两种重金属胁迫对两种草坪草生长与代谢的影响.pdf

两种重金属胁迫对两种草坪草生长与代谢的影响 ofTwoKindsof MetalStressonGrowthandMetabolismofTwo Effect Heavy LawnGrasses 农业推广专业 2005届硕士研究生：何翠屏指导教师：胡惠蓉 摘 要 坪草表观中毒症状、叶片生物量和根系生物量、叶片叶绿素含量、以及根系内超氧 平的观测，探讨了重金属镉和铅胁迫下2种革坪草的生长发育和代谢机理。 研究结果表明，重金属镉对草坪草生长发育和生理代谢影响较大，当营养液中 镉浓度达到1．5×10-3mol·L。时，植物体内活性氧代谢水平和生长状况即出现异常， 甚至出现明显的表观中毒症状。镉对根系生物量的影响相对较小，但对叶片生物量 的影响很大。镉造成的根系表观中毒症状出现较早，表现为根冠膨大、腐烂，地上 部分生长停滞，后期引起叶片失绿，甚至枯萎死亡。镉胁迫产生的活性氧自由基 (Reactiveoxygenspecies，ROS)造成植物细胞内的氧化胁迫，导致根系代谢酶活性 降低，根系活力下降，叶片生长受阻。镉被动进入叶片后产生的ROS破坏了叶肉细 胞内叶绿体结构，使叶片叶绿素水平下降，但叶绿素含量下降在受镉胁迫的时间上 具有滞后性。镉进入植物体内对细胞抗氧化酶活性的毒性强度顺序为：CATSOD POD。2种草坪草中，匍匐翦股颖根系对镉毒害的抵抗作用强于多年生黑麦草。 镉对草坪植物生长特性及生物量的影响极大，在环境监测时应引起足够重视。 铅对草坪草根系生长发育影响极大，主要使根冠细胞有丝分裂减少，导致根系 生物量降低。铅进入叶片叶肉组织后产生的超量活性氧自由基会攻击叶绿体，引起 叶片失绿，严重时叶片枯萎死亡。试验早期，植物表观中毒症状为根冠膨大变黑， 严重时根系腐烂。当营养液中铅浓度达到5．0×10～mol·L-‘时，试验后期引起植物 死亡且不易恢复。在低浓度铅胁迫下，植物根系细胞内抗氧化酶活性水平普遍增加， 且随胁迫时间的延长而逐渐上升，说明细胞内ROS水平持续上升，并诱导抗氧化酶 活性与产生量的增加。在高浓度时，酶活性急剧增加，但随胁迫时间的延长，酶活性 则急剧下降，说明大量产生的ROS自由基已经造成抗氧化酶失活，铅毒害效应增加， 抗氧化酶消除氧自由基的作用逐渐消失。其中，SOD、cAT活性变化较为敏感，而POD 相对稳定。2种草坪草中，匍匐翦股颖对铅胁迫的抵抗能力强于多年生黑麦草。 重金属进入植物体后普遍引起植物细胞内活性氧自由基含量上升。一般情况下， 细胞内自由基含量与其抗氧化酶之间维持平衡，使植物免受氧化胁迫危害，即早期 产生的自由基短期内可被清除酶歧化消除，但在长期和高浓度胁迫下，细胞内自由 基水平与抗氧化酶间的平衡被打破，过量的自由基对清除酶产生伤害并导致植物代 谢酶和细胞结构受损，从而引起植物氧化损伤。研究结果表明，重金属镉、铅胁迫 使植物体内产生的活性氧自由基将叶绿体中的叶绿素作为靶分子，致使叶绿素结构 破坏，引起叶片失绿：对线粒体等亚细胞结构的破坏，将呼吸链电子传递体作为靶 分子，使代谢受损，导致植物生长受影响。2种重金属中，镉对植物的毒害作用大 予铅。2种草坪草中，葡萄翦股颖对镉和铅的抵抗能力强于多年生黑麦草。 关键诃，重金属胁遍生物量根系活力叶绿索活性氧自由基抗氧化酶 Abstract The ofMaster打ealise ontheaccumulationof effects degree analysed biomass．plant and metabolismoftwo ofsimulated growth plants，using pottedplantexperiment．While Lland perennialryegrass(Loliumperenne creepingbent(Agrostisstolonifera)