铅、镉胁迫对泽泻蕨配子体形态特征和生理特性的影响

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泽泻蕨(Parahemionitis cordata(Roxburgh ex Hooker&Greville)Fraser-Jenkins),我国主要分布于台湾、海南、云南等地。泽泻蕨具有天然药物和生物农药价值,同时作为珍稀濒危蕨类、进化渐危种和全球生态评价的理想材料,已被建议列入国家二级保护植物。重金属污染已成为我国主要的环境污染污染问题之一,其中铅、镉排在重金属污染物前列。重金属污染会对植物形态、生理、生殖等诸多方面造成不利影响。配子体世代作为蕨类植物有性世代,若配子体受到环境不利影响可能导致其生长发育受阻。目前对于重金属对蕨类植物配子体影响的相关研究较少,关于重金属对泽泻蕨配子体影响的研究尚未见报道。因此本文以泽泻蕨配子体为材料,研究铅、镉胁迫对泽泻蕨配子体形态结构及生理特性的影响,旨在为揭示铅、镉胁迫对泽泻蕨配子体的伤害机理和具体作用形式以及泽泻蕨配子体对铅、镉胁迫的耐受性,为保护泽泻蕨提供一定的理论依据,也为泽泻蕨的种群恢复扩繁提供一定的基础资料。研究结果表明:(1)低浓度铅、镉胁迫下,泽泻蕨配子体叶绿体数量增多出现黄化、凝集现象,高浓度铅、镉胁迫下泽泻蕨配子体叶绿体数量减少黄化、凝集现象加剧并出现融合、坏死等现象。低浓度铅、镉胁迫下泽泻蕨配子体精子器、颈卵器出现发黄现象,高浓度铅、镉胁迫下精子器出现黄化、坏死、精子无法排出等现象,颈卵器出现黄化,颈沟内部出现褐色异物、颈卵器无法打开、坏死等现象。低浓度铅、镉胁迫下泽泻蕨配子体假根出现不规则弯曲、短小、发黄等现象,高浓度铅、镉胁迫下则出现“波浪形”畸变、加根末端膨大等现象。(2)随铅、镉胁迫浓度增加,泽泻蕨配子体叶绿素含量呈下降趋势,净光合速率和蒸腾速率也受到抑制,相对电导率和MDA含量随胁迫浓度升高而持续升高,导致膜系统严重受损。低浓度铅、镉胁迫下保护酶活性有整体升高趋势,但随铅、镉胁迫浓度升高,保护酶活性降低,泽泻蕨配子体内无法及时清除积累的活性氧,导致泽泻蕨配子体光合系统和膜系统受到严重伤害。(3)根据对铅、镉胁迫下泽泻蕨配子体各项生理指标的综合分析表明其对铅、镉胁迫抗性为:铅<镉综上所述,铅、镉胁迫会对泽泻蕨配子体形态结构和生理特性等多个方面造成一定程度的影响,影响程度随胁迫浓度的升高而升高。
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