生態(tài)學(xué)論文_砷超富集植物蜈蚣草的研究進展(已修改)
2025-06-22 23:38 本頁面
【正文】 砷超富集植物蜈蚣草 的研究進展 摘要 ： 砷具有致癌、致突變和致畸性，是一種對免疫系統(tǒng)有害的物質(zhì)。高砷地下水嚴重威脅全球數(shù)百萬人的健康。超富集植物以其對重金屬的耐性、富集性等特性展示了它在重金屬污染修復(fù)方面的巨大潛力。利用超富集植物修復(fù)環(huán)境污染的研究獲得了學(xué)術(shù)界和公眾的普遍關(guān)注。 蜈蚣 草是最近發(fā)現(xiàn)的砷超富集植物，具有生長快、適應(yīng)性廣和吸收積累砷能力強等特點，是一種理想的砷超富集植物，而我國 蜈蚣 草野生資源豐富。 本文從蜈蚣草的發(fā)現(xiàn)，它的砷富集原理，富集量，富集砷能力的基因型差異及其對環(huán)境因子的反應(yīng)，地下水中氟對對蜈蚣草除砷的影響， 砷形態(tài)、 HCO3和 pH 對蜈蚣草除砷的影響及應(yīng)用，篩選并利用抗砷菌與蜈蚣草互作用以及蜈蚣草產(chǎn)后處置及其資源化等方面進行了系統(tǒng)的闡述。 關(guān)鍵詞 ：超富集植物；蜈蚣草；產(chǎn)后處置；資源化 Abstract： Arsenic is carcinogenic and mutagenic and teratogenic nature, is a substance that is harmful to the immune system. High arsenic groundwater seriously threatened the health of millions of people around the world. For its patience with the heavy metal hyperaccumulation plants and enrichment characteristics shows its great potential in the aspect of heavy metal pollution repair. Repair the pollution of the environment research hyperaccumulation plants using won the attention of the academia and the public. Centipede grass hyperaccumulation plants is the recent discovery of arsenic, with fast growth, wide adaptability and strong ability of absorbing accumulation of arsenic etc, is a kind of ideal hyperaccumulation plants arsenic, and the centipede grass wild resources are rich in our country. This article from the centipede grass found that arsenic enrichment principle of it, enrichment, arsenic enrichment capability of genotype differences in response to environmental factors, reviewing the centipede grass in addition to the influence of arsenic in groundwater fluorine, arsenic form, HCO3, and the effect of pH on the centipede grass arsenic removal and application of filter and use the arsenic resistant bacteria and the centipede grass interaction, and the centipede grass postpartum disposal and resource recovery and so on has carried on the system in detail. Keywords: Hyperaccumulator。 centipede grass。 postpartum disposal。 resources 1983 年，美國科學(xué)家 Chaney et al. (1997)首次提出了植物修復(fù)技術(shù)的設(shè)想，它就是利用植物物種的特殊選擇性的特點，來去除地下水或者土壤中的重金屬污染物的一種新型方法。并且該技術(shù)中植物對土壤中污染物具有特殊的忍耐和超富集能力，通過植物的葉部可以累積大量的污染物，通過收割等方式進行妥善處理后，將重金屬污染物移出土壤中，以達到治理污染與恢復(fù)生態(tài)的目的 (王慶仁， 2021)。所以，現(xiàn)今，對于重金屬方面的治理的研究重點逐漸向植物修復(fù)技術(shù)轉(zhuǎn)移，并且，它是一種環(huán)境友好型、無污染的方法，受到普遍歡迎。根據(jù)植物修復(fù)作用的過程和機理，可分為植物揮發(fā)、植物穩(wěn)定 和植物提取三種類型。 對于砷植物修復(fù) (phytoremediation)必須滿足三個標準： 植物的根部能夠吸收和減少土壤中的砷； 植物必須擁有轉(zhuǎn)移的能力和在葉部積累砷，然后可以通過收割等方式進行處理； 植物必須能夠保證自身阻止高濃度砷在體內(nèi)的毒害作用 (Gumaelius ＆ Lahner， 2021) 。 植物耐砷的機理主要有 :(1)降低土壤中砷的生物有效性 。(2)根對砷的限制吸收 。(3)限制根向莖的轉(zhuǎn)移 。(4)砷在植物中以一種相對低的毒性形態(tài)存在。一般耐性植物的富集系數(shù)小于 1，且吸收的重金屬主要被限制 在根部。但是， 蜈蚣 草對砷的富集能力很強，富集系數(shù)遠遠大于 1，且將吸收的砷 90%以上運輸?shù)降厣喜俊Ｗ鳛樯槲廴就寥赖男迯?fù)植物，不僅要求富集能力大，即地上部砷的積累量大，并且要求有較強的耐性，即在高砷濃度下表現(xiàn)快的生長速率，這樣達到高效修復(fù)的目的。 陳同斌等人通過野外調(diào)查和栽培實驗在中國境內(nèi)發(fā)現(xiàn)砷超富集植物 — 蜈蚣草 (Ptoris vrtata L)（吳啟堂；陳同斌， 1997）。蜈蚣草具有生長快、適應(yīng)性廣和吸收積累砷能力強等特點，是一種理想的砷超富集植物，而我國 蜈蚣 草野生資源豐富。蜈蚣草在土壤砷濃度為 1500mg kg1的處理下，地上部富集的砷濃度可以達到 22630 mg kg1 (Ma 等， 2021)。 野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該植物砷的生物富集系數(shù)變化范圍為 780(陳同斌等， 2021)，因此是迄今發(fā)現(xiàn)的最有應(yīng)用前景的砷超富集植物。 當蜈蚣草孢子生長在含砷的地方，它們的根部系統(tǒng)可以吸收砷，且把這些砷儲存在其地上部分 。 Gumaeliu 和 Yang等發(fā)現(xiàn)蜈蚣草除了孢子體之外，蜈蚣草的配子體也可以在生長介質(zhì)中忍耐高劑量的砷和積累砷 (Yang et al.， 2021)。蜈蚣草將砷優(yōu)先積累在新葉中，轉(zhuǎn)移出衰老的葉中到新的組織中 (Koller et al.，2021)。砷在蜈蚣草生長中有雙重效果，這取決于它的濃度，超過閾值范圍，蜈蚣草的生長或細胞會受到抑制 (Wanget al.， 2021； Zhang ＆ Cai， 2021)。 Ma 等 (2021)研究， 蜈蚣 草對多種類型的砷具有富集能力 ； Tu 等 (2021)研究證明，蜈蚣草能夠在 500 mg kg1以上的砷濃度下正常生長。 普遍認為，植物對砷的吸收是通過磷運輸系統(tǒng)吸收的 (Ashe:等， 1
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