全 文 ：＊收稿日期:2011-12-31
作者简介:严政 ,硕士研究生 ,从事水处理理论与技术研究;谢水
波(通信作者),教授,博士 ,从事水处理研究 , Xiesbmr@
263.net。
基金项目:国家自然科学基金项目(11175081 , 21177053);湖南省
科技计划重点项目(2011SK2015)
文章编号:1009-6094(2012)03-0001-05
凤眼莲 、大 对铀胁迫的生理
生化响应＊
严　政1 ,谢水波1 , 2 ,李仕友1 ,唐东山1 ,刘迎九1
(1 南华大学污染控制与资源化技术湖南省重点实验室 ,
湖南衡阳 421001;2 南华大学铀矿冶生物技术国防重
点学科实验室 ,湖南衡阳 421001)
摘　要:为探讨凤眼莲和大 在铀胁迫下的生理生化响应, 通过
Hoagland水培试验,研究了不同铀质量浓度处理对凤眼莲和大 的光
合色素质量比 、抗氧化酶(SOD、CAT 、POD)活性 、丙二醛(MDA)含量 、
游离脯氨酸质量比的影响 ,以及凤眼莲和大 对铀的富集能力。结果
表明:随铀处理质量浓度增大 ,凤眼莲和大 体内铀质量比增加 ,在
50 mg/ L铀胁迫下 , 两者体内铀的质量比达 1 550.2 mg/ kg 和 963.0
mg/ kg;在铀的质量浓度为 0.1 mg/ L 时 ,凤眼莲和大 的光合色素质
量比无显著变化(p>0.05),随着铀质量浓度的增大 ,光合色素质量比
持续降低;在铀的质量浓度为 0.1～ 1 mg/L 时 ,抗氧化酶系统在凤眼
莲和大 缓解较低质量浓度铀胁迫所引起的膜脂过氧化中发挥了重
要作用;凤眼莲对铀的耐受能力要强于大 ;高质量浓度(20 mg/ L和
50 mg/ L)铀处理下 ,凤眼莲和大 抗氧化酶活性受到抑制;作为渗透
调节物质 ,二者游离脯氨酸质量比均高于对照。
关键词:环境工程学;铀;凤眼莲;大 ;抗氧化酶;富集
中图分类号:Q945.78　　　文献标识码:A
DOI:10.3969/ j.issn.1009-6094.2012.03.001
0　引　言
铀进入水体后 ,主要以溶解性[ UO2] 2+形式存在 ,易于迁
移 ,可通过接触或食物链等途径进入人体 , 不断衰变放出射
线 ,使人的组织器官失去正常的生理机能或造成组织损伤 ,甚
至癌变[ 1] ,严重危害人类健康。利用植物修复技术处理低浓
度含铀废水 ,具有投资维护成本低 , 操作简便 ,不造成二次污
染等优点[ 2] 。有研究表明 , 浮萍 、黑藻 、芦苇等水生植物具有
较强的富集铀的能力[ 3-5] 。逆境胁迫能引起植物体内活性氧
(ROS)的累积 ,破坏其膜脂结构 , 诱导植物体内的抗氧化酶活
性 ,以清除过多的活性氧 , 减缓植物所受伤害[ 6] 。Vandenhove
等[ 7]报道了铀胁迫能导致四季豆(Phaseolus vulgaris)体内活性
氧的增加 ,而抗氧化酶系统有效清除了活性氧。 Vanhoudt等[ 8]
也认为抗氧化酶系统在缓解拟南芥(Arabidopsis thaliana)受铀氧
化胁迫的伤害中起到了作用。关于铀胁迫所引起的水生植物
生理适应性反应研究少见报道。
凤眼莲(Eichhornia crassipes)和大 (Pistia stratiotes)是两
种分布广泛 、生长速度快的水生漂浮植物 , 对 Cr、Cu、Cd 等重
金属具有很强的富集能力[ 9] , 已应用于污水净化[ 10] 。本文以
凤眼莲和大 为试验材料 ,研究不同质量浓度处理下 , 铀对光
合色素质量比的影响和抗氧化酶系统在缓解铀胁迫引起的膜
脂过氧化中所起的作用 , 以及凤眼莲和大 对铀的富集能力 ,
旨在为凤眼莲和大 应用于含铀废水的植物修复提供试验方
法和数据参考。
1　材料与方法
1.1　试验材料
凤眼莲和大 均采自南华大学校园荷花池 ,选择生长良
好 、个体均匀的植株。将采集到的植株用自来水清洗干净并
去掉老叶 , 用静置过夜的自来水净养 7 d。分别筛选大小基本
相同的凤眼莲和大 作为试验材料。
1.2　试验设计
将 1.0 g/ L的铀标准溶液添加到Hoagland营养液中 , 控制
铀初始质量浓度分别为 0.1 mg/ L、1.0 mg/ L、5.0 mg/ L、10.0
mg/L、20.0 mg/L、50.0 mg/ L ,并设对照组(0 mg/ L), 用 Na2CO3
和 NaHCO3的缓冲液调节 pH 值至5.5左右 , 以确保各组溶液
