桐花樹(shù)幼苗對(duì)氣態(tài)汞的富集及耐受汞機(jī)制.pdf

1、紅樹(shù)林是生長(zhǎng)在熱帶、亞熱帶地區(qū)的木本植物群落，具有極為重要的生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。紅樹(shù)植物具有較高的富集汞的能力，其葉與大氣之間存在持續(xù)的汞交換過(guò)程。目前，關(guān)于紅樹(shù)植物對(duì)離子汞耐受性的研究已有很多，而有關(guān)紅樹(shù)植物對(duì)氣態(tài)汞脅迫的響應(yīng)及其耐受性機(jī)制的研究卻鮮有報(bào)道。因此，本研究以桐花樹(shù)(Aegiceras corniculatum)幼苗為材料，利用封閉通量箱測(cè)定其在飽和氣態(tài)汞（Hg0）脅迫下的生理、解剖結(jié)構(gòu)和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化，探究桐花樹(shù)葉片與

2、大氣汞交換的晝間變化規(guī)律及其影響因素。探討其對(duì)汞的富集和耐受機(jī)制。研究結(jié)果表明:
　　(1)桐花樹(shù)幼苗葉片對(duì)氣態(tài)汞脅迫的響應(yīng)及其各部位對(duì)汞的吸收和累積結(jié)果顯示:Hg0脅迫下，脅迫組丙二醛最高值出現(xiàn)時(shí)間早于對(duì)照組的;脅迫組脯氨酸含量最高值含量較高;隨著脅迫時(shí)間的增加，脅迫組桐花樹(shù)葉片葉綠素含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，而對(duì)照組葉片葉綠素含量變化不大;脅迫組每天的可溶性糖含量均低于相應(yīng)對(duì)照組。同時(shí)，桐花樹(shù)幼苗葉片抗氧化酶(SOD、POD

3、、CAT)活性和還原型谷胱甘肽(GSH)含量也受到一定影響:與對(duì)照相比，脅迫組SOD活性最高值較高且出現(xiàn)較早;脅迫組POD活性均低于相應(yīng)時(shí)間對(duì)照組;脅迫組CAT活性則表現(xiàn)為短時(shí)間脅迫高于對(duì)照，長(zhǎng)時(shí)間脅迫低于對(duì)照;短時(shí)間汞脅迫GSH含量較低，長(zhǎng)時(shí)間汞脅迫較高。而且桐花樹(shù)幼苗各部位汞含量表現(xiàn)為:葉＞莖＞根。且葉中汞含量顯著高于莖汞和根汞(P＜0.05)，幼苗各部位生物量和汞分配量成正比。莖各部分汞含量大小為:皮＜木質(zhì)部＜髓，髓汞含量顯著大于

4、皮汞和木質(zhì)部汞(P＜0.05)。表明，汞脅迫雖可造成桐花樹(shù)幼苗葉片膜質(zhì)過(guò)氧化，光合作用和蛋白質(zhì)的合成過(guò)程受阻。但是桐花樹(shù)幼苗葉片的抗氧化酶系統(tǒng)和非酶系統(tǒng)協(xié)同作用，以減緩汞脅迫對(duì)自身的傷害;同時(shí)，Hg0脅迫下，葉是植物吸收汞的重要部位。且葉吸收的汞主要經(jīng)莖髓傳遞到根。對(duì)整株植物而言，生物量越大，其汞分布量越大。
　　(2)桐花樹(shù)葉解剖結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)對(duì)氣態(tài)汞脅迫的響應(yīng)及其葉中汞的亞細(xì)胞和形態(tài)分布結(jié)果如下:Hg0脅迫下，桐花樹(shù)葉柵欄組織

5、和海綿組織結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化，但其中的單寧含量有所增加;受脅迫后，桐花樹(shù)幼苗葉片氣孔密度顯著下降。停止脅迫五天后，葉片氣孔密度仍顯著低于未受脅迫葉片的氣孔密度（P＜0.05）。但其石細(xì)胞密度并未發(fā)生顯著變化;與對(duì)照相比，脅迫組葉肉細(xì)胞的線粒體和細(xì)胞核并沒(méi)有發(fā)生顯著變化，但脅迫組葉綠體基質(zhì)片層扭曲，淀粉粒和脂滴含量明顯較多;脅迫五天(5Hg)和停止脅迫五天后(5RHg)的桐花樹(shù)幼苗葉汞形態(tài)以殘?jiān)鼞B(tài)為主;5Hg處理組根中各提取態(tài)含量大小為:

6、殘?jiān)鼞B(tài)＞氯化鈉提取態(tài)＞鹽酸提取態(tài)＞去離子水提取態(tài)≈醋酸提取態(tài)≈乙醇提取態(tài)。與5Hg處理組相比，雖然停止5RHg處理組葉中汞形態(tài)仍以殘?jiān)鼞B(tài)為主，但其根中殘?jiān)鼞B(tài)汞所占比例有所減少，鹽酸提取態(tài)和醋酸提取態(tài)汞所占比例有所增加;與對(duì)照相比，脅迫組各亞細(xì)胞組分汞含量由高到低依次為:可溶部分＞細(xì)胞器＞細(xì)胞壁＞細(xì)胞膜，其中細(xì)胞可溶部分汞含量所占比例最高。表明，汞脅迫可使桐花樹(shù)幼苗葉片單寧含量增加，可對(duì)葉片氣孔造成不可逆的傷害，但并不會(huì)對(duì)石細(xì)胞密度產(chǎn)生顯

7、著影響;與線粒體和細(xì)胞核相比，葉綠體對(duì)Hg0脅迫較為敏感，Hg0脅迫可對(duì)桐花樹(shù)葉片葉肉細(xì)胞的代謝產(chǎn)生影響;但桐花樹(shù)幼苗可將吸收的汞轉(zhuǎn)化為活性較低的形態(tài)，積累在以液泡為主的可溶部分，以增強(qiáng)自身抗汞脅迫的能力。
　　(3)Hg0脅迫后紅樹(shù)植物桐花樹(shù)幼苗葉片晝間釋汞變化及葉光合作用結(jié)果顯示:脅迫組與對(duì)照組凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)均表現(xiàn)為先下降后上升又下降的趨勢(shì)，除17:30外，相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)脅迫組均小于對(duì)照組;