全 文 ：　　　收稿日期:2003-09-10
作者简介:田胜尼(1971-),男 ,安徽枞阳县人 ,博士生 ,主要从事植物生态与恢复生态学研究 , E-mail:tiansn@scib.ac.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30170147 , 30270282),广东省团队基金项目(003031),安徽省教育厅优秀青年教师基金及安徽农业大学
校青年基金资助项目
文章编号:1008-9632(2004)03-0015-05
香根草和鹅观草对 Cu 、Pb 、Zn及其复合重金属的耐性研究
田胜尼1 , 2 ,刘登义3 ,彭少麟1 ,夏汉平1 ,李志安4
(1.中国科学院华南植物研究所 ,广州　510650;2.安徽农业大学生命科学学院 ,合肥　230036;3.安徽师范
大学生命科学院 ,芜湖　241000;4.南京大学生命科学院 ,南京　218000)
摘　要:采用根伸长实验研究了香根草和鹅观草对重金属的耐性随着溶度的升高 , 耐性指数下降 , 当香根草和鹅观草
受Cu2+、Pb2+、Zn2+单一污染时 ,三元素的危害作用依次为 Cu2+>Pb2+>Zn2+;在 Cu、Pb、Zn 混合溶液中 ,其两种植物耐
性指数的大小及变化与单一元素 Cu 溶液最为相似 , Cu 在溶液中起到主导因子作用;香根草与鹅观草相比 , 不论是受
Cu 、Pb、Zn单一污染还是三者的复合污染 ,香根草比鹅观草都具有较强抵制重金属的胁迫能力 , 其耐性指数大都大于
0.5。因此香根草具有对重金属较强的耐性 , 在重金属污染土壤的植物修复及尾矿废弃地的植被重建中 , 可优先作为选
择的材料。
关键词:香根草;鹅观草;重金属;根伸长;耐性指数
中图分类号:Q945.12 文献标识码:A
　　在 Cu 、Pb 、Zn 中 , Cu 、Zn 是植物生长的必需微量
元素 ,它们是植物内多种酶的毒害成分 ,如 Cu是某些
氧化酶(多酚氧化酶 ,抗坏血酸氧化酶 ,细胞色素氧化
酶)的成分 ,可以影响氧化还原过程 , Cu又是参与光
合作用的电子传递;Zn 也是某些酶(如谷氨酸脱氢
酶 ,已醇脱氢酶)的活化剂 ,缺 Zn 则植物的株型和生
长习性发生改变[ 1] 。但是无论是必需元素还是非必
需元素 ,Cu 、Pb 、Zn超过某一数值时 ,都会对植物产生
负作用 ,轻则植物体的代谢过程发生紊乱 ,生长发育
受阻 ,重则导致植物死亡[ 2～ 5] 。而有些植物 ,体内具
有某些特定的生理机制 ,使植物能生存于高含量的重
金属中而不受损害 , 这种特性就是植物的耐受
性[ 2 ～ 6] 。
为了检测重金属的毒害程度 ,我们采用的是根伸
长试验 ,来研究 Cu 、Pb 、Zn及其复合重金属对香根草
(Vetiveria zizanioides)和鹅观草(Roegneria kamoji)两种
禾本科植物根系生长发育的影响 ,为探讨重金属污染
的毒害机理 、耐性机制 ,为重金属污染植物修复等提
供理论依据。
1　材料方法
1.1　植物材料的采集
鹅观草(R .kamoji)是禾本科鹅观草属一年生草
本植物 ,本实验材料采自安徽农业大学校园 ,供试的
正常植株在大小形态上尽可能保持相当。
香根草(V.zizanioides Nash)是一种适应性很强的
禾本科岩兰属多年生草本植物 ,在水土保持等方面存
在巨大应用潜力和价值[ 11] 。本实验所用的材料由中
国科学院华南植物研究所夏汉平研究员提供。
1.2　根伸长实验(Root Elongation)
用格默尔 、束文圣等[ 8 ,12 ,13]提出的方法进行根伸
长试验 ,选取生长状态良好的鹅观草 ,剪去分孽根 ,保
留茎叶。再选取生长健壮的香根草 , 将其叶片剪
25cm ,剪除其根 。将各植株的根区悬浮培养在装有
100ml培养液的 250ml 三角瓶中 ,每个三角瓶中放 3
个植株。所有植株在光照培养箱内培养 ,时间为 2
周 ,温度为 25±1℃, 每日光照 16/8 小时 , 光强为
2000Lux 。
实验共设置 4个重金属处理组 ,每个重金属处理
组又设置 5个浓度梯度 ,如表 1所示 。实验是用分析
纯级 Ca(NO3)2·4H2O ,CuSO4·5H2O , ZnSO4·7H2O和 Pb
(NO3)2 来配置溶液。每一浓度的溶液中均含有
0.5mg.L_1 Ca2+ ,并设置一个对照组 ,只含 0.5mg.L_1
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Ca2+的溶液 。为保证重金属的浓度 ,每隔 4天更换一
次溶液 ,并于第 4天 、第 9天 、第 14天时统计各植株
