CAJ | 학술논문

水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题,了解水体重金属污染原理、处理水体重金属,已经成为一个必需解决的课题.由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点,另外还能被水生植物富集吸收进入食物链危害人畜健康.因此,植物对重金属毒害的抗性机理以及提高植物抗重金属胁迫能力的探索研究越来越引起人们的关注.虽然在铅(Pb2+)胁迫下植物的抗氧化反应已经有了一些报道,但有关于植物愈伤组织受到重金属胁迫后变化的研究报道较少.鉴于此,研究将分布广泛的挺水植物水花生进行愈伤组织培养,克服了光照、温度、水分及植物生长发育在自然状态下的不可控制性,使实验数据更具重复性和科学性.经过70％酒精30s、5％次氯酸钠10min和0.1％升汞10min消毒后,在激素为6-BA(3.0 mg/L)和NAA(0.2mg/L)的1/2MS培养基中培养出水花生茎段的愈伤组织并以此作为研究对象,以常见的污染环境的重金属离子-Pb2+为胁迫因子.研究了在不同Pb处理浓度(0、0.2、0.4、0.8和1.6 mmol/L)下愈伤组织对Pb的积累、亚细胞分布、亚显微定位及矿质元素的影响.结果表明,随着培养液中Pb浓度的增加,(1)愈伤组织体内的Pb含量极显著上升,富集系数为2341-2681；(2)各亚细胞组分中的Pb含量都呈逐渐上升的趋势,但分配比例明显不均,分布规律为细胞壁＞细胞器＞可溶性部分,Pb胁迫与处理浓度间存在显著的剂量—效应关系,Pb在亚细胞分布与对细胞超微结构的损伤关系密切；(3)超微定位观察发现在细胞壁上分布有大量的Pb颗粒,细胞内膜结构及基质中也都存在Pb; (4)Pb对各亚细胞组分中矿质元素的影响不同,其中抑制了大量元素P、K、Mg和微量元素Na、Zn、Mn的吸收;Ca在细胞壁中先升后降,细胞器中逐渐减少,可溶性部分中则是逐渐增加;Fe和B在各亚细胞组分中均表现出先升后降；Cu在前两个组分中总体呈上升趋势,可溶性部分中则是先升后降；Si在细胞壁中逐渐减少,细胞器中呈先升后降的趋势,而可溶性部分中无法测出.可见,Pb打乱了各亚细胞组分中离子平衡,导致愈伤组织正常生理活动紊乱,这些都是Pb毒害水花生愈伤组织的主要表现. 水體重金屬汙染已經成為一箇日益嚴重的環境問題,瞭解水體重金屬汙染原理、處理水體重金屬,已經成為一箇必需解決的課題.由于重金屬元素具有難降解、易積纍、毒性大等特點,另外還能被水生植物富集吸收進入食物鏈危害人畜健康.因此,植物對重金屬毒害的抗性機理以及提高植物抗重金屬脅迫能力的探索研究越來越引起人們的關註.雖然在鉛(Pb2+)脅迫下植物的抗氧化反應已經有瞭一些報道,但有關于植物愈傷組織受到重金屬脅迫後變化的研究報道較少.鑒于此,研究將分佈廣汎的挺水植物水花生進行愈傷組織培養,剋服瞭光照、溫度、水分及植物生長髮育在自然狀態下的不可控製性,使實驗數據更具重複性和科學性.經過70％酒精30s、5％次氯痠鈉10min和0.1％升汞10min消毒後,在激素為6-BA(3.0 mg/L)和NAA(0.2mg/L)的1/2MS培養基中培養齣水花生莖段的愈傷組織併以此作為研究對象,以常見的汙染環境的重金屬離子-Pb2+為脅迫因子.研究瞭在不同Pb處理濃度(0、0.2、0.4、0.8和1.6 mmol/L)下愈傷組織對Pb的積纍、亞細胞分佈、亞顯微定位及礦質元素的影響.結果錶明,隨著培養液中Pb濃度的增加,(1)愈傷組織體內的Pb含量極顯著上升,富集繫數為2341-2681；(2)各亞細胞組分中的Pb含量都呈逐漸上升的趨勢,但分配比例明顯不均,分佈規律為細胞壁＞細胞器＞可溶性部分,Pb脅迫與處理濃度間存在顯著的劑量—效應關繫,Pb在亞細胞分佈與對細胞超微結構的損傷關繫密切；(3)超微定位觀察髮現在細胞壁上分佈有大量的Pb顆粒,細胞內膜結構及基質中也都存在Pb; (4)Pb對各亞細胞組分中礦質元素的影響不同,其中抑製瞭大量元素P、K、Mg和微量元素Na、Zn、Mn的吸收;Ca在細胞壁中先升後降,細胞器中逐漸減少,可溶性部分中則是逐漸增加;Fe和B在各亞細胞組分中均錶現齣先升後降；Cu在前兩箇組分中總體呈上升趨勢,可溶性部分中則是先升後降；Si在細胞壁中逐漸減少,細胞器中呈先升後降的趨勢,而可溶性部分中無法測齣.可見,Pb打亂瞭各亞細胞組分中離子平衡,導緻愈傷組織正常生理活動紊亂,這些都是Pb毒害水花生愈傷組織的主要錶現.
수체중금속오염이경성위일개일익엄중적배경문제,료해수체중금속오염원리、처리수체중금속,이경성위일개필수해결적과제.유우중금속원소구유난강해、역적루、독성대등특점,령외환능피수생식물부집흡수진입식물련위해인축건강.인차,식물대중금속독해적항성궤리이급제고식물항중금속협박능력적탐색연구월래월인기인문적관주.수연재연(Pb2+)협박하식물적항양화반응이경유료일사보도,단유관우식물유상조직수도중금속협박후변화적연구보도교소.감우차,연구장분포엄범적정수식물수화생진행유상조직배양,극복료광조、온도、수분급식물생장발육재자연상태하적불가공제성,사실험수거경구중복성화과학성.경과70％주정30s、5％차록산납10min화0.1％승홍10min소독후,재격소위6-BA(3.0 mg/L)화NAA(0.2mg/L)적1/2MS배양기중배양출수화생경단적유상조직병이차작위연구대상,이상견적오염배경적중금속리자-Pb2+위협박인자.연구료재불동Pb처리농도(0、0.2、0.4、0.8화1.6 mmol/L)하유상조직대Pb적적루、아세포분포、아현미정위급광질원소적영향.결과표명,수착배양액중Pb농도적증가,(1)유상조직체내적Pb함량겁현저상승,부집계수위2341-2681；(2)각아세포조분중적Pb함량도정축점상승적추세,단분배비례명현불균,분포규률위세포벽＞세포기＞가용성부분,Pb협박여처리농도간존재현저적제량—효응관계,Pb재아세포분포여대세포초미결구적손상관계밀절；(3)초미정위관찰발현재세포벽상분포유대량적Pb과립,세포내막결구급기질중야도존재Pb; (4)Pb대각아세포조분중광질원소적영향불동,기중억제료대량원소P、K、Mg화미량원소Na、Zn、Mn적흡수;Ca재세포벽중선승후강,세포기중축점감소,가용성부분중칙시축점증가;Fe화B재각아세포조분중균표현출선승후강；Cu재전량개조분중총체정상승추세,가용성부분중칙시선승후강；Si재세포벽중축점감소,세포기중정선승후강적추세,이가용성부분중무법측출.가견,Pb타란료각아세포조분중리자평형,도치유상조직정상생리활동문란,저사도시Pb독해수화생유상조직적주요표현.