红树林是分布于热带、亚热带潮间带的典型滨海生态系统。近年来,随着城市化和工业化的发展,滨海生态系统受重金属(例如铅、锌、铜等)的污染越来越严重,我国南方一些红树林底泥中的重金属浓度已达到甚或超过重度污染标准。由于沉积作用,红树林底泥被认为是一个能积累由潮水和河流淡水携带来的重金属的"库"。然而,红树植物具有很强的耐性生长于重度污染的底泥, 但其中的机理目前尚不清楚。由于长期被水淹没,红树林底泥是一个具氧化还原势低,还原性毒性物质(如Fe2+、Mn2+、H2S、CH4等)积累多,营养物质缺乏等特征的厌氧环境。为了适应这种生境,红树植物也进化出了一套与其他湿地植物类似的适应机制,植物能通过通气组织将地上部分的氧气输送到地下,一部分满足根的呼吸作用需要,一部分则通过根释放到根际,这被称为根的泌氧。根的泌氧可以氧化根际环境并且氧化还原性的毒性物质,以保证红树植物根免受毒害而延长生长。因此,根际泌氧是红树植物能适应生境的一个重要机理。本研究试图揭示红树植物在长期适应生境的过程中已经进化和发展出一系列形态解剖和生理生化特征是否在耐浸水的土壤条件,解除Fe2+、Mn2+等元素的毒性同时,是否也能解除其他重金属(铅、锌、铜)的毒性。通过对木榄、桐花和白骨壤三种不同泌氧能力的植物进行8周室内砂培试验发现:(1)三种植物的生长都被铅、锌、铜所抑制;(2)三种植物对铅、锌、铜都具有一定的耐性,然而,泌氧能力较弱的木榄比泌氧能力较强的桐花和白骨壤对铅、锌、铜的耐性高。
全 文 ：第27卷第5期
2008年lO月
生态科学
EcologicalScience
27(5)：433-435
Oct．2008
Thetolerancetolead，zinca dopperofthreemangrove
specieswithdifferentabilityofradialoxygenloss(ROL)
LIUYon91，YANGJun．xing1，PINa2，WongMing—hung3，TAMNoraFung．Yee2‘，YEZhi．hong
l’‘
1．StateK yLaboratoryforBio-controlandSchooloft．ifeSciences,SunYat-sen(Zhongshan)University,
Guangzhou510275,PRChina
2．DepartmentofBiologyandChemistry,CityUniversityofHongKong,HongKongSA足PRChina
3．Croucherlnstitutefo，．EnvironmentalScie c s,andDepartmentofBiology,HongKongBapt&tUniversity,
HongKongSAR，PRChina
Keywords：mangrove；heavymetal；r dialox genoss(ROL)
三种不同泌氧能力的红树植物对铅、锌、铜的耐性研究
刘 永1，杨俊兴1，皮娜2，黄铭洪3，谭凤仪p，叶志鸿p’
1． 中山大学生生命科学学院／有害生物防治与资源利用国家重点实验室，广州，510275
2． 香港城市大学生物及化学系，香港
3．香港浸会大学生物系／裘槎环境科学研究所，香港
【摘要】 红树林是分布于热带、亚热带潮间带的典型滨海生态系统。近年来，随着城市化和工业化的发展，滨海生态系统受
重金属(例如铅、锌、铜等)的污染越来越严重，我国南方一些红树林底泥中的重金属浓度已达到甚或超过重度污染标准。由
于沉积作用，红树林底泥被认为是一个能积累由潮水和河流淡水携带来的重金属的“库”。然而，红树植物具有很强的耐性生长
于重度污染的底泥， 但其中的机理目前尚不清楚。
由于长期被水淹没，红树林底泥是一个具氧化还原势低，还原性毒性物质(如Fe2+、Mn2+、H2S、CH4等)积累多，营
养物质缺乏等特征的厌氧环境。为了适应这种生境，红树植物也进化出了一套与其他湿地植物类似的适应机制，植物能通过通
气组织将地上部分的氧气输送到地下，一部分满足根的呼吸作用需要，一部分则通过根释放到根际，这被称为根的泌氧。根的
泌氧可以氧化根际环境并且氧化还原性的毒性物质，以保证红树植物根免受毒害而延长生长。因此，根际泌氧是红树植物能适
应生境的一个重要机理。
本研究试图揭示红树植物在长期适应生境的过程中已经进化和发展出一系列形态解剖和生理生化特征是否在耐浸水的土
壤条件，解除Fe2+、Mn2+等元素的毒性同时，是否也能解除其他重金属(铅、锌、铜)的毒性。通过对木榄、桐花和白骨壤三
种不同泌氧能力的植物进行8周室内砂培试验发现：(1)三种植物的生长都被铅、锌、铜所抑制；(2)三种植物对铅、锌、铜都
具有一定的耐性，然而，泌氧能力较弱的木榄比泌氧能力较强的桐花和白骨壤对铅、锌、铜的耐性高。
中图分类号：Q945．79 文献标识码：A 文章编号：1008—8873(2008)05-433-03
收稿日期：2008-09．10收稿，2008．10．10接受
基金项目：国家自然科学基金(30570345，30770417)，ResearchCrr锄t8CounciloftheHongKongSAR(ProjectNo．CityU1406／06M)．
作者简介：刘永(1982一)，男，博士研究生，污染生态学。
通讯作者，E-mail：’NoraFung-YeeTAM：bhntam(岔一,cit，vu．edu．hk；’。Zhi—HongYE：Iss—vzhh国一xnail．s—vsu．edu．cn
万方数据
434 生态科学EcologicalScience 27卷
1 Introduction
Heavymetals，oneoftheseriouspollutantswi h
toxicityandpersistenceinthenvironment，havedrawn
moreandmoreattentionrecenly． Elevated
concentrationsofheavymetalsinmangrovesediments
arisefromindustrialandgriculturalr noff,industrial
effluents，boatingandrecreationaluseofwaterbodies，
chemicalspi ls，sewagetreatmentplants，leachingfrom
domesticgarbagedumpsandminingoperations【lJ．The
metalpollutantsmostcommonlyexistinginestuarine
systemsarelead(Pb)，zinc(Zn)andcopper(Cu)tzJ．
Thesem talsarecontaminatedinsomemangrove
sedimentswi halargecapacitytoretainthemfromtidal
waterandfreshwater■However，mangrovesappearto