根的数目及测定根的长度。
表 1　实验设计[14～ 15]
Table 1　Experimental design
Cu
mg.L-1
编
号
Pb
mg.L-1
编
号
Zn
mg.L -1
编
号
混合液
Cu+Pb+Zn(mg.L-1)
编
号
5 Cu1 40 Pb1 30 Zn1 5+40+30 混 1
2 Cu2 30 Pb2 20 Zn2 2+30+20 混 2
1 Cu3 20 Pb3 10 Zn3 1+20+10 混 3
0.5 Cu4 10 Pb4 5 Zn4 0.5+10+5 混 4
0.25 Cu5 5 Pb5 2.5 Zn5 0.25+5+2.5 混 5
1.3耐性指数(Tolerance Index)计算方法[ 8 ,12 ,16]
耐性指数=供试液中根的平均长度/对照液中根
的平均长度×100%
耐性指数大于 0.5时 ,表明这种植物对此重金属
有较强的耐受性 ,生长得较好。当耐性指数小于 0.5
时 ,则说明金属对这种植物的毒害作用明显 ,这种植
物基本难以或不能生长在这种浓度的重金属环境中。
2　结果与分析
2.1　香根草和鹅观草对 Cu的耐性分析
表2为两种禾本科植物在不同 Cu2+溶液中根的生
长情况及在第 14天时的耐性指数。从表 2可以看出 ,
在第4天时 ,两种植物在Cu2+溶液中 ,根的生长及伸长
表现存在一定的差异 ,这与物种本身的特性有关。在
第9天和第14天 ,香根草和鹅观草在Cu溶液中生长较
快 ,除了鹅观草在 5mg.L-1溶液中没有生长出新根外 ,
其它各组均有新根萌发。两种植物新分蘖根的数目与
长度均为随着溶液浓度的升高而逐渐减少或下降。从
总根数上来看 ,香根草的总根数变化不是很大 ,最后一
次测量时 ,最多的才9根 ,最少的一组有2根 ,相差不过
7根。鹅观草的总根数随 Cu2+离子浓度的降低而增加
的趋势要明显得多 ,在 5mg.L-1Cu溶液中 ,Cu2+强烈抑
制鹅观草的生根 ,无新根长出 ,而在对照组中 ,却长出
29根新根。由此可见 ,鹅观草对 Cu2+相当敏感 ,不能
在高浓度的Cu2+下生长。而在较低的浓度下 ,虽短期
内生出新根 ,但后期生长缓慢 ,甚至停止生长 ,这是因
为该浓度虽短期内促进了根的伸长 ,但却抑制了根的
生长。第 14天时 0.5mg.L-1 , 0.25mg.L-1Cu2+溶液中 ,
生长情况明显高于对照组 ,这与重金属的低浓度促进 、
高浓度抑制的现象相一致。
图 1　香根草与鹅观草对 Cu的耐性
Fig.1　The tolerance ofV.zizanioidesand
R.kamoji to element Cu
香根草和鹅观草两者比较起来 ,香根草对 Cu 离
子的耐受性要比鹅观草高得多 。由图 1可知 ,当基质
中有效 Cu 的含量高达 5mg.L-1时 ,鹅观草的生长将
受到毒害 ,香根草照常生长[ 4] 。研究还发现 ,香根草
和鹅观草的根系生长不良 ,须根生长异常 ,次级根数
目明显减少 ,生出形似狮尾根等多扭曲变形的畸形
根 ,且根的颜色比对照组的根颜色要深 ,呈深褐色 ,反
表 2　Cu溶液中香根草和鹅观草的根生长及耐性指数
Table 2　Root elongation and tolerance index of Vetiveria zizanioides and Roegneria kamoji cultured in Cu2+solution
浓度 　　　　　第 4天　　　　　 　　　　　　　　第 9天　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 14天 　　　　　　　　　　
(mg.l-1) 　V.zizanioides 　　R.kamoji　 　　V.zizanioides　　 　　R.kamoji　　　 　　　V.zizanioides　　　 　　　　R.kamoji　　　　
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
5 0 ┈ 0 ┈ 1 8.0±0.0 0 ┈ 4 11.3±0.5 0.17 0 ┈ 0
2 0 ┈ 6 2.0±0.2 2 16.0±2.7 13 2.2±0.2 2 29.5±3.1 0.46 18 6.3±0.6 0.04
1 0 ┈ 6 2.0±1.0 1 7.0±0.0 10 4.2±0.7 3 38±4.0 0.59 17 9.4±1.4 0.07
0.5 2 2.0±0.0 8 2.7±1.5 4 20.0±0.0 15 5.6±0.8 9 41.0±4.3 0.64 19 17.1±5.4 0.12
