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砷(As)作为一类主要污染物在生态系统中广泛存在,其在植物体内的迁移、富集和转化有多种形式。有机酸广泛存在于植物体内和周围环境中,作为As的螯合剂之一,有机酸在植物对砷的耐性和解毒中具有重要作用。本研究首先采用室内溶液培养法,运用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定在As (Ⅲ)、 As (Ⅴ)和二甲基胂(DMA)3种形态砷(浓度0-5.0mg·L-1)胁迫下,砷超富集植物黑藻(Hydrilla verticillata (Linn. f.) Royle.)和非砷超富集植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)体内生成和体外分泌的草酸、丙二酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、棕榈酸和亚麻酸等7种有机酸的含量变化。然后,选择植物分泌较多的有机酸种类,在同一砷处理浓度下,通过外源添加一定浓度梯度的该种有机酸(0-2000μg·L-1),研究植物对不同形态砷的吸收效果。同时,考察了外源有机酸对供试植物生理生化指标[抗氧化酶活性、光合色素、可溶性糖、丙二醛(MDA)、脯氨酸含量等]的影响,进一步研究外源有机酸添加下植物对不同形态砷的适应机理。论文主要研究结果表明：1.不同砷处理下,黑藻体内草酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和棕榈酸都显著高于竹叶眼子菜(P<0.05)。在As(Ⅲ)处理时,黑藻体内柠檬酸、苹果酸、棕榈酸、亚麻酸和总有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降；在As(Ⅴ)处理时,黑藻棕榈酸和总有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降；在DMA处理时,黑藻草酸、柠檬酸和苹果酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸、亚麻酸和总有机酸显著下降。黑藻在As(Ⅲ)处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸和As(Ⅴ)处理下草酸含量与体内As含量呈显著负相关(P<0.05),而竹叶眼子菜在As(Ⅲ)或DMA处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸含量以及在DMA处理下柠檬酸含量与体内As含量均呈显著负相关(P<0.05)。2.两种植物根系分泌物中均检测出草酸、丙二酸、琥珀酸和棕榈酸。不同浓度As(Ⅲ)处理,黑藻分泌草酸含量显著升高；3.0-5.0mg·L-1As(Ⅴ)处理时黑藻分泌草酸含量显著升高,但As(Ⅲ)和As(Ⅴ)处理对竹叶眼子菜草酸含量影响不显著；不同浓度DMA处理时,黑藻分泌草酸含量变化均不显著,竹叶眼子菜在5.0mg·L-1处理时草酸分泌的量显著增加(P<0.05)。在1.0mg·L-1浓度下,与As(Ⅲ)或DMA相比,As(Ⅴ)显著降低黑藻草酸的分泌；在5.0mg·L-1浓度下,与DMA相比,As(Ⅲ)或As(Ⅴ)显著降低竹叶眼子菜草酸的分泌。相关分析结果显示,只有在As(Ⅲ)或As(Ⅴ)处理时黑藻分泌的草酸与体内As含量呈显著正相关,表明As(Ⅲ)或As(Ⅴ)胁迫下黑藻向体外分泌草酸是其超富集砷的一种重要机制。3.外源添加草酸结果显示,3.0mg·L-1As的As(Ⅲ)或As(Ⅴ)处理,添加200-2000μg·L1的草酸使黑藻吸收As显著增加；但DMA处理时, As的吸收在各草酸处理浓度间均无显著增加。因此,添加草酸能促进黑藻对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸收。4.添加草酸对黑藻生理生化指标有不同程度的影响。在As(Ⅲ)处理下,随草酸处理浓度的增加,黑藻过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性、光合色素、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量均有显著增加；在As(Ⅴ)处理下,黑藻超氧化物歧化酶(SOD)活性和脯氨酸含量有显著增加,在1000μg·L-1草酸处理叶绿素a和叶绿素总量显著低于对照；在DMA处理下,黑藻仅在500μg·L-1草酸处理下的脯氨酸含量显著高于对照。