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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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基于生物多样性保护的兴安落叶松与白桦最佳混交比例要要要以阿尔山林区为例
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中国能源消费碳排放的时空特征 舒娱琴 渊源怨缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土丘陵沟壑区坡面尺度土壤水分空间变异及影响因子 姚雪玲袁傅伯杰袁吕一河 渊源怨远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素 王合玲袁张辉国袁秦摇 璐袁等 渊源怨远怨冤噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江山南宽谷风沙化土地土壤养分和粒度特征 李海东袁沈渭寿袁邹长新袁等 渊源怨愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应 史荣君袁黄洪辉袁齐占会袁等 渊源怨怨猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 钟正燕袁王宏镔袁王海娟袁等 渊缘园园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
七项河流附着硅藻指数在东江的适用性评估 邓培雁袁雷远达袁刘摇 威袁等 渊缘园员源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 梁摇 威袁邵学新袁吴摇 明袁等 渊缘园圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系 葛雅丽袁席贻龙袁马摇 杰袁等 渊缘园猿源冤噎噎噎噎噎噎噎
太湖流域河流水质状况对景观背景的响应 周摇 文袁刘茂松袁徐摇 驰袁等 渊缘园源猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
荒漠植物白刺属 源 个物种的生殖分配比较 李清河袁辛智鸣袁高婷婷袁等 渊缘园缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
臭氧浓度升高对香樟叶片光合色素及抗过氧化的影响及其氮素响应 牛俊峰袁张巍巍袁李摇 丽袁等 渊缘园远圆冤噎噎
不同密度下凤仙花重要形态性状与花朵数的关系 田旭平袁常摇 洁袁李娟娟袁等 渊缘园苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
五种高速公路边坡绿化植物的生理特性及抗旱性综合评价 谭雪红袁高艳鹏袁郭小平袁等 渊缘园苑远冤噎噎噎噎噎噎
散孔材与环孔材树种枝干尧叶水力学特性的比较研究 左力翔袁李俊辉袁李秧秧袁等 渊缘园愿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
北京城区行道树国槐叶面尘分布及重金属污染特征 戴斯迪袁马克明袁宝摇 乐 渊缘园怨缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 刘摇 恩袁 刘世荣 渊缘员园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
植物生活史型定量划分及其权重配置方法要要要以四棱豆生活史型划分为例 赵则海 渊缘员员园冤噎噎噎噎噎噎噎
半干旱区湿地鄄干草原交错带边界判定及其变化 王摇 晓袁张克斌袁杨晓晖袁等 渊缘员圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 吴光磊袁郭立月袁崔正勇袁等 渊缘员圆愿冤噎噎噎噎噎噎噎
氮肥形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响 熊淑萍袁车芳芳袁马新明袁等 渊缘员猿愿冤噎噎噎
基于数字相机的冬小麦物候和碳交换监测 周摇 磊袁何洪林袁孙晓敏袁等 渊缘员源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响 姚玉璧袁王润元袁杨金虎袁等 渊缘员缘源冤噎噎噎噎噎
基于土地破坏的矿区生态风险评价院理论与方法 常摇 青袁邱摇 瑶袁谢苗苗袁等 渊缘员远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态位的山地农村居民点适宜度评价 秦天天袁齐摇 伟袁李云强袁等 渊缘员苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氯虫苯甲酰胺对黑肩绿盲蝽实验种群的影响 杨摇 洪袁王摇 召袁金道超 渊缘员愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎远 种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响 王瑞龙袁孙玉林袁梁笑婷袁等 渊缘员怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
云南元江芒果园桔小实蝇成虫日活动规律及空间分布格局 叶文丰袁李摇 林袁孙来亮袁等 渊缘员怨怨冤噎噎噎噎噎噎
重庆市蝴蝶多样性环境健康指示作用和环境监测评价体系构建 邓合黎袁马摇 琦袁李爱民 渊缘圆园愿冤噎噎噎噎噎
专论与综述
生态系统服务竞争与协同研究进展 李摇 鹏袁姜鲁光袁封志明袁等 渊缘圆员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国沿海无柄蔓足类研究进展 严摇 涛袁黎祖福袁胡煜峰袁等 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
冰雪灾害对森林的影响 郭淑红袁薛摇 立 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同干扰因素对森林和湿地温室气体通量影响的研究进展 杨摇 平袁仝摇 川 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
采石场废弃地的生态重建研究进展 杨振意袁薛摇 立袁许建新 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
基于地统计学和 悦云陨样地的浙江省森林碳空间分布研究 张摇 峰袁杜摇 群袁葛宏立袁等 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿源源鄢扎澡鄢孕鄢 预 苑园郾 园园鄢员缘员园鄢猿远鄢圆园员圆鄄园愿
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封面图说院 秋色藏野驴群要要要秋天已经降临在海拔 源圆园园 多米的黄河源区袁红色的西伯利亚蓼渊生于盐碱荒地或砂质含盐碱土
