铅对银杏茎段愈伤组织生长的影响
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重金属(Pb )胁迫对行道植物的影响侯然周广、胡劼、刘慧【摘要】近年来汽车尾气带来的铅污染问题已引起了人们的普遍关注。
本实验以中大校园里常见的三种行道植物黄叶假连翘,勒杜鹃,黄金榕为试材,通过铅胁迫方式研究校园中汽车尾气对不同树种的影响及其细胞中过氧化物酶在光镜下分布及含量的变化,叶绿素含量的变化,探讨和研究校园中主要行道树种耐铅能力的强弱, 以便于更好的维护校内的生态环境。
【关键词】植物铅胁迫叶绿体POD 活性1 引言漫步在校园里,时常可见各种汽车行进行出。
汽油的燃烧让释放出铅等重金属元素。
汽车排放尾气中铅尘因其颗粒小,易通过空气传播,造成了道路两侧的土壤及植物的铅污染。
它的高毒性及由其引起的环境污染问题已引起了人们的普遍关注。
很多关于铅对植物形态、生理生化效应及植物对铅污染耐性机制等方面的研究工作显示,植物在铅胁迫下, 首先表现为细胞膜系统受损害, 其膜透性增大,植物保护酶系统亦会发生相应变化。
轻则植物体的代谢过程发生紊乱,生长发育受阻,重则导致植物死亡。
本实验以中大校园里常见的三种行道植物黄叶假连翘,勒杜鹃,黄金榕为试材,通过铅胁迫方式研究校园中汽车尾气对不同树种的影响及其细胞中过氧化物酶在光镜下分布及含量的变化,叶绿素含量的变化,探讨和研究校园中主要行道树种耐铅能力的强弱及尾气对其产生的影响,更好的维护校内的生态环境。
2 实验采用的材料,仪器,用品,试剂2.1 材料实验材料选自校园主道旁方向,环境基本一致的黄叶甲连翘,黄金榕,勒杜鹃植株:剪取枝条同向,同节位。
以减少试验误差。
2.2 试剂:2.2.1 Hoagland 营养液2.2.2 无水硫酸钠,石油醚,10%KOH 的甲醇溶液,80% 丙酮。
2.2.3 愈创木酚-过氧化氢试剂(0.1mol/L pH6.0 磷酸缓冲液50ml ,加入愈创木酚0.028ml ,于磁力搅拌器上加热搅拌,直至愈创木酚溶解,待溶液冷却后,加30 %过氧化氢0.019ml ,混合均匀,置冰箱中保存)2.2.4 0.02M 的KH2PO4 溶液2.2.5 0.1% 钼酸铵溶液(称取0.1g 钼酸铵溶于100ml0.85% 盐水)2.2.6 联苯胺溶液:在0.85% 盐水内加入联苯胺至饱和,临用前加入20%体积的H 2 O 2 , 每2ml 加一滴。
重金属Pb(Ⅱ)对三种藜科植物生理生态影响及耐受机制研究随着工业的发展,铅的使用量越来越多,不合理的铅排放及矿藏的开采对环境造成严重破坏,治理铅污染的环境显得愈来愈重要。
植物修复技术具有其它理化修复措施无法比拟的很多优点,因此被认为是铅污染修复的主要途径,其中铅抗性植物的筛选也就成为研究的热点。
本文以珍珠猪毛菜、白藜和地肤三种藜科植物为研究对象,从种子萌发、幼苗生长、保护酶活性和光合特性等方面对三种藜科植物在不同浓度(0、50、150、300、600、800、1000 mg/L)的Pb(Ⅱ)处理后的抗性进行了比较研究,筛选出了耐性物种,并对其富集和耐受机制做了进一步的探讨,取得如下结果:(1)当Pb(Ⅱ)浓度为50mg/L和150mg/L时,珍珠猪毛菜和地肤种子的发芽率﹑发芽势和发芽指数与对照相比差异不显著, Pb(Ⅱ)浓度为150mg/L时,对白藜种子发芽率﹑发芽势和发芽指数有明显影响, Pb(Ⅱ)浓度大于300mg/L对三种植物种子萌发均有抑制作用,对白藜和地肤的抑制大于珍珠猪毛菜;三种植物的种子活力指数除珍珠猪毛菜在50mg/L时与对照无显著差异,其余各处理均与对照有极显著差异; Pb(Ⅱ)浓度为50mg/L时,对三种植物的胚根长和胚芽长都影响不大,随着Pb(Ⅱ)浓度的升高,对三种植物的胚根长和胚芽长都有明显的抑制作用,对地肤和白藜的抑制强度更大。