0.25 2 2.3±0.0 10 3.3±0.5 3 23.4±2.3 16 12.8±2.5 7 46.6±1.6 0.72 23 49.6±6.3 0.35
对照组 2 2.2±0.1 11 15.6±3.6 3 16.5±3.4 23 59.6±5.8 9 64.3±2.6 ┈ 29 139.9±9.2 ┈
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表 3　Pb溶液中香根草和鹅观草的根生长及耐性指数
Table 3　Root elongation and tolerance index of Vetiueria zizanioides and Roegneria kamoji cultured in Pb2+ solution
　　　　　第 4天　　　　　 　　　　　　　　第 9天　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 14天 　　　　　　　　　　
浓度 　V.zizanioides 　　R.kamoji　 　　V.zizanioides　　 　　R.kamoji　　　 　　　V.zizanioides　　　 　　　　R.kamoji　　　　
(mg.l-1)根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
40 0 ┈ 5 0.27±0.08 4 7.5±2.1 9 3.1±1.3 6 13.3±8.1 0.21 11 4.4±0.4 0.03
30 4 2.2±1.1 2 0.35±0.00 4 13±1.4 8 4.3±0.8 7 23.4±7.0 0.36 10 13.1±2.3 0.09
20 2 2.5±0 2 0.5±0.0 5 20.8±0.7 10 7.2±3.0 8 40.6±5.4 0.63 11 18.9±6.1 0.13
10 3 2.3±1.1 5 0.80±0.58 6 17.5±7.5 12 17.7±2.1 9 61.3±7.9 0.95 15 57.1±6.9 0.41
5 1 2.5±0.0 6 0.85±0.46 2 14.5±9.2 14 27.1±3.6 15 52.6±6.1 0.82 18 73.6±4.8 0.53
对照组 2 2.6±0.1 11 15.6±6.6 5 16.5±3.4 23 59.6±15.8 9 64.3±2.6 ┈ 29 139.9±9.2 ┈
映了重金属对植物根系的毒害[ 8] ,这与 VerKelij的观
点一致[ 6] 。这主要是因为 Cu2+在根部富集很高 ,主
根的生长点细胞分裂受到抑制 ,生长点附近的细胞分
裂长出分支根 ,分支根的生长又受到抑制[ 13] 。
2.2　香根草和鹅观草对 Pb的耐性分析
表3为两种植物在 5_40mg.L-1 Pb2+中根的生长
和伸长情况。表中可以看出 ,两种植物在 Pb2+溶液
中的生长总体表现出与在 Cu2+溶液中相似的规律 。
在低浓度中生根较早。新根的分蘖数与根的平均长
度也表现出随着 Pb2+浓度的增加 ,呈现出减少和下
降的趋势 。但奇怪的是 ,香根草在 5 、10mg.L-1Pb2+
溶液中 ,其根的数目高出同期的对照组 ,同时也高出
2mg.L-1Pb2+溶液中根的数目。除了材料本身个体差
异及遗传性有关外 ,这可能与一定量的 Pb2+对香根
草根的生长有刺激作用有关 ,随时间延长 ,溶液浓度
的增加 ,根内吸收积累量增多 ,体内超过 30mg.L-1
时 ,根系生长即受到毒害 ,植物体根尖代谢减弱 ,形成
新根的数目下降 。
图 2　香根草与鹅观草对 Pb的耐性
Fig.1　The tolerance ofV.zizanioidesand
R.kamoji to element Pb
在 20mg.L-1、10mg.L-1和 5mg.L-1的 Pb2+溶液
中 ,可以观察到鹅观草的侧根较多 ,这是因为低浓度
的Pb2+短期内促进了侧根的伸长 ,而浓度较高的溶
液中 ,侧根较少 。高浓度的 Pb2+不仅抑制了须根的
生长外 ,还抑制了侧根的生长。
图 2为两种植物对 Pb的耐性指数。图中可以看
出 ,香根草和鹅观草比较起来 ,同等浓度的 Pb2+ ,香
根草的耐性指数都比鹅观草高 ,随着浓度的增加 ,耐
性指数逐渐下降 。因此当基质中 Pb2+浓度小于
40mg.L-1 ,香根草受 Pb2+的毒害作用较小 ,能够正常
生长。当溶液的浓度大于 40mg.L-1时 ,香根草可能
出现受害症状 。鹅观草只在 5mg.L-1溶液中 ,耐性指
数大于 0.5。其它各组溶液中 ,耐性指数较低 ,鹅观草
难以抵制重金属 Pb的毒害 ,植物根尖的分裂活动受
到严重抑制。从耐性指数来看 ,香根草比鹅观草对重