壤冤铺满大地袁间有的高原苔草也泛出了金黄袁行走在上面的藏野驴们顾不上欣赏这美丽的秋色袁只是抓紧时间在严
冬到来之前取食袁添肥增膘以求渡过青藏高原即将到来的漫长冬天遥
彩图提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
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第 32 卷第 16 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 16
Aug. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30960080)
收稿日期:2011鄄12鄄07; 摇 摇 修订日期:2012鄄05鄄31
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: whb1974@ 126. com
DOI: 10. 5846 / stxb201112081877
钟正燕,王宏镔,王海娟,宋雁辉,李红梅.砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响.生态学报,2012,32(16):5002鄄5013.
Zhong Z Y, Wang H B, Wang H J, Song Y H, Li H M. Effects of arsenic speciations on contents of main organic acids in Hydrilla verticillata and
Potamogeton malaianus. Acta Ecologica Sinica,2012,32(16):5002鄄5013.
砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响
钟正燕,王宏镔*,王海娟,宋雁辉,李红梅
(昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明摇 650093)
摘要:采用室内溶液培养法,运用气相色谱鄄质谱联用(Gas chromatography鄄mass spectrometry, GC鄄MS)技术测定在As(芋)、
As(吁)和二甲基胂酸 (Dimethylarsinic acid, DMA) 3 种形态砷 (浓度 0—5. 0 mg / L)胁迫下,砷超富集植物黑藻 (Hydrilla
verticillata (Linn. f. ) Royle. )和非砷超富集植物竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus Miq. )体内生成和体外分泌的 7 种有机酸
的含量。 结果表明,黑藻体内草酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和棕榈酸都显著高于竹叶眼子菜(P<0. 05)。 在 As(芋)处理时,黑
藻体内柠檬酸、苹果酸、棕榈酸、亚麻酸和总有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降;在As(吁)处理时,黑藻棕榈酸和总
有机酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸显著下降;在 DMA处理时,黑藻草酸、柠檬酸和苹果酸显著下降,竹叶眼子菜棕榈酸、亚麻
酸和总有机酸显著下降。 黑藻在 As(芋)处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸和As(吁)处理下草酸含量与体内 As 含量呈显著负
相关(P<0郾 05),而竹叶眼子菜在 As(芋)或 DMA处理下棕榈酸、亚麻酸、总有机酸含量以及在 DMA处理下柠檬酸含量与体内
As含量均呈显著负相关(P<0. 05)。 两种植物根系分泌物中均检测出草酸、丙二酸、琥珀酸和棕榈酸,但只有在 As(芋)或
As(吁)处理时黑藻分泌的草酸与体内 As含量呈显著正相关。 本研究表明 As(芋)或As(吁)胁迫下黑藻向体外分泌草酸是其
超富集砷的一种重要机制。
关键词:砷;有机酸;根分泌物;黑藻;竹叶眼子菜
Effects of arsenic speciations on contents of main organic acids in Hydrilla
verticillata and Potamogeton malaianus
ZHONG Zhengyan, WANG Hongbin*, WANG Haijuan, SONG Yanhui, LI Hongmei
Faculty of Environmental Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
Abstract: Organic acids widely exist in plants and environment. They can chelate metals and participate in the metabolitic
process of metal uptake, translocation and accumulation, and thus play an important role in plant metal tolerance and
detoxification. The changes of organic acid contents in terrestrial plants under arsenic stress have been well documented,
but little information is available regarding the changes of organic acids in aquatic plants under different arsenic speciation
treatments. The arsenic uptake abilities varied among the aquatic plants. The comparsion between plant species regarding
their arsenic鄄accumulating abilities could provide valuable information in understanding arsenic uptake mechanism. The
results of a previous study showed that Hydrilla verticillata can hyperaccumulate arsenic with an average concentration of 282
mg / kg in plants from water containing 0. 046 mg / L As. However, the concentrations of arsenic in Potamogeton malaianus
were only 129 and 121 mg / kgwhen exposed to 5. 0 mg / L As(芋) or As(吁), respectively.