中铀不发生沉淀。将所筛选的植株在盛有上述营养液的塑料
桶(4 L)中进行培养。
在第 8 d采集新鲜叶片 , 以测定光合色素(叶绿素 a、叶绿
素 b 和类胡萝卜素)的质量比 、过氧化氢酶(Catalase , CAT)活
性 、过氧化物酶(Peroxidase , POD)活性 、超氧化物歧化酶(Su-
peroxide dismutase , SOD)活性以及丙二醛(Malondialdehyde ,
MDA)含量和游离脯氨酸质量比。为测定凤眼莲和大 植株
的铀累积量 , 当培养到第 8 d 时 , 将植株根 、茎叶分别采集并
制备成干样。试验设置 3个重复 ,整个过程在(25±5)℃下进
行。
1.3　叶绿素质量比的测定
称取新鲜凤眼莲叶片 0.100 g , 叶片剪碎后同少量石英砂
和碳酸钙粉研磨 , 用 95%乙醇提取色素 , 分别在 665 nm、
649 nm和 470 nm 下测定吸光度[ 11] 。
1.4　抗氧化酶活性的测定
称取 0.200 g剪碎后的新鲜植物叶片于预冷的研钵中 ,加
入相应的缓冲液在冰浴中研磨成匀浆 ,在 4 ℃下离心 ,上清液
即为相应的酶粗提液。 CAT 的测定采用紫外分光光度法[ 12] ,
以每 g鲜样品 1 min 内分解 H2O2 的 mg 数表示(mg/(g·min));
POD的测定采用愈创木酚法[ 13] ,以每 min A470变化 0.01 为1 个
POD活性单位(U/(g·min));SOD的测定采用氮蓝四唑(NBT)光
化还原法[ 14] ,以抑制NBT光化还原的 50%为 1 个酶活性单位
(U/g)。
1.5　游离脯氨酸质量比的测定
称取剪碎 、混匀的植物鲜样 0.200 g , 置于大管中 , 加入
3%磺基水杨酸 5 mL, 在沸水浴中提取 10 min。取 2 mL上清
液 , 加入 2 mL冰醋酸和 2 mL酸性茚三酮试剂 , 在沸水浴中加
热 30 min。冷却后 ,加入 4 mL甲苯提取色素 ,在 520 nm 波长
处比色。
1.6　MDA 含量的测定
称取剪碎 、混匀的植物鲜样 0.200 g , 加入 5%三氯乙酸
(TCA)5 mL ,研磨至匀浆 , 3 000 r/ min 下离心 10 min。取上清
液 2 mL , 加 0.67%硫代巴比妥酸(TBA)2 mL于沸水浴中提取
30 min。冷却后再离心 1 次 , 以 0.67%TBA 为空白 , 分别测定
450 nm 、520 nm 和 600 nm 处的吸光度值。
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第 12卷第 3 期
2012年 6 月 　　　　　　　　　　　　　
安 全 与 环 境 学 报
Journal of Safety and Environment
　　　　　　　　　　　　　Vol.12　No.3
June , 2012
1.7　铀累积量及其富集系数测定
将所采集的植物鲜样用去离子水冲洗干净 , 80 ℃下杀青
12 h ,研磨至粉末状。称取 0.100 g植物干样于 100 mL锥形瓶
中 ,加入 10 mL体积比为 5∶1 的HNO3-HClO4 混合液 , 在电热
板上 消解 至澄 清 , 用 去离子 水定 容至 25 mL。 采用
TRPO-5-Br-PADAP分光光度法测定铀浓度。
铀的生物富集系数(BCF)=wx/ ρ0 , 其中 wx 指铀的生物
累积量 ,以干重植物样的铀质量比表示(mg/ kg), ρ0 指培养介
质中铀质量浓度(mg/L)。
1.8　数据处理与统计分析
测定结果用 SPSS 16.0软件进行统计分析。
2　结果与分析
2.1　铀胁迫对凤眼莲和大 光合色素质量比的影响
图 1为铀胁迫对凤眼莲和大 叶绿素 a和 b 质量比影响
的试验结果 。从图 1 可以看出 , 不同质量浓度铀胁迫对凤眼
莲和大 的叶绿素质量比有较大影响 , 具有较显著的质量浓
度效应。在 0.1 mg/L 铀处理下 , 凤眼莲和大 总叶绿素(叶
绿素 a和 b)质量比相比于对照无显著变化(p>0.05),表明低
质量浓度的铀胁迫对凤眼莲和大 的总叶绿素质量比无显著
影响。 当铀的质量浓度≥1 mg/ L 时 , 随着铀质量浓度的升
高 ,两种植物的总叶绿素质量比逐渐下降。当铀的质量浓度
为5 mg/ L、10 mg/L、20 mg/L、50 mg/ L 时 , 凤眼莲的总叶绿素
