当前世界环境gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

各种人为活动和地质过程导致铬污染土壤，并且不可生物降解，金属在土壤系统中持续存在多年，影响土壤质量和植物寿命。铬在电镀、制造合金产品、核反应堆容器、皮革制革、纺织和染料合成等几个行业的使用，最终导致其排放到废水和污泥中，影响水生和陆地生态系统gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。在两种形式的铬中，铬(III)自然存在于土壤中，并被生物体用作其生长发育的微量营养素gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba而铬(VI)是一种强效毒素，可由各种人为活动以及铬(III)的自然氧化产生。六价铬具有极强的反应性和危险性。已经发现75- 100ppm的浓度通常不会对植物生长产生不利影响，但超过这个浓度就会产生毒性和抑制性gydF4y2Ba^3.gydF4y2Ba。污染土壤中铬的浓度，特别是在工业和矿区，经常超过1000ppm。因此，对铬浓度超过100ppm的土壤进行净化就显得尤为重要。各种传统的大规模去除污染物的方法不仅成本高，而且影响土壤的构成和肥力gydF4y2Ba^4gydF4y2Ba。在使用土壤净化方法时，重要的是要看到它不会导致污染其他环境成分，如空气或水。植物修复已经成为一种成本较低且自然生态友好的方法。植物提取和植物稳定是金属污染土壤植物修复的两种重要策略。gydF4y2Ba

植物萃取已被广泛研究，因为在这种系统中从污染土壤中去除金属的效率高且经济。然而，当土壤中的金属在植物中积累时，它们有可能通过食物链转移。因此，建议将这些植物用于植物修复，它们不直接有助于粮食生产，因此可以以环境安全的方式使用。一些利用观赏植物如万寿菊和向日葵的研究显示出植物修复重金属如锌和镉的前景gydF4y2Ba^{5、6gydF4y2Ba}。考虑到植物的巨大多样性及其广泛的金属耐受性和积累能力，探索可能在植物修复中有用的新物种是值得的。gydF4y2Ba

本研究旨在探讨一些快速生长的草本观赏植物(Sansevieria trifasciata var. hahnii，美人蕉(Canna indica, L.)和肾松(Nephrolepis exaltata, L.)的Cr耐受性和植物修复潜力，这些植物具有良好的生物量和强大的根系。通过对多种植物提取多金属的初步筛选研究，选定了这些植物。gydF4y2Ba^7gydF4y2Ba这些植物具有较强的金属吸收能力，易于生长，其多年生特性为环境提供了长期的植物修复。此外，它们增加了美观，而且很少有机会通过食物链转移金属。gydF4y2Ba

考虑到该物种对高浓度金属和良好生物量的耐受性在这种情况下至关重要，我们研究了植物生长、地上和地下生物量、叶绿素、类胡萝卜素等生化参数以及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等氧化酶对一系列Cr (VI)浓度的响应，并通过测定它们的生物积累和生物浓度因子来评估生物修复潜力。gydF4y2Ba

方法gydF4y2Ba

盆栽实验gydF4y2Ba

本研究选择的植物种类为:俗称燕窝蛇(天门冬科)的Sansevieria trifasciata var. hahnii、俗称印度菜(Cannaceae)的美人蕉(L.)和俗称波士顿蕨或剑蕨(Nephrolepis exaltata) (L.)，作为观赏植物生长在热带和亚热带地区。这些植物具有良好的生物量，在这些地区不被用作食物资源。gydF4y2Ba

