铜胁迫下抗性和非抗性种群齿果酸模根系生长差异研究
  • 【摘要】

    大多数植物是不能在重金属污染环境中生长和繁殖的.但是也有一些植物在进化过程中形成了对重金属的抗性机制,因此它们能够在恶劣的土壤环境中正常生长、发育和繁殖,并且完成其生活史.对具有重金属抗性的植物种群,目前已经有很多报道,来自铜矿区的一些植物对重金属铜就具有一定的抗性.植物的根形态对抗性植物适应重金属污染环境具有很重要的作用.根系直接接触土壤中重金属,是对胁迫环境最早做出响应的植物器官.在植物受到铜... 展开>>大多数植物是不能在重金属污染环境中生长和繁殖的.但是也有一些植物在进化过程中形成了对重金属的抗性机制,因此它们能够在恶劣的土壤环境中正常生长、发育和繁殖,并且完成其生活史.对具有重金属抗性的植物种群,目前已经有很多报道,来自铜矿区的一些植物对重金属铜就具有一定的抗性.植物的根形态对抗性植物适应重金属污染环境具有很重要的作用.根系直接接触土壤中重金属,是对胁迫环境最早做出响应的植物器官.在植物受到铜污染的胁迫以后,植物的根系能够改变其生长形态,因此它能够指示土壤中的铜污染. 本研究选用的植物是具有重金属抗性和不具有抗性的齿果酸模种群.抗性齿果酸模种子来源于已经有3000多年历史的湖北大冶铜绿山铜矿,非抗性种群种子采自武汉大学.通过植物水培实验,我们研究了铜胁迫下齿果酸模抗铜和非抗铜种群在营养生长时期根系形态的差异以及影响根系生长的转化酶活性,并采用实时定量PCR方法,对转化酶基因进行转录水平的定量表达分析.从实验结果中我们得出如下结论: (1)铜处理对抗铜和非抗铜齿果酸模的地上生物量生长有明显的抑制作用;对地下部分的生物量的积累有一定促进作用.铜处理后,齿果酸模根冠比明显上升.铜处理对矿区种群齿果酸模的地上部分生物量、地下部分生物量、根苗比的影响比对非矿区种群影响较小. (2)铜处理影响根系生长形态表现为抗铜和非抗铜齿果酸模的总根尖数、根体积、根表面、总根长都出现不同程度的下降.但抗性种群的平均根直径有所增加. (3)转化酶活性的变化与铜胁迫的时间有关.铜胁迫对液泡转化酶和细胞质转化酶的影响有一定的相似性.总的说来,齿果酸模根系中的细胞质转化酶活性比液泡转化酶小得多.铜处理后,两个种群的液泡转化酶活性和细胞质转化酶活性都不同程度的小于对照组,但是来自铜矿区种群的齿果酸模下降的幅度小. (4)铜处理后,齿果酸模根液泡转化酶基因表达都是先高于对照,然后又小于对照.但是矿区种群响应更加迅速,更加明显.实验结果说明铜胁迫下不同抗性种群齿果酸模液泡转化酶基因随时间表达的差异与铜胁迫对转化酶活性影响不是线形相关.转化酶基因是植物重金属抗性调控网络中重要的一员,其对维持抗性机制的运行具有关键作用. 综上所述,来自矿区齿果酸模种群受铜的影响较小,对铜具有更强的抗性. 收起<<

  • 【作者】

    何更艳 

  • 【学科专业】

    环境科学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    武汉大学

  • 【导师姓名】

    熊治廷

  • 【学位年度】

    2009

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    齿果酸模%铜%根形态%转化酶