质量比分别为对照的 70%、58%、46%、31%, 大 的总叶绿素
质量比则分别为对照的 67%、52%、45%、29%。
两者类胡萝卜素质量比变化趋势与叶绿素质量比变化趋
势较为一致 ,见图 2。在 0.1 mg/L铀处理下 , 凤眼莲和大 类
胡萝卜素质量比相比于对照无显著变化(p>0.05), 此后随铀
质量浓度增大类胡萝卜素质量比持续降低。铀质量浓度为
50 mg/ L时 ,凤眼莲和大 的类胡萝卜素质量比分别降为对
照的 37%和 35%。
2.2　铀胁迫对凤眼莲和大 抗氧化酶系统的影响
植物清除 ROS 的能力主要依靠诱导抗氧化酶 SOD、CAT
和POD的活力得以实现[ 7] 。从图 3～ 5 可以看出 ,随着铀质量
浓度的增加 ,凤眼莲和大 的 SOD、CAT 和 POD活性均呈现先
上升后下降的趋势。 与对照相比 , 在 0.1～ 5 mg/ L铀处理下 ,
图 1　铀胁迫对凤眼莲和大 叶绿素 a和 b质量比的影响
Fig.1　Effects of different concentrations of uranium on
chlorophyll(a and b)mass ratios of Eichhornia
crassipes and Pistia stratiotes
凤眼莲和大 的 SOD活性均有一定幅度增加 , 在 1 mg/ L时到
达最大;此后 , 随着铀质量浓度的增大 , SOD活性持续下降。
在铀质量浓度为5 mg/ L时 , 凤眼莲的 SOD 活性相比于 1 mg/L
时有所降低 , 但仍然维持在较高水平 , 为对照的 116%;大
的 SOD活性在 5 mg/ L时下降为对照的 89%。在 20 mg/ L和
50 mg/L铀处理下 , 凤眼莲的 SOD 活性分别降为对照的 70%
和 49%,大 的 SOD 活性分别降为对照的 57%和 40%。在
0.1～ 5 mg/ L铀处理下 , 凤眼莲 CAT活性持续增加 , 5 mg/ L达
图 2　铀胁迫对凤眼莲和大 类胡萝卜素质量比的影响
Fig.2　Effects of different concentrations of uranium on
carotenoid mass ratios of Eichhornia crassipes
and Pistia stratiotes
图 3　铀胁迫对凤眼莲和大 SOD活性的影响
Fig.3　Effects of different concentrations of uranium on SOD
activity of Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes
图 4　铀胁迫对凤眼莲和大 CAT活性的影响
Fig.4　Effects of different concentrations of uranium on CAT
activity of Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes
2
　Vol.12　No.3　　　　　 　　　　　　　　　安 全 与 环 境 学 报　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷第 3期
到最大;此后随铀的质量浓度增大持续下降 , 50 mg/L时仅为
对照的 42%。大 CAT活性在铀质量浓度为 0.1～ 1 mg/L得
到增强;此后下降 , 50 mg/ L铀处理下仅为对照的 36%。在
0.1 ～ 10 mg/ L铀处理下 , 凤眼莲 POD 活性持续增加 , 10 mg/L
时达到最大;在 20 mg/L 和50 mg/L铀处理下 , 凤眼莲 POD活
性降低。在 0.1～ 5 mg/ L铀处理下, 大 POD活性持续增加, 5
mg/L达到最大 ,为对照的 156%;在 10～ 50 mg/ L铀处理下大
POD活性降低 , 50 mg/L处理下仅为对照的 67%。
2.3　铀胁迫对凤眼莲和大 MDA含量的影响
从图 6 可以看出 , 与对照相比 , 凤眼莲和大 的 MDA 含
量均随铀处理质量浓度的增大而增加。当铀质量浓度为 0.1
～ 5 mg/ L时 ,凤眼莲 MDA含量增加幅度较小 , 分别较对照增
加了 6%、10%、17%;在 10 ～ 50 mg/ L铀处理下 , 凤眼莲 MDA
含量显著上升 ,分别较对照增加了 43%、61%和 85%。 在铀