三种植物均采自印度新德里当地苗圃，选用年龄、高度和生物量大致相同的幼苗进行实验。盆栽试验在控制条件下，在大学校园温室内进行gydF4y2Ba^0gydF4y2BaC±3gydF4y2Ba^0gydF4y2BaC).不同浓度的铬(250、500、750毫克铬)gydF4y2Ba^{-1公斤土壤gydF4y2Ba})是通过在正常的花园土壤中注入一定量的钾而人工培育出来的gydF4y2Ba_2gydF4y2BaCrgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_7gydF4y2Ba以不添加Cr的预处理土壤为对照，pH为6.8，有机碳为0.28%。共取72罐(3种× 4个处理× 2个采样日× 3个重复)。每个罐子装满5kg所需Cr浓度的土壤。在考虑了原始预处理土壤中已经存在的铬(11.6毫克铬)后，添加了所需的铬浓度gydF4y2Ba^{-1公斤土壤gydF4y2Ba})，用前面解释过的原子吸收分光光度计测定。每个花盆都均匀地浇水，必要时使用自来水。在锅中一定量的土壤中加入计算量的Cr，每个锅下放置托盘收集排干的水，然后将排干的水倒回锅中，从而恢复锅中浸出的Cr的损失。gydF4y2Ba

生长和耐受性研究gydF4y2Ba

从地上和地下生物量、叶片叶绿素、类胡萝卜素含量和抗氧化酶活性等方面研究了不同品种对不同浓度铬的耐受性。植株收获两次(移栽后30d、60d)，用去离子水冲洗，分成地上部分和地下部分。在播种后30天和60天收获植株，此时植株的叶片生长良好。在初步筛选试验中，选择了这些植物品种，并根据金属吸收的结果确定了它们的收获时间。将植物部位分为地上部分和地下部分，分离后的部位在75℃烘箱中干燥48h。然后在电子天平上称重，获得植株各部分的独立干重，并以g /株表示。gydF4y2Ba

叶片总叶绿素含量的估算是按照Arnon给出的方案进行的gydF4y2Ba^8gydF4y2Ba和类胡萝卜素gydF4y2Ba^9gydF4y2Ba0.5克新鲜叶子样品切成小块，用80%的丙酮浸泡几分钟。然后将匀浆在10,000g下离心。然后分离上清液，通过紫外-可见分光光度计在470、645和663nm处读取上清液的吸光度来分析叶绿素浓度，使用公式:gydF4y2Ba

Chl a (mgg-gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba= [12.7] (AgydF4y2Ba_663gydF4y2Ba) -2.69 (agydF4y2Ba_645gydF4y2Ba× V/ 1000 × WgydF4y2Ba
Chl b (mgg-gydF4y2Ba^1gydF4y2Bafw = [22.9] (AgydF4y2Ba_645gydF4y2Ba)- 4.68 (agydF4y2Ba_663gydF4y2Ba× V/ 1000 × WgydF4y2Ba
总叶绿素(mgg-gydF4y2Ba^1gydF4y2Bafw = [20.2] (AgydF4y2Ba_645gydF4y2Ba) - 8.02 (agydF4y2Ba_663gydF4y2Ba× V/ 1000 × WgydF4y2Ba
类胡萝卜素(“万人迷”女友-gydF4y2Ba^1gydF4y2Bafw) = [1000a]gydF4y2Ba_470gydF4y2Ba-1.82 Chl a -85.02 Chl b] x V/ 198x1000xWgydF4y2Ba
样品体积(ml)gydF4y2Ba
样品新鲜重量(g)gydF4y2Ba

研究了地上部位和地下部位的抗氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)对金属耐受性的影响。用Kakkar修饰的Nishikimi 10as在4°C时测定超氧化物歧化酶活性gydF4y2Ba^11gydF4y2BaSOD活性以U g表示gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}FW，其中单位SOD活性是指在实验条件下抑制NBT还原50%所需的酶量。For the assessement of superoxide dismutase (SOD) enzyme activity, samples were macerated in 0.1 M phosphate buffer (pH 7.5) and centrifuged at 10,000 g for 20 min at 4°C. Supernatant was used then analysed for enzyme activity.The assay mixture for SOD activity contained Tris-HCl buffer, Phenazine methosulfate (PMS), NBT and NADH and cell free extract. The reaction was terminated by adding galcial acetic acid and absorbance was taken at 560nm.

