薏米对不同浓度铬（Ⅵ）响应的生理机制

论文摘要

本研究使用1/2hoaglands营养液培养法,研究不同浓度Cr6+（0.5、1、10、40mg·L-1）下,薏米对Cr6+的净化效果、Cr6+对薏米根系生理指标的影响、Cr6+及抑制剂LaCl3、Nif对薏米根系分泌物的影响、Cr6+在薏米体内的区室化作用及定位,旨在揭示薏米对不同浓度Cr6+响应的生理机制,同时为植物修复重铬污染水体的理论与应用提供依据。在此,将本研究的主要结果总结如下：1、梯度Cr6+的投加对湿地植物净化污水有一定程度的影响,主要表现为低浓度时产生促进作用,高浓度时则为抑制作用；而随着处理时间的增加,处理效果均有不同程度的下降。薏米对低浓度Cr6+的去除效果较好,效果稳定,且1mg/L浓度的Cr6+、总铬去除率高于0.5mg/L浓度。试验初期,40mg/L浓度的去除率高于10mg/L浓度。2、铬胁迫下,薏米的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率在低浓度（0.5mg/L1mg/L Cr6+）处理时受促进、高浓度（10mg/L、40mg/LCr6+）处理时受抑制,并随着处理时间的延长差异明显,且0.5mg/LCr6+处理的促进作用高于1mg/LCr6+处理；胞间C02浓度的变化是与前三者相反的,该指标是随着处理浓度的升高而升高,随着处理时间的延长而降低。3、铬胁迫下,低浓度（0.5mg/L、1mg/LCr6+）处理抑制了根表铁膜的数量、高浓度（10mg/L、40mg/L Cr6+）反而刺激了根表铁膜的形成,铁膜上吸附的铬含量随着铁膜数量、环境铬含量以及处理时间的增长而增长。根系活力在整个试验阶段,除了40mg/L Cr6+处理显著降低外,其他浓度在各个时期均高于对照,重金属表现出了刺激根系活力的作用。薏米在受到Cr6+胁迫后,各个浓度的根系质膜透性都是有所提高的,尤其是40mg/L处理,表现出显著的差异,提高的幅度随着试验时间的延伸而增长。4、在重金属铬的胁迫下,根系分泌柠檬酸的趋势也是遵循“低浓度（0.5mg/L1mg/L Cr6+）促进、高浓度（10mg/L、40mg/LCr6+）抑制”的现象,单次分泌量随着试验时间的延长而升高,且0.5mg/LCr6+处理下的分泌量大于1mg/LCr6+处理。加入钙通道抑制剂后没明显的差异。但是加入阴离子通道抑制剂后柠檬酸的分泌量减少。5、在Cr6+的胁迫下,根系中氨基酸的分泌量在低浓度处理时高于对照,表现为促进作用,在高浓度处理时低于对照,表现为抑制作用。且钙通道抑制剂和阴离子通道抑制剂对氨基酸的分泌量均有较大的影响。6、在铬胁迫下,低浓度（0.5mg/L、1mg/l Cr6+）寸根系分泌物中的可溶性糖的含量随时间的变化规律不强,随浓度变化的规律性也不强,但是在中高浓度（10mg/L40mg/LCr6+）时表现为抑制作用。添加钙通道抑制剂后分泌量无明显变化,但是添加阴离子通道抑制剂则表现出促进作用。7、铬胁迫下,薏米的根、茎、叶内铬含量随着试验时间的延伸而增大,且随着处理浓度的增大呈现出显著升高的趋势。根表现为细胞壁（包括胞间隙）大于液泡、细胞器；茎表现为细胞壁（包括胞间隙）、液泡内铬含量远远高于细胞器；叶表现为低浓度时液泡含量较多,高浓度时细胞器含量较多的现象。根中的铬仅是草酸盐物质没有检测出来,茎中的铬以醇溶性蛋白质、氨基酸盐等为主的物质和水溶性有机酸盐为主,叶片的铬则主要是以果胶酸盐、与蛋白质结合态的铬和难溶于水的重金属磷酸盐等形态存在。8、透射电镜下观察,幼根、幼茎、幼叶中的重金属主要存在于细胞壁及细胞间隙,液泡中也有少量的铬存在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩写及符号说明
• 1 前言
• 1.1 铬污染对环境及人体的危害
• 1.1.1 铬污染环境现状
• 1.1.2 铬污染对环境及人体的危害
• 1.2 铬污染治理技术研究
• 1.2.1 物理化学法
• 1.2.2 微生物法
• 1.3 植物修复技术概述
• 1.3.1 植物修复的概念
• 1.3.2 植物修复的特点
• 1.3.3 植物修复技术发展现状
• 1.4 植物修复重金属的机制
• 1.4.1 重金属对植物的毒害作用
• 1.4.2 植物修复重金属的机制
• 1.5 研究的目的及意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料及材料处理