质量浓度为 0.1 mg/ L和 1 mg/L时 , 大 MDA 含量增加幅度
较小 ,分别较对照增加了 5%和 7%;在5 ～ 50 mg/ L铀处理下 ,
大 MDA 含量显著上升 ,分别较对照增加了 42%、58%、68%
和 101%。
2.4　铀胁迫对凤眼莲和大 游离脯氨酸质量比的影响
从图 7可以看出 , 在不同质量浓度铀处理下 , 凤眼莲和大
体内游离脯氨酸质量比均高于对照。当铀的质量浓度为
0.1 ～ 20 mg/ L时 , 凤眼莲体内游离脯氨酸随质量浓度增大而
增加 , 20 mg/L 时达到最大 , 为对照的 2.27 倍;50 mg/ L 时降
低。大 的脯氨酸质量比在铀的质量浓度为 10 mg/ L时达到
最大 ,为对照的 2.59 倍;在 20 mg/ L和 50 mg/ L处理下逐渐降
低 ,分别为对照的 2.35 倍和 2.02 倍。
图 5　铀胁迫对凤眼莲和大 POD活性的影响
Fig.5　Effects of different concentrations of uranium on POD
activity of Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes
2.5　凤眼莲和大 对铀的富集效果
表 1为凤眼莲和大 对铀的富集试验结果。从表 1 可以
看出 ,凤眼莲和大 对铀有很强的累积能力。与对照相比, 两
种植物的茎叶和根部中铀的质量比均有大幅度的增加 ,且随着
培养液中铀质量浓度的增加 , 上升的趋势明显。 8 d后凤眼莲
和大 对铀的最大富集量分别达到 1 550.2 mg/kg 和 963.0
mg/kg。但是, 随着铀质量浓度的增大 ,两种植物的生物富集系
数(BCF)均呈现明显的下降趋势。 当铀的质量浓度为
0.1 mg/ L时 , 凤眼莲和大 的 BCF 均为最大;质量浓度为 50
mg/L时 , BCF降为最低。在同一质量浓度下凤眼莲的 BCF 值
均大于大 , 表明凤眼莲对铀的富集能力要优于大 。
图 6　铀胁迫对凤眼莲和大 MDA 含量的影响
Fig.6　Effects of different concentrations of uranium on total
MDA concentrations of Eichhornia crassipes and
Pistia stratiotes
图 7　铀胁迫对凤眼莲和大 游离脯氨酸质量比的影响
Fig.7　Effects of different concentrations of uranium on
free proline mass ratios of Eichhornia crassipes
and Pistia stratiotes
表 1　凤眼莲和大 对铀的富集效果(干重)
Table 1　Enrichment effects of uranium by Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes (DW)
铀处理质量浓度/
(mg·L -1)
凤眼莲 大
茎叶/(mg·kg -1) 根/(mg·kg-1) BCF/(L·kg-1) 茎叶/(mg·kg -1) 根/(mg·kg -1) BCF/(L·kg -1)
0.1 9.6 70.5 801.2 7.7 56.7 643.8
1.0 40.1 434.8 474.9 28.5 227.3 255.8
5.0 117.2 828.2 189.1 99.6 478.5 115.6
10.0 157.3 1 037.4 119.5 127.5 573.6 70.1
20.0 188.2 1 203.1 69.6 144.1 658.2 40.1
50.0 225.5 1 324.7 31.0 153.3 809.7 19.3
3
2012 年 6月　 　　　　　　　严　政 ,等:凤眼莲 、大 对铀胁迫的生理生化响应　　　　　　　　　　 　 　June , 2012
3　讨　论
铀不是植物生长所必需的营养元素;相反 , 铀对生物细胞
具有很强的毒性 , 而且其化学毒害作用远大于其放射性毒
害[ 15] 。 Srivastava等[ 5]研究表明 , 当铀的质量浓度为100 mg/L
时 ,黑藻(Hydrilla verticillata)24 h 的铀富集量高达 78 mg/ g。
