绿萝(Epipremnum aureum)对重金属的富集特性及相关机制的研究

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近几年来,由于重金属污染日益严重,探索更有效、更环保的措施治理重金属污染是势在必行的,而植物修复技术正在这个领域逐渐崭露头角,以其环保、低成本的特性逐渐成为治污领域的热门。绿萝作为优良的观叶植物,可以用于园林、景观绿化等,但目前关于绿萝对重金属耐受性方面的研究鲜见报道。本研究以绿萝为材料,利用水培法初步探究了绿萝在低、高浓度的铅(Pb)镉(Cd)24h和20d胁迫下的响应特征,以了解绿萝对重金属铅和镉的耐受性、富集作用和相关理化特征;为绿萝用于受重金属铅、镉污染土壤及水体的恢复提供理论和实践依据。本研究的主要结果如下:(1)绿萝在含有不同浓度pb2+、Cd2+的培养液中短期胁迫24小时后,研究表明随着pb2+、Cd2+处理浓度的增加,绿萝根部富集铅、镉的含量也随之增加;低浓度的pb2+对根尖的伸长有促进作用,高浓度有抑制作用;而Cd2+无论低浓度还是高浓度均对根部伸长有显著的抑制作用;根中MDA含量均随着pb2+、Cd2+胁迫浓度的提高而增加。同时,随着铅、镉处理浓度的提高,根部超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均呈逐渐增大的趋势。结果表明绿萝根部通过提高SOD、CAT、POD活性来保护其膜质过氧化损伤。(2)外源添加钙处理在高浓度pb2+、高浓度Cd2+ 24h胁迫下的绿萝,与未加钙的铅、镉胁迫组相比,根部富集铅、镉的含量明显低于未加钙的铅、镉胁迫组;根部伸长量明显高于未加钙的铅、镉胁迫组;MDA含量、SOD、CAT、POD活性均低于未加钙的铅、镉胁迫组。结果表明外源添加钙对高浓度pb2+、高浓度Cd2+所导致的毒性效应有缓解作用。(3)将绿萝培养在含有不同浓度pb2+、Cd2+的培养液中20天后,均表现为根部积累的铅、镉含量最多,茎次之,叶最低,其中根中积累的铅、镉含量与茎、叶中差异显著。同时,在对绿萝根、茎、叶中金属硫蛋白(MT)含量的分析中,发现在pb2+、Cd2+胁迫下根中MT含量最高,叶中次之,茎中最低;并且随着铅、镉处理浓度的升高,根、茎、叶中MT含量均呈现先迅速上升后下降再缓慢上升的趋势。结果表明植物体内的铅、镉诱导了植物体内MT的合成,用于络合金属离子,缓解高浓度pb2+、Cd2+所导致的毒害效应。在对叶片叶绿素含量的分析中,发现随着铅、镉处理浓度的提高,叶绿素含量均呈现先上升后下降的趋势。
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