采用Sinha法测定过氧化氢酶活性gydF4y2Ba^12gydF4y2Ba。测定液由0.1 M磷酸盐缓冲液、重铬酸钾:冰醋酸(1:3)、0.2 M H组成gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba还有酶提取物。在570 nm处测定吸光度。一个单位的酶活性定义为催化1摩尔H氧化的酶的数量gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在化验条件下每分钟。gydF4y2Ba

植物金属分析及积累因子gydF4y2Ba

干燥的植物样品(地上部分和地下部分)磨成细粉，每个样品0.5 g用HNO消化gydF4y2Ba_3.gydF4y2Ba和HClOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba(5:1 v/v)在80-90°C的电热板上加热，直到得到干净的溶液。样品冷却后用Whatman 42滤纸过滤，用去离子水稀释至50 ml，用原子吸收光谱法(AAS-Agilent 280 FS AA)分析总铬含量。gydF4y2Ba^13gydF4y2Ba。从标准溶液中制备不同浓度的铬(1000 mg/l;Sigma-Aldrich)使用去离子水进行稀释，并使用已知浓度和吸光度数据绘制校准曲线。利用吸光度从校准曲线上读取样品中的Cr浓度。为了进行背景校正，在每个分析批次中运行一个没有分析物的空白。gydF4y2Ba

生物积累因子(BAF)计算公式为:植株茎部Cr浓度/土壤Cr浓度gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba。生物富集系数(BCF)是植物根系中金属浓度与土壤中金属浓度的比值gydF4y2Ba^15gydF4y2Ba。植物的植物提取量是植物从土壤中提取的金属总量，用植物各部分生物量与植物各部分金属浓度的乘积来计算。gydF4y2Ba

采用Allen法测定土壤中总金属浓度gydF4y2Ba^16gydF4y2Ba用浓HNO消化0.5g干燥筛过的土样gydF4y2Ba_3.gydF4y2BaHgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba和HClO4(5:1:1)在80℃下，消化后的样品用Whatman 42滤纸过滤，滤液用去离子水稀释至50 ml。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

采用单因素方差分析(one - way ANOVA)检验各参数对不同Cr浓度响应差异的统计学意义，采用SPSS软件(20.0版本)进行Tukey’s检验进行个体均值比较。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

植物对土壤Cr浓度变化的响应gydF4y2Ba

所有植物品种在盆栽铬污染土壤中均生长良好。对照条件下，三尾草地上生物量最大(25g)，籼稻地下生物量最大(25g)(表1)gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba对美人蕉和紫皮草地上生物量没有显著的不利影响gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba还有CrgydF4y2Ba_500gydF4y2Ba至30d无不良反应。然而，所有物种的地上生物量在后期(60d)对所有Cr浓度的响应均显著下降(p< 0.05)。下降幅度最大的是籼稻(32-86%)，其次是高叶稻(25-66%)和三叶稻(16-52%)。因此，土壤对高铬污染的耐受性按地上生物量顺序依次为桑属>松属>豆蔻属。gydF4y2Ba

表1:土壤中不同铬浓度下植物的生物量。gydF4y2Ba

数值为均数±标准差(n=3)，显著性差异以*p< 0.05、**p<0.01、**p<0.001表示gydF4y2Ba

所有树种的地下生物量均随Cr的增加而减少，且随Cr的增加而逐渐减少。有51- 83%的下降gydF4y2BaC.indicagydF4y2Ba， 31- 55%赞成gydF4y2BaN.exaltatagydF4y2Ba52- 80%gydF4y2Ba美国trifasciatagydF4y2Ba，则有:gydF4y2BaNephrolepisgydF4y2Ba在地下生物量方面，对金属的耐受性优于其他两种观赏树种。gydF4y2Ba

叶片叶绿素和类胡萝卜素gydF4y2Ba

高达250 mg / kg的Cr浓度对叶片叶绿素没有影响gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}，但浓度高于(CrgydF4y2Ba_500gydF4y2Ba、铬gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba)对叶片叶绿素和类胡萝卜素浓度的影响显著(p<0.05)(表2)。另一方面，即使土壤中铬浓度高，对山参叶叶绿素的影响也不显著。gydF4y2Ba

