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重金属抗性花卉筛选及牵牛对镉、铬、汞积累特性的研究

作　者: 侯静
导　师: 姜华
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 环境科学
关键词: 牵牛重金属超富集植物植物修复
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文采用水培实验法,以种子发芽率、幼苗根长和根干重为检测指标,对城市绿化常用的25种花卉进行了Cd2+、Cr6+、Hg2+、As5+四种重金属离子的抗性筛选。结果表明：牵牛(Pharbitis nil)对Cd2+、Cr6+、Hg2+三种重金属污染均具有较强的耐性。以牵牛为试材,采用盆栽实验法,进行了Cd2+、Cr6+、Hg2+三种重金属离子单一污染条件下对植株生长的影响与重金属离子在植物体内积累特性的研究。试验结果表明：较低浓度的重金属对牵牛的生长发育有促进作用,当其浓度超过一定阀值时则对植株产生毒害。牵牛植株不同器官对不同种类重金属离子的累积量不同,Cd2+在牵牛的叶中、Cr6+和Hg2+在牵牛的根中相对有较高的累积。重金属离子在牵牛体内的转运系数(TF)和富集系数(BF)均随三种重金属离子浓度升高呈下降趋势,植株运输和富集重金属能力下降。在重金属离子浓度较低(20mg/kg)条件下,牵牛的富集能力顺序为Cd2+>Cr6+>Hg2+,转运能力：Cr6+>Cd2+> Hg2+;而在重金属离子浓度较高(50mg/kg)条件下,牵牛的富集能力顺序为Cr6+> Hg2+> Cd2+,转运能力：Cr6+> Cd2+> Hg2+。同时测定了单一重金属污染条件下牵牛植株体过氧化物酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶和电导率、丙二醛、叶绿素及可溶性蛋白含量等生理生化指标。综合上述结果推断牵牛对重金属的总体耐受能力顺序为Cr6+> Hg2+>Cd2+。进行了三种重金属离子Cd-Cr及Cd-Hg复合污染对牵牛生长的影响与积累特性研究,结果表明,Cd-Cr和Cd-Hg复合处理在较低浓度范围内(Cd2+<5、Cr6+<20)与(Cd2+<5、 Hg2+<20)对牵牛植株生物量、株高、茎粗的增加均具有促进作用,而高浓度复合处理(Cd2+>20、Cr6+>50)与(Cd2+>20、Hg2+>50)对以上生长指标表现出明显的抑制作用。这与植株的生理特性、对不同重金属的吸收和运输机制有着密切的关系。牵牛为一年生草本植物,生长迅速,与其它花卉相比,具有较强的重金属富集能力,具备超富集植物特征。作为城市园林绿化植物,既有美化价值又有修复重金属污染土壤的价值,值得大面积推广应用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
1 文献综述  10-22
  1.1 土壤重金属污染概述  10-13
    1.1.1 土壤重金属污染的来源  10-11
    1.1.2 土壤重金属污染的特点  11-12
    1.1.3 土壤重金属污染的危害  12-13
      1.1.3.1 对植物的危害  12-13
      1.1.3.2 对人体健康的危害  13
      1.1.3.3 对生态平衡的破坏  13
  1.2 植物修复技术与土壤重金属污染  13-19
    1.2.1 植物修复的基本方式  14-16
    1.2.2 植物修复的优点和局限性  16-17
    1.2.3 超富集植物  17-19
  1.3 花卉植物在土壤重金属污染修复中的应用  19-20
    1.3.1 花卉植物在重金属污染修复中的研究进展  19-20
    1.3.2 花卉修复重金属污染过程中的优缺点  20
    1.3.3 花卉植物在重金属污染修复中的应用展望  20
  1.4 本研究的目的和意义  20-21
  1.5 论文主要研究内容  21-22
2 重金属(镉、铬、汞、砷)抗性花卉的筛选  22-28
  2.1 材料与方法  22-24
    2.1.1 实验材料  22
    2.1.2 仪器与试剂  22
    2.1.3 实验方法  22-24
  2.2 结果与分析  24-26
