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植物修复是利用高等植物吸收、转移、固定、降解或挥发土壤、水体或大气中有毒物质的一种修复技术，尤其适用于对有机污染物的去除。本论文以我国农业中普遍使用的有机磷杀虫剂三唑磷(TAP)作为研究对象，通过水培试验，比较了几种湿地植物对TAP的吸收和去除效果，并以美人蕉作为受试植物，研究该植物在TAP胁迫下的生理生化响应，阐明美人蕉修复TAP污染水体的可行性；同时，围绕植物修复的基本原理，研究了美人蕉修复TAP污染水体中根区相关酶、微生物数量及群落结构的变化，以及TAP在植物体内的吸收、转移和降解，最终通过液相色谱-质谱联用检测到TAP几种可能的降解产物，并推导出TAP在植物修复系统中的代谢途径，为湿地植物修复TAP等有机磷农药污染水体的实际应用提供一定的理论支撑。主要研究结果如下：
1)比较了三种湿地植物——再力花(Thalia dealbata)、美人蕉(Canna indica)和香蒲(Typha angustifolia)对水培溶液中TAP的去除效果及吸收转移能力，植物对TAP的生物浓缩系数为0.26～0.56 L/kg。美人蕉在TAP胁迫下保持了较高的生长潜力，对1 mg/L TAP去除效果最好，并且具有较高的根系浓缩系数(0.668±0.173 L/kg)，适宜于常规TAP污染水体的修复。
2)探讨了不同浓度(1、3、5 mg/L)TAP对美人蕉根部丙二醛(MDA)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)以及叶片叶绿素含量的影响。结果表明，1、3、5 mg/L TAP处理组下，植物根部MDA最高含量分别为对照的4.2、5.8和12.5倍；除初期1mg/L处理外，美人蕉根部POD酶活在初期及第20天均显著高于对照水平(p＜0.05)；TAP处理组中植物CAT酶活水平在第10天达到最高(p＜0.01)，SOD酶活性则在第5天达到最高(p＜0.05)。5 mg/L TAP处理组下植物叶片叶绿素含量在中后期持续下降。美人蕉对1～3 mg/L TAP具有一定的耐受力。
3)研究了TAP对美人蕉根区水解酶及氧化酶活性，以及微生物数量和群落结构
的影响。其中1 mg/L TAP在第3天和第6天显著刺激了脲酶、脱氢酶、磷酸酶的活性(p＜0.05)，最高值分别是空白对照的1.6、3.5和3.6倍。同时，TAP显著促进了系统中细菌的生长(p＜0.05)，其数量是对照的5.6-9.3倍，一定程度上抑制了真菌的生长。
4)检测了表征微生物种类的磷脂脂肪酸(PLFAs)。培养7、15天后，水样中检测到PLFAs23种，其中优势脂肪酸16∶0，il5∶0和a15∶0在加入TAP后含量有所降低，而不饱和脂肪酸18∶1ω9t，18∶1ω9c和18∶2ω9,12c含量相应升高。通过特定微生物标记脂肪酸对微生物群落组成进行了分析，发现表征革兰氏阴性菌的脂肪酸含量明显增加(p＜0.05)，相应地革兰氏阳性菌含量有所下降，可能与降解TAP的特异性微生物繁殖有关，另外表征好氧细菌的脂肪酸含量有明显提高(p＜0.05)。主成分分析结果表明，TAP处理组微生物的群落结构有分化。
5)分析了TAP在水培系统中的归趋。在1 mg/L TAP的溶液中培养7天后，美人蕉吸收了一部分TAP，其含量在植物根-茎-叶中依次递减，显示该化合物在植物组织内由下至上的吸收转移途径。在空白营养液中培养一周之后，植物组织内TAP浓度下降至初期的48.4-99.9％，表明TAP在美人蕉组织内发生了不同程度的降解。总量平衡结果表示，灭菌种植处理下非生物转化对TAP去除的贡献率为59.6％TAP，然而在未灭菌种植下该过程贡献率为47％。研究表明，不灭菌种植下TAP的吸收和降解量明显高于(p＜0.05)灭菌种植处理，表明微生物的存在促进了植物对TAP的吸收。
6)初步探索了TAP降解产物。利用高效液相色谱-质谱检测到美人蕉根区四种可能的降解产物，包括氧代三唑磷，苯唑醇，以及两种葡萄糖酸酯结合物——O-乙基-O-葡萄糖酸酯-O-(1-苯-1,2,4-三唑-3-基)-磷酸和O-忆基-O-葡萄糖酸酯-O-(1-苯-1,2,4-三唑-3-基)-硫代磷酸。经推导，三唑磷的降解可能分别由水解和氧化，以及与葡萄糖醛酸结合两个步骤完成。