杨田:低压电场作用下植物对铀胁迫的响应与富集论文

杨田:低压电场作用下植物对铀胁迫的响应与富集论文

本文主要研究内容

作者杨田(2019)在《低压电场作用下植物对铀胁迫的响应与富集》一文中研究指出:核工业的快速发展会导致铀污染生态风险的加剧,植物修复对面源铀污染的治理表现出了巨大的应用潜力,但修复效率较低一直是植物修复的瓶颈问题。因此,本文主要通过研究外源施加低压交流(AC)电场和直流(DC)电场对水培苋菜(Amaranthus tricolor L.)和向日葵(Helianthus annuus L.)在铀胁迫下的生长和生理生化响应、铀富集能力和特征的影响,来探讨低压电场-植物联合修复铀污染水体的可行性及其作用机制。研究结果表明:(1)在0.5、5.0 mg·L-1铀浓度胁迫处理21 d后,苋菜的丙二醛(MDA)含量、相对电导率和过氧化物酶(POD)活性显著提高(P<0.05),而叶绿素a、b和类胡萝卜素含量、净光合速率(A)、胞间二氧化碳浓度(Ci)、水分利用率(WUE)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物岐化酶(SOD)活性、可溶性蛋白和脯氨酸(Pro)含量、根长则显著下降(P<0.05),这表明铀对苋菜有比较明显的氧化胁迫作用,在一定程度上造成了苋菜光合能力及渗透调节能力的下降,且与铀浓度呈正相关;苋菜对铀的富集主要集中在根部,铀富集量与铀胁迫浓度成正相关,最大为5.72 mg·g-11 DW,仅少量的铀会转运到地上部分,不超过根富集量的2%。在以上铀浓度处理下,外加0.25V·cm-11 DC电场后,会导致苋菜叶绿素a含量及根长的进一步显著下降,最大光化学效率(Fv/Fm)和POD活性也显著低于同浓度的铀处理组(P<0.05),这表明施加DC电场可能进一步加剧了铀对苋菜的胁迫作用;但是MDA含量和相对电导率也降低了,同时显著提高了WUE、SOD活性,以及高铀浓度下的A、蒸腾速率(E)、CAT活性和可溶性蛋白含量(P<0.05),表明铀胁迫下苋菜对DC的生理生化响应比较复杂,还有待进一步研究;此外,DC显著降低了苋菜根部对铀的富集,促进了其向叶部转运和富集铀的能力,但没有改变苋菜主要是根部富集铀的特征。在上述同样的铀处理条件下,分别外加0.25、0.50 V·cm-11 AC电场后,苋菜MDA含量显著下降,而A、气孔导度(Gs)、E、根长和鲜重则显著提高(P<0.05),这表明AC在一定程度上缓解了铀对苋菜的胁迫作用;此外,AC同样没有改变苋菜主要是根部富集铀的特征,但显著增加了根对铀的富集量(P<0.05),其中0.25 V·cm-1的AC对铀富集作用效果更显著,在5.0 mg·L-1铀浓度下,苋菜根、茎、叶的铀含量分别为铀处理组的1.35、4.19、3.62倍,根-茎转运系数为铀处理组的3.11倍。(2)在5.0 mg·L-1铀浓度胁迫处理21 d后,向日葵的MDA含量和相对电导率也显著提高(P<0.05),这表明铀对向日葵有一定的氧化胁迫作用,但是通过提高抗氧化酶活性,增加光合色素、可溶性糖含量,最终表现为对向日葵根长、株高和生物量增长的促进作用;向日葵对铀的富集也主要集中在根部,达到3.31 mg·g-11 DW,富集量低于同浓度下的苋菜。在上述铀浓度处理下,外加0.25 V·cm-11 DC电场后,会显著降低向日葵的MDA含量和相对电导率,但光合色素含量、A、根长、株高和生物量也显著下降(P<0.05),这表明施加DC电场可能导致向日葵光合能力下降,并抑制其生长;此外,与DC对苋菜的作用相似,DC显著降低了向日葵根部对铀的富集,但促进了其向叶部转运铀的能力(P<0.05),向日葵主要是根部富集铀的特征没有改变。在上述铀浓度处理下,分别外加0.25、0.50 V·cm-11 AC电场后,向日葵MDA含量显著下降,而相对电导率则显著升高,仅高电压组显著促进了向日葵生物量的积累(P<0.05),这表明AC在一定程度上缓解了铀对向日葵的氧化胁迫;此外,AC同样没有改变向日葵主要是根部富集铀的特征,但显著提高了根、茎、叶对铀的富集和转运(P<0.05),和苋菜一样,0.25 V·cm-1的AC对向日葵铀富集作用效果更显著,向日葵根、茎、叶的铀含量分别为铀处理组的1.30、4.76、8.05倍,根-茎、茎-叶转运系数分别为铀处理组的3.66、1.70倍。由此可见,水体中的铀会对植株造成氧化胁迫,进而损伤其光合能力及渗透调节能力,相同浓度下向日葵较苋菜对铀的耐受性更强,它们都以根部铀富集为主,相同浓度下苋菜对铀的富集量更大。施加AC电场不仅能够在一定程度上缓解植株受到的铀胁迫,还能显著促进植株根部对铀的富集能力,其中0.25 V·cm-1的作用效果更显著。

