铅胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生理特性及铅积累的影响

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1、铅胁迫对2种三峡库区消落带适生植物生理特性及铅积累的影响摘要：为了对三峡库区消落带铅污染土壤、水体植物修复提供参考和阐明铅胁迫对三峡库区消落带适生植物狗牙根（Cynodondactylon(Linn.)Pers）、双穗雀稗（PaspalumDistichumL）2种草2+本植物的毒害机制，采用水培实验，模拟三峡库区长江水体Pb污染2+环境，在Hoagland营养液中加入不同浓度的Pb（Pb(NO3)2），研究了铅胁迫对2种适生草本植物生长、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶（CAT）活性和铅富集

2、的影响。结果表明，低浓度铅能促进狗牙根和双穗雀稗植株生长，增加新芽数、新根数和叶绿素含量；高浓度铅导致狗牙根和双穗雀稗新芽数、新根数和叶绿素含量下降。在铅浓度<20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，铅处理导致2种草本植物叶片中POD和CAT活性都增加，但是当铅浓度＞20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，铅抑制叶片中POD和CAT活性，而SOD活性随着铅浓度的增加一直下降。这说明，在铅胁迫下，2种草本植物为了清除过多的活性氧，通过抗氧化系统的应激反应形成一个应急系统，以增强植株的抗逆性，减少重金属的毒害作

3、用。在铅浓度为20mg/L(狗牙根)和10mg/L（双穗雀稗）时，狗牙根和双穗雀稗SOD、POD及CAT活性分别为对照的-2.87%、121.02%、46.23%和-8.68%、69.89%、91.48%。2种草本植物地上部分和地下部分铅含量随着铅处理浓度的增高而增加，狗牙根和双穗雀稗地上部分和地下部分富集系数平均值分别为9.15、59.28和14.32、26.26，转运系数平均值分别为0.44、0.42。在铅污染的土壤、水体植物修复中，狗牙根具有一定的潜在应用价值，是三峡库区消落带环境修复优良物种。关键词铅,胁迫,适生植物,生理

4、特性,铅积累三峡工程举世瞩目，三峡库区日益频繁的农药化肥的大量施用以及采矿、冶炼、加工、废弃物处置等，加快了重金属在大气、土壤、水体和生态系统中的循环，直接威胁人类的居住环境和健康。铅是重金属中的重要代表。因此，研究铅污染土壤和水体修复新技术具有重收稿日期：YYYY-MM-DD,修订日期：YYYY-MM-DD基金项目：三峡库区水环境演变与污染防治重庆高校市级重点实验室开放基金项目（WEPKL2012MS-01）要意义．利用超积累植物对重金属的富集特性而进行植物修复，具有廉价、高效和安全等特点，已经成为土壤、水体中重金属污染研究领域

5、的一项新兴技术(张太平等，2003)。目前自然界中存在的超积累植物分布受地域局限，种类稀少，并且生物量低，因此，从植物资源中筛选富集重金属能力较强、生物量高的植物将成为植物修复技术的一条新思路．铅是植物的非必需营养元素，但植物根系能够吸收铅，低浓度铅处理对植物影响较小，而高浓度铅会改变植物细胞膜透性（任安芝等，2000），破坏叶绿体、线粒体等亚显微结构，干扰植物体中酶的活性，影响植物呼吸作用、光合作用和多种代谢活动，从而直接或间接地影响植物的生长发育（VanAsscheetal,1990;宋勤飞等，2004）。近年来，各国环境科学

6、工作者在耐铅植物筛选方面做了大量研究．已经发现了17种超积累植物（李东旭等，2011），我国相继发现了圆叶遏蓝菜（Thlaspirotundifolium）、苎麻（Boehmerianivea（L.）Gaud.）、东南景天（SedumalfrediiHance）、蜈蚣草（PterisvittataL.）、鬼针草（Bidensbipinnata）、木贼（EquisetumhiemaleL.）和香附子（TxusrotundusL.）等（李东旭等，2011）。但它们不是三峡库区消落带的适生植物。长期研究发现，狗牙根和双穗雀稗（Paspa

7、lumDistichum）适合生长在三峡库区消落带，既固土、又耐水淹和干旱，生长快，生物量高，是三峡库区消落带植被恢复与重建的优良物种（刘云峰等，2005），然而关于狗牙根和双穗雀稗对重金属铅污染土壤、水体修复和对铅的富集特性的研究相对缺乏．本研究以狗牙根和双穗雀稗为试验材料，采用水培试验，在不同外源铅含量水平的营养液上，分析了2种适生草本植物的生长状况、铅富集效应，以期为阐明植物遭受铅胁迫的毒害机制和铅污染土壤、水体的植物修复提供理论依据，为三峡库区消落带植被重建过程中物种的筛选及生物修复技术提供科学依据。1材料与方法1.1材料

8、实验植物狗牙根（Cynodondactylon(Linn.)Pers）和双穗雀稗（PaspalumDistichum）均采自于三峡库区万州牌楼消落带，选取生物量大致相同的幼苗，采回后，先移栽到土壤中培养直至长出新叶。移出培养后的植株，先后用自来水、