zn cu胁迫下杨树的生理响应及体内积累的研究

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1、华中农业大学硕士学位论文Zn、Cu胁迫下杨树的生理响应及体内积累的研究姓名：杨素丹申请学位级别：硕士专业：园林植物与观赏园艺指导教师：涂炳坤200906华中农业大学2009届硕上学位论文摘要利用植物修复Zn、Cu污染是当今环境学和生物学研究的一个方向。目前用于植物修复的植物种类筛选主要集中在一些超富集植物上。超富集植物虽具有较强的富集能力，但是也存在生物量小、生长地域与环境受限、品种资源较少等不利因素，从而限制了这项绿色生物技术的应用。本课题拟利用木本植物杨树作为植物修复的备选植物，在试验中模拟Zn、Cu胁迫环境，研究杨树对Zn、Cu胁迫下的

2、部分生理响应以及在体内Zn、Cu富集的分布规律，探讨不同杨树材料间的抗性及修复潜力的差异，为利用杨树进行植物修复提供一些理论准备。本研究以华中农业大学基地的5个杨树材料插条为试验材料(I．69、南抗2号、常绿杨、小叶杨和鲁山杨)，使用不同浓度Zn、Cu进行处理，研究了Zn、Cu对杨树材料植株生长、叶片相对电导率、叶绿素相对含量、可溶性蛋白质含量及丙二醛(MDA)含量的影响，分析了Zn、Cu在5个杨树材料体内分布、积累和迁移特性，研究了栽植杨树材料后，土壤中Zn、Cu含量变化和pH值的变化，并对杨树zn、Cu积累和毒害的生理机制进行了讨论。得到

3、如下主要结果：(1)从表观形态上来说，5个杨树材料对Zn、Cu胁迫的抗性依次为小叶杨>鲁山杨>南抗2号>I．69>常绿杨。(2)5个杨树材料的高和地径生长率随着Zn、Cu胁迫的增大而显著下降。综合考虑生长指标的变化，5个杨树材料生长对Zn、Cu胁迫的抗性依次为鲁山杨>南抗2号>I．69杨>常绿杨>小叶杨。(3)随Zn浓度增大，杨树材料生物量存在先降后增的趋势，而随Cu处理浓度的增高，杨树的生物量呈下降趋势，在Zn、Cu交互胁迫条件下，杨树生物量降低速率随两者交互浓度的增加呈现逐渐降低的趋势，即中等浓度的Zn、Cu互作促进杨树生物量的积累。(4

4、)随Zn、Cu浓度增加，5个杨树材料叶片叶绿素相对含量明显降低。其中，小叶杨受胁迫后，叶片中相对叶绿素含量仍最高，且含量恢复较快。(5)随Zn、Cu处理时间延长，杨树叶片相对电导率逐渐增大。各材料间差异显著，小叶杨和南抗2号细胞膜受伤害程度最低。杨树叶片相对电导率增大速率随Zn、Cu交互浓度的增加呈现逐渐降低的趋势，即高浓度的Zn、Cu相互制约了其对杨树细胞质膜的破坏。Zn、Ch胁迫下杨树的生理响应及体内累积的研究(6)Zn、Cu处理21d后，各杨树材料叶片中可溶性蛋白质的含量大小为：小叶杨>常绿杨>鲁山杨>南抗2号>1-69杨。叶片中可溶性

5、蛋白质的含量随Cu离子浓度增加，呈先增后降的趋势，随zn离子浓度增加先降后升，在600mg／g达到最高值。(7)杨树叶片中MDA的含量随处理时间的延长而逐渐增大。各材料间差异性显著。总体来说，杨树叶片中MDA含量随Zn离子浓度升高而呈现上升趋势，随Cu离子浓度升高而则呈现先升后降趋势。在Zn、Cu交互作用下，杨树叶片中MDA含量随Zn、Cu交互浓度增加而降低，说明随Zn、Cu交互浓度增加，杨树叶片膜受破坏程度增加。(8)不同杨树材料对Zn、Cu的富集能力存在种间差异，小叶杨体内Zn、Cu累积量最多，富集能力最强，且小叶杨Zn主要累积在根中，而

6、对Cu主要累积在茎中；5个杨树材料吸收的Zn在各器官的累积量为根>叶>茎；Cu在各器官的累积量为根>茎>叶。(9)不同浓度Zn处理对Zn、Cu在杨树各部位的迁移系数无显著影响，不同浓度Cu处理只对根部Cu累积量达到极显著水平，杨树根部累积Cu含量随处理Cu浓度的增加而增加。总体来说，杨树对Zn、Cu胁迫具有较强的忍耐力，低浓度Zn对杨树生长基本无影响，而高浓度Zn、Cu则对杨树生长产生毒害作用，且随着胁迫浓度的提高和处理时间的延长而毒害程度加大。在Zn、Cu胁迫下，5个杨树材料对zn、Cu的综合抗性排序为：小叶杨>南抗2号>常绿杨>I．69杨

7、>鲁山杨，且5个杨树材料间综合抗性差异显著。5个杨树材料单独对Zn、Cu的综合抗性排序均为：小叶杨>南抗2号>1-69杨>常绿杨>鲁山杨。关键词：杨树；重金属胁迫；Zn；Cm生理响应；累积ⅡAbstractP№r锄ediationofzincandcopperpollutedenvironmenthasbecomeapoPlarpartresearchabouttheinareaofenviromentalandbiologicalscience．Nowadays，thesclectionofplantforphytoremediationf

8、ocusedonthehyperaccumulator．However，thlsofgrowm盯eentedmologyhassomedisadvaniages：s