表2:植物光合色素浓度对铬的响应。gydF4y2Ba 按此查看表格gydF4y2Ba

总叶绿素浓度(mg -gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba30d和60d时，脂肪含量更高gydF4y2Ba美国trifasciatagydF4y2Ba，(5.8- 6.2)，其次是gydF4y2Ban exaltatagydF4y2Ba(5.5和5.7)，最低的是gydF4y2Bac .籼gydF4y2Ba(3.7-4.3)在控制条件下。暴露于Cr (250 ~ 750mg kg -1)时，总叶绿素(mg -1fw)为3.61 ~ 0.83(C)。指数)为5.41 ~ 1.63 (N.exaltata)， 6.17 ~ 2.16(S.trifasciata)gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

而Chla在这些物种中受到影响，当暴露于浓度超过CrgydF4y2Ba_250gydF4y2Ba， Chl - b即使在Cr处也明显下降gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba。年下降了46%gydF4y2Bac .籼gydF4y2Ba和gydF4y2Ban exaltatagydF4y2Ba在CrgydF4y2Ba_250gydF4y2Ba， Cr为67-72%gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba暴露至500 mg kg时，三叶草叶绿素浓度增加gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}尤其是在最初的日子里。Chl b对Cr的反应也遵循相同的趋势(表2)。gydF4y2Ba

在高浓度铬的存在下，也观察到叶片类胡萝卜素含量的下降。类胡萝卜素的下降gydF4y2Ba北达科他州，印度gydF4y2Ba和gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba分别为58%、62%和70%gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba暴露60d时，较低浓度铬对色素无不良影响。gydF4y2Ba

抗氧化酶活性gydF4y2Ba

某些抗氧化酶的活性是植物克服氧化胁迫所必需的。表3显示了铬浓度和暴露时间对三种植物过氧化氢酶活性的影响。过氧化氢酶活性在30d显著高于60d (p<0.05)。地上部分过氧化氢酶活性gydF4y2Bac .籼gydF4y2Ba略低于对照组(5%)，而在CrgydF4y2Ba_250gydF4y2Ba,在gydF4y2BaN.exaltatagydF4y2Ba和gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba， 30d时较对照减少16-17%。然而，在CrgydF4y2Ba_750gydF4y2Ba其中，地上部分下降更为明显(34% - 46%)gydF4y2Ba北达科他州，印度gydF4y2Ba和gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba在60 d。Cr浓度为(8 ~ 21%)的植物地下部分也有相同的下降趋势gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba在30d和Cr更高(47-68%)gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

表3:实验植物过氧化氢酶活性。gydF4y2Ba

数值为均数±标准差(n=3)，显著性差异以*p< 0.05、**p<0.01、**p<0.001表示gydF4y2Ba

另一种抗氧化酶超氧化物歧化酶暴露于铬gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba然而，三种物种的活性均有所增加(表4)gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba其中，美人蕉地上部分SOD活性提高了84%，其他两种提高了7-35%，而肾松地下部分SOD活性提高了86%，其他两种提高了12-23%。gydF4y2Ba

表4:试验植物的超氧化物歧化酶活性。gydF4y2Ba

数值为均数±标准差(n=3)，显著性差异w.r.t对照用*p< 0.05，**p<0.01，** p<0.001表示gydF4y2Ba

但是，在较高浓度的CrgydF4y2Ba_750gydF4y2Ba超氧化物歧化酶活性均显著低于对照(p<0.05)，地上部分下降43 ~ 60%，地下部分下降27 ~ 64%。在轻度金属胁迫下，地上部分的超氧化物歧化酶活性提高gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba)表明其可能在低铬胁迫耐受中起作用。gydF4y2Ba

金属积累gydF4y2Ba

通过测试金属在地上和地下部分的积累，分别研究了植物的Cr植物修复能力(表5)。随着暴露浓度和暴露时间的增加，测试植物对金属的吸收逐渐增加。各树种地上部和地下部重金属含量均显著高于对照(p<0.05)。gydF4y2Ba

