多胺對水鱉和槐葉蘋重金屬脅迫的緩解效應(yīng)及機(jī)理研究.pdf

1、本文以分布廣泛的浮水植物—水鱉和槐葉蘋為研究對象，以植物非必需金屬元素—Cr(六價(jià))及兼具營養(yǎng)和毒性的金屬元素—Cu(二價(jià))和Cr(三價(jià))為脅迫因子，將植物培養(yǎng)在人工模擬的分別含有這兩種典型重金屬的污水中，系統(tǒng)研究了水生植物抗重金屬脅迫機(jī)理以及外源多胺(Pas)對水生植物重金屬脅迫的緩解效應(yīng)和機(jī)理。研究結(jié)果表明：
　　 （1)不同處理濃度Cr6+（0、1、5、10、15、20 mg·L-1)脅迫7d 后，槐葉蘋葉片內(nèi)總?cè)~綠素(C

2、hl)、葉綠素a（Chla)、葉綠素b（Chlb)、葉綠素a/b（Chla/Chlb)和熒光參數(shù)(Fv/Fm和Fv/Fo)呈不同程度的下降趨勢；超氧陰離子(O2·-)、丙二醛(MDA)和可溶性糖(SS)含量極顯著增加。超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性先升后降；抗壞血酸(AsA)、谷胱甘肽(GSH)和游離脯氨酸(Pro)含量也呈先升后降趨勢，且始終高于對照。超微結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為：葉綠體膨大、解體，被膜

3、斷裂、消失；線粒體嵴突消失、空泡化；核膜斷裂、消失，核仁分散、核質(zhì)散出。
　　 （2)研究了外施0.1 mmol·L-1亞精胺(Spd)對不同處理濃度Cu（0、0.5、1、2、4mg·L-1)脅迫下水鱉葉片葉綠素含量、抗氧化系統(tǒng)和活性氧(ROS)水平的影響。單一Cu處理下，Chl、胡蘿卜素(Car)和可溶性蛋白含量在Cu濃度為0.5 mg·L-1 時(shí)達(dá)到最大值，而后迅速下降；外施Spd顯著或極顯著提高三者的含量，延緩它們的下降速

4、度。單一Cu處理下，SOD、POD、抗壞血酸過氧化物酶(APX)、谷胱甘肽還原酶(GR)活性和AsA、GSH含量分別在0.5 mg·L-1 Cu處理下達(dá)到最大值，而后下降；而CAT呈下降趨勢。外施Spd可顯著或極顯著提高這上述抗氧化酶和抗氧化物質(zhì)的活性或含量，使其上升或穩(wěn)定時(shí)期變長，從而降低ROS的產(chǎn)生速率。O2·-產(chǎn)生速率、H2O2和MDA含量在單一Cu處理下隨Cu處理濃度的增加而增加；外施Spd可顯著或極顯著緩解O2·-產(chǎn)生速率、H

5、2O2和MDA含量的增加。
　　 （3)采用營養(yǎng)液水培的方法，研究了外源0.1 mmol·L-1 Spd和0.1 mmol·L-1 精胺(Spm)對2 mg·L-1 Cu脅迫下水鱉葉片三種形態(tài)的Pas、抗氧化系統(tǒng)及營養(yǎng)元素吸收的影響。Cu脅迫使水鱉葉片腐胺(Put)急劇積累，Spd和Spm顯著或極顯著下降，從而使(Spd+Spm)/Put比值也隨之顯著或極顯著下降。外源Spd和Spm均可部分逆轉(zhuǎn)Cu誘導(dǎo)的三種形態(tài)Pas的變化，抑

6、制Put的積累，緩解Spd和Spm的下降，從而提高了(Spd+Spm)/Put比值。外源Spd和Spm緩解了Cu脅迫誘導(dǎo)的多胺氧化酶(PAO)的升高，刺激了二胺氧化酶(DAO)的增加。與單一Cu脅迫相比，多胺Spd和Spm顯著或極顯著的提高了SOD、POD、CAT、APX、GR活性和ASA、GSH、Pro含量，從而降低了O2·-產(chǎn)生速率和H2O2含量，極顯著降低了MDA含量，緩解了Cu誘導(dǎo)的氧化脅迫。外源Spd和Spm顯著或極顯著緩解了

7、Cu脅迫下的礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收平衡的紊亂。以上結(jié)果均說明了外施Spd和Spm增強(qiáng)了水鱉對Cu脅迫的抗性，并在一定程度上緩解了Cu對水鱉的毒害。
　　 （4)研究了外源0.1 mmol·L-1 Spd和0.1 mmol·L-1 Spm對8 mg·L-1 Cr3+脅迫下處理第0、2、4、6天槐葉蘋葉片抗氧化系統(tǒng)和ROS水平影響。結(jié)果表明：與單一Cr3+脅迫相比，Cr3++Spd和Cr3++Spm處理均顯著或極顯著逆轉(zhuǎn)了Cr3+脅迫引

8、起的生理生化變化。隨著Cr3+處理時(shí)間的延長，Chl、Chla、Chlb、Chla/Chlb和Cra含量均在2天達(dá)到最大值，而后下降；外施Spd和Spm可顯著或極顯著的延緩他們的下降。隨著Cr3+處理時(shí)間的延長，SOD、POD、APX、GR活性和AsA、GSH含量均在2天達(dá)到最大值，而后下降，而CAT呈下降趨勢；外施Spd可顯著或極顯著提高這上述抗氧化酶和抗氧化物質(zhì)的活性或含量，使其上升或穩(wěn)定時(shí)期變長，從而降低ROS的產(chǎn)生速率。O2·-