李氏禾對(duì)鉻的富集解毒機(jī)制研究.pdf

1、本論文以李氏禾為研究對(duì)象，通過(guò)鉻在植物器官水平分布試驗(yàn)、鉻在亞細(xì)胞水平分布試驗(yàn)、鉻的化學(xué)形態(tài)分析試驗(yàn)來(lái)確定鉻在李氏禾各器官及亞細(xì)胞分布特征、化學(xué)形態(tài)，闡明李氏禾對(duì)鉻的富集解毒機(jī)制。運(yùn)用生物數(shù)碼顯微鏡和透射電境(TEM)觀察李氏禾的組織結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)，了解鉻對(duì)李氏禾組織結(jié)構(gòu)、超微結(jié)構(gòu)的影響及其在植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的沉積位點(diǎn)。通過(guò)鉀、鈣離子通道抑制試驗(yàn)、P-型ATP酶抑制試驗(yàn)、缺鈣影響試驗(yàn)來(lái)闡明李氏禾對(duì)鉻的吸收機(jī)理。通過(guò)研究取得以下主要結(jié)果：

2、 1.李氏禾對(duì)鉻具有較強(qiáng)的富集能力。在不同鉻處理濃度下，葉、莖、根中的鉻最高濃度達(dá)到5430mg/kg，1956mg/kg和40599mg/kg。當(dāng)營(yíng)養(yǎng)液中鉻的濃度Cr3+≥30mg/L時(shí)，葉中鉻的含量均超過(guò)了1000mg/kg，超過(guò)了鉻超富集植物的最小鉻含量標(biāo)準(zhǔn)。 2.李氏禾對(duì)鉻具有較強(qiáng)的解毒能力。在水培試驗(yàn)中，在Cr3+處理濃度為60mg/L時(shí)，根莖葉的生物量沒(méi)有明顯降低。鉻在李氏禾體內(nèi)各水平分布如下：(1)器官水

3、平：根＞葉＞莖；(2)細(xì)胞水平：葉部，液泡＞細(xì)胞壁＞細(xì)胞器；根部，細(xì)胞壁＞細(xì)胞器＞液泡。通過(guò)對(duì)組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的觀察發(fā)現(xiàn)，污染莖的維管束比正常莖的維管束要小，表現(xiàn)出中毒跡象，而李氏禾污染根和葉與正常組織結(jié)構(gòu)沒(méi)有明顯差異。在葉片細(xì)胞的液泡中和根部細(xì)胞的細(xì)胞壁上，發(fā)現(xiàn)大量高密度電子沉積體，這與液泡和細(xì)胞壁中鉻的含量密切相關(guān)，說(shuō)明液泡的區(qū)隔作用和細(xì)胞壁的鈍化作用是李氏禾對(duì)鉻富集解毒的重要生理機(jī)制。 3.鉻化學(xué)形態(tài)分析表明，鉻在

4、莖、葉中以鹽酸提取態(tài)(草酸鹽結(jié)合態(tài))為主，鉻的草酸鹽結(jié)合態(tài)含量與李氏禾對(duì)鉻的富集解毒機(jī)制是密切相關(guān)的。根部以殘留態(tài)為主，說(shuō)明鉻在根部高濃度的累積與鉻的低生物利用形式有關(guān)。 4.李氏禾對(duì)鉻的吸收機(jī)理研究表明，P-型ATP酶抑制劑Na3VO4對(duì)李氏禾鉻吸收有明顯抑制作用，說(shuō)明李氏禾對(duì)鉻存在主動(dòng)吸收的可能性。鈣離子通道抑制劑LaCl3對(duì)李氏禾鉻吸收有一定抑制作用；缺鈣影響試驗(yàn)結(jié)果也同時(shí)表明，鈣和鉻可能競(jìng)爭(zhēng)同-Ca2+通道；說(shuō)明李氏禾