表5:三种观赏植物金属暴露后的金属含量。gydF4y2Ba

数值为均数±标准差(n=3)，显著性差异w.r.t对照用*p< 0.05，**p<0.01，** p<0.001表示gydF4y2Ba

在gydF4y2BaC.indicagydF4y2Ba地下部分浓度为675 ~ 1848µg g-gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba地上部分为141 ~ 557µg g-gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。总Cr积累量gydF4y2BaN.exaltatagydF4y2Ba范围从475到2136µg g-gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在地下130至607µg g-gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在地上部分。在gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba地下部分Cr的累积量为223 ~ 1101µg -1，地下部分Cr的累积量为72 ~ 386µg -1gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在地上部分。结果表明，高铁地下部分Cr含量最高gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba(60 d)。gydF4y2Ba

试验植物的植物提取能力gydF4y2Ba

植物对重金属的提取能力在不同植物种类和土壤中重金属浓度之间存在显著差异(p<0.001)。美人蕉和肾松地下部分总Cr的提取量显著高于地上部分(表6)。gydF4y2Ban exaltatagydF4y2Ba植物地下部位(60d)的植物提取量最高(20.5 mg)。虽然gydF4y2Bac .籼gydF4y2Ba在30d时，其地下生物量对Cr的提取效果良好(15.5mg)，但随时间的延长而下降。这是因为60d时，尽管金属浓度较高，但地下生物量总体下降。另一方面，gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba在Cr中，地上部分(5.08mg)和地下部分(4.7mg)的金属提取率几乎相当gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba这表明植物倾向于将根吸收的金属的平衡比例转移到芽上。这些植物对铬的总提取量分别高达24、17.7和9.2mg /株gydF4y2BaNephrolepis,美人蕉gydF4y2Ba和gydF4y2Ba虎尾兰,gydF4y2Ba分别。gydF4y2Ba

表6:植物对Cr (mg Plant-)的提取能力gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

数值为平均值±标准差(n=3)，与对照组显著性差异用*p< 0.05、**p<0.01、**p<0.001表示gydF4y2Ba

铬积累因素gydF4y2Ba

金属在三种物种中的生物积累和生物富集因子见表7。生物积累因子(BAF)与土壤中金属的浓度有关，反映了植物在地上部分耐受和积累金属的能力gydF4y2Ba^14gydF4y2Ba。除2种外，其余试验种的BAF均> 1gydF4y2BaN.exaltatagydF4y2Ba(1.07)gydF4y2Ba_250gydF4y2Ba后60 d。BAF的gydF4y2Ban exaltatagydF4y2Ba介于0.14-1.07之间，为gydF4y2BaC.indicagydF4y2Ba在0.55到0.84之间gydF4y2BaS.trifasciatagydF4y2Ba在0.27到0.50之间。随着土壤中Cr浓度的增加，BAF值有增加的趋势，但保持在< 1，说明这些物种都不具有金属蓄积器的作用。BAF值表明，这些植物在植物的地上部分积累Cr的趋势较小，表明迁移率较低。gydF4y2Ba

表7:植物物种的铬积累因子(BAF和BCF)。gydF4y2Ba

数值为均数±标准差(n=3)，显著性差异w.r.t对照用*p< 0.05，**p<0.01，** p<0.001表示gydF4y2Ba

指示植物地下部分金属积累与土壤中金属浓度关系的生物富集因子(BCF)gydF4y2Ba^15gydF4y2Ba表明这3种植物均具有植物修复的潜力。的BCF值gydF4y2BaC.indicagydF4y2Ba(1.89 ~ 3.54)，远高于三尾螺(0.64 ~ 1.16)和gydF4y2BaN.exaltatagydF4y2Ba(1.47至2.78)，见表7。BCF值>1表明不同铬浓度下植物具有良好的修复潜力。生物富集因子(Bioconcentration factor, BCF)值在0.1 ~ 1之间表明该植物为中等蓄能器，BCF值大于1表明该植物为金属蓄能器。因此，所有物种都有可能通过将金属富集在地下部分来进行Cr的生物修复。gydF4y2Ba