本文中 , 凤眼莲和大 对铀的最大富集量分别达到 1 550.2
mg/ kg和 963.0 mg/ kg ,表现出较强的富集能力 。相比较而言 ,
凤眼莲对铀的富集能力要大于大 ,这可能与凤眼莲的根系
更为发达有关。随着铀质量浓度的增加 , 凤眼莲和大 的生
物富集系数显著降低 ,表明两者对较低质量浓度铀的富集能
力较强;随质量浓度增加富集能力减弱 , 这可能与高质量浓度
铀的毒害作用有较大关系。
光合色素是植物进行光合作用的物质基础 , 环境胁迫可
导致光合色素的破坏与降解 ,其质量比的减少是衡量叶片衰
老的重要生理指标。本文中 , 铀的质量浓度为 0.1 mg/L 时 ,
凤眼莲和大 的叶绿素质量比相比于对照几乎无变化 , 表明
低质量浓度的铀胁迫对二者光合色素的正常代谢无明显影
响 ,两者均能进行正常的光合作用。而随着铀质量浓度的增
大 ,凤眼莲和大 的光合色素质量比持续降低。光合色素的
降低可能是由于铀抑制了原叶绿素酸酯还原酶和氨基-r-
酮戊酸的合成[ 16] 。此外 , 铀胁迫下所产生的超量活性氧自由
基会破坏叶绿体的结构和功能 ,抑制色素的合成 , 也可能导致
光合色素质量比降低[ 17] 。
植物在正常的生长条件下 ,体内活性氧产生和清除处于
平衡;当植物受逆境胁迫时 , 这种平衡受到破坏 , 活性氧大量
产生 , 所积累的活性氧引发了膜脂过氧化 , 影响植物正常生
长。铀的化学毒性能导致富集植物的活性氧如氧氢自由基
(HO2·)和超氧阴离子(·O-2)的增加[ 5] 。植物体内活性氧含量
的升高能启动膜脂过氧化或膜脂脱脂作用 ,破坏膜结构 ,干扰
植物细胞的光合 、呼吸及其他代谢过程。 SOD、CAT 和 POD共
同组成了植物体内有效的活性氧清除系统 , 可有效清除植物
体内过多的自由基和过氧化物 , 其抗胁迫能力是植物对逆境
胁迫响应的关键因素。
SOD是抗氧化系统的关键酶 , 催化植物体内·O-2 发生歧
化反应 2·O-2 +2H+※H2O2+O2 , 以清除体内过多的氧自由
基[ 18] ;CAT和 POD则清除歧化反应所产生的过量 H2O2 , 使细
胞内 H2O2 维持在正常水平 , 保护细胞膜;MDA 是膜脂过氧化
的主要产物之一 ,其含量可以表示膜脂过氧化的程度[ 19] 。当
铀质量浓度为 0.1～ 1 mg/L 时 ,凤眼莲和大 的 SOD活性随
质量浓度增大而增加 ,表明低质量浓度的铀胁迫诱导产生了
更多的 SOD ,以清除体内受铀胁迫所产生的过量·O-2 ;CAT和
POD活性同样表现出增大的趋势 , 有效地清除了歧化反应产
生的过量 H2O2;两者 MDA 含量维持在较低水平(图 6), 表明
抗氧化酶系统有效地降低了活性氧含量 , 缓解了膜脂过氧化
的程度。抗氧化酶系统在凤眼莲和大 对铀的解毒中发挥了
作用 , 提高了两者对铀的耐受能力。当铀质量浓度为 5 mg/L
时 ,凤眼莲抗氧化酶活性仍维持在较高水平 , MDA 含量上升
幅度较小;而大 的 SOD、CAT活性则显著降低 , MDA含量显
著增大 ,表明此时大 存在较严重的膜脂过氧化反应。可以
看出 , 凤眼莲较大 表现出较强的抗铀胁迫能力。 Odjegba
等[ 20]研究表明 , 凤眼莲对 Ag、Cd、Cr和 Cu 等重金属的耐受性
也要高于大 。高质量浓度(20 mg/L和 50 mg/ L)铀处理下 ,
凤眼莲和大 的 3 种抗氧化酶活性均显著降低 , 活性氧和
H2O2等大量积累 , 攻击生物膜磷脂中不饱和脂肪酸双键 , 膜
脂过氧化反应加剧 ,MDA 含量增加 , 可见抗氧化酶系统的防
御作用是有限的。抗氧化酶活性的降低可能是由于植物体内
累积的铀与酶蛋白中巯基(—SH)结合 ,抑制了抗氧化酶的合
成 , 破坏了酶结构。具体机理有待进一步研究。
脯氨酸是植物重要的渗透调节物质 ,其质量的变化可以
作为植物对逆境胁迫反应的一种生理生化指标。在环境胁迫
下 , 许多植物体内的脯氨酸迅速积累 ,在植物细胞内起到渗透
调节作用 , 保持膜结构的完整性[ 21] 。游离脯氨酸还可以增强
各种抗氧化剂的活性 , 减缓细胞膜所受的氧化胁迫[ 5] 。本文
结果表明 , 凤眼莲和大 体内游离脯氨酸质量比在试验的铀
质量浓度作用下 , 均比对照有不同幅度的增大。说明游离脯
氨酸在铀胁迫下能够起到较强的渗透调节作用 , 维持细胞膨
压 , 作为渗透调节物质有效缓解了凤眼莲和大 受到的伤害。
4　结　论