地肤和白藜幼苗分别在Pb(Ⅱ)浓度为300mg/L和600mg/L时死亡,当Pb(Ⅱ)浓度达到1000mg/L时,珍珠猪毛菜仍可生长,但生长比较缓慢。
从种子萌发阶段可以看出,珍珠猪毛菜对Pb(Ⅱ)的耐受性大于地肤和白藜。
(2) Pb(Ⅱ)浓度≤150mg/L时,对三种植物根和茎的生长影响不大,地肤和白藜根和茎的生长在Pb(Ⅱ)浓度分别为300mg/L和600mg/L时受到明显抑制,在Pb(Ⅱ)浓度大于800mg/L时,珍珠猪毛菜根和茎的生长受到明显抑制,但仍可继续生长;不同浓度的Pb(Ⅱ)对三种藜科植物侧根生长都有一定的抑制作用,但抑制程度不同,白藜和地肤分别在Pb(Ⅱ)浓度为300mg/L和600mg/L时,侧根数目明显减少,受到极大抑制。
铅胁迫对植物生理生态效应的研究进展摘要:本文综述了铅(Pb)在植物中的积累、分布、形态和植物对铅毒害的反应及影响镉毒性因素的研究进展,并指出存在的问题和发展前景。
关键词:铅;植物;生理生态效应Advances on physiological and ecological effects of Lead (Pb)on plantsAbstract:This paper summarizes recent advances in the study of the accumulation, distribution, forms and toxicity, mechanism of Lead in plants and factors effecting Pb toxicity, and puts forward existing problems in the studies and developing propects in the future.Key words:Lead;plant;physiological and ecological effect前言随着采矿、冶炼等工业的发展,重金属污染问题日益严重。
重金属具有很强的蓄积性、隐蔽性、不可逆性和长期性,它的性质稳定,难以降解,半衰期大多较长,危害性极大。
同时重金属在土壤中移动性相对较小,主要积累在0~20 cm 的耕作层土壤中,很少迁移至40 cm以下,且只有很少一部分能随作物地上部分的收获而被移去,所以土壤或植物一旦遭受重金属污染,就会不断积累,不易治理恢复[1]。
而常被注意的重金属(汞、镉、镍、铬、矾、砷、硒、铁、锰、铜、锌、铅)有10多种,但研究较多的是铅(Pb)、镉(Cd)、铜(Cu)等[2]。
Pb是危害植物生长发育和危害人体健康的有毒元素,是毒性最强的重金属元素之一。
传统认为铅污染始于19世纪的工业革命时期,其实早在4000多年前的欧洲罗马和中古时期[3],中国早在青铜器时代(最早始于3000B.C.) [4]北半球就有了严重铅污染,主要来源于高污染铜冶炼的原始排放。
银杏对镉、铅及其复合污染的生理响应与抗性研究一、本文概述本文旨在深入研究银杏在面对镉、铅及其复合污染的环境胁迫时,所表现出的生理响应及其抗性机制。
通过综合分析银杏在镉、铅污染下的生理变化,本文期望为理解银杏的抗逆性提供新的视角,并为植物生态学、环境科学以及污染修复等领域提供有价值的参考。
银杏,作为一种古老且适应性强的树种,其在环境污染中的表现受到了广泛关注。
本文将从银杏在镉、铅及其复合污染下的生理生化变化、抗氧化系统响应、重金属积累与转运机制等方面展开研究,以揭示银杏在应对重金属污染时的抗性策略和机制。
本文还将关注银杏在复合污染环境下的表现,探讨多种重金属共存时银杏的生理响应及其与单一污染的差异。