讨论gydF4y2Ba

本研究的植物品种，虽然在高Cr浓度下60d地上生物量明显下降，地下生物量一直下降，但值得注意的是，即使在恶劣的金属污染条件下，植物仍能继续生长和茁壮成长。本研究中，在金属存在的情况下，Nephrolepis的地下部分生物量较好，而Sansevieria的地上部分生物量较高。gydF4y2Ba

铬的浓度大于250毫克公斤gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba}土壤中不同浓度对各植物叶绿素a、b、总叶绿素和类胡萝卜素等主要光合色素有显著影响，而较低浓度对这些色素的影响不显著。然而，当暴露于金属中时，所有植物都表现出早期衰老症状，因此在采样60 d时显示出叶绿素的一些损失。据报道，由于铬中毒，植物叶绿体类囊体膜被破坏，导致叶绿素水平下降gydF4y2Ba^17gydF4y2Ba。Ozdener报道了一种用于生物修复的植物甘蓝(L.)叶绿素a和b含量的降低gydF4y2Ba^18gydF4y2Ba铬暴露的研究多项研究表明，Cr胁迫导致氧化应激，总叶绿素、叶绿素a和叶绿素b含量下降gydF4y2Ba^{19、20gydF4y2Ba}。虽然Cr对植物叶绿素有毒性作用，但有时也有对叶绿素有轻微促进作用的报道gydF4y2Ba^21gydF4y2Ba，本研究中的Sansevieria也是如此。由于植物的成功生长在很大程度上取决于其光合色素，因此金属对这些色素的影响是重要的。受试植物的光合色素对Cr具有较强的抗性，在较低浓度(< 250 mg kg)下，其光合色素含量甚至有所增加gydF4y2Ba^{－1gydF4y2Ba})，这表明它们在生物修复中的适用性。gydF4y2Ba

众所周知，金属会引起植物的氧化应激，而有些酶具有抗氧化作用，可以保护细胞免受损害。金属胁迫下植物的抗氧化酶活性变化很大，受植物种类、金属浓度和暴露时间等因素的影响gydF4y2Ba^22gydF4y2Ba。在抗氧化酶中，过氧化氢酶具有清除HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在所有受试植物中均呈时间依赖性和剂量依赖性下降。虽然这种酶经常被报道有助于对抗重金属诱导的氧化应激，但在暴露于铬的不同植物物种中，有报道称CAT活性降低gydF4y2Ba^{23日,24日gydF4y2Ba}。因此，没有观察到过氧化氢酶在对抗高浓度铬引起的氧化应激中的直接作用。然而，在较低Cr浓度下，所有受试植物地上和地下部位的超氧化物歧化酶(SOD)活性均有所增加，SOD是自由基脱毒过程中的第一酶，表明SOD水平的升高表明其具有活性的抗氧化防御系统。超氧化物歧化酶活性在轻度金属胁迫(CrgydF4y2Ba_250gydF4y2Ba)表明其在抗逆性中的作用。此前已有研究表明，Cr诱导的氧化胁迫导致高等植物超氧化物歧化酶活性增加gydF4y2Ba^25gydF4y2Ba。Cr超氧化物歧化酶活性降低gydF4y2Ba_750gydF4y2Ba在测试物种中，可能是由于在高浓度金属存在下活性氧的过量产生，正如Dazy所指出的那样gydF4y2Ba^23gydF4y2Ba。与较低的重金属浓度相比，SOD活性随着重金属浓度的增加而下降，Sinha早前曾报道过gydF4y2Ba^26gydF4y2Ba。结果表明，在750ppm浓度下，三种观赏植物均没有较强的抗氧化防御酶。gydF4y2Ba