1)当铀的质量浓度为 0.1 mg/ L时 , 其对凤眼莲和大 的
光合色素代谢无明显影响 , 随铀质量浓度增大 , 光合色素质量
比持续降低 , 光合作用受到一定影响。
2)抗氧化酶系统在缓解低质量浓度(0.1 ～ 1 mg/ L)铀胁
迫造成的膜脂过氧化中发挥了作用。凤眼莲对铀的耐受能力
要强于大 。在高质量浓度(20 mg/ L和50 mg/L)铀处理下 , 抗
氧化酶活性受到抑制。游离脯氨酸在铀胁迫下能够起到一定
的渗透调节作用 , 有效减弱了凤眼莲和大 受到的伤害。
3)当铀的质量浓度为 50 mg/ L时 , 凤眼莲和大 短期(8
d)富集量分别为 1 550.2 mg/kg 和 963.0 mg/kg , 表现出较强的
富集能力 , 且凤眼莲富集铀的能力高于大 。
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Physiological and biochemical responses of
Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes
induced at uranium stress
YAN Zheng1 , XIE Shui-bo1 , 2 , LI Shi-you1 ,
TANG Dong-shan1 , LIU Ying-jiu1
(1 Hunan Provincial Key Laboratory of Pollution Control and Re-
sources Technology , University of South China , Hengyang 421001 ,
Hunan , China;2 Key Discipline Laboratory for National Defence for
Biotechnology in Uranium Mining and Hydrometallurgy , University of
South China , Hengyang 421001 , Hunan , China)
Abstract:The present paper intends to introduce our study of the
physiological and biochemical responses of Eichhornia crassipes and
Pistia stratiotes induced at the uranium stress.For our research pur-
pose , we have conducted a Hoagland hydroponic experiment to study
the short-duration(8 d)power-accumulation of uranium by using E.
crassipes and P.stratiotes at different uranium concentrations.To be
exact , our experiments are designed to study the physiological and
biochemical responses of Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes to
the photosynthetic pigment content , superoxide dismutase activity ,
catalase activity , peroxidase activity , malondialdehyde(MDA) and
free proline content of E.crassipes and P .stratiotes under uranium
stress.The results of our experiment show that the body uranium con-
tent was about 1 550.2 mg/kg and 963.0 mg/ kg under 50 mg/L ura-
nium stress , respectively , with the uranium accumulation more in
their roots than shoots.As the uranium stress concentration in-