金属 Pb具有较强的耐性 ,能够适应基质中含有较高
重金属 Pb 。就是说香根草耐金属逆境的能力较强 。
2.3　香根草和鹅观草对Zn的耐性分析
Zn是植物生长必需的元素之一 ,低浓度的 Zn对
植物的生长起到促进作用。但基质中 Zn的浓度较高
时 ,植物的正常生长受阻 。表 4为两种在不同浓度
Zn2+溶液中生长的新根数目及各时期平均根长。从
表 2 、3 、4可以看出 ,在 Zn这一处理组里 ,鹅观草和香
根草的生长发育状况比 Cu 、Pb 处理组 ,长势都要好。
图 3为香根草和鹅观草对Zn的耐性指数。从图中可
以发现 ,在低浓度的 Zn 中 , Zn 对鹅观草根的伸长起
促进作用 ,其耐性指数达 1.01 ,超过对照组的平均根
长。而且也高于同浓度下香根草的根长 ,呈现与 Cu 、
Pb不同的规律 。随着浓度的增加 ,两种的耐性指数
均逐渐下降。香根草的下降趋势较缓 ,而鹅观草的耐
性指数下降非常明显 , 对 Zn 的耐性阈值为 10 ～
20mg.L-1 。当浓度低于 10mg.L-1时 ,鹅观草能正常
生长 ,表现出对重金属耐性。当浓度高于 20mg.L-1
时 ,鹅观草表现出受害症状 ,根系生长受阻。香根草
对 Zn整体上表现出较强耐性 ,抵抗 Zn 毒害的胁迫能
力较强 ,而鹅观草对Zn的胁迫或毒害非常敏感 ,因而
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在实践中可作为 Zn含量指示植物 。
　　研究发现 ,第 14天时 , 5mg.L-1的 Zn溶液中 ,有
一株鹅观草根系发育非常发达 ,一主根含有 30 多根
侧根 ,而且在侧根上还生有大量的二级侧根 。这可能
是该浓度的 Zn通过共质体或非共质体后到达维管
柱 ,刺激柱鞘细胞分裂 ,形成大量侧根的缘故。
表 4　Zn溶液中香根草和鹅观草的根生长及耐性指数
Table 4　Root elongation and tolerance index of Vetiveria zizanioides and Roegneria kamoji cultured in Zn2+solution
　　　　　第 4天　　　　　 　　　　　　　　第 9天　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 14天 　　　　　　　　　　
浓度 　V.zizanioides 　　R.kamoji　 　　V.zizanioides　　 　　R.kamoji　　　 　　　V.zizanioides　　　 　　　　R.kamoji　　　　
(mg.l-1)根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
30 4 0.73±0.1 7 3.9±1.1 1 11.0±2.8 13 9.5±3.0 9 24.8±9.3 0.39 10 15.9±5.8 0.11
20 3 0.87±0.2 7 4.5±3.3 5 13.9±4.6 8 14.9±4.4 9 34.4±6.9 0.53 12 24.7±6.7 0.17
10 5 0.92±0.1 9 7.1±3.6 6 22.4±6.8 9 25.9±3.5 11 50±22.0 0.78 10 85.1±9.8 0.60
5 4 1.3±0.2 7 8.8±3.5 5 25.5±3.4 2 44.5±11.8 8 43.6±7.9 0.68 12 109.9±32.7 0.78
2.5 3 1.5±0.3 6 10.7±1.5 6 29.4±5.6 12 32.4±6.5 9 53.9±8.0 0.84 13 141.8±14.8 1.01
参照 2 2.2±0.1 11 15.6±2.6 3 16.5±3.4 23 49.6±15.8 9 64.3±2.6 ┈ 29 139.9±9.2 ┈
表 5　重金属混溶液中香根草和鹅观草的根生长及耐性指数
Table5　Root elongation and tolerance index of Vetiveria zizanioides and Roegneria kamoji cultured in mixed heavy metal solution
　　　　　第 4天　　　　　 　　　　　　　　第 9天　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 14天 　　　　　　　　　　
浓度 　V.zizanioides 　　R.kamoji　 　　V.zizanioides　　 　　R.kamoji　　　 　　　V.zizanioides　　　 　　　　R.kamoji　　　　
