学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

植物中锑的积累过程及锑与砷的复合作用研究

作　者: 王晓丽
导　师: 涂书新; 韦朝阳
学　校: 华中农业大学
专　业: 植物营养
关键词: 砷锑富集转化亚细胞相互作用
分类号: S184
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 82次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

锑是环境中微量但普遍存在的有毒元素。近年来由于无序的矿山开采和冶炼、落后的工业生产和集约化的农业活动造成锑大量的进入环境中,对人类健康造成极大危害。砷与锑属于同一主族且经常伴生存在,因此经常会形成砷锑复合污染。植物修复由于其良好的经济效益与生态效应获得了学术界和公众的广泛关注。研究锑在植物体内的富集转化以及砷与锑在植物体内的相互作用对于认识植物耐性机理和植物修复技术的实践均具有理论与实际意义。本文通过一系列水培实验,以蕨类植物为主要研究材料,应用生理生化测定技术、氢化物原子荧光光谱法、HPLC-ICP-MS测定技术以及亚细胞分离技术等手段,研究了植物对锑的富集与转化、砷锑对植物亚细胞间的相互作用以及砷锑形态在植物吸收富集间的相互作用。主要研究结果如下：研究了白玉凤尾蕨与印度芥菜对锑的吸收富集与转化特征。结果表明,白玉凤尾蕨(Pteris Cretica ’icai—lineata’)与印度芥菜(Brassica juncea L. Czern)是锑的耐性植物；白玉凤尾蕨在Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、TMSb处理下地上部与根中锑最高含量分别为815.6mg/kg和6065.3mg/kg、311.7mg/kg和7624.4mg/kg、185.9mg/kg和229.0mg/kg;印度芥菜在Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、TMSb处理下地上部与根部中锑最高含量分别为322.3mg/kg和2663.3mg/kg、46.1mg/kg和1022.1mg/kg、7.4mg/kg和152.5mg/kg,可见白玉凤尾蕨与印度芥菜对Sb(Ⅲ)的富集转运能力最强、Sb(V)次之、TMSb最弱,其中白玉凤尾蕨比印度芥菜对锑的富集能力更强。三种形态的锑处理中,白玉凤尾蕨与印度芥菜均表现出对Sb(V)最强的转化能力,这两种植物根部吸收Sb(V)后最多18%转化为Sb(Ⅲ),但运至地上部以后,83%都转化为Sb(Ⅲ);白玉凤尾蕨与印度芥菜对Sb(Ⅲ)的转化能力最弱,95%的Sb(Ⅲ)可直接被植物吸收并向地上部运输,只有5%左右锑被转化为Sb(Ⅴ); TMSb处理下,白玉凤尾蕨可直接吸收转运TMSb并将其40%左右转化为Sb(Ⅲ),6%左右转化为sb(Ⅴ),而印度芥菜将TMSb全部转化为无机锑,且整株植物Sb(Ⅲ)占95%以上研究了四种蕨类植物对砷锑的吸收富集与亚细胞分布。结果表明,圆盖阴石蕨(Humata tyermanni Moore)、白玉凤尾蕨(P.cretica)、剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformisBurm)、傅氏凤尾蕨(Pteris fauriei Hieron)根部砷最高含量分别为18.7mg/kg、153.9309.2mg/kg、293.0mg/kg,锑最高含量分别为2359.9mg/kg、4985.8mg/kg、6404.5mg/kg、5111.7mg/kg,这四种植物都是砷锑的耐性植物且凤尾蕨属(白玉凤尾蕨、剑叶凤尾蕨、傅氏凤尾蕨)植物对砷锑的耐性要高于阴石蕨属(圆盖阴石蕨)植物；锑的加入能显著提高四种蕨类植物根与根状茎砷含量,却显著降低傅氏凤尾蕨叶与茎部砷含量,尤其是剑叶凤尾蕨根部与圆盖阴石蕨叶部,前者加入锑以后砷含量由46.5mg/kg增至153.9mg/kg,增幅达231%；后者加入锑以后砷含量由3.5mg/kg降至1.7mg/kg,降幅达51%。