creased , the BCF of both the plants tended to decrease.The BCF of
E.crassipes was found higher than P .stratiotes , which implies that
the accumulation power of E.crassipes turned to be stronger than P.
stratiotes.However , no significant(p >0.05) changes were found
with the photosynthetic pigment content of E.crassipes and P.stra-
tiotes under the uranium stress of 0.1 mg/ L.Nevertheless , with the
increase of the concentration , the content would continue to de-
crease.Under the uranium stress of 0.1-1 mg/ L , the activity of an-
tioxidant enzymes would be found more and more stronger.Neverthe-
less , the MDA content level getting lower means that the antioxidant
enzymes tends to play an important role in alleviating lipid peroxida-
tion induced by the uranium stress.For example , when uranium
stress remains under 5 mg/ L , the antioxidant enzymes activity of
E.crassipes would be at higher level.But when the MDA content
grew lower , the P.stratiotes would go to opposite, which implies
that E.crassipes could tolerate higher concentrations than P.stra-
tiotes.Under higher concentrated(20 mg/ L and 50 mg/ L)uranium
stress , the activity of antioxidant enzymes would be found inhibited ,
which may induce ROS and H2O2massive accumulation and then the
MDA content would grow.As an important osmoregulation material ,
free proline content tended to be found greater than that of the con-
trast and in turn would play a role in adjusting osmotic under uranium
stress and effectively inhibit both the plants from getting harmed or
damaged.
Key words:environmental engineering;uranium;Eichhornia cras-
sipes;Pistia stratiotes;antioxidant enzymes;enrich-
ment
CLC number:Q845.78　　　Document code:A
Article ID:1009-6094(2012)03-0001-05
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2012 年 6月　 　　　　　　　严　政 ,等:凤眼莲 、大 对铀胁迫的生理生化响应　　　　　　　　　　 　 　June , 2012