(mg.l-1)根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
根
数
根长
(mm)
耐性
指数
混 1 3 0.12±0.04 5 0.23±0.06 5 3.8±0.4 9 3.1±0.5 6 13.3±8.2 0.21 11 4.5±0.4 0.03
混 2 5 0.15±0.06 9 0.24±0.14 5 8.8±1.1 21 4.4±0.2 7 33.2±1.7 0.52 27 7.0±1.8 0.05
混 3 2 0.14±0.03 6 0.24±0.04 5 9.3±0.1 21 5.1±0.1 8 41.1±4.4 0.64 32 12.6±2.3 0.09
混 4 3 0.21±0.04 6 0.51±0.05 5 4.1±0.8 19 4.1±0.8 6 36.5±5.5 0.57 38 32.1±7.5 0.22
混 5 5 0.26±0.07 11 0.82±0.09 6 9.0±3.6 27 9.0±3.6 12 46.2±9.4 0.71 34 45.1±7.8 0.32
参照 2 2.2±0.1 11 15.6±6.6 3 16.5±3.4 23 49.6±4.5 9 64.3±2.6 ┈ 29 139.9±9.2 ┈
图 3　香根草与鹅观草对 Zn的耐性
Fig.1　The tolerance ofV.zizanioidesand
R.kamoji to element Zn
2.4　香根草和鹅观草对 Cu 、Pb 、Zn 混合重金属的耐
性分析
在复合重金属溶液中 ,由于金属离子间的交互作
用 ,植物根系的生长相对比较复杂。表 5为两种植物
在混合重金属条件下根的生长与伸长情况 。从产生
新分蘖根的数目来看 ,两种植物都体现与单一 Cu 、
Pb 、Zn 相类似的规律 ,溶液的浓度愈高 ,其形成新根
的数目逐渐下降。对香根草而言 ,低浓度混合溶液
中 ,其形成根的数目略比对照高 。在混合溶液中 ,香
根草长势如单一重金属 Zn2+相类似的现象 ,而鹅观
草的根的生长数目同单一元素Cu溶液中相类似。
在单一重金属鹅观草的长势比香根草差 ,鹅观草
的耐性指数均小于 0.5 ,香根草仅在最高浓度组小于
0.5 ,充分说明了鹅观草对重金属的耐性要比香根草
差得多。
图 4　香根草与鹅观草对 Cu 、Pb 、Zn的耐性
Fig.1　The tolerance ofV.zizanioidesand
R.kamoji to element Cu , Pb ,Zn
这里有一个很有趣的现象就是鹅观草在
5mg.L-1Cu2+溶液中没有根生成 ,而加入了 40mg.L-1
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Pb2+和 30mg.L-1Zn2+后却长出了新根 ,这与重金属
的拮抗作用有关[ 7] 。其可能的机制是高浓度的
Zn2+ 、Pb2+减少了鹅观草对Cu2+的吸收 ,而 Cu2+的毒
性要比Pb2+ 、Zn2+大 ,这减轻了香根草和鹅观草的毒
害作用。尽管在 5mg.L-1Cu2+的溶液中有根生成 ,长
势没有在 5mg.L-1Cu2++40mg.L-1Pb2++30mg.L-1
Zn2+中好 ,也和此机制有关。
图4为两种植物对 Cu 、Pb 、Zn混合溶液中各组的
耐性指数变化。从图中可以看出 ,香根草在不同浓度
混合液中的耐性指数要比鹅观草高。这进一步说明 ,
香根草和鹅观草虽属同一科植物 ,但不同植物忍受对
重金属的胁迫存在一定的差异 ,香根草明显要比鹅观
草强。综合表2 、表3 、表4两种植物的耐性系数比较来
看 ,香根草和鹅观草在混合溶液中的耐性指数与单一
元素铜溶液中非常接近。这表明基质中 ,重金属 Cu起
到主导作用 ,成为制约植物生长的主导胁迫因子。
在低浓度的混合金属溶液 ,香根草和鹅观草的耐
性指数要比在单一重金属溶液中的耐性指数低 ,如鹅
观草在 0.25mg.L-1Cu2++5mg.L-1Pb2++2.5mg.L-1
Zn
2+中耐性指数为 0.32 ,而在 0.25mg.L-1Cu2+溶液中
耐性指数为 0.35 ,在 5mg.L-1Pb2+溶液中耐性指数为
0.53 ,在 2.5mg.L-1Zn2+溶液中耐性指数为 1.01 ,香根
草的耐性指数变化没有鹅观草大 ,分别为:0.71 , 0.72 ,
0.82 ,0.84 ,其可能的机制是低浓度的Zn2+增加了鹅观
草对Cu2+、Pb2+的吸收[ 7] ,增加了重金属的毒害作用 ,
三种重金属相互作用 ,表现为协同效应。因此 Cu 、Zn 、
Pb之间的联合作用是拮抗和协同的复杂统一。
