砷胁迫对狭叶香蒲生理生态及砷亚细胞分布的影响

为探究狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)对砷(As)的耐受性和解毒机制,采用室内水培模拟实验,分析在不同As质量浓度(0、0.5、2、5、10 mg·L-1)污染下,As在狭叶香蒲体内的富集、转运和亚细胞分布特征及对植物生长、生理生态特征的影响.结果表明,(1)狭叶香蒲株高、根长和生物量均随As胁迫浓度的增加呈先升高后下降的趋势,在5 mg·L-1 As处理时达到最大值.(2)狭叶香蒲吸收的As主要富集在根部,占总富集量的52.92％—93.47％,富集系数和转移系数与As胁迫浓度呈负相关关系.As在根和叶的可溶性组分(F4)和细胞壁(F1)中的分布比例最高,在叶和根中F1、F4分配比例之和分别为64.48％—80.99％和82.21％—92.96％,但累积量分布极不均匀,主要分布在根的可溶性组分中,占植株总累积量的21.21％—67.17％,其次是根的细胞壁中,占19.74％—39.26％.(3)随着As胁迫浓度的增加,叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及叶绿素含量和净光合速率均呈先上升后下降的趋势,叶绿素a与叶绿素b的比值则相反,As胁迫下丙二醛(MDA)含量为27.91—72.93 nmol·g-1,为对照组的1.36—3.56倍.综合分析可知,狭叶香蒲通过减少As向地上部分的转移和细胞壁的固持、可溶性组分的钝化以及调节抗氧化酶活性等,降低As对狭叶香蒲的毒性,从而维持自身正常的生理状态.