通过对比研究,本文期望为理解复合污染对植物的影响以及植物在复合污染中的抗性机制提供新的思路。
最终,本文的研究结果将有助于深入了解银杏在重金属污染环境中的生理响应与抗性机制,为银杏在污染修复和生态恢复中的应用提供理论依据,同时也为其他植物的重金属抗性研究提供参考和借鉴。
二、银杏的生长特性及对镉、铅的吸收银杏,作为一种古老的树种,具有独特的生长特性和生理机制。
其根深叶茂,生命力顽强,对环境的适应性强。
然而,随着工业化和城市化的快速发展,环境中的重金属污染问题日益严重,尤其是镉(Cd)和铅(Pb)这两种常见的重金属污染物。
这些重金属元素一旦进入土壤和水体,就可能对银杏的生长和发育产生不利影响。
因此,研究银杏对镉、铅及其复合污染的生理响应与抗性机制,对于保护和恢复银杏资源,以及减轻重金属污染对生态环境的影响具有重要的理论和实践意义。
银杏对镉、铅的吸收主要通过其根系完成。
当土壤中存在镉、铅等重金属时,银杏的根系会通过主动或被动的方式吸收这些元素。
吸收后的重金属离子会在银杏体内进行转运和分布,最终积累在不同的组织和器官中。
研究表明,银杏对镉、铅的吸收和积累具有一定的选择性,不同组织和器官对这两种重金属的敏感性和积累能力也有所不同。
银杏愈伤组织生长、褐化与黄酮积累研究王俊燚;董金金;刘伟;曹福亮;汪贵斌;王义强【摘要】旨在建立稳定的银杏愈伤组织继代体系,筛选细胞活性强且黄酮产量高的细胞培养条件,为工业化生产提供一定参考.以MS培养基为基本培养基,在40 d的继代周期内设计正交实验研究外植体月份、外源激素与抗褐化剂交互作用下的银杏愈伤组织生长、褐化与黄酮积累,并对比了4、5、6月中旬银杏叶片黄酮含量.结果表明,银杏愈伤组织继代中的最佳生长组合为4月叶片诱导的愈伤组织+3.0 mg/L NAA+0.5 mg/L KT+5 mg/L VC;最佳抗褐化组合为4月叶片诱导的愈伤组织+1.0 mg/L NAA+1.0 mg/L KT+10 mg/L VC;银杏叶黄酮含量从4-6月呈上升趋势,且不同月份叶片诱导的愈伤组织黄酮含量与之呈正相关,以6月叶片诱导的愈伤组织+2.0 mg/L NAA+1.0 mg/L KT+5 mg/L VC为最佳黄酮积累条件;结合愈伤组织干重,总黄酮实际产量最高组合为5月叶片诱导的愈伤组织+2.0 mg/L NAA+0.5 mg/L KT+5 mg/L VC.银杏愈伤组织的适宜继代周期为24-32 d,生长量较大且褐化率低.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2019(035)002【总页数】7页(P16-22)【关键词】银杏;愈伤组织;正交实验;生长;褐化;黄酮【作者】王俊燚;董金金;刘伟;曹福亮;汪贵斌;王义强【作者单位】中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室,长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室,长沙 410004;中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室,长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室,长沙 410004;南京林业大学林学院,南京 210037;南京林业大学林学院,南京 210037;中南林业科技大学林业生物技术湖南省重点实验室,长沙 410004;中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室,长沙 410004【正文语种】中文银杏(Ginkgo biloba L.)又名白果,最早出现于古生代石炭纪,迄今已有3.45亿年,现仅存一科一属一种,是我国珍贵的孑遗植物[1-3]。
