八种植物的耐铜性比较研究
：本研究采用溶液培养试验，比较分析了50μMCu2+处理下黄花月见草、美丽月见草、东北月见草、铜草、芝麻、小麦、玉米、黑麦草等八种植物的外观形态、生物量、根系生长、地上部和根部铜含量、根系阳离子交换量（CEC）等。研究表明，八种植物中铜草的耐铜性最强，三种月见草中黄花月见草耐铜性最强，美丽月见草耐铜性最弱。三种单子叶植物中小麦的耐铜性最强，黑麦草的耐铜性最弱。综合比较可得，双子叶植物的整体耐铜性要高于单子叶植物。另外，植物根系阳离子交换量（CEC）与植物的铜耐性之间并无直接关联，但是与植物体内铜含量呈正相关。单子叶植物的CEC值普遍小于双子叶植物，而三种月见草铜处理和对照的CEC差值为负值，表明三种月见草根系可能存在排斥铜的机制。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1．1 实验材料 2
1．2 实验方法 2
1．2．1 育苗 2
1．2．2 八种植物的铜耐性比较实验 3
1．2．3 八种植物根系阳离子交换能力（CEC）的测定 3
1．2．4 铜含量的测定 3
1．3 统计方法 3
2 结果与分析 3
2．1 八种植物的铜耐性 3
2．1．1 八种植物外观形态 3
2．1．2 八种植物干重的耐性系数 4
2．1．3 铜处理下八种植物的根系形态特征 5
2．2 八种植物根系阳离子交换能力（CEC）的测定 5
2．3 八种植物铜含量的测定 6
3 讨论 7
3．1 三种单子叶植物的耐铜性比较与分析 7
3．2 三种月见草的耐铜性比较与分析 7
3．3 铜草和芝麻的耐铜性比较与分析 8
3．4 单子叶植物和双子叶植物总体耐铜性的比较和分析 8
3．5 CEC与植物耐铜性和铜含量的关系 9
致谢 9
参考文献： 10
八种植物的耐铜性比较研究
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引言
引言
我国拥有丰富的铜矿资源。但是由于对铜矿的过量开采、工业三废的排放，土壤铜污染成为日趋严重的环境问题。目前有研究表明，适量的铜（3–20 mg?kg1）对植物的根系及植株的生长具有促进作用，并且有利于叶绿素的形成与稳定。但是，过量的铜对植物的生长具有毒害作用。具体的表现是抑制植物的光合作用、生长和繁殖过程和减少类囊体的表面面积。当外界的铜浓度超过植物所能耐受的最大铜浓度时，植物的各种生理反应，包括光合作用、呼吸作用等，还有质膜透性和各种酶系统都会受到不同程度的损害。其中最直接的伤害表现在根系生长减缓，生物量下降，植物外观形态发育不良。
植物对重金属毒害的耐性机理包括排斥和积累两个机制。在排斥机制中，植物具有限制根系对有毒离子吸收和从根系向地上部运输、或主动向细胞外运输等的能力。徐红宁等（1995）研究发现，植物对Cd的吸收与根系阳离子交换能力（CEC）呈正相关，且CEC值越大，耐性越小。CEC指的是单位数量根吸附的阳离子的物质的量，根的CEC与根的细胞（主要是细胞壁）组成相关，反应了某一植物根系的特性。另外，根系CEC与植物的养分吸收有一定的关系，对于二价离子，根的CEC越高，他们被植物吸收也就越多，对于一价离子，根系CEC与养分吸收无关，所以CEC值的测定是本课题的一个研究重点。
从已有的研究结果看，有关植物铜耐性或排斥机理的研究大多数侧重于利用一些重金属积累、耐性、敏感植物或模式植物开展相关生理代谢过程及分子机理的研究，而很少采用重金属低积累植物开展排斥机理的研究，并且目前对大部分植物重金属的积累特点及抗性机理仍都不清楚，也未见相关报道。
