黃花月見草對重金屬銅排斥機制研究

為探究經(jīng)濟植物黃花月見草對重金屬銅排斥機制，以銅積累型植物海州香薷和銅敏感植物芝麻為對照，研究了Cu脅迫對植物生長、質(zhì)膜完整性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)、銅吸收過程、根系有機酸分泌規(guī)律等的影響；同時研究了植物組織解剖結(jié)構(gòu)特點、蒸騰作用、外源有機酸處理對植物銅的排斥機制。 結(jié)果表明：50uMCuSO4處理3天，三種植物根系生長均受到顯著抑制，Cu脅迫導致芝麻葉片細胞膜透性顯著增大，但對黃花月見草和海州香薷沒有影響；海州香薷和芝麻葉片中脯氨酸含量上升，而黃花月見草葉片脯氨酸含量變化不大。三種植物體內(nèi)Cu積累與Zn、Fe、Mn的積累呈顯著正相關(guān)，與Ca、K積累呈負相關(guān)。不同濃度Cu處理下，三種植物根系中Cu含量均顯著高于地上部，黃花月見草表現(xiàn)出極強的Cu排斥性。分析Cu動態(tài)積累曲線可以看出，三種植物體內(nèi)的Cu含量均隨處理時間的延長而增加，然而黃花月見草體內(nèi)的Cu含量上升趨勢最小。 篩選建立了HPLC檢測黃花月見草根系分泌有機酸的方法。研究發(fā)現(xiàn)，黃花月見草根系分泌有機酸中酒石酸和琥珀酸相對含量較高； 50uMCuSO4處理，根系分泌的琥珀酸對于銅刺激有明顯的響應，在處理3h時就極大增加了分泌量，隨后6h、12h分泌量有所減少，24h時又開始大量分泌，進入新的分泌周期。Cu脅迫下，三種植物體內(nèi)蘋果酸含量均顯著增加；研究發(fā)現(xiàn)，體外分泌有機酸種類以及分泌量與根系內(nèi)部并不存在一致的規(guī)律，琥珀酸可能在銅排斥型植物黃花月見草應激和排斥銅過程中起到重要作用。 Cu處理3天，黃花月見草木質(zhì)部導管中的Cu含量無顯著變化，而海州香薷和芝麻木質(zhì)部導管中卻增加了0.6和0.5倍；黃花月見草導管數(shù)量較少；三種植物根系積累的Cu主要被吸附在根系細胞壁中，黃花月見草根系細胞壁對Cu的吸收存在明顯的顆粒內(nèi)擴散過程。 用PEG、HgCl2等探討了蒸騰作用對植物向上轉(zhuǎn)運Cu影響。黃花月見草的地上部Cu含量與蒸騰速率呈顯著的正相關(guān)，而黃花月見草的蒸騰速率非常低，這可能是其排斥Cu的原因之一。從激素水平和形態(tài)結(jié)構(gòu)方面研究發(fā)現(xiàn)：黃花月見草和海州香薷體內(nèi)的ABA含量沒有差異且Cu處理不會導致ABA含量的變化；黃花月見草氣孔密度均顯著小于海州香薷，且黃化月見草氣孔保衛(wèi)細胞外覆蓋著一層較厚的角質(zhì)層；黃花月見草葉片表面有大量的蠟質(zhì)。以上這些結(jié)構(gòu)特點是導致黃花月見草蒸騰速率低的原因，也是排斥重金屬銅的重要機制。 2100433B

重金屬污染土壤的修復技術(shù)之一是提高污染土壤的利用率,即在增加植被覆蓋、減少污染物擴散的同時，并取得較高的經(jīng)濟效益。本項目以具有較高經(jīng)濟價值的黃花月見草為主要研究對象，研究該植物對重金屬銅的排斥機制。由于項目是一年期的資助項目，因此重點研究：（1）黃花月見草根系分泌物對根外銅形態(tài)、活性的影響及在阻滯銅吸收方面的作用；（2）根系對銅的吸收特點以及根系細胞壁對銅的截留作用；（3）根系輸導組織的結(jié)構(gòu)特點、植物代謝和蒸騰作用（尤其是ABA等物質(zhì)）在Cu向地上運輸中的控制機制。為后期研究黃花月見草限制根系銅木質(zhì)部裝載的分子機制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時為改良其他經(jīng)濟植物以減少可食用部位重金屬積累、為重金屬污染土壤的修復和利用提供理想的材料。

通過相對重力測量，得到的同一時刻地表兩點上重力的相對差值叫做相對重力值。在固體潮的研究工作中，有時也把同一地點、兩個不同時刻的重力的相對差值，稱為相對重力值。