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采用砂基栽培,研究重金属Cr(Ⅵ)在不同浓度梯度和不同胁迫处理阶段(种苗期和幼苗期)及胁迫处理时间条件下对红树植物白骨壤(Avicenniamarina)幼苗的生长及生理生态效应的影响。设置Cr(Ⅵ)胁迫浓度系列为1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0mgL-1,以不加Cr(Ⅵ)为对照,培养基海水盐度均为15‰,培养期分为45d和150d。实验期间全程记录及观测各胁迫组白骨壤种苗萌发及幼苗生长状况,定期记录幼苗的高度生长、叶片大小,并分别在胁迫栽培45d和150d采样测定幼苗根系生长、各组分生物量生长,以及幼苗含水量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、膜脂过氧化作用、盐分代谢、Cr的累积分布等指标参数。研究结果表明:
1.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理25d,白骨壤种苗初期萌发率表现“低促高抑”变化规律;随着胁迫时间的延长和胁迫强度的提高,白骨壤幼苗幼叶萌生和幼苗成活率均受到抑制。
2.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理(45d或150d)对白骨壤幼苗根数影响不大,但对根长、苗高、叶片大小、生物量均有不利影响,且浓度越高越明显。
3.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫45d,对幼苗各组分含水量影响不大,但至150d,但各组分含水量较45d略有下降。
4.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理45d或150d,白骨壤幼苗叶片叶绿素含量表现“低促高抑”变化规律;幼苗期进行胁迫处理45d对叶片叶绿素含量有抑制作用。
5.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理45d,对白骨壤幼苗根尖和叶片可溶性蛋白质含量有促进作用,至150d,随胁迫浓度的提高,则有一定抑制作用;幼苗期胁迫45d,对白骨壤幼苗根尖可溶性蛋白含量有促进作用,对叶片可溶性蛋白含量则有抑制作用。
6.种苗期胁迫45d或150d,白骨壤幼苗根尖POD活性变现为“低促高抑”,且随时间延长抑制加剧,叶片随着生长基Cr(Ⅵ)浓度的提高而提高,且随胁迫时间的延长,提高幅度增加;幼苗期胁迫45d,对白骨壤幼苗根尖和叶片POD活性均有一定的抑制作用。
7.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫45d,随着生长基Cr(Ⅵ)浓度的提高,白骨壤幼苗根尖和叶片SOD活性均表现为随之逐渐上升,胁迫时间延长达150d时,叶片SOD活性仍随Cr(Ⅵ)浓度提高而升高,而根尖SOD活性在高浓度(≥10.0mg·L-1)则有下降趋势;幼苗期进行Cr胁迫45d,对白骨壤幼苗根尖和叶片SOD活性均有一定的抑制作用。
8.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理(45d或150d),对白骨壤幼苗根尖CAT活性具有促进作用,但随胁迫时间的延长,高浓度(≥10.0mg·L-1)胁迫则表现出一定的抑制作用;胁迫45d,低浓度(≤2.5mg·L-1)胁迫,对白骨壤种苗叶片CAT活性有明显的促进作用,随着Cr(Ⅵ)浓度的提高和胁迫时间的延长,则表现出不同程度的抑制作用;幼苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫45d,对白骨壤幼苗根尖CAT活性有抑制作用,叶片CAT活性则表现“低促高抑”规律。
9.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理(45d或150d)对白骨壤幼苗根尖和叶片AsA含量均有明显的促进作用,且150d提高幅度大于45d;幼苗期进行胁迫处理45d,对白骨壤幼苗根尖和叶片AsA含量有一定的促进作用,但提高幅度小于种苗期。
10.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理,白骨壤幼苗根尖在高浓度(≥10.0mg·L-1)胁迫则一定程度上促进膜脂过氧化作用;而叶片膜脂过氧化作用不明显,幼苗期进行胁迫处理45d,根尖和叶片膜脂过氧化作用随Cr(Ⅵ)浓度的提高而加强。
11.种苗期进行Cr(Ⅵ)胁迫处理(45d或150d),白骨壤幼苗根、茎对Cr的吸收均表现为随胁迫浓度的提高而升高,且随胁迫时间的延长,各组分的Cr累积量增加;幼苗期进行胁迫处理45d,白骨壤幼苗根对Cr的吸收表现出随胁迫浓度的提高而升高,而茎、叶则表现为先升后降,且根、茎Cr含量低于种苗期,而叶Cr含量则高于种苗期。
12.白骨壤幼苗根系对培养基Cr的富集系数最大,即根系表现为Cr的最大累积器官,13.随着Cr(Ⅵ)胁迫强度的提高,白骨壤幼苗叶片的泌盐速率逐渐提高。