| 题名 | 商陆锰富集特性及耐性机制 |
| 作者 | 薛生国 |
| 学位类别 | 博士后 |
| 答辩日期 | 2012-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 魏复盛 ; 江桂斌 |
| 关键词 | 商陆 垂序商陆 锰 超富集 耐性 Phytolacca acinosa Roxb. Phytolacca americana L. manganese hyperaccumulation tolerance |
| 其他题名 | Manganese accumulation and tolerance mechanism by Phytolacca acinosa Roxb |
| 学位专业 | 环境科学与工程 |
| 中文摘要 | 随着环保意识的增强，锰在工农业方面广泛使用以及锰矿开采造成的大面积土壤、地表水和地下水锰污染问题日益引起政府和公众的关注。利用超富集植物清除土壤和水体环境中的重金属和类金属污染--植物修复技术以其潜在的高效、廉价及其环境友好性获得了科研人员和政府部门的广泛关注，通过种植收割这类植物可有效地治理环境中的重金属污染。 通过多年的调查研究，对中国 2003年报道的锰超富集植物重新进行认定，对避免锰超富集植物研究重复进行、保证相关研究正常有序开展具有重要的现实意义。在比对国内外商陆属植物标本的基础上，以在国内新发现的原生植物商陆为材料，综合运用透射电子显微镜、电感耦合等离子体原子发射光谱仪、傅里叶红外光谱仪等分析手段较系统研究了商陆的富集特性其可能的生理机制，为重金属污染环境修复提供理论依据。通过研究取得以下主要结果： 湘潭锰矿尾矿废弃地原生的锰超富集植物实为垂序商陆(Phytolacca americana L.)。针对国内外锰超富集植物商陆属植物名称混乱的状态，在重新审查锰超富集植物 —商陆(Phytolaccaacinosa Roxb.)的野外标本和温室培养植物的基础上，比对英国皇家植物园的植物标本和中国科学院昆明植物所标本馆的腊叶标本，查阅相关文献资料，结果表明，湘潭锰矿尾矿废弃地原生的锰超富集植物是垂序商陆,国内外相关研究论文中出现的商陆和美洲商陆实为垂序商陆的同物异名。这一植物名称的认定，将对避免锰超富集植物研究重复进行、保证相关研究正常有序开展具有重要的现实意义。 商陆具有较强的锰超富集能力。通过温室营养液培养，研究商陆的锰富集特性，结果表明：商陆具有较强的锰耐性和积累能力。5000μmol•L-1锰处理条件下，商陆生长状况良好，但随着锰处理浓度的增加，商陆的生物量逐渐降低，但仍能完成整个生命周期。随着生长介质中Mn浓度的升高，商陆叶、茎和根中Mn含量均增加。当锰处理水平为10000μmol•L-1时，叶锰含量达到最高的 24210 mg•kg-1（干重）。商陆的锰生物富集系数随生长介质锰供应水平的增加而减小，但在15000μmol•L-1 Mn处理时叶锰富集系数仍高达 18.6。商陆不同器官的锰累积量均表现为随着 Mn处理浓度的增加，先增大后下降。 商陆有较强的锰耐性。应用电子显微镜镜分析技术，研究不同锰供应水平条件下商陆根、茎和叶的超微结构变化。生长在 1000 μmol/lMn的营养液条件下，商陆根、茎和叶细胞的细胞结构和细胞器未受到任何伤害，但是有沉积物质出现；当锰供应水平增加到 10000μmol/l MnI时，商陆根、茎和叶的细胞已出现部分损伤，细胞壁断裂，细胞核核质不均，叶细胞内叶绿体变形、基粒结构模糊，淀粉粒和嗜锇颗粒增多，但是根细胞和叶细胞中的线粒体、高尔基体和内质网均未受到损伤。 商陆不同组织器官化学组分的变化有助于探讨其锰耐性机机制。应用傅里叶红外光谱仪研究在不同锰处理条件下商陆组织器官的傅里叶红外光谱图谱变化。茎组织在3420和2926cm-1处峰高先上升后下降，反映糖类和氨基酸等有机物在低锰条件下往往作为渗透性调节物质出现,其含量升高,但随着锰含量的升高,其合成和运输受限,含量逐渐下降；根组织在2926cm- 1处峰高先减弱后增强,说明商陆分泌的有机酸不断螯合Mn,造成羧酸O—H的减少,随着锰供应水平的升高,其羧酸螯合力变弱；叶组织在1640cm- 1处的显著吸收峰可能与商陆叶中氨基酸、多肽和蛋白质类物质含量升高有关，或与根部输送的羧酸盐过多有关，且与根部此处峰值的下降趋势吻合；商陆根、茎、叶的 1060cm-1处在最高浓度下峰值的变化，主要表现是膜脂过氧化，这可能与商陆的锰耐性有关。 |
| 公开日期 | 2014-05-15 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7241]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 薛生国. 商陆锰富集特性及耐性机制[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
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