3　结论
重金属污染物中 ,最直接的受害部位首先是植物
的根系 ,通过根伸长实验反映出重金属对植物的毒害
作用及植物对重金属的耐性 。通过两种禾本科植物
不同浓度 Cu 、Pb 、Zn溶液中根的生长 、伸长及耐性系
数的比较等研究分析发现:
3.1　两种植物在单一元素的溶液或混合液中 ,两种
植物根的生长表现为随着溶液浓度的升高 ,根的分蘖
能力逐渐减弱 ,根的伸长也受到胁迫 ,当溶液中 Cu 、
Pb 、Zn 浓度分别大于 2 、30 、30mg.L-1时 ,香根草耐性
较差 ,表现出毒害症状;当溶液中Cu 、Pb 、Zn 浓度分别
大于 0.25 ,10 ,20mg.L-1时 ,鹅观草表现出不耐性 。
3.2　对于不同金属离子 ,植物的耐受性是有区别的 ,
香根草和鹅观草对金属的耐性遵循 Zn>Pb>Cu>Zn_
Pb_Cu的规律。在重金属 Cu 、Pb 、Zn 及混合溶液中 ,
Cu对植物生长起到主要胁迫因子作用。
3.3　不论是在 Cu 、Pb 、Zn单一元素还是在三者的混
合溶液中 ,香根草对重金属耐性比同溶液条件下的鹅
观草强 ,在重金属的植物修复或尾矿废弃地的植被重
建中 ,香根草具有较强抵制重金属的胁迫 ,可选用作
重金属修复或尾垦的材料。
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(下转 26页)
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第 21卷第3期
2004年6月 　
生 物 学 杂 志
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　 Vol.21　No.3
Jun ,2004
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Biological effect of low energy nitrogen ion implantation on E.Coli
ZHANG Ming
1 , 2 , , YANG Xiao_zhi2 , SU Zhen2 , ZHANG Jing2 , CHEN Xiao_ling2 , YU Zhen_liang1
(1.Key Lab of Ion Beam Bioengineering , Institute of Plasma Physics , the Chinese Academic of Sciences ,Hefei ,230031 ,
China;2.College of Life Science , Anhui Agricultural University , Hefei ,Anhui ,230036 ,China)
Abstract:The low energy nitrogen ion implantation induced genetic mutation and induction of DNA were investigated.
Thewild type strains E.coli MC4100A were treated by low energy nitrogen ion implantation , and the plasmid carrying
jellyfish green fluorescent protein(GFP)was introduced into the MC4100.The results showed that the expression of GFP gene
or folding of GFP in some transformants was influenced;some transformants were defective in cell separation and damaged in
their cell membrane.These results provided the strains for the future research on mechanism of protein folding.Moreover ,
the combination of the biological effects of mutation and induction DNA by low energy ion beam implantation would provide
many opportunities for fundamental and applied researches of biology.