• 2.2 试验测定方法
• 2.2.1 水质及铬含量测定方法
• 2.2.2 植物体内铬含量的测定方法
• 2.2.3 叶片光合作用的测定
• 2.2.4 植物根系生理指标的测定方法
• 2.2.5 根系分泌物的测定方法
• 6+在植物细胞分布状况的观察'>2.2.6 Cr⁶⁺在植物细胞分布状况的观察
• 2.3 试验所需的主要仪器
• 2.4 数据统计处理
• 3 结果与分析
• 3.1 薏米对含重金属铬（Ⅵ）生活污水的的净化效果
• 3.1.1 薏米对生活污水化学需氧量（COD）的去除
• 3.1.2 薏米对生活污水总氮（TN）的去除
• 3-N）的去除'>3.1.3 薏米对生活污水氨氮（NH₃-N）的去除
• 3.1.4 薏米对生活污水总磷（TP）的去除
• 3.2 薏米对重金属铬（Ⅵ）的净化效果
• 6+)的去除'>3.2.1 薏米对六价铬(Cr⁶⁺)的去除
• 3.2.2 薏米对总铬的去除
• 3.3 不同浓度铬（Ⅵ）对薏米光合参数的影响
• 3.3.1 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米的净光合速率（Pn）的影响
• 3.3.2 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米的气孔导度（Gs）的影响
• 2浓度（Ci）的影响'>3.3.3 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米的胞间CO₂浓度（Ci）的影响
• 3.3.4 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米的蒸腾速率（Tr）的影响
• 3.3.5 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米光响应曲线的影响
• 3.3.6 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米二氧化碳响应曲线的影响
• 3.4 不同浓度铬（Ⅵ）对慧米根系生理指标的影响
• 3.4.1 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米根表铁膜的影响
• 3.4.2 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米根系活力（TTC）的影响
• 3.4.3 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米细胞质膜透性的影响
• 3.5 不同浓度铬（Ⅵ）对薏米根系分泌物的影响
• 3.5.1 薏米根系分泌物对不同浓度的铬（Ⅵ）的络合作用
• 3.5.2 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米根系柠檬酸分泌量的影响
• 3.5.3 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米根系氨基酸分泌量的影响
• 3.5.4 不同浓度的铬（Ⅵ）对薏米根系可溶性糖分泌量的影响
• 3.6 铬在薏米体内的形态含量分析
• 3.6.1 铬在薏米根部的化学形态分析
• 3.6.2 铬在薏米根部的亚细胞水平含量分析
• 3.6.3 铬在薏米茎的化学形态分析
• 3.6.4 铬在薏米茎的亚细胞水平含量分析
• 3.6.5 铬在薏米叶的化学形态分析
• 3.6.6 铬在薏米叶的亚细胞水平含量分析
• 3.7 铬在薏米根、茎、叶的分布
• 4 讨论与结论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 薏米对生活污水的净化效果
• 4.1.2 薏米对铬的净化效果
• 4.1.3 不同浓度铬（Ⅵ）对薏米光合作用的影响
• 4.1.4 不同浓度铬（Ⅵ）对薏米根系生理指标的影响
• 4.1.5 不同浓度铬（Ⅵ）对薏米根系分泌物的影响
• 4.1.6 铬在薏米体内的形态含量分析与定位
• 4.2 结论
• 4.2.1 本研究主要结论
• 4.2.2 本研究的创新点
• 4.2.3 问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 攻读硕士学位期间科研、学术活动、论文发表情况