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湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)对镉的富集特征及生理响应

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【作者】 葛依立陈心胜黄道友葛大兵邓正苗李峰谢永宏

【Author】 Ge Yili;Chen Xinsheng;Huang Daoyou;Ge Dabing;Deng Zhengmiao;Li Feng;Xie Yonghong;College of Bioscience and Biotechnology, Hunan Agricultural University;CAS Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Region, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences;Dongting Lake Station for Wetland Ecosystem Research, Chinese Academy of Sciences;

【通讯作者】 谢永宏;

【机构】 湖南农业大学生物科学技术学院中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室中国科学院洞庭湖湿地生态系统观测研究站

【摘要】 以人工湿地修复镉污染水体时,植物在镉离子的沉淀、吸收和积累等过程中起着关键作用,但当前报道的镉富集植物种类较少,湿地植物对镉胁迫的生长及生理响应缺乏系统研究,限制了湿地植物在镉污染水体修复中的应用。笔者以常见湿地植物水蓼(Polygonum hydropiper L.)为对象,设置了4个镉处理浓度(0、0.5、1和2 mg·L-1),研究了水蓼对镉的富集特征以及生长和生理响应。水蓼根、茎和叶的镉含量(以干重计)随镉处理浓度的增加而升高,处理30 d时,在2 mg·L-1处理下分别达到134、47和48 mg·kg-1。处理30 d时,在1 mg·L-1的镉处理下,水蓼的地上部及地下部富集系数和转运系数最高,地上部和地下部富集系数分别为45.6和111.7,转运系数为0.41。在处理15 d时,水蓼生物量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性在2 mg·L-1处理下显著降低。在处理30 d时,水蓼的总生物量在不同镉浓度下无显著差异,但丙二醛(MDA)含量、SOD和过氧化氢酶(CAT)活性在0.5~2 mg·L-1镉处理下均显著升高,叶绿素含量下降。这些结果表明,水蓼可以通过提高抗氧化酶活性等机理抵抗镉胁迫产生的氧化伤害,并且水蓼对镉的富集和转运系数较高,具有在镉污染水体修复中应用的潜力。

【基金】 美丽中国生态文明建设科技工程专项(XDA23040503);国家自然科学基金项目(31770471)
【所属期刊栏目】 专论 (2020年02期)
  • 【分类号】X173
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