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植物是人工湿地重要的组成部分，具有拦截大颗粒污染物，吸收利用污水中的营养物质等功能。但大多数湿地植物为草本植物，到了寒冷的冬季会进入休眠或者枯萎状态甚至死亡，从而使人工湿地总体的净水效果大幅下降。本研究对水芹（Oenabthejavanica）、花菖蒲(IrisensataThunb.)、黄鸢尾(IrispseudacorusL.)这三种常用湿地植物的抗寒性进行了分析比较，并对优选出的植物种进行激光及氯化钙外源诱导处理，探讨其抗寒性变化。为湿地植物的优选优育提供科学依据，为突破湿地低温运行瓶颈提供新的思路和方法。
主要研究内容及结果如下:
1、湿地植物抗寒性比较分析。对水芹、花菖蒲和黄鸢尾三种湿地植物进行阶段性降温处理，并对氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、可溶性糖、游离脯氨酸、总可溶性蛋白、相对质膜透性(EL)等抗寒性相关指标进行持续监测。结果表明:阶段性降温过程中，湿地植物可通过对抗氧化酶活性及渗透性的调节来提高其机体的抗寒性。低温条件下，黄鸢尾的抗氧化酶活性显著增加，花菖蒲保持较高的CAT活性，水芹叶片中的脯氨酸含量有所提高。综合比较各项生理指标可以得到，这三种湿地植物的耐寒性大小顺序依次为:黄鸢尾＞花菖蒲＞水芹。选择黄鸢尾进行外源诱导处理;
2、物理诱导对湿地植物抗寒性影响。用632nm的He-Ne激光对黄鸢尾进行诱导处理，处理时间为5、7、9min，另设一组不照射作为空白对照。结果显示:随着处理时间的增加，SOD及CAT活性呈现逐渐上升的趋势。激光诱导的影响可能存在一定的滞后效应。经过外源激光处理一段时间后，9min处理组植株MDA略低于对照组，SOD略高于对照组，而其CAT明显高于对照组。说明适宜时间的激光处理能使黄鸢尾植株体内保护性酶的活性得到一定程度的增强，植株受外界胁迫作用的影响减轻，间接表明其抗性得到一定程度的提高;
3、化学诱导对湿地植物抗寒性影响。常温条件下用不同浓度的氯化钙(0、5、10、15、20、25、30mmol/L)对黄鸢尾进行诱导处理，定期测定SOD、MDA、可溶性糖、游离脯氨酸、总可溶性蛋白等抗寒性相关指标。结果显示:黄鸢尾叶片蛋白质含量与SOD含量表现出显著的负相关(p=0.004)。脯氨酸含量和可溶性糖含量表现出一定的正相关性(p=0.030)。适宜氯化钙处理可通过抗氧化调节和渗透性调节的共同作用提高植物的抗寒性。10mmol/L及15mmol/L处理组的SOD活性有所提高，MDA含量降低，所以较佳的氯化钙处理浓度为:10mmol/L及15mmol/L。
4、将经10、15mmol/L氯化钙处理后的黄鸢尾植株放入低温(5℃)条件下培养，定期测定SOD、MDA、可溶性糖、游离脯氨酸、总可溶性蛋白等各抗寒性相关指标。结果显示:叶片蛋白质含量和SOD活性仍表现出负相关(R=-0.704，p=0.001);经氯化钙处理后，黄鸢尾叶片中脯氨酸及可溶性糖的含量有所提高，MDA含量明显低于对照组;15mmol/L氯化钙处理的黄鸢尾在低温条件下能使SOD活性、脯氨酸、可溶性糖含量有所提高，使MDA含量有所降低，通过抗氧化调节和渗透性调节的共同作用，在一定程度上提高了黄鸢尾的抗寒性，为最佳氯化钙处理浓度。
5、物理诱导与化学诱导处理的比较。与物理诱导处理相比，化学诱导所需的诱导剂方便易得，不会受诱导材料的限制，且可进行多次持续处理，处理方式更灵活，成本更低。所以氯化钙化学诱导比激光物理诱导可行性更强。在本实验条件下，与激光物理诱导相比，氯化钙化学诱导处理能更好地提高黄鸢尾植株的抗寒性。