Abstract

he gong ye de kuai su fa zhan hui dao zhi you wu ran sheng tai feng xian de jia ju ,zhi wu xiu fu dui mian yuan you wu ran de zhi li biao xian chu le ju da de ying yong qian li ,dan xiu fu xiao lv jiao di yi zhi shi zhi wu xiu fu de ping geng wen ti 。yin ci ,ben wen zhu yao tong guo yan jiu wai yuan shi jia di ya jiao liu (AC)dian chang he zhi liu (DC)dian chang dui shui pei xian cai (Amaranthus tricolor L.)he xiang ri kui (Helianthus annuus L.)zai you xie pai xia de sheng chang he sheng li sheng hua xiang ying 、you fu ji neng li he te zheng de ying xiang ,lai tan tao di ya dian chang -zhi wu lian ge xiu fu you wu ran shui ti de ke hang xing ji ji zuo yong ji zhi 。yan jiu jie guo biao ming :(1)zai 0.5、5.0 mg·L-1you nong du xie pai chu li 21 dhou ,xian cai de bing er quan (MDA)han liang 、xiang dui dian dao lv he guo yang hua wu mei (POD)huo xing xian zhe di gao (P<0.05),er xie lu su a、bhe lei hu luo bo su han liang 、jing guang ge su lv (A)、bao jian er yang hua tan nong du (Ci)、shui fen li yong lv (WUE)、guo yang hua qing mei (CAT)he chao yang hua wu qi hua mei (SOD)huo xing 、ke rong xing dan bai he fu an suan (Pro)han liang 、gen chang ze xian zhe xia jiang (P<0.05),zhe biao ming you dui xian cai you bi jiao ming xian de yang hua xie pai zuo yong ,zai yi ding cheng du shang zao cheng le xian cai guang ge neng li ji shen tou diao jie neng li de xia jiang ,ju yu you nong du cheng zheng xiang guan ;xian cai dui you de fu ji zhu yao ji zhong zai gen bu ,you fu ji liang yu you xie pai nong du cheng zheng xiang guan ,zui da wei 5.72 mg·g-11 DW,jin shao liang de you hui zhuai yun dao de shang bu fen ,bu chao guo gen fu ji liang de 2%。zai yi shang you nong du chu li xia ,wai jia 0.25V·cm-11 DCdian chang hou ,hui dao zhi xian cai xie lu su ahan liang ji gen chang de jin yi bu xian zhe xia jiang ,zui da guang hua xue xiao lv (Fv/Fm)he PODhuo xing ye xian zhe di yu tong nong du de you chu li zu (P<0.05),zhe biao ming shi jia DCdian chang ke neng jin yi bu jia ju le you dui xian cai de xie pai zuo yong ;dan shi MDAhan liang he xiang dui dian dao lv ye jiang di le ,tong shi xian zhe di gao le WUE、SODhuo xing ,yi ji gao you nong du xia de A、zheng teng su lv (E)、CAThuo xing he ke rong xing dan bai han liang (P<0.05),biao ming you xie pai xia xian cai dui DCde sheng li sheng hua xiang ying bi jiao fu za ,hai you dai jin yi bu yan jiu ;ci wai ,DCxian zhe jiang di le xian cai gen bu dui you de fu ji ,cu jin le ji xiang xie bu zhuai yun he fu ji you de neng li ,dan mei you gai bian xian cai zhu yao shi gen bu fu ji you de te zheng 。zai shang shu tong yang de you chu li tiao jian xia ,fen bie wai jia 0.25、0.50 V·cm-11 ACdian chang hou ,xian cai MDAhan liang xian zhe xia jiang ,er A、qi kong dao du (Gs)、E、gen chang he xian chong ze xian zhe di gao (P<0.05),zhe biao ming ACzai yi ding cheng du shang huan jie le you dui xian cai de xie pai zuo yong ;ci wai ,ACtong yang mei you gai bian xian cai zhu yao shi gen bu fu ji you de te zheng ,dan xian zhe zeng jia le gen dui you de fu ji liang (P<0.05),ji zhong 0.25 V·cm-1de ACdui you fu ji zuo yong xiao guo geng xian zhe ,zai 5.0 mg·L-1you nong du xia ,xian cai gen 、jing 、xie de you han liang fen bie wei you chu li zu de 1.35、4.19、3.62bei ,gen -jing zhuai yun ji shu wei you chu li zu de 3.11bei 。(2)zai 5.0 mg·L-1you nong du xie pai chu li 21 dhou ,xiang ri kui de MDAhan liang he xiang dui dian dao lv ye xian zhe di gao (P<0.05),zhe biao ming you dui xiang ri kui you yi ding de yang hua xie pai zuo yong ,dan shi tong guo di gao kang yang hua mei huo xing ,zeng jia guang ge se su 、ke rong xing tang han liang ,zui zhong biao xian wei dui xiang ri kui gen chang 、zhu gao he sheng wu liang zeng chang de cu jin zuo yong ;xiang ri kui dui you de fu ji ye zhu yao ji zhong zai gen bu ,da dao 3.31 mg·g-11 DW,fu ji liang di yu tong nong du xia de xian cai 。zai shang shu you nong du chu li xia ,wai jia 0.25 V·cm-11 DCdian chang hou ,hui xian zhe jiang di xiang ri kui de MDAhan liang he xiang dui dian dao lv ,dan guang ge se su han liang 、A、gen chang 、zhu gao he sheng wu liang ye xian zhe xia jiang (P<0.05),zhe biao ming shi jia DCdian chang ke neng dao zhi xiang ri kui guang ge neng li xia jiang ,bing yi zhi ji sheng chang ;ci wai ,yu DCdui xian cai de zuo yong xiang shi ,DCxian zhe jiang di le xiang ri kui gen bu dui you de fu ji ,dan cu jin le ji xiang xie bu zhuai yun you de neng li (P<0.05),xiang ri kui zhu yao shi gen bu fu ji you de te zheng mei you gai bian 。zai shang shu you nong du chu li xia ,fen bie wai jia 0.25、0.50 V·cm-11 ACdian chang hou ,xiang ri kui MDAhan liang xian zhe xia jiang ,er xiang dui dian dao lv ze xian zhe sheng gao ,jin gao dian ya zu xian zhe cu jin le xiang ri kui sheng wu liang de ji lei (P<0.05),zhe biao ming ACzai yi ding cheng du shang huan jie le you dui xiang ri kui de yang hua xie pai ;ci wai ,ACtong yang mei you gai bian xiang ri kui zhu yao shi gen bu fu ji you de te zheng ,dan xian zhe di gao le gen 、jing 、xie dui you de fu ji he zhuai yun (P<0.05),he xian cai yi yang ,0.25 V·cm-1de ACdui xiang ri kui you fu ji zuo yong xiao guo geng xian zhe ,xiang ri kui gen 、jing 、xie de you han liang fen bie wei you chu li zu de 1.30、4.76、8.05bei ,gen -jing 、jing -xie zhuai yun ji shu fen bie wei you chu li zu de 3.66、1.70bei 。you ci ke jian ,shui ti zhong de you hui dui zhi zhu zao cheng yang hua xie pai ,jin er sun shang ji guang ge neng li ji shen tou diao jie neng li ,xiang tong nong du xia xiang ri kui jiao xian cai dui you de nai shou xing geng jiang ,ta men dou yi gen bu you fu ji wei zhu ,xiang tong nong du xia xian cai dui you de fu ji liang geng da 。shi jia ACdian chang bu jin neng gou zai yi ding cheng du shang huan jie zhi zhu shou dao de you xie pai ,hai neng xian zhe cu jin zhi zhu gen bu dui you de fu ji neng li ,ji zhong 0.25 V·cm-1de zuo yong xiao guo geng xian zhe 。