In the present research, a hydroponic culture method, together with gas chromatography鄄mass spectrometry (GC鄄MS),
was used to evaluate the organic acid contents in plants and root exudation of Hydrilla verticillata ( arsenic
hyperaccumulator) and Potamogeton malaianus ( non鄄hyperaccumulator ) as affected by arsenic of different species
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[As(芋), As(吁), dimethylarsinate (DMA)]. Arsenic concentrations were applied in the range of 0—5. 0 mg / L. The
results showed that the natural contents of oxalic, malonic, citric, malic and palmitic acids in H. verticillata were
significantly higher than those of P. malaianus (P<0. 05). In As(芋) treatments, the contents of citric, malic, palmitic,
linolenic and total organic acids significantly decreased in H. verticillata, and the similar decreasing trend was also observed
for palmitic acid content in P. malaianus. In the As(吁) treatments, a significant decrease was observed for the contents
of palmitic acid and total organic acids in H. verticillata and palmitic acid in P. malaianus. In the DMA treantments, the
contents of oxalic, citric and malic acids significantly decreased in H. verticillata, and the decreasing trend was also
observed for the contents of palmitic, linolenic and total organic acids in P. malaianus. The contents of palmitic acid,
linolenic acid, or total organic acid was negatively correlated to arsenic concentrations in H. verticillata in As (芋)
treantments, and the negative correlation was also found between oxalic acid and arsenic concentration in As ( 吁)
treantments (P<0. 05). A significantly negative correlation was also noted between the contents of palmitic acid, linolenic
acid, or total organic acid and concentrations of arsenic in P. malaianus in As(芋) or DMA treantments. Citric acid
content also negatively correlated to arsenic uptake in DMA treantment (P<0. 05). Oxalic, malonic, succinic and palmitic
acids were determined in the root exudates of two tested plants, and a significantly positive correlation was observed between
the concentration of oxalic exudation and that of arsenic in H. verticillata in As(芋) or As(吁) treantments. The present
study concludes that root exudation of oxalic is one of impotrant mechanisms in arsenic hyperaccumulation by H. verticillata
in As(芋) or As(吁) treantment.
