外源物质对李氏禾超富集铬的作用

通过水培实验发现,施加EDTA、CTAB、SA对铬超富集植物李氏禾地上部分和地下部分的铬含量及生理特性产生不同的的影响。EDTA使叶绿素含量上升,SOD/POD、SOD/CAT的活性比降低,抗氧化酶系统的平衡略有恢复,MDA含量降低,同时促进Cr6+从根部向地上部分运输及积累,根系铬含量降低,总体铬含量仍有较大地提高;CTAB使叶绿素降低,酶活性比值升高,抗氧化酶系统失衡加剧,MDA含量增加,并有效促进根部对Cr的吸收和积累,总体铬含量有大幅度提高;水杨酸可使叶绿素含量、酶活性比值有所恢复,减少MDA的积累,对Cr6+的吸收和运输无显著影响。研究结果既可以为提高超富集植物的修复效率提供科学依据,同时也为研究超富集植物富集重金属铬的生理机制提供良好的线索,在理论和技术上均具有重要价值。

超富集植物李氏禾对铬诱导的氧化胁迫响应

为探讨超富集植物李氏禾(Leersia hexandra Swart)耐受和超富集重金属铬的生理机制,采用水培法,研究不同质量浓度、不同价态的铬处理及不同处理时间对李氏禾幼苗不同部位抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明,随着铬胁迫时间的延长,SOD、POD、CAT三种酶活呈现逐步升高的趋势。随着铬胁迫质量浓度的增加,MDA逐渐升高,3种抗氧化酶先升后降,Cr3+质量浓度为40mg·L-1和Cr6+质量浓度为20mg·L-1时分别出现峰值。Cr3+质量浓度低于40mg·L-1,Cr6+质量浓度低于20mg·L-1时,抗氧化酶在李氏禾应答铬胁迫的反应中起重要作用,超过此质量浓度范围,抗氧化酶系统将受到损害。

乙醛酸对李氏禾铬耐受和富集作用的影响试验

通过水培试验,研究了乙醛酸对铬胁迫下李氏禾幼苗生理生化、草酸分泌及铬吸收量的影响,并考察了乙醛酸对李氏禾体内草酸合成的调控,进而促进李氏禾的铬耐受和富集能力。结果表明:铬胁迫下,经0.1mmol/L乙醛酸处理,李氏禾的细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量相比对照组有所降低,李氏禾叶部总草酸含量为对照组的151%~328%,并且在铬浓度为0.2~0.8mmol/L时,增加的草酸以不溶性草酸为主,其含量为对照组的166%~193%;在一定Cr3+浓度胁迫下,添加乙醛酸能促进李氏禾体内草酸的合成,使得铬更易于与草酸结合形成不溶性的草酸铬络合物,进而提高植物对铬的耐受和富集能力。

钙对李氏禾富集和耐受铬的调控作用

通过水培实验,研究钙对铬胁迫下李氏禾幼苗生理生化、草酸分泌及铬吸收量的影响,考察钙对李氏禾体内草酸合成的调控,进而促进李氏禾的铬耐性富集能力的作用。结果显示,不同浓度Cr3+胁迫下缺钙处理,李氏禾生长受抑制及质膜过氧化作用加剧,体内总草酸含量为对照处理的113%~169%,且主要表现为水溶性草酸含量显著高于对照,水溶性草酸含量为对照处理的135%~197%;高钙处理,李氏禾细胞膜透性、丙二醛(MDA)含量低于对照,李氏禾叶部总草酸含量为对照处理的125%~155%,且主要表现为不溶性草酸含量显著高于对照,其含量为对照处理的181%~270%。低浓度(0.2、0.4 mmol/L)铬胁迫下,高钙处理总铬含量分别为对照处理的175%和215%,高浓度(0.8、1.0 mmol/L)铬胁迫下,总铬含量与对照处理无显著差异(P>0.05)。可见,添加Ca2+能在一定Cr3+浓度胁迫下,有效缓解铬对李氏禾的毒害,且能通过提高植物体内不溶性草酸含量达到促进植物富集和耐受铬的能力。