铅对银杏茎段愈伤组织生长的影响
摘要重金属污染常常造成生态破坏和环境质量的恶化,并通过食物链给人类健康带来巨大的危害。
铅作为重金属中比较常见的一种元素,对植物体的生长发育有一定的影响。
以银杏茎为材料,以ms+6-ba1.0mg/l+naa3.0mg/l为基本培养基,研究了5种不同浓度的铅离子对银杏茎段愈伤组织生长的影响。
结果发现:加入20mg/l、40mg/l、70mg/l、100mg/l、120mg/l铅离子培养基上的愈伤组织出愈率最高时间与对照组相比无明显差异,但愈伤组织的形态与颜色等存在一定差别。
关键词铅离子;银杏茎;愈伤组织;生长
中图分类号 q944.6文献标识码a文章编号1007-5739(2008)23-0009-01
重金属对植物生长具有毒害作用,但在长期的进化过程中,植物也相应地产生了对重金属的抗性。
有些植物在高浓度的重金属环境中仍能生长、繁殖,并完成生活史。
银杏是一种宝贵的植物资源,具有相当高的药用价值和经济效益。
鉴于重金属污染的加重及银杏的诸多药用价值和经济价值,研究铅对银杏愈伤组织生长的影响具有重要意义。
这可以为银杏的大规模培育及重金属抗性的研究提供一定的试验支持,还可以为银杏的生理学研究提供参考价值。
1材料与方法
1.1材料
银杏茎。
1.2试验准备
灭菌后的银杏茎分别接种到0mg/l、20mg/l、40mg/l、70mg/l、100mg/l、120mg/l铅离子浓度的基本培养基(ms+6-ba 1.0mg/l+naa 3.0mg/l)上。
2结果与分析
25℃培养25d后,结果见表1,而对各pb2+浓度梯度的培养基进行连续的观察统计,结果见表2。
3讨论
3.1对细胞超微结构的影响
高浓度的铅处理后,细胞核处于解体边缘,核仁分解,核质区出现大面积空洞,细胞形成细胞核的自溶解体;线粒体高度肿胀,膜内陷或外伸现象出现;叶绿体基粒片层消失,类囊体出现空泡,基粒垛叠混乱,膜系统开始崩溃,叶绿体球形皱缩,出现大而多的脂类小球;进入植物细胞内的pb2+能与带负电荷的核酸结合,降低rna和dna活性,干扰植物体内的转录和翻译过程,导致rna的合成受到抑制,含量降低。
3.2对生理生化的影响
对植物细胞质膜的选择透性、组成、结构和生理生化等进行破坏,致使细胞内的离子和有机物大量外渗,外界有毒物质进人细胞,结果导致植物体内一系列生理生化过程失调。
铅能抑制菠菜叶绿素中光合电子传递,抑制光合作用中co2的固定;铅能破坏线粒体结构,因而可以影响细胞的呼吸作用。
3.3植物对重金属的抗性
植物可通过某种外部机制保护自己,使其不吸收环境中高含量的重金属从而免受毒害,也可通过限制重金属离子跨膜吸收降低体内的重金属离子的浓度,而且植物之间膜组成和变化能力的差异可能是不同植物对重金属抗性不同的原因之一。
此外,在重金属胁迫条件下,植物可反馈分泌一些物质,通过这些物质与重金属离子发生络合反应,降低植物周围环境中有效态的重金属离子含量,避免植物受害。
4参考文献
[1] 李竣明.植物组织培养教程(第二版)[m].北京:中国农业大学出版社,2002.
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[4] 马云峰,尚富德,薛瑰玲.镧离子对银杏幼叶愈伤组织生长的影响[j].河南大学学报,2002,32(1):78-79.
[5] 江行玉,赵可夫.植物重金属伤害及其抗性机理[j].应用与环境生物学报,2001,7(1):92-99.。