论文参考文献

  • [1].凤眼莲和大薸对铀的富集与耐受性机制试验研究[D]. 严政.南华大学2012
  • [2].三种水生植物对水体中铀的富集特征及响应机制[D]. 朱靖.西南科技大学2016
  • [3].富集植物体减容过程中枯草芽孢杆菌对铀及伴生重金属的固定机理[D]. 望子龙.西南科技大学2018
  • 读者推荐
  • [1].赤泥不同组分特征及其处理含铀废水的机理研究[D]. 吴婉滢.广州大学2019
  • [2].铀污染水体的植物—微生物联合修复研究[D]. 邓闻杨.西南科技大学2019
  • [3].铀及伴生重金属污染土壤植物促生菌修复机理研究[D]. 王焯.西南科技大学2019
  • [4].光强和光周期对水培生菜生长及品质调控研究[D]. 刘杰.西北农林科技大学2019
  • [5].乌鲁木齐3~6岁儿童饮食行为问题现状及影响因素的研究[D]. 杨静.新疆医科大学2019
  • [6].含磷化合物对尾矿污染土壤铀及伴生重金属钝化的应用基础研究[D]. 苏峰丙.西南科技大学2018
  • [7].蜡状芽孢杆菌与铀作用机理的探究[D]. 张健.华南理工大学2018
  • [8].铀富集黑麦草的微生物快速减容技术初探[D]. 廖祥兵.西南科技大学2017
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西南科技大学的杨田,发表于刊物西南科技大学2019-09-02论文,是一篇关于铀胁迫论文,低压电场论文,植物修复论文,苋菜论文,向日葵论文,西南科技大学2019-09-02论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西南科技大学2019-09-02论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    杨田:低压电场作用下植物对铀胁迫的响应与富集论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