小麦、玉米、黑麦草、芝麻、铜草是比较常见的植物，而东北月见草、美丽月见草和黄花月见草属于同科同属植物,其中黄花月见草是一种有报道的铜排斥型耐铜植物。因此，本课题选取以上八种植物，着重研究它们的耐铜性，以期为植物修复研究提供有力的证据支持。本课题通过铜处理实验明确八种植物各自的耐铜性类型与特征，再测定八种植物根系CEC并进行比较，明确八种植物根系的铜吸收特性。最后测定植物样中的铜含量，了解八种植物各自根系和地上部铜吸收、转运的特征，以求全面比较这八种植物的耐铜性。
1 材料与方法
1．1 实验材料
黄花月见草、美丽月见草、东北月见草、铜草、芝麻、小麦、玉米、黑麦草；铜胁迫用50μmol/L硫酸铜。
1．2 实验方法
1．2．1 育苗
黄花月见草、美丽月见草、东北月见草、铜草和芝麻采用土培法。选用蛭石为基质，用去离子水保湿后装入袋中灭菌，之后装入周转箱中，均匀播种五种植物的种子。一到两周后移苗，用Hoagland营养液进行水培，根据幼苗的生长状况从四分之一到二分之一过渡到全培养液。每三天换一次培养液，恒温25℃下温室培养，一段时间后待植株长到足够大小即可进行铜处理。
小麦、玉米和黑麦草采用水培法。将种子消毒、浸泡一天后放入周转箱中加入少量清水催芽。待芽长出5厘米左右移入到杯中用清水继续培养。随后根据幼苗生长状况，依次用四分之一到二分之一到全Hoagland营养液进行培养。每三天换依次培养液，恒温25℃下温室培养，一段时间后待植株长到足够大小即可进行铜处理。
Hoagland营养液配方：
母液浓度
每升
Ca(NO3)2
1mol/L
5mL
KNO3
1mol/L
5mL
MgSO4
1mol/L
2mL
KH2PO4
1mol/L
1mL
FeEDTA
—
1mL
微量元素
—
1mL
1．2．2 八种植物的铜耐性比较实验
用50μmol/L的铜处理八种移苗后的植株，处理时间为七天，每两天换一次铜处理液。七天后取样，分别测定植物的根系形态学特征，地上地下部干重，以及外观的观察，用耐性系数这一指标对各数据进行分析。
耐性系数（TI）=(BtBo)/(BcBo)
Bt:铜处理植物的各项指标 Bc:对照组植物的各项指标 Bo:取样点植物的各项指标
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1．1 实验材料 2
1．2 实验方法 2
1．2．1 育苗 2
1．2．2 八种植物的铜耐性比较实验 3
1．2．3 八种植物根系阳离子交换能力（CEC）的测定 3
1．2．4 铜含量的测定 3
1．3 统计方法 3
2 结果与分析 3
2．1 八种植物的铜耐性 3
2．1．1 八种植物外观形态 3
2．1．2 八种植物干重的耐性系数 4
2．1．3 铜处理下八种植物的根系形态特征 5
2．2 八种植物根系阳离子交换能力（CEC）的测定 5
2．3 八种植物铜含量的测定 6
3 讨论 7
3．1 三种单子叶植物的耐铜性比较与分析 7
3．2 三种月见草的耐铜性比较与分析 7
3．3 铜草和芝麻的耐铜性比较与分析 8
3．4 单子叶植物和双子叶植物总体耐铜性的比较和分析 8
3．5 CEC与植物耐铜性和铜含量的关系 9
致谢 9
参考文献： 10
八种植物的耐铜性比较研究
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引言
引言