Key Words: arsenic; organic acid; root exudates; Hydrilla verticillata; Potamogeton malaianus
植物耐受重金属毒害的机制复杂,其中最主要和普遍的机制是通过诱导合成金属配位复合体,这些配位
体包括有机酸、氨基酸、植物络合素和金属硫蛋白等[1]。 有机酸广泛存在于植物体和周围环境中,易与金属
离子发生络合或螯合作用,形成重金属配位体,参与重金属的吸收、运输、积累等生理代谢过程,对重金属耐性
和解毒起重要作用[2]。 植物体内或根际区域螯合重金属的有机酸主要有草酸、苹果酸、柠檬酸等[3]。 在 Al富
集型植物体内,植物通过形成 Al鄄有机酸复合物进行解毒,如在八仙花属(Hydrangea)和荞麦属(Buckwheat)
中,以 Al鄄柠檬酸盐(1颐1)和 Al鄄草酸盐(1颐3)的络合物形式存在[4]。 而且,在荞麦(Fagopyrum esculentum)中,
铝以 Al鄄柠檬酸盐络合物形式从根部运输到地上部分[5]。 Zn 超富集植物遏蓝菜(Thlaspi caerulescens)茎中苹
果酸最为丰富,其次是柠檬酸、琥珀酸和草酸,茎中可溶性 Zn 含量与草酸和苹果酸呈显著正相关[6],用 X 射
线吸收光谱分析表明,遏蓝菜地上部 Zn主要为柠檬酸结合态,约占地上部 Zn总量的 38% [7]。
在 As胁迫下植物有机酸含量的变化已有一些报道。 Wang 等[8]对 As 胁迫下不同砷富集能力的几种蕨
类植物体内有机酸的响应研究发现,几种有机酸的含量在砷超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata)、井栏边草
(Pteris multifida)和非超富集植物半边旗(Pteris semipinnata)中不存在显著差异。 在根系分泌物中,低分子量
有机酸对金属离子的螯合、配位效应,对矿质营养和金属离子的迁移起到重要作用[9]。 Tu 等[10]研究表明,在
As胁迫下蜈蚣草根分泌物主要是植酸和草酸,虽然非超富集植物波士顿蕨(Nephrolepis exaltata)中也有这两
种有机酸生成,但蜈蚣草根分泌的植酸和草酸含量分别为波士顿蕨的 0. 46—1. 06 倍和 3—5 倍,表明有机酸
能将土壤中的 As有效活化并转移至叶片。
上述研究均针对陆生蕨类植物进行。 除陆生植物外,水生植物种类繁多,其中不乏有对 As大量吸收和富
集的植物。 如水葫芦(Eichhornia crassipes)能大量吸收 As、Cd、Cr、Cu、Ni和 Se[11];Robinson等[12]的研究显示,
在 As含量为 0. 05 mg / L的地热附近水域中,金鱼藻( Ceratophyllum demersum L. )体内 As 含量达到 284 mg /
kg;黑藻(Hydrilla verticillata)在 As含量为 0. 046 mg / L 水体中,平均 As 含量为 282 mg / kg[13];Srivastava 等发
现水生沉水草本植物黑藻暴露在 25 滋mol / L(1. 873 mg / L)的 As(芋)时砷含量达到 315 mg / kg(干重),暴露在
250 滋mol / L(18. 73 mg / L)的As(吁)时达到 205 mg / kg,是一种砷超富集植物,也是受砷污染水体理想的植物
3005摇 16 期 摇 摇 摇 钟正燕摇 等:砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 摇
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修复材料[14]。 潘义宏等[15]的研究表明,金鱼藻、黑藻和八药水筛(Blyxa octandra (Roab) Planch. ex Thw. )对
As的富集系数分别达到 887、1019 和 1206。 但是,作为水生沉水植物的竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)
分别在 5. 0 mg / L的 As(芋)、As(吁)和 DMA 培养时,吸收 As 含量仅为(129依25)、(121依21)和(23依7)mg /
kg,其对砷的富集显著低于黑藻[16]。
As虽是植物生长的非必需元素,但其容易被植物和动物吸收而最终进入人体。 As毒性很强,一般而言,
无机 As毒性大于有机 As,总体表现为 As(芋)>As(吁)>DMA(二甲基胂酸,dimethylarsinic acid)。 本研究以
