重金属铅对动植物毒害效应极大,已被国际癌症研究机构列为人类的可致癌物质之一,铅对人体的毒害效应已引起人们的高度关注。水生植物对水体重金属污染修复具有成本低、生态效益高等优点,因此,全面研究铅对植物的毒害效应以及植物对抗重金属胁迫机制是至关重要的。本文以轮叶黑藻作为试验材料,研究铅胁迫对植物毒害的影响及植物体内的耐铅机理,为未来水体污染的修复研究提供一定理论依据。研究结果如下:1.铅对轮叶黑藻生理生化特性的影响:用不同浓度Pb²⁺(0、25μmol·L^-1、50μmol·L^-1、100μmol·L^-1和200μmol·L^-1)的培养液对轮叶黑藻处理7d后,研究其体内铅的富集、叶片叶绿素、可溶性蛋白、过氧化氢（H₂O₂）以及丙二醛（MDA）含量的变化。试验结果表明,轮叶黑藻体内铅富集含量,H₂O₂以及生物膜过氧化的产物丙二醛（MDA）的生成量随着Pb²⁺胁迫浓度的升高随之增加,且MDA在铅浓度为100μmol·L^-1时达到最大值,叶绿素与可溶性蛋白含量却呈下降的趋势。说明不同浓度的Pb²⁺处理,轮叶黑藻体内铅的富集,诱导了氧化胁迫造成细胞膜损伤,影响细胞的物质代谢,轮叶黑藻出现失绿和叶片枯黄直至腐烂的现象。2.铅胁迫诱导下轮叶黑藻体内的生化防御效应为了研究植物潜在的生化防御机制,在不同浓度的铅胁迫下,7天后对轮叶黑藻体内抗氧化酶（CAT、POD与SOD）的活性与维生素C、维生素E、谷胱甘肽（GSH）以及总抗氧化能力（T-AOC）含量的变化进行分析。结果发现,3种抗氧化酶活性均明显增强,其中SOD与CAT的活性先增强后减弱,分别在铅浓度25μmol·L^-1与100μmol·L^-1时达到最大峰值,而POD活性与T-AOC含量随Pb²⁺胁迫浓度的不断增加表现为上升趋势,抗氧化物质维生素C和谷胱甘肽（GSH）含量也增加,维生素E含量在铅诱导下没有明显的变化。此时活性较高的抗氧化酶,含量较高的Vc、GSH对活性氧起到有效的清除作用,减缓了MDA和H₂O₂在轮叶黑藻体内的进一步积累,说明抗氧化酶与抗氧化物在抗铅胁迫机制中发挥积极的作用。3.不同pH条件下Pb²⁺对轮叶黑藻毒性效应的影响:为了探讨不同pH条件下Pb²⁺对水生植物毒害效应的机制,本文研究了在Pb²⁺胁迫条件下,在pH分别在4、5、6、7、8、9时,对轮叶黑藻铅元素的富集、可溶性蛋白、光合色素、H₂O₂及丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）、总抗氧化能力（T-AOC）含量以及抗氧化酶活性（SOD、CAT和POD）等生理指标的影响,结果表明,铅在轮叶黑藻体内的积累与pH值呈极显著负相关性,在pH为4.0、5.0处理时轮叶黑藻体内积累铅的水平更高,而在碱性条件下却相反;叶绿素含量在pH为4.0最低,在pH为7.0时达到最大值。pH=7.0时轮叶黑藻体内的可溶性蛋白含量最多,在酸性或碱性条件下蛋白含量降低;而H₂O₂含量与MDA含量在pH为6.0、7.0处理中两者均为最小值。当pH=7.0时对GSH诱导相对较弱,T-AOC含量、抗氧化酶SOD、CAT与POD活性均为最低值,这说明pH在6.0⁷.0范围内,轮叶黑藻所受铅胁迫的氧化损伤程度较轻。说明Pb²⁺胁迫对轮叶黑藻造成细胞氧化损伤,在pH为6.0、7.0时毒害影响最小。4.外源脱落酸（ABA）对轮叶黑藻抗Pb²⁺胁迫能力的增强:为了研究缓解重金属对植物毒害作用的机理,在Pb²⁺和外源脱落酸（ABA）作用下,对轮叶黑藻的可溶性蛋白与叶绿素含量、抗氧化酶活性、以及GSH与总抗氧化能力（T-AOC）含量变化进行分析研究。研究结果发现,受Pb²⁺胁迫的轮叶黑藻,叶绿素含量随ABA处理浓度的升高而增加;SOD、CAT的活性显著增强,然而MDA含量降低,这说明经ABA处理可以增强轮叶黑藻对重金属胁迫的防御能力,提高其抗逆性。Pb²⁺诱导作用下,经ABA处理的轮叶黑藻体内GSH的生成量增加,总抗氧化能力（T-AOC）的含量升高且在5.0μmol·L^-1、10.0μmol·L^-1ABA处理中,GSH与T-AOC含量达到稳定,表明抗氧化酶（SOD和CAT）与非酶促抗氧化物质在缓解Pb²⁺对轮叶黑藻毒害起到重要作用,也为ABA增强轮叶黑藻抗Pb²⁺胁迫的能力提供依据。