提高砷超富积植物蜈蚣草富砷能力及蜈蚣草组织培养探讨
文献类型：学位论文
| 作者 | 莫良玉 |
| 答辩日期 | 2003-08 |
| 文献子类 | 博士后出站报告 |
| 授予单位 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 陈同斌 |
| 关键词 | 砷 蜈蚣草 群体 超富集 植物修复 营养元素 叶面喷施 赤霉素 生长素 细胞分裂素 多胺 组氨酸 组织培养 孢子体植株 繁殖 |
| 学位名称 | 博士后 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 中国南部7个地方（广西南宁市，广西河池市，广西贵港市，广西桂平市， 重庆市，郴州市两地点：白露塘和邓家塘）的蜈蚣草孢子被播于北京的自然土（不 加As处理，对照）或加砷(As)100mg As kg-1dry soil的土壤上，然后在空调培养 室内培养250d，以研究As在植株体内的浓度分布以及对植株生长和吸收阳离 子营养元素的影响。结果表明，As胁迫下所有的蜈蚣草群体的生物量均下降， 其中来自河池市、贵港市和重庆市的明显，但是，来自河池群体的植株地上部和整株生物量均显著高于来自贵港市、桂平市以及郴州白等地的；所有蜈蚣草群体对As均有超富集能力，这表明超富集As是蜈蚣草固有的特性，但群体间有差异。与对照相比，As胁迫后，叶片、叶柄和根茎等部位的As浓度极显著或显著升高，可分别达到 2197-7718µg As g-1、787-1437µg As g-1和 722-1470µg As g-1；但是，群体间的植株地上部各部分的As浓度有差异，而且，As的转运系数和生物富集系数也有差异，有些群体间的差异达显著水平。河池市和重庆市的蜈蚣草群体地上部或整株对土壤As的修复效率均高于其它群体的，是贵港市、郴州白和郴州邓的3倍和2倍以上。与对照相比，加As胁迫后，所有群体的叶柄和叶片K和Zn浓度都升高，而Ca、Mg在叶柄中的浓度升高但在叶片中的则受影响小，组织内的Mn、Cu和Fe浓度受影响小。这些营养元素的升高可能与抵抗体内的As胁迫有关。综上所述，来自不同地方的蜈蚣草群体对As的富集能力有差异，As胁迫能影响植株的生长和对阳离子营养元素的吸收，因而通过选择不同生态型的蜈蚣草来提高As污染土壤的修复能力是可行的。 在光照培养室内利用盆栽方法研究叶面喷施植物生长调节物质赤霉素 (GA)、生长素（IAA)、细胞分裂素（BA和KT)、多胺（Put)以及氨基酸类的组氨酸（His)对生长于含As量为100 mg As kg-1 土壤上的蜈蚣草的生长和对 As富集能力的影响，以喷去离子水为对照。结果表明，GA和Put能稍微增加株高，大多数化学物质能稍微增加植株叶片数，IAA、GA以及Put等能使植株的最长叶变大，而细胞分裂素则使叶片变小。喷GA、Put、His、IAA和KT等使地上部生物量和整株生物量分别比对照增加87.2%、70.7%、31.4%、21.1％、18.4% 和99.5%、82.7%、40.1%, 28.0%、22.8%，而BA处理对地上部或整株生物量影响较小。除GA处理外，其余各处理使同化物倾向分配到根茎部。GA和His能提高地上部组织的As浓度，而KT、Put、IAA以及BA等则使其降低。Put、BA、His及GA处理的根茎部As浓度稍微增加，而KT和IAA处理的稍微降低。His、 GA及KT能促进As向羽叶转移，而IAA、Put及BA等则相反。His和GA稍微提高地上部的As生物富集能力，其它处理则使其稍微下降。His、Put以及GA 能使根茎部分的As生物富集能力稍微上升，而BA、KT以及IAA能使其下降。除了BA和KT两处理外，各处理植株的地上部As提取效率都高于对照，其中GA处理达到显著水平。整株的提取效率也与地上部的情况相似，怛均达不到显著水平。由此可见，喷施适当的生长调节物质或氨基酸主要是通过保持体内As浓度基本不变的条件下提高生物量来达到提高蜈蚣草对As的修复效率。 蜈蚣草被种植在装有受As污染的土壤上（含As量为39.7 mg As kg-1干土）， 植物生长157 d期间叶面喷施两次不同浓度的GA，以及喷施GA的同时结合土壤加入不同浓度As或施肥，以喷去离子水作为对照，然后研究这些不同处理对 植株的生长和As在体内累积的影响。结果表明，喷GA或结合加入As或施肥 对植株的株高影响不大；GA使植株生物量稍微增加，但不呈正相关：喷GA结 合加As能提高生物量，尤其是高浓度As (25 mg As kg-1土）增加显著：喷50µ mol GA结合施肥使植株生物量稍微升高，主要是地上部的提高。GA可降低植株羽叶、叶柄和根茎部分的As浓度，其中羽叶中的下降显著，但喷GA时结合加入As能提高这些组织中的As浓度，加入的As浓度达25 mg As kg-1土时增 加显著；喷GA结合施肥显著降低羽叶和根茎部分的As浓度。As向羽叶和叶柄 的转运受GA或结合施肥的抑制，但受As促进。植株各部分对As的生物富集 系数受GA抑制，但受结合施肥或结合加As所促进。喷GA后，植株地上部或 整株的As提取效率降低，结合施肥时地上部或整株的提取效率下降但结合加As则显著提高地上部或整株的As提取效率。从这些结果可知，土壤中的植物有效态As浓度较低时，通过叶面喷施GA不能提高蜈蚣草对As污染的修复效果。 研究利用孢子苗和根茎部分作为外植体进行蜈蚣单组织培养，以探讨用组织 培养方法繁殖的可能性。研究结果表明，培养基类型对原叶体向孢子体转变有影响；播在Knop或1/2 Knop培养基上的孢子形成孢子体植株数比播在Haogland 或MS或1/2MS培养基上的多。培养基中加入不同的激素对蜈蚣草愈伤组织的 诱导情况不同。MS+KT4.6-46.0+NAA2.7 (µM)能诱导蜈蚣草的植外体产生绿色球状的愈伤组织，而在MS培养基中加入2，4-D不仅不能诱导出愈伤组织，而且使接种的外植体或愈伤组织褪绿、死亡。用诱导培养基进行增殖的效果好于其它的培养基。用MS+BA4.4-26.6+NAA2.7只能诱导愈伤组织增殖，但不能使愈伤组织产生孢子体植株，然而，将这些愈伤组织转接到与诱导培养基相同的培养基上可以产生孢子体植株。将还未长根的孢子体植株转接到 1/2MS+KT0.9-1.4+NAA5.4上可以长出根系。未长根的孢子体植株直接移栽到土壤中也可生根。经过3个继代培养后的蜈蚣草植株仍能富集As。由此可见，可以利用组织培养的方法为植物修复提供蜈蚣草苗源。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 91 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/1036]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 莫良玉. 提高砷超富积植物蜈蚣草富砷能力及蜈蚣草组织培养探讨[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院地理科学与资源研究所. 2003. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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