havehightolerancewh nexposedtoheavymetals
contaminatedsedim nts【4】．
Waterlogging，thetypicalcharacterofwetland
(includingma rove)sediments，mayresultindeficiency
ofoxygena dessentialnutrients，verylowredox
potentialandaccumulationofphytotoxinssuchasFe2+，
Mn2+，H2S，CH4etc【51．Toconfrontthehabitat，wetland
plantssuchasmangrovescantransportoxygenfromtheir
shootsorootsosupplyfortheirrootsrespiration．
Moreover，theexcessiveoxygenmaydiffuseintothe
rhizosphere，whichcalledradialoxygenloss(ROL)，to
oxidizethreducedsubstancesinrhizosphereincluding
thephytotoxins16,7]．Theabilitytooxidizethrhizosphere
hasbeenregardedasa partialexplanationforflood
tolerancei mangroves【81．Furthermore．theradiallossf
oxygenfromrootshasthepotentialtoaltersignificantly
bothmicrobialandchemicalprocessesoccurinthe
rhizospheresediments【9】．
Aimofthepresentstudyis toinvestigatethe
relationshipbetweentheabilityofROL，whichmay
helpthemangrovestodetoxifythephytotoxinsin
rhizosphere，andthtolerancetoPb，ZnandCuofthree
mangrovespecies．
2 MaterialsandMethods
2．1Lead,ZincandCopperTolerancebySeedlingsof
ThreeMangroveSpecies．
About3—6monthsoldeedlingsofAvicenniamarina，
AegicerascorniculatumandBruguieragymnorhiza
wereplantedinsandswithandwithoutPb。ZnandCu
【asPb(NO)3，Zn(N0)3andGAS04，respectively】under
greenhousec nditions，thetemperaturewasbetween25
and30℃．andtherelativehumiditywasbetween60a d
80％．Atier8weeks．thetol ranceofthreemangrove
seedlingswasquantifiedbycomparingthegrowthand
biomass(dryweight)inculturesandswithandwithout
metaldditions．
2．2MeasurementofRadialOxygenLoss(ROD．
RadialOxygenLossfromthewholerootsystemwas
measuredcolorimetricallywithtitaniumc tratebufferas
describedbyKludzeeta1．【1o】，YoussefandSaenger【8】．
Thetestedplantswereputina artificiallimate
incubatorwiththelightintensityat300pmolm‘2s～，
temperatureat30土2℃．andrelativehumidityof60％．
Therootswereentirelydippedinthedeoxygenated
titaniumcitratecoveredwitll2cmliquidparaffinto
avoidtheoxygenationbyairduringtheexperiment．
After24hours．thebufrerwasmeasuredat527nrnby
Shimadzuspectrometerinad oxygenatedboxfilled
withnitrogengas．
3 ResultsandConelusion
Afterthe xperiment，wefoundthat(1)thegrowth
bothoftherootsandshootsinallthreet stedmangrove
speciesw reinhibitedbyPb，ZnandCu；(2)theweaker
ROLabilitymangrovespeciesB．gymnorhizawasmore
toleranttoPb，ZnandCuthantherelativelystronger
ROLabilityspeciesA．corniculatumandA．marina．
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Ⅲ
万方数据
三种不同泌氧能力的红树植物对铅、锌、铜的耐性研究
作者： 刘永， 杨俊兴， 皮娜， 黄铭洪， 谭凤仪， 叶志鸿， LIU Yong， YANG Jun-xing， PI
Na， Huang Ming-hung， TAM Nora Fung-Yee， YE Zhi-hong
作者单位： 刘永,杨俊兴,叶志鸿,LIU Yong,YANG Jun-xing,YE Zhi-hong(中山大学生生命科学学院/有
害生物防治与资源利用国家重点实验室,广州,510275)， 皮娜,谭凤仪,PI Na,TAM Nora
Fung-Yee(香港城市大学生物及化学系,香港)， 黄铭洪,Huang Ming-hung(香港浸会大学生
物系/裘槎环境科学研究所,香港)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2008,27(5)
被引用次数： 1次
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引证文献(1条)
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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_stkx200805036.aspx