    2.2.1 花卉种子对Cd~(2+)胁迫的响应  24-25
    2.2.2 花卉种子对Cr~(6+)胁迫的响应  25
    2.2.3 花卉种子对Hg~(2+)胁迫的响应  25-26
    2.2.4 花卉种子对As~(5+)胁迫的响应  26
  2.3 结论与讨论  26-28
3 重金属(镉、铬、汞)单一污染对牵牛植株生长及其生理生化指标的影响  28-51
  3.1 材料与方法  28-32
    3.1.1 实验材料与培养条件  28
    3.1.2 仪器与试剂  28
    3.1.3 实验方法  28-32
      3.1.3.1 土壤理化性质测定  28-29
      3.1.3.2 种子发芽试验  29
      3.1.3.3 盆栽试验  29
      3.1.3.4 重金属含量测定  29-30
      3.1.3.5 几种防御酶活性的测定  30-31
      3.1.3.6 电导率及丙二醛含量的测定  31
      3.1.3.7 叶绿素、可溶性蛋白含量的测定  31-32
      3.1.3.8 数据差异显著性分析  32
  3.2 结果与分析  32-46
    3.2.1 供试土壤基本理化性质  32-33
    3.2.2 镉、铬、汞单一离子污染对牵牛生长的影响  33-35
    3.2.3 Cd~(2+)、Cr~(6+)、Hg~(2+)在牵牛体内的累积分析  35-38
      3.2.3.1 Cd~(2+)在牵牛体内的累积  35-36
      3.2.3.2 Cr~(6+)在牵牛体内的累积  36-37
      3.2.3.3 Hg~(2+)在牵牛体内的累积  37-38
    3.2.4 镉、铬、汞单一离子污染对牵牛植株抗性酶活性的影响  38-43
      3.2.4.1 对过氧化物酶(POD)活性的影响  38-40
      3.2.4.2 对过氧化氢酶(CAT)活性的影响  40
      3.2.4.3 对多酚氧化酶(PPO)活性的影响  40-41
      3.2.4.4 对苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影响  41-43
    3.2.5 镉、铬、汞单一污染对牵牛植株叶绿素含量的影响  43-44
    3.2.6 镉、铬、汞单一污染对牵牛植株电导率的影响  44-45
    3.2.7 镉、铬、汞单一污染对牵牛植株丙二醛(MDA)含量的影响  45-46
    3.2.8 镉、铬、汞单一污染对牵牛植株可溶性蛋白含量的影响  46
  3.3 结论与讨论  46-51
4 Cd-Cr和Cd-Hg复合污染对牵牛吸收和富集重金属的影响  51-66
  4.1 材料与方法  51
    4.1.1 实验材料  51
    4.1.2 仪器与试剂  51
    4.1.3 实验方法  51
  4.2 结果与分析  51-63
    4.2.1 Cd-Cr复合污染对牵牛吸收和富集Cd~(2+)和Cr~(6+)的影响  51-57
      4.2.1.1 Cd-Cr复合污染对牵牛生长的影响  51-53
      4.2.1.2 Cd-Cr复合污染对牵牛吸收Cd~(2+)和Cr~(6+)的影响  53-56
      4.2.1.3 Cd-Cr复合污染对牵牛富集Cd~(2+)和Cr~(6+)的影响  56-57
    4.2.2 Cd-Hg复合污染对牵牛吸收和富集Cd~(2+)和Hg~(2+)的影响  57-63
      4.2.2.1 Cd-Hg复合污染对牵牛生长的影响  57-58
      4.2.2.2 Cd-Hg复合污染对牵牛吸收Cd~(2+)和Hg~(2+)的影响  58-62
      4.2.2.3 Cd-Hg复合污染对牵牛富集Cd~(2+)和Hg~(2+)的影响  62-63
  4.3 结论与讨论  63-66
参考文献  66-75
附录花卉种子对重金属胁迫的响应  75-92
攻读硕士学位期间发表论文情况  92-93
致谢  93

重金属抗性花卉筛选及牵牛对镉、铬、汞积累特性的研究

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