堿蓬和濱藜對鎘吸收分配及其模型擬合研究.pdf

1、鎘(Cd)是一種毒性很強的重金屬，隨著河口和海岸等鹽沼濕地生態(tài)系統(tǒng)重金屬污染的日益加劇，關(guān)于鹽生植物對Cd吸收、積累及轉(zhuǎn)運方面的研究受到了越來越多的關(guān)注。堿蓬(Suaeda salsa)和濱藜(Atriplex triangularis)在我國北部沿海灘涂有著廣泛的分布，但目前并不了解這兩種鹽生植物的Cd耐性如何，對其Cd吸收和分布規(guī)律也缺乏深入的認(rèn)識。此外，堿蓬和濱藜是否直接吸收CdCln2-n絡(luò)合物尚不清楚，Cl-影響鹽生植物Cd吸

2、收的可能作用機制仍需進一步探討。本文通過水培試驗設(shè)計，并結(jié)合相關(guān)重金屬吸收和毒性效應(yīng)模型，對上述問題進行研究，以期為今后鹽沼濕地重金屬污染修復(fù)和海水蔬菜品質(zhì)安全研究提供理論依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.堿蓬和濱藜鎘耐性、亞細胞分布及其模型擬合
　　比較了不同類型鹽生植物堿蓬和濱藜的Cd耐性，研究了兩者對Cd和Na的富集規(guī)律及亞細胞水平上的Cd分配差異。結(jié)果表明，Cd脅迫下堿蓬和濱藜的根長、株高及干重等均受到不同程度

3、的抑制，兩者的表觀毒害癥狀及對Cd的響應(yīng)敏感度也存在明顯差異;根系耐性指數(shù)可以作為評價兩者Cd耐性的指標(biāo)，堿蓬表現(xiàn)出更強的Cd耐性。另外，除1μmol·L-1 Cd脅迫下，堿蓬根表的單位面積Cd吸附量均顯著高于濱藜;兩者吸收的Na大量轉(zhuǎn)運至地上部，吸收的Cd則主要富集在根部，但堿蓬對Cd的轉(zhuǎn)運能力比濱藜弱。亞細胞分布分析發(fā)現(xiàn)，兩種鹽生植物各器官中Cd均主要分布于細胞壁，其次為胞液;細胞壁的固定為兩者亞細胞水平上的主要Cd解毒機制，且堿蓬

4、不同器官細胞壁的固定能力比濱藜強，根部Cd亞細胞分布特性對Cd從根部向地上部轉(zhuǎn)運有顯著影響。Cd脅迫除產(chǎn)生直接毒害外，也影響著堿蓬和濱藜地上部及根部的Na含量，干擾了兩者不同器官及亞細胞水平上的正常Na穩(wěn)態(tài)。通過對堿蓬和濱藜根、莖、葉中Cd亞細胞分布的模型擬合發(fā)現(xiàn)，堿蓬根部細胞壁組分的臨界Cd濃度和最大積累值分別為133.90μmol·L-1和1680.13 mg·kg-1，表現(xiàn)出較強的耐性;而濱藜莖、葉部細胞器組分的最大積累值較高，分

5、別為13.39 mg·kg-1和21.13 mg·kg-1，易對細胞器造成嚴(yán)重的毒害。
　　2.固定Cd2+活度下堿蓬和濱藜對鎘吸收、分配及其模型擬合
　　設(shè)置不同NaCl、Na2SO4及Cd處理濃度，使不同處理溶液中Cd2+自由離子活度保持一致，分析了鹽生植物對Cd2+自由離子及其它Cd形態(tài)(CdCl+、CdCl20、CdSO40)的吸收差異，探討Cl-影響堿蓬和濱藜Cd吸收的可能作用機制，驗證堿蓬和濱藜存在對CdCln2

6、-n絡(luò)合物直接吸收的假設(shè)。研究結(jié)果表明，添加NaCl及Na2SO4處理維持溶液中Na含量一致，并未對營養(yǎng)液中的離子強度造成顯著改變，不同處理也未對堿蓬和濱藜的根部形態(tài)及生理指標(biāo)造成顯著的差異。堿蓬的地上部Cd含量及Cd積累量在較低Cl-濃度處理下較高，隨著處理營養(yǎng)液中Cl-濃度的增大整體呈下降趨勢，根部Cd含量變化趨勢與地上部相反，Cd轉(zhuǎn)移系數(shù)也隨著處理營養(yǎng)液中Cl-濃度的增大而降低，表現(xiàn)出Cl-處理促進堿蓬根部Cd的吸收，但限制了堿蓬