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本研究通过水培试验,从铬超富集植物李氏禾在铬胁迫下的抗氧化酶系统和组织结构变化的反应,以及在外源草酸作用下对生长反应、其叶片中叶绿素含量、细胞膜透性等的生理影响,探讨了外源草酸在李氏禾铬胁迫中的解毒机制,以期为进一步解释李氏禾对铬的耐性机制提供更多的理论支持。现将本研究的主要结果总结如下:
1.铬胁迫下李氏禾根叶中草酸含量的变化。
随着铬浓度的提高,李氏禾根部和叶片中草酸的含量呈现出先升高后降低的趋势,并且都在铬浓度为60mg/L时达到最高值,叶片中草酸的含量高于根部草酸的含量。
2.外源草酸对高铬胁迫下的李氏禾的有毒作用。
铬胁迫下外加草酸可以缓解铬对李氏禾的毒害作用,但并不是草酸本身对李氏禾的生长有促进作用,表现在铬、草酸单独作用时,与对照组相比,李氏禾生物量、根长、分蘖数、植株长、叶绿素含量等各项指标都显著下降,细胞膜透性增加;当草酸与铬(摩尔浓度比为1∶0.4)协同作用时,李氏禾生物量、根长、分蘖数、植株长、叶绿素含量等各项指标都有不同程度的增加,细胞膜透性减小。
3.Cr胁迫对李氏禾抗氧化酶活性有显著影响。
(1)低剂量和中剂量铬胁迫下李氏禾的生长虽然受到抑制,但是还能维持基本生长,当铬浓度大于60mg/L,其生长受到严重的抑制,植株矮小,叶片发黄枯萎、卷曲,根短并呈现黑色,其分蘖数及根长仅为对照42%和42.8%。
(2)当浓度在0-60mg/L时,随着铬胁迫浓度的增加,保护酶SOD、POD、CAT的活性随之增加,当浓度大于60mg/L后明显下降的动态变化;叶片中SOD、CAT的活性高于根部,而叶片中POD的活性低于根部。说明李氏禾在铬胁迫下启动了保护酶系统来清除细胞内活性氧自由基,增强了机体的防御功能和抗性,但是这种保护作用是有一定限度的。
4.Cr胁迫对李氏禾组织结构的影响。
相比较受铬污染的根、叶与正常的根的组织结构没有显著差异,但是当铬浓度为60mg/L,污染茎中的维管束的空腔体积减小,导致维管束缩小;60mg/L铬处理时叶的平均铬含量比30mg/LCr3+处理时有所降低,转移系数也由0.21降到0.09,茎部减少了铬的输送,从而减少了铬向地上部分运输,保护地上部分受到高浓度铬的伤害。