铯超积累植物反枝苋对铯胁迫响应研究

植物修复技术应用于被放射性核素污染环境的治理已受到普遍重视，研究植物对放射性核素的吸收和耐性机制对这项技术的应用具有重要意义。放射性铯(Cs)是重要的放射性污染物；反枝苋是目前发现的为数不多的放射性核素超积累植物之一，能够通过根系吸收Cs并将其在茎叶中大量累积。本项目利用盆栽实验，通过对Cs胁迫下，反枝苋根际环境中Cs活性的变化，Cs在反枝苋体内的分布，以及反枝苋体内抗氧化酶系统、抗氧化剂和渗透调节物质等的单独和协同变化三个方面问题的研究，从细胞、组织和器官的角度研究反枝苋对Cs胁迫的响应，并以此为基础探讨反枝苋累积Cs的生物地球化学过程，及其对Cs胁迫的耐性机制，为将反枝苋应用于放射性Cs污染环境的植物修复及其强化措施提供理论依据，也为其它放射性核素污染环境的植物修复研究提供借鉴。在我国核电比例日益增大的背景下，本项目可作为解决核能利用过程中出现的环境问题的基础性研究。

反枝苋是潜在的铯（Cs）超积累植物，研究其对Cs的吸收与累积机制对放射性核素污染环境的植物修复具有重要意义。我们首先研究了土壤中生物有效性Cs的提取方法，发现醋酸铵单一提取法更适用于评价反枝苋对土壤中Cs的吸收。Cs可以提高反枝苋根际环境中蛋白酶的活性和硝酸根的含量，改善根际营养可能是反枝苋累积Cs的机制之一。反枝苋体内氨基酸总量随土壤中Cs含量的增加而增加，苯丙氨酸可能参与Cs在反枝苋体内的运输。在重金属的胁迫下，Cs可以调节反枝苋的抗氧化系统，当铜锌浓度<500mg/kg时，Cs可以抑制其对反枝苋的氧化胁迫，当铜锌浓度达到1000mg/kg时，Cs会使氧化胁迫毒害更加严重。