论文部分内容阅读
浮萍是世界上最小的单子叶开花植物,具有分布广、繁殖快、灰分含量高、适应性强等特点,是一种潜在的镉超富集植物。本研究在前期初筛(219株来自全球各地的浮萍包括少根紫萍(Landoltia punctata)、多根紫萍(Spirodelapolyrhiza)和绿萍(Lemna minor)三属,Cd2+30 mg/L,10d内存活为判定标准)的基础上,对12个耐重金属镉的浮萍品种进行复筛。通过测定浮萍的干物质积累量、浮萍对水体中镉的去除率、浮萍组织中的镉含量、生物富集系数等筛选出生物量积累最高,镉富集能力最强的优势品种,为今后理论及实践研究提供了优质材料。进一步对浮萍叶绿素含量、抗氧化酶活性、淀粉及蛋白含量分析,为利用浮萍修复重金属镉污染水体提供理论依据。研究分为四部分: (一)对浮萍培养条件进行优化,结果表明在25℃,光照强度为8000lux,全光照的人工气候箱条件条件下,灭菌处理的含糖量为1.5% Hoagland营养液适合浮萍种质资源的保存和传代。1/5 Hoagland培养液对浮萍进行驯化后更有利于实验中浮萍对重金属镉的吸收。 (二)优势品种的复筛。分别在镉浓度0.5 mg/L和10 mg/L条件下对12个浮萍品种进行复筛,最终获得的少根紫萍ZH0049(Landoltia punctata)在两个浓度下均可积累生物质,并且对镉的单位富集量、吸收率以及富集系数都达到最大值,分别为196 mg/kg和8120mg/kg;77.66%和71.4%;392和812。 (三)ZH0049在不同浓度镉胁迫下的镉富集能力。镉浓度0~3 mg/L范围内,胁迫处理7d。结果表明:浮萍在低于0.5 mg/L的镉浓度下可以正常生长,干物质积累率均高于对照组,最高达到6.44 g/m2/d。镉浓度为3 mg/L时,吸收率、去除率以及富集系数分别达到66.74%、72.43%和770。分别测量浮萍根、叶镉含量,研究发现叶片对镉的富集量是随着镉浓度的升高逐渐升高;而根对镉的富集量分为两个阶段,即主动吸收期和物理吸附期。 (四)镉胁迫对浮萍生理生化特性的影响。在不同镉胁迫浓度下,对抗氧酶活性和叶绿素含量、可溶性蛋白及淀粉进行分析,结果表明:(1)超氧化物歧化酶(SOD)活性随着镉浓度升高而升高,与胁迫前相比较,SOD酶活性增长百分比由43.24%上升至160.09%。(2)过氧化物酶(POD)活性随着镉浓度的升高而增强,与对照组相比,POD酶活性增长百分比由3.39%上升至46.08%(3)过氧化氢酶(CAT)活性随着胁迫浓度的增加呈先降后升趋势,CAT酶活性最低时仅为对照组的48.81%。(4)镉浓度低于0.5mg/L时,叶绿素a和叶绿素b的含量相差不大,然后随着镉浓度的升高而降低。叶绿素a/b相对于初始值分别下降了3.49%,7.28%,19.32%,31.33%和42.59%,表明叶绿素a降幅大于叶绿素b。(5)蛋白含量随着镉浓度升高而降低,相对于对照组,分别下降了5.35%,8.57%,19.46%,18.38%,21.78%,31.47%和29.31%。(6)随着镉胁迫浓度的升高,淀粉含量逐渐上升。表明,浮萍去除水体重金属的同时还能保持较高的淀粉含量,是一种潜在生物质能源作物。