四种蕨类植物体内各部位胞液、细胞壁与细胞器砷含量分别占43%-91%、7%-41%、2%-19%,锑含量分别占2%-34%、44%-93%、1%-21%,因此四种蕨类植物其亚细胞砷含量分布特征均为：胞液>细胞壁>细胞器,锑含量分布特征均为：细胞壁>胞液>细胞器。研究了波士顿蕨(Nephrolepis exaltata)体内砷锑形态与亚细胞间的相互作用。结果显示,在波士顿蕨体内,砷锑之间具有相互抑制的作用。相对于10mg/LAs处理来说,锑的加入能够降低波士顿蕨体内各部位砷含量,降幅最高达62%,但是可促使根部细胞壁中的砷向胞液与细胞器转移,也可以促使羽叶与叶柄胞液处的砷向细胞壁与细胞器转移；锑的加入总能让砷含量最高的某一亚细胞组分向其他组分转移。相对于20mg/LSb处理来说,砷的加入能够降低波士顿蕨体内各部位锑含量,降幅最高达78%,但可促使波士顿蕨根部细胞器中的锑向细胞壁与胞液转移,也可以促使羽叶与叶柄处细胞壁向其他两个亚细胞组分转化。在砷处理下,波士顿蕨体内羽叶DMA含量可占总砷的58%, Sb(Ⅲ)的加入使各部位As(Ⅲ)所占的比例由18%-30%降至13%-17%。在锑处理下,波士顿蕨体内Sb(Ⅲ)高达94%以上；加入Sb(Ⅲ)以后,波士顿蕨根部与叶柄处Sb(V)含量达100%,而羽叶处有11%转化为Sb(V),可见As(Ⅲ)在根与叶柄处能够强烈的抑制Sb(Ⅲ)的转化,但在羽叶处却能促进Sb(Ⅲ)向Sb(V)的转化。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-12
论文中所用的縮略语表  12-13
第一章前言  13-19
  1 土壤中砷锑研究进展  13-15
    1.1 土壤中砷锑污染状况  13-14
    1.2 土壤砷锑污染修复技术  14-15
  2 砷锑植物修复研究进展  15-16
    2.1 砷的植物修复研究进展  15
    2.2 锑的植物修复研究进展  15-16
  3 选题依据与研究意义  16-17
  4 研究目的  17
  5 研究内容  17-18
  6 技术路线  18-19
第二章植物中锑的富集转化特点  19-28
  1. 材料与方法  19-21
    1.1 供试材料  19-20
    1.2 试验设计与实施  20-21
    1.3 实验室化学分析  21
    1.4 数据统计分析  21
  2. 结果与分析  21-25
    2.1 不同形态和浓度的梯处理对白玉凤尾蕨和印度芥菜生物量的影响  21-22
    2.2 白玉凤尾蕨和印度芥菜对锑的积累与转运特征  22-24
    2.3 白玉凤尾蕨和印度芥菜对锑的富集与转运能力  24-25
    2.4 白玉凤尾蕨与印度芥菜各部位锑价态含量变化  25
  3. 讨论  25-27
  4. 结论  27-28
第三章植物对砷锑的积累及亚细胞分布特征  28-38
  1. 材料与方法  28-30
    1.1 供试材料  28-29
    1.2 试验设计与实施  29
    1.3 实验室化学分析  29-30
    1.4 统计分析  30
  2. 结果与分析  30-35
    2.1 砷锑对四种植物生物量的影响  30-31
    2.2 四种植物对砷锑的吸收积累特征  31-33
    2.3 砷锑在四种植物体内的亚细胞分布特征  33-35
  3. 讨论  35-36
  4. 结论  36-38
第四章植物体内砷与锑的复合作用研究  38-50
  1. 材料与分析方法  38-41
    1.1 供试材料  38-39
    1.2 试验设计和实施  39
    1.3 实验室化学分析  39-41
    1.4 数据统计分析  41
  2. 结果和分析  41-47
    2.1 砷锑对波士顿蕨生物量的影响  41-42
    2.2 波士顿蕨对砷锑的吸收富集  42
    2.3 波士顿蕨各部位砷锑形态含量百分比变化  42-44
    2.4 砷锑在波士顿蕨体内亚细胞分布特征  44-47
  3. 讨论  47-49
  4. 结论  49-50
第五章结论与展望  50-52
  1. 主要研究结论  50-51
  2. 展望  51-52
参考文献  52-60
致谢  60

植物中锑的积累过程及锑与砷的复合作用研究

内容摘要

全文目录

相似论文