Key words:low energy nitrogen ion implantation;effect of mutation;plasmid;transformant
(上接 19页)
The study on tolerance ofVetiveria zizanioides and Roegneria kamoji
to heavy metal Cu、Pb 、Zn and their mixed soluble
TIAN Sheng_ni1 , 2 ,LIU Deng_yi3 ,PENG Shao_lin1
(1.South China Institute of Botany ,CAS ,Guangzhou ,510650;2.School of Life Sciences ,Anhui Agricultural University ,
Hefei ,230036;3.School of Life Science ,Anhui Normal University ,Wuhu ,241000 ,China)
Abstract:The tolerance effects on root system of Vetiveria zizamioides and Roegneria kamoji in root elongation test were
studied under the stresses of different concentration of Cu2+ 、Pb2+and Zn2+ solution and their mixed solution.The results of
the experiments showed as follows:The tolerance indexes of the two species were declining with the concentration of the heavy
metal increasing;When V.zizanioides and R .kamoji were exposed to single factor of Cu2+ ,Pb2+or Zn2+respectively , the
order of damage in terms of seriousness was Cu2+>Pb2+>Zn2+.Under the stresses in mixed solution of Cu2+ ,Pb2+and
Zn
2+ , the amounts of the tolerance index for both species was close to that in the single element Cu.The factor of element Cu
made the dominant function in the mixed solution of Cu2+ , Pb2+ and Zn2+.Of the two species of V.zizanioides and R.
kamij ,when they were exposed to the single solution of Cu2+ ,Pb2+or Zn2+or the mixed solution of the three elements , V.
zizamioide could resist the stresses of the higher concentration of the heavy metals than R.kamoji , and the tolerance indexes
of V.zizanioides were over 0.5 mostly in all tested solution.Compared with R.kamoji , V.zizanioide appeared the stronger
tolerance to the heavy metal , and it would be better materials to remedy soils polluted by the heavy metal and to reclaim
tailing mine waste lands.
Keyword:Vetiveria zizanioides;Roegneria kamoji;heavy metal;root elongation;tolerance index
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生 物 学 杂 志
JOURNAL OF BIOLOGY
　 Vol.21　No.3
Jun ,2004