三种水生植物对水体中铀的富集特征及响应机制

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目前核工业的快速发展加大了铀矿资源的开发力度，随之而来的问题是铀矿开采和铀矿治所产生的铀废水也越来越多，对环境和人类造成了巨大的威胁，铀污染水体的修复引起了广泛的关注。本研究以大薸(Pistia stratiotes L.)、凤眼莲(Eichhornia crassipes)、浮萍(Lemna minor L.)为材料，通过水培试验研究不同浓度铀处理下，以及施加微生物和磷酸盐的不同情况下铀胁迫对水生植物抗氧化系统酶活性、丙二醛含量、脯氨酸含量和叶绿素含量变化的影响，并对不同处理条件下水生植物的富集及耐受性机制进行比较分析。本研究结果表明：
　　(1)在铀胁迫下，大薸、凤眼莲和浮萍三种水生植物的抗氧化酶系统除浮萍SOD没有受到显著诱导外其余均受到显著诱导，其中大薸和凤眼莲的CAT和POD呈现出交替增长的变化趋势，在铀处理浓度为50 mg·L-1时三种水生植物受到严重胁迫，并引发膜脂过氧化作用，MDA和脯氨酸含量急剧升高。大薸、凤眼莲叶绿素 a、叶绿素b含量和生物量在铀处理浓度为0.05 mg·L-1时达到最大，随后下降，呈现出低浓度促进高浓度抑制的现象，而浮萍叶绿素含量和生物量未受到显著影响，表明其对铀的耐受性较强。从富集方面看，大薸和凤眼莲的主要富集部位均为根部，其最大铀富集量分别达到151.01mg·g-1 DW，4.92 mg·g-1 DW，大薸和凤眼莲均为根富集型植物，浮萍最大铀富集量为42.45 mg·g-1 DW。三种植物对铀富集能力的大小顺序为：大薸>浮萍>凤眼莲。
　　(2)施加EM菌后，大薸和凤眼莲的抗氧化系统 CAT、POD、SOD酶活性均显著高于未施加 EM菌处理组，且大薸根部最大铀富集量、富集系数和转运系数分别提高了22.6％、74.0%、160.0%，凤眼莲地上部分最大富集系数提高了172.7%，EM菌的施加促进了大薸、凤眼莲的抗逆能力、铀富集及转运能力。但EM菌的施加却导致浮萍抗氧化酶系统活性下降，MDA含量和脯氨酸含量上升，叶绿素含量和生物量急剧下降，浮萍铀富集系数降低，表明 EM菌的施加反而加剧了铀对浮萍的胁迫作用。因此，EM菌与大薸和凤眼莲联用可能是促进铀污染水体修复的有效途径之一。
　　(3)磷酸盐的施加促进了大薸、凤眼莲和浮萍的抗氧化系统酶活性，对它们的叶绿素 a和叶绿素 b的合成均起到了一定的促进作用，且凤眼莲最大铀富集量上升了79.7%，大薸的最大转运系数也上升了98.5%，但磷酸盐的施加却导致了大薸和浮萍的最大铀富集量分别下降了68.1%和52.6%。结果表明磷酸盐的施加提高了凤眼莲的耐逆性和铀富集能力，此外，磷酸盐的添加对大薸的铀转运能力也有促进的作用，但对大薸和浮萍的铀富集能力却有抑制作用。

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作者
朱靖;
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作者单位

西南科技大学;

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授予单位西南科技大学;
学科生物学
授予学位硕士
导师姓名陈珂;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类水生植物学;
关键词
水生植物; 大薸; 凤眼莲; 浮萍; 铀胁迫; 富集特征; 耐受性机制; EM菌; 磷酸盐;

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