复合重金属胁迫对秋茄幼苗某些生理特性的影响

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1、张凤琴等：复合重金属胁迫对秋茄幼苗某些生理特性的影响2239复合重金属胁迫对秋茄幼苗某些生理特性的影响张凤琴1，王友绍2，李小龙11.湖南工业大学绿色包装与生物技术纳米应用湖南省重点实验室，湖南株洲412008；2.中国科学院南海海洋研究所，广东广州510301摘要：用5个级别的人工复合重金属污水处理红树植物秋茄Kandeliacandel(L.)幼苗，2个月后对其叶绿素含量、叶片和根系的活性氧清除系统中的保护酶SOD、POD和CAT活性变化以及膜脂质过氧化作用影响进行分析。结果显示：叶绿素a、b及总量在低浓度处（1W）有所上升，随着污染级别的升高，

2、三者的含量均下降，且远低于对照组值。SOD活性随着污染级别的增加呈“先升后降”的变化。10W污水时，叶和根系中的SOD活性均达到最大值。POD的活性变化与SOD活性变化相一致。CAT活性在叶片中不受污染程度的影响，保持相对平稳，但在高级别的污染下，活性有下降的趋势；而根系中CAT活性在10W污水时达到最大值，污染程度再升级时，活性迅速下降。MDA含量在叶片中随着污染级别的增加呈“先降后升”，而根系中MDA含量却是以升-降-升的模式变化，但它们都在10W污水时，达到最小值。综合试验结果分析表明，秋茄幼苗在遭受重金属胁迫时，根系比叶更能有效地清除组织中的

3、活性氧自由基，保护了根的生长，从而提高了抗重金属的能力。关键词：红树植物秋茄；复合重金属污水；SOD；POD；CAT；MDA；叶绿素中图分类号：X171.5文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）06-2234-06张凤琴等：复合重金属胁迫对秋茄幼苗某些生理特性的影响2239红树植物是生长在热带、亚热带河口、海岸、潮间带受周期性海水浸淹的木本植物。占据于海岸生态系的关键区,适应于特殊环境从而具有特殊化的形态结构和生理生态特性。长期以来，红树林湿地被认为是排放城镇生活污水和工业废水的便利场所。由于沿海污水排放量日益增大，河口海岸环境污染日

4、益严重，尤其是重金属污染。国外早有研究者提出用红树植物处理城市污水的设想，认为红树林湿地系统与其他类型的湿地一样具有潜在的净化污水能力，并开展了广泛的研究[1-6]。国内不少学者也多次指出红树林具有过滤陆地径流和内陆带出的有机物质和其他污染物的生态功能[7-11]。然而，以往的研究主要集中在红树植物盐度、水浸等胁迫下的生理生态反应，某些金属在红树植物中的吸收与分布，以及单个重金属对某些红树植物的光合合成等生物量的影响[2,4,12-13]，有关红树植物同时在多种重金属胁迫下，生理生化反应的报道很少[14]。事实上，在自然环境中红树植物是在多种重金属共

5、同胁迫及多种胁迫的环境中生长发育，因此有必要研究红树植物在多种重金属下，各种抗氧化系统的变化，红树植物与重金属之间的关系等等，为红树植物的抗重金属机制提供素材，从而有利于红树林生态的保护和发展。本研究以不同程度的人工复合重金属污水浇灌红树植物─秋茄Kandeliacandel(L.)的幼苗，研究这种红树植物幼苗在多种重金属共同胁迫下体内活性氧清除系统中的保护酶变化，膜脂质过氧化作用的影响以及叶绿素含量的影响，以阐明红树植物抗重金属机制，为利用红树植物生物净化重金属污染提供科学依据。对红树植物和红树林的保护、生态恢复和持续发展，具有极为重要的生态学意义

6、和经济价值。1材料与方法1.1试验材料成熟的秋茄胚采自海南省三亚市郊，海水盐度为22‰～30‰。选择质量为25～30g的，生活力强、无病虫害、大小相近的繁殖体培养于砂中，砂装入花盆，每盆种植5株。用1/2Hogland营养液（含w(NaCl)=10‰）每3d浇灌1次，待植株长至3叶后，分成5组（每组3个平行处理），用1/2Hogland营养液（含w(NaCl)=10‰）配成的不同污染级别的人工复合重金属污水对秋茄幼苗进行浇灌(见表1)。每5d浇灌1次，每次每个处理500mL，2个月后进行取材。1.2方法1.2.1组织提取液的制备分别取0.3g左右的根

7、和嫩叶，按1∶5(质量∶体积)加入50mmol·L-1pH7.8的磷酸缓冲液(PBS)[含ρ=0.01mg·L-1不溶性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，10mmol·L-1巯基乙醇]，加少许石英砂于冰浴中迅速研磨成匀浆，用10000r·min-1离心15min，上清液转入另一离心管中再离心10张凤琴等：复合重金属胁迫对秋茄幼苗某些生理特性的影响2239min，上清液即为所需提取液。以上操作均在0～4℃下进行。1.2.2叶绿素的提取图1重金属污水对秋幼苗中叶绿素含量的影响.Fig.1Effectofheavymetalsonchlorophyllconten

8、tinleavesofK.candel.a，b，total分别为叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素参考朱广廉等[1