计算被试植物的植物提取量，以了解植物生物量对重金属的实际吸收量。与地上部分相比，地下部分的植物提取量更多，而桑塞韦里亚则相反，其植物对金属的提取能力总体较低。地上部分的Cr积累因子小于1，桑赛维耶和坎纳的Cr积累因子均小于1，表明金属向茎部的转移较低。在高Cr浓度下，所有受试植物的地上部分代谢活性较强，Cr的易位较低(CrgydF4y2Ba_750gydF4y2Ba)表明Cr被限制运输到空中部件。gydF4y2Ba

当土壤金属浓度为750ppm时，受试物种的Cr积累量最大(60 d)。各树种地下Cr含量均高于地上Cr含量，表明转运水平较低。Cr在植物地下部分的显著积累表明，这些物种倾向于从污染土壤中吸收金属，但主要储存在地下组织中，这是金属的植物稳定机制。一些研究人员早前报道了根中铬的高积累gydF4y2Ba^{27日、28日gydF4y2Ba}以及用飞灰处理大麻叶gydF4y2Ba^29gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

根或根茎中铬的大量积累似乎对植物有益，但茎和叶中铬的高含量会干扰植物的主要代谢活动。将铬固定在根细胞的液泡中是一些植物减少毒性作用的自然反应gydF4y2Ba^24gydF4y2Ba。由于已知铬在自然界中毒性很大，它会影响植物的代谢和生长。据报道，油菜和麻疯树等一些产油植物在高铬浓度下生物量减少gydF4y2Ba^{30、31日gydF4y2Ba}。由于植物对金属离子的吸收需要额外的能量，因此随着Cr浓度的增加，植物生物量减少gydF4y2Ba^32gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

其他研究人员也报道了类似的发现，田菁根部的BCF高于茎部的Cr金属gydF4y2Ba^33gydF4y2Ba。在水生植物石竹(Eichhornia crassipes)中也有类似的Cr从根向芽转运不良的报道。LytlegydF4y2Ba^34gydF4y2BaCr(VI)是一种毒性更强的金属形式，它被还原成Cr(III)，并保留在一些耐受性强的植物物种的根中。因此，金属在地下植物部分以毒性较小的形式被植物稳定。已知铁(III)还原酶等酶在地下部分将Cr(VI)还原为Cr(III)gydF4y2Ba^35gydF4y2Ba。植物的提取能力，表明一个物种从土壤中去除重金属的效率，取决于植物及其生物量中的金属浓度gydF4y2Ba^36gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

生物富集因子(BCF)在0.1 ~ 1.0之间表明该植物属中等富集型，BCF >1表明该植物属金属富集型gydF4y2Ba^{37、38gydF4y2Ba}。在本研究中，三种植物的BCF均>1，表明它们可用于土壤中Cr的植物修复。美人蕉和高铁具有良好的植物修复潜力。这些植物倾向于将Cr集中在地下部分(根茎或根)，并有限地转移到地上部分，这是非常有利的，因为通过食草性移动有毒金属的机会较小。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

所有三种试验植物(三叶草，N。发现高孢菌(exaltata)和籼稻(C. indica)从污染土壤中吸收并积累铬。该植物在生物量和光合色素方面对低铬污染表现出优异的耐受性。当金属浓度达到500ppm时，三种植物的超氧化物歧化酶活性均较高，表明该酶的抗氧化作用有助于对抗金属引起的氧化应激。这些多年生草本观赏植物能够成功地在污染土壤中生长，去除有毒金属，并主要在地下部分积累有毒金属，除inS外，对空中部分的转运有限。三叶藓属植物，其地上部分Cr积累相对较多。当金属积累主要集中在地下部分时，通过昆虫食草链和食物链转移Cr的可能性降低。因此，利用观赏植物对铬污染土壤进行可持续的植物修复具有很大的潜力。gydF4y2Ba

致谢gydF4y2Ba

作者要感谢德里的GGS Indraprastha大学提供了基础设施，包括温室，所有盆栽实验都在这里进行。gydF4y2Ba

FgydF4y2Ba和源gydF4y2Ba

作者感谢德里因德拉普拉萨大学为本研究提供的学生奖学金(STRF)和教师研究补助金。gydF4y2Ba

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