几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应[j]

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1、张超兰等：几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应1461几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应张超兰，陈文慧，韦必帽，刘小珍，吕沛峰广西大学农学院，广西南宁53000摘要：通过水培试验研究了不同质量浓度的重金属镉（0、20、30、40、50、60mg•L-1）胁迫对水生美人蕉（Cannaglauca）、红蛋(Echinodorusosiris)、风车草（Cyperusalternifolius）、彩叶草（Coleusblumeibenth）等湿地植物体内丙二醛、脯氨酸、镉的含量以及细胞膜的透性变化的影响，探讨了镉胁迫下不同湿地植物对镉的

2、生理生化响应和耐受能力，为应用人工湿地处理含镉废水提供依据。研究结果表明，在镉胁迫下4种供试植物叶片的丙二醛含量和膜透性增加，并且试验条件下，培养液中镉质量浓度越高植物叶片中丙二醛细胞膜透性也越高；植物叶片中脯氨酸质量分数变化则有所不同，培养液中镉质量浓度处于0~40mg•L-1时，脯氨酸质量分数随着镉质量浓度增加而增加，镉质量浓度高于40mg•L-1，脯氨酸质量分数随着镉质量浓度的增加而降低。不同湿地植物对镉胁迫响应也显著不同，丙二醛含量、脯氨酸质量分数和细胞膜透性大小为：彩叶草＞风车草＞红蛋＞美人蕉。由此可见，4种供试植物耐受镉害的能力

3、依次为：美人蕉＞红蛋＞风车草＞彩叶草。美人蕉和红蛋在含镉废水人工湿地生态工程修复中具有很好的应用前景。关键词：美人蕉（Cannaglauca）；红蛋(Echinodorusosiris)；风车草（Cyperusalternifolius）；彩叶草（Coleusblumeibenth）；重金属中图分类号：X171.5；Q945.78文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）04-1458-04张超兰等：几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应1461通过各种途径进入环境的重金属，由于其相对稳定性和难降解性，对土壤和水源会造成不同程

4、度的污染，并且由于这些重金属在环境中的相对稳定性，使得治理重金属污染成为一件困难和代价高昂的工作。近年来因人工湿地生态处理工程具有低能耗、高效、经济等优点广泛地应用于城市生活污水及工业废水处理。湿地植物是人工湿地的重要组成部分。目前，国内外的研究者对处理生活污水的湿地植物的净化效果进行大量的研究，成水平[1]等的研究表明：香蒲、灯心草对于污染物的去除效率不低于藨草、水葱和芦苇。辛晓芸[2]等研究发现去除NH4+-N能力为:草芦＞香蒲＞菹草；去COD能力为：凤眼莲＞香蒲＞菹草＞草芦；去总磷能力：菹草＞草芦＞香蒲＞凤眼莲。而人工湿地处理重金属废

5、水方面刚刚起步，湿地植物对重金属镉的生理反应及其耐受特性方面的研究较少，这影响了人工湿地生态工程在处理重金属废水上的应用。本文通过水培试验研究了美人蕉、红蛋、风车草、彩叶草等具有生态和园林效果的湿地植物在重金属镉胁迫下的生理生化反应，探讨其对镉的耐受性，探索其在含镉废水人工湿地生态工程修复中应用的可行性。1材料与方法1.1植物美人蕉（Cannaglauca），红蛋(Echinodorusosiris)，风车草（Cyperusalternifolius），彩叶草（Coleusblumeibenth）。1.2水培试验将在珍珠岩中培养的美人蕉、红

6、蛋、风车草、彩叶草移栽到1/5Hoagland营养液中培养，待植物生长稳定后，分别换含镉0、20、30、40、50、60mg•L-1的营养液（溶液pH值调至6~6.5），重复3次，采用随机区组排列，培养5d后，分别剪取它们的叶子测定丙二醛、脯氨酸的含量以及细胞膜的透性。1.3分析测定方法镉含量：微波消解-AAS法[3]；丙二醛含量测定：采用硫代巴比妥酸法[4]；膜透性测定：采用电导法[5]；脯氨酸含量的测定：采用磺基水杨酸法[6]。2结果与分析2.1镉胁迫下植物体内丙二醛的变化丙二醛的含量是衡量膜脂过氧化程度的一个非常重要的生理指标。从图1

7、可以看出，镉胁迫下，所有供试植物叶片丙二醛的含量均增加。对于同种植物来说，镉质量浓度的增加丙二醛含量升高，这说明，随着镉质量浓度的升高，细胞膜受伤的程度越大。说明镉处理使植物受到氧化胁迫,保护酶活性增强提高了植物清除活性氧的能力。而对于不同种植物中丙二醛的含量存在显著差异，其中丙二醛含量为：彩叶草＞风车草＞红蛋＞美人蕉。表明几种湿地植物受镉伤害程度为：彩叶草＞风车草＞红蛋张超兰等：几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应1461＞美人蕉，即从植物体内丙二醛的含量来看，美人蕉耐重金属镉害的能力最强，其次为红蛋，再次为风车草，彩叶草耐受镉害的能

8、力最弱。植物Cd2+胁迫下膜脂过氧化作用进程加快，增加植物体内的活性氧，打破活性氧的代谢平衡，从而启动膜脂过氧化作用或膜脂脱脂作用，破坏膜的结构，影响膜的功能。重金属是脂质过氧化