蜈蚣草植酸酶特性和抗氧化系統(tǒng)對(duì)砷脅迫的響應(yīng)研究.pdf

1、砷是環(huán)境中優(yōu)先控制的致癌污染物之一。蜈蚣草是世界首例被公認(rèn)的砷超積累植物，能夠大量吸收污染土壤中的砷。近年來(lái)，利用蜈蚣草修復(fù)土壤砷污染的技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，然而，有關(guān)砷超積累植物砷超積累和解砷毒機(jī)理還缺乏系統(tǒng)了解。本項(xiàng)目研究比較了砷脅迫條件下，以普通蕨類植物小葉井口邊草(Pterisnervosa.)和禾本科植物玉米(ZeamaysL.)為對(duì)照植物，研究了美國(guó)佛羅里達(dá)州的蜈蚣草(PterisvittataL.(Chinesebr

2、akefern))和湖北省宜昌市的蜈蚣草PterisvittataL.(Chinesebrakefern)抗氧化系統(tǒng)對(duì)砷脅迫的響應(yīng)，以及植酸酶的酶學(xué)性質(zhì)、同工酶的變化差異。主要研究結(jié)果如下： 1.砷超積累植物蜈蚣草具有很強(qiáng)的累積砷的能力。本實(shí)驗(yàn)條件下，砷處理10天后美國(guó)蜈蚣草和宜昌蜈蚣草砷濃度分別達(dá)678.408mg/kg和786.044mg/kg，比小葉井口邊草(114.715mg/kg)和玉米(89.116mg/kg)的最

3、高砷濃度高5.91-8.82倍?？梢哉J(rèn)為，2種蜈蚣草都屬于砷的超積累植物基因型。 2.在砷脅迫條件下，砷超積累植物擁有更強(qiáng)的抗砷脅迫能力。砷處理提高4種供試植物體內(nèi)SOD酶的活性，但以砷超積累植物蜈蚣草的酶活性增加最高，達(dá)41.61％，最低值則是玉米，只有11.87％；另外，砷脅迫下，蜈蚣草的CAT、AsA-POD和POD酶活性分別比對(duì)照增加100.18％、133.33％和224.51％。4種植物以玉米MDA含量增幅最大，達(dá)1

4、26.31％，其次是蜈蚣草，增加38.06％，小葉井口邊草MDA含量沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化。此外，2種蜈蚣草GSH含量與對(duì)照相提高75.88％，而小葉井口邊草和玉米GSH含量并沒(méi)有出現(xiàn)顯著增加。 3.供試4種植物植酸酶都是酸性磷酸酶。植酸酶最適pH值5.0，最適溫度40℃。值得注意的是蜈蚣草植酸酶在40℃-700C時(shí)，仍然保持100％的酶活性，在80℃時(shí)，酶活性仍有73.22％，結(jié)果說(shuō)明，蜈蚣草植酸酶具有較高的熱穩(wěn)定性。據(jù)我們所知，

5、這是首次在植物中發(fā)現(xiàn)高穩(wěn)定性的植酸酶。2種蜈蚣草植酸鈉最適底物濃度為1mmol/L，而小葉井口邊草和玉米植酸鈉最適底物濃度為2mmol/L，表明蜈蚣草對(duì)底物的親和性較高。 4.在離體情況下，添加重金屬Pb、Cd、As(Ⅲ)、As(V)都顯著抑制植酸酶活性，抑制百分比為41.20％-96.10％，其中以As(V)抑制最強(qiáng)，As(Ⅲ)最弱。不同植物來(lái)源的植酸酶對(duì)重金屬抑制的反應(yīng)有明顯差別，其中玉米的抑制作用最明顯，植酸酶分別降低9