Ni是有潜在毒性的重金属元素,是脲酶的组成成分,是植物必需的微量元素,但过量的Ni会阻碍植物的生长发育。尽管目前Ni污染不如其它重金属Cd、Hg、Pb等元素严重,但由于Ni在自然环境中不易迁移的特性,一旦污染就很难消除或者改良,而且因Ni在植物体内极易迁移的特性,Ni的危害性更有所加重。因此,有必要全面地了解Ni对植物的毒害效应和植物对于Ni胁迫的耐性机理。在本文中,以水鳖(Hydrocarbons dubia B L.Backer)和菹草(Potamogeton crispus L)无菌苗作为实验材料,旨在研究Ni胁迫对植物体各项生理生化参数的影响,从而进一步探索植物体在Ni胁迫下所采取的适应策略。结果如下：(1)采用营养液水培的方法,研究不同Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对水鳖叶片中Ni元素积累、营养元素(Ca、Mg、K、Fe、Mn)含量、氧化胁迫和抗氧化系统的影响。结果显示： a、Ni含量以浓度依赖的方式增加；b、营养元素含量(Ca、Mg、K、Fe、Mn)也受其影响,其中Ca、Mg含量随Ni浓度增加而显著上升；K含量随Ni浓度增加有所升高,但不显著；Mn含量虽在较大Ni浓度时有所下降,但处理组始终高于对照组；而Fe含量则随Ni浓度增加而下降；c、Ni胁迫诱导了明显的氧化胁迫,主要表现为：O2-产生速率以及过氧化氢(H202)含量和丙二醛(MDA)含量显著升高,可溶性蛋白以及光合色素的含量明显下降；d、随着Ni浓度的升高,过氧化物酶(POD)活性逐渐升高,过氧化氢酶(CAT)活性呈下降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.05 mmol/L出现短暂升高随后下降；维生素E和黄酮含量随Ni浓度增加呈缓慢上升趋势；还原型谷胱甘肽(GSH)未发生明显变化,非蛋白巯基(NP-SH)和植物络合素(PCs)含量均表现为先升后降的趋势；总抗氧化能力(T-AOC)随Ni的浓度升高先增强而后减弱。由此可见,Ni添加引起水鳖叶片中Ni元素的累积和营养元素含量变化,同时产生明显的氧化胁迫,打破了抗氧化系统的平衡。(2)为了研究潜在的抗氧化防御机制,本实验采用不同的Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对菹草无菌苗进行处理,研究活性氧(O2-产生速率、H202含量)和膜脂过氧化产物MDA含量、抗氧化酶活性(SOD、CAT、 APX、POD、GR)、抗氧化物质(GSH、Vc、VE、PCs、黄酮)含量以及总抗氧化能力的变化。结果表明：a、O2-的产生速率、H202含量和MDA含量随Ni添加浓度增加而升高；b、抗氧化酶活性随Ni浓度升高呈现出先上升后下降的趋势,APX与POD活性最大值出现在Ni浓度为0.10 mmol/L处,其余四种酶活性的峰值出现在0.05 mmol/L处；c、总黄酮含量和PCs含量随Ni浓度升高而升高,VE、GSH和NP-SH含量呈现先增加后减少的趋势,Vc含量随Ni浓度增加而显著降低；d、总抗氧化能力随Ni浓度升高而减弱。由此可见,Ni添加处理对菹草无菌苗造成了氧化胁迫,引起植物体内抗氧化酶活性及抗氧化物质含量发生变化,最终破坏了植物体内的抗氧化系统。(3)采用不同Ni添加浓度(0、0.05、0.10、0.15、0.20 mmol/L)对菹草无菌苗进行处理,研究Ni胁迫对光合系统、根系活力和营养元素吸收、氨基酸含量、可溶性蛋白和可溶性糖含量及FTIR特征指标的影响。结果显示：随着Ni浓度升高,光合色素含量下降,叶绿体结构被破坏；根系活力减弱,Ni元素大量积累,Ca、Mg、Fe、Mn、Cu的含量显著下降,但是Zn含量上升；Asp、Ser、 Met、Leu和Lys含量出现先增加后减少的变化趋势；而Glu、His、Gly、Thr、 Ala、Arg、Phe、Val、Cys、Tyr和Ile含量随Ni处理浓度增加而下降；2930 cm-1、1650 cm-1和1410 cm-1峰值随Ni浓度增加而减小,而3350 cm-1和1060 cm-1峰值则先增大后减小；可溶性糖含量先增加后减少,而可溶性蛋白含量则一直下降。