高羊茅和草地早熟禾對重金屬鎘的解毒機制比較研究

《高羊茅和草地早熟禾對重金屬鎘的解毒機制比較研究》是依託上海交通大學，由王兆龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高羊茅和草地早熟禾對重金屬鎘的解毒機制比較研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王兆龍
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

在前期研究的基礎上，針對高羊茅宙府碑櫃和草地早熟禾這兩種在耐鎘能力和鎘解毒機制上存在明顯差異的草坪植物，從根系對土壤鎘離子的吸收、根皮層細胞壁對質外體途徑鎘的吸附、皮層細胞原生質體對共質體途徑鎘的液泡區隔化等方面的比較來解析草坪植物根系對重金屬鎘的解毒機制；從不同鎘螯合形態對鎘從根皮層向中柱的轉運、根部向地上部分的長途運輸、到達葉片維管束牛灑台後的卸載等方面的比較來解析草坪植物體內重金屬鎘的轉運機理及其調控途徑；從葉片中磷酸鹽態鎘的沉積特徵與外源調控等方面的比較來解析草坪植物葉片對鎘的解毒機制，結合根部、根部向地上部的轉運和葉片等三個部分來全程解析兩種草坪植物耐鎘能力的差異及其體內對鎘的解毒機制。

結題摘要

針對高羊茅和草地早熟禾兩種對土壤Cd污染富集能力高、且又存在明顯差異的草坪植物，通過植物組織的顯微Cd螢光定位觀察、根際有機酸分析、外源檸檬酸和螯合劑對Cd的根系吸收、中柱裝載、向地上部分轉運和富集的調控、葉片中Cd的分配與解毒等方面解析了高羊茅和草地早熟禾對Cd的解整凳櫻毒機制： （1）兩種草坪植物對Cd的高耐性可能與新葉保護機廈墓體制有關，兩種草坪植物均能將大量的Cd分配和富集到枯葉和老葉中，而生長葉和成熟葉中的Cd含量相對較少；而芝捆且Cd主要分布在維管束和表皮外層，較少進入葉肉組織，避免了Cd對葉片功能組織的毒害。 （2）高羊茅和草地早熟禾在對Cd的吸收、轉運、富集方面的存在明顯的差異。高羊茅的根際以蘋果酸為主，吸收的Cd在根組織中分布較均勻，主要以果膠和蛋白結合態存在，裝載進入中柱的Cd相對較少，向地上部分轉運的Cd也少；葉片中的Cd主要在分布維管束和表皮中，葉肉中的Cd較少；而燥主驗草地早熟禾的根際有機酸種類多，根組織中的Cd主要以有機酸結合態存在，較多的Cd通過共質體途徑裝載進入中柱，並向地上部分轉運；雖然草地早熟禾葉片中的Cd主要分布舟察戒囑在葉脈和葉緣處，但葉肉中的Cd螢光明顯強於高羊茅，較多的Cd轉運到葉片和較多Cd進入葉肉組織可能是其耐Cd能力比高羊茅差的原因。 （3）外源檸檬酸對高羊茅和草地早熟禾的調控效果不同，檸檬酸能夠顯著提高高羊茅根際酸溶態Cd的濃度，促進根系對土壤Cd的吸收，顯著提高根組織中有機酸結合態Cd的比例，促進Cd向中柱的裝載和向地上部分的轉運，葉片中的Cd富集量提高了2.3倍；但檸檬酸對草地早熟禾沒有明顯的調控效果。NTA能夠有效促進高羊茅地上部分的Cd向枯葉和老葉中轉運，但對草地早熟禾沒有明顯的調控效果。EDTA能夠有效促進兩種草坪植物對Cd的吸收、轉運和地上部分的富集，提高Cd污染的修復效率。 上述研究結果已發表SCIE收錄論文7篇（累計影響因子＞28），為Cd污染土壤的草坪植物修復技術打下了堅實的理論基礎。