普陀山苔草对铅锌的富集特性及生理响应研究

【目的】野外调查发现普陀山苔草可能是一种铅富集植物,为了进一步确定普陀山苔草的铅锌富集特性。【方法】利用控制性盆栽试验研究铅锌单一及交互因素对普陀山苔草的生长、生理代谢及铅锌积累的影响。【结果】普陀山苔草对铅具有较强的富集能力,同时锌元素对普陀山苔草吸收铅具有协同作用。试验表明在铅浓度为600 mg/L、锌浓度为125 mg/L和250 mg/L时,其地上部分铅含量分别为3 299.92、3 212.76 mg/kg,铅转运系数和富集系数均大于1,其吸收铅的能力达到超富集。在铅浓度≤600 mg/L、锌浓度≤125 mg/L的单一及交互处理下,普陀山苔草的株高、根长、生物量较对照(P0Z0)显著增加(P<0.05)。当锌浓度为125 mg/L时,可减缓普陀山苔草叶片质膜透性和丙二醛增加的趋势。此外,在铅浓度为600 mg/L、锌浓度为125 mg/L时,普陀山苔草生物量和根系活力增至最大,而叶片质膜透性减至处理中最小。【结论】普陀山苔草是一种特定条件下的铅超富集植物,且在铅浓度为600 mg/L、锌浓度为125 mg/L时,最适宜于普陀山苔草的生长、代谢及铅的富集。因此,可将其用于铅污染土壤和铅锌矿山的修复和治理。

普陀山苔草植物络合素合成酶CpPCS基因克隆及其在叶中的表达分析

以超富集植物普陀山苔草(Carex putuoshan)为材料,克隆其植物络合素合酶基因CpPCS的cDNA全长序列。同时,对其进行重金属胁迫处理,研究该基因在叶中的表达特点。结果表明,该基因cDNA序列全长1 461bp,可编码486个氨基酸;与其它植物同源基因对比显示,它们的氨基酸序列相似性在63%左右;通过构建进化树发现,普陀山苔草CpPCS与小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)及芦苇(Phragmites australis)等单子叶植物亲缘关系最近;荧光定量RT-PCR分析结果显示,CpPCS基因及CePCS基因受重金属铅锌胁迫上调表达,其中在叶中的表达量显著增加(P<0.05)。通过普陀山苔草植物络合素合酶蛋白基因进行了克隆鉴定,探讨该基因的结构、进化关系及其参与普陀山苔草重金属胁迫的应答模式,为进一步培育重金属污染土壤修复的植物奠定基础。