我国拥有丰富的铜矿资源。但是由于对铜矿的过量开采、工业三废的排放，土壤铜污染成为日趋严重的环境问题。目前有研究表明，适量的铜（3–20 mg?kg1）对植物的根系及植株的生长具有促进作用，并且有利于叶绿素的形成与稳定。但是，过量的铜对植物的生长具有毒害作用。具体的表现是抑制植物的光合作用、生长和繁殖过程和减少类囊体的表面面积。当外界的铜浓度超过植物所能耐受的最大铜浓度时，植物的各种生理反应，包括光合作用、呼吸作用等，还有质膜透性和各种酶系统都会受到不同程度的损害。其中最直接的伤害表现在根系生长减缓，生物量下降，植物外观形态发育不良。
植物对重金属毒害的耐性机理包括排斥和积累两个机制。在排斥机制中，植物具有限制根系对有毒离子吸收和从根系向地上部运输、或主动向细胞外运输等的能力。徐红宁等（1995）研究发现，植物对Cd的吸收与根系阳离子交换能力（CEC）呈正相关，且CEC值越大，耐性越小。CEC指的是单位数量根吸附的阳离子的物质的量，根的CEC与根的细胞（主要是细胞壁）组成相关，反应了某一植物根系的特性。另外，根系CEC与植物的养分吸收有一定的关系，对于二价离子，根的CEC越高，他们被植物吸收也就越多，对于一价离子，根系CEC与养分吸收无关，所以CEC值的测定是本课题的一个研究重点。
从已有的研究结果看，有关植物铜耐性或排斥机理的研究大多数侧重于利用一些重金属积累、耐性、敏感植物或模式植物开展相关生理代谢过程及分子机理的研究，而很少采用重金属低积累植物开展排斥机理的研究，并且目前对大部分植物重金属的积累特点及抗性机理仍都不清楚，也未见相关报道。
小麦、玉米、黑麦草、芝麻、铜草是比较常见的植物，而东北月见草、美丽月见草和黄花月见草属于同科同属植物,其中黄花月见草是一种有报道的铜排斥型耐铜植物。因此，本课题选取以上八种植物，着重研究它们的耐铜性，以期为植物修复研究提供有力的证据支持。本课题通过铜处理实验明确八种植物各自的耐铜性类型与特征，再测定八种植物根系CEC并进行比较，明确八种植物根系的铜吸收特性。最后测定植物样中的铜含量，了解八种植物各自根系和地上部铜吸收、转运的特征，以求全面比较这八种植物的耐铜性。
1 材料与方法
1．1 实验材料
黄花月见草、美丽月见草、东北月见草、铜草、芝麻、小麦、玉米、黑麦草；铜胁迫用50μmol/L硫酸铜。
1．2 实验方法
1．2．1 育苗
黄花月见草、美丽月见草、东北月见草、铜草和芝麻采用土培法。选用蛭石为基质，用去离子水保湿后装入袋中灭菌，之后装入周转箱中，均匀播种五种植物的种子。一到两周后移苗，用Hoagland营养液进行水培，根据幼苗的生长状况从四分之一到二分之一过渡到全培养液。每三天换一次培养液，恒温25℃下温室培养，一段时间后待植株长到足够大小即可进行铜处理。
小麦、玉米和黑麦草采用水培法。将种子消毒、浸泡一天后放入周转箱中加入少量清水催芽。待芽长出5厘米左右移入到杯中用清水继续培养。随后根据幼苗生长状况，依次用四分之一到二分之一到全Hoagland营养液进行培养。每三天换依次培养液，恒温25℃下温室培养，一段时间后待植株长到足够大小即可进行铜处理。
Hoagland营养液配方：
母液浓度
每升
Ca(NO3)2
1mol/L
5mL
KNO3
1mol/L
5mL
MgSO4
1mol/L
2mL
KH2PO4
1mol/L
1mL
FeEDTA
—
1mL
微量元素
—
1mL
1．2．2 八种植物的铜耐性比较实验
用50μmol/L的铜处理八种移苗后的植株，处理时间为七天，每两天换一次铜处理液。七天后取样，分别测定植物的根系形态学特征，地上地下部干重，以及外观的观察，用耐性系数这一指标对各数据进行分析。
耐性系数（TI）=(BtBo)/(BcBo)
Bt:铜处理植物的各项指标 Bc:对照组植物的各项指标 Bo:取样点植物的各项指标
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