L~(-1)即为再力花生长对Zn的耐受阈值。2．在系列Zn浓度处理下，再力花地上部Zn含量最高仅为67.87mg/Kg，远远小于超富集植物Zn临界含量的标准值3000mg/Kg。在1.000mmol·L~(-1)处理范围内，再力花富集系数都大于1，但是当处理浓度为2.000mmol·L~(-1)时，富集系数小于1。但是转运系数均小于1，说明再力化对Zn的转运能力差，并没有符合Zn超富集植物的标准。因此，再力花并非Zn超富集植物。3．Zn主要积累在再力花的地下部分，最大富集量达到250.73mg/Kg。再力花将重金属Zn的大部分控制在地下部分，可以防止重金属Zn经食物链向生态系统迁移。重金属Zn在根部的积累与再力花体内Zn的存在化学形态和分布特征存在很大的关系。4．低浓度Zn处理下，Zn主要分布于再力花根部的细胞壁，其次为细胞核与叶绿体。随着Zn处理浓度增大至1.000mmol·L~(-1)、2.000mmol·L~(-1)时，可溶部分成为Zn的最主要分布位点，分别占45.12%及56.44%，其次为细胞壁，所占比例为23.08%与20.15%。叶绿体中Zn含量则显著减少，细胞核中Zn的比例有所下降。在细胞最重要的呼吸作用场所——线粒体中Zn含量则始终处于较低水平。由此可见，细胞壁并没有效发挥阻止Zn进入细胞体内的第一屏障的作用，促使液泡成为进入细胞体内Zn的最主要结合位点，起到一定的解毒作用，从而降低对其它细胞器的伤害。5．低Zn浓度处理下，Zn在再力花体内的存在形态主要是乙醇提取态，占50%以上，其次是氯化钠提取态，而水提取态Zn所占比例均未达到10%。当Zn处理浓度为0.5mmol·L~(-1)、1.0mmol·L~(-1)、2.0mmol·L~(-1)时，乙醇提取态的比例有所下降，氯化钠提取态、水提取态的比例则随着处理浓度的提高而提高。氯化钠提取态Zn比例分别提高到24.86%、29.30%、30.17%，水提取态的比例分别迅速增加到26.76%、34.52%、36.30%。6．综上，重金属Zn对再力花的伤害可能基于以下的原因：在高Zn浓度（1.000mmol·L~(-1)、2.000mmol·L~(-1)）处理下，细胞壁不能有效拦截Zn，液泡中Zn含量也不断提高。在这转运的过程中，Zn已经对细胞原生质产生了损伤，影响了根系的正常生理代谢活动，而最终导致植株的毒害。这也可能是再力花不能成为超富集植物的一个重要原因。

【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013

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