水生 As超富集植物黑藻(H. verticillata)和非 As超富集植物竹叶眼子菜(P. malaianus)为供试材料,在室内
水培条件下,研究外源添加不同浓度 As(芋)、As(吁)或 DMA对 2 种植物 As吸收、有机酸体内生成和体外分
泌的影响,以发现砷胁迫下不同砷富集能力水生植物有机酸含量的变化规律,探索有机酸在水生植物砷富集
中的作用。
1摇 材料与方法
1. 1摇 植物材料
黑藻采自云南省昆明市五甲塘湿地公园水域,竹叶眼子菜采自昆明市松华坝水库(昆明市饮用水源地)
附近盘龙江上游水域。 植物用大量自来水洗净后,用 1 / 10 的 Hoagland 营养液进行适应性培养,培养 10 d 后
选取长势良好、生长一致的植株进行水培实验。
1. 2摇 实验方法
1. 2. 1摇 植物培养方法
用容积为 2. 5 L的塑料桶,分别进行黑藻和竹叶眼子菜在不同形态和浓度 As 处理下吸收 As 的水培实
验。 As(芋)、As(吁)、DMA分别以 NaAsO2、Na2HAsO4·7H2O、C2H6AsNaO2·3H2O形式添加,As离子浓度以
纯 As计。 每种形态 As设置 5 个处理浓度,分别为 0(对照)、0. 3、1. 0、3. 0、5. 0 mg / L,植物于第 10 天收获。
每个处理设置 4 个重复,分别培养约 30. 0 g植物,所有培养在温室自然光照下完成,气温变化为 18—25 益。
1. 2. 2摇 样品预处理
培养结束后取出植株,先后用自来水、0. 1 mol / L HCl 和去离子水反复冲洗,用滤纸吸干水分后测量鲜重。
植物分成两部分,一部分装入塑料封口袋中,-40 益冷冻保存,然后加 0. 2 mol / L 磷酸缓冲液(PBS,pH = 7)在
液氮中仔细研磨成粉状,再用真空冷冻干燥系统在-55 益下冷冻干燥至无水分,得到冻干的精细粉末后过 0.
42 mm筛备用;另一部分于 105 益杀青 30 min,在 70 益下烘干至恒重,磨碎后过 0. 25 mm 尼龙筛,用 HNO3 鄄
HClO4消化[17],处理好的样品用氢化物发生鄄原子吸收光谱法测定 As 的含量,其加标回收率在 92%—99%之
间。 培养后的溶液加入 1 mL 0. 5 mol / L的 CaCl2溶液于-40 益冷冻保存,取 1000 mL在旋转蒸发仪上 40 益浓
缩,用甲醇定容至 20 mL,并经 0. 45 滋m微孔滤膜过滤,用于分泌物中有机酸含量的测定。
原子吸收光谱采用美国 Varian公司产品(AA240FS 型),氢化物发生器购自北京瀚时制作所(WHG鄄103
型),真空冷冻干燥系统购自北京博医康实验仪器有限公司(FD鄄1C鄄50 型),旋转蒸发仪购自上海亚荣生化仪
器厂(RE52CS鄄1 型)。
1. 2. 3摇 有机酸测定方法
(1) 工作曲线
参照 Wang等[8]的方法,分别准确称取草酸、丙二酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、棕榈酸和亚麻酸各 1. 000
g,用甲醇溶解并定容到 100 mL,得到 10 mg / mL 的有机酸储备液。 分别取该储备液 5,2,0. 4,0. 08 mL(相当
于有机酸 50,20,4,0. 8 mg)于 250 mL圆底烧瓶中,准确加入 1. 0 mL戊二酸甲醇溶液(内标物,1. 000 g 戊二
酸用甲醇定容到 100 mL),再准确加入 10% H2SO4 鄄CH3OH溶液 25 mL,在 60—65 益水浴中甲酯化 6. 0 h。 酯
化液转入盛有 40 mL水的 100 mL分液漏斗中,用 CH2Cl2萃取 3 次(10 mL /次),合并有机相,用 30 mL 饱和
NaCl溶液洗涤,在无水 Na2SO4上干燥,浓缩至 1 mL后进行气质联用(GC鄄MS)分析。 图 1 为有机酸测定色谱
图。 根据各不同浓度得到有机酸峰面积和内标峰面积,得出各有机酸工作曲线,如表 1 所示。
4005 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 1摇 有机酸标准曲线
Table 1摇 Standard cures of organic acids
有机酸
Organic acids
出峰时间 / min
Peak time
回归方程
Regression equation r
草酸 Oxalic acid 8. 62 A=0. 0689 C + 0. 0001 0. 999
丙二酸 Malonic acid 10. 58 A=0. 2447 C-0. 0020 1. 000
琥珀酸 Amber acid 12. 15 A=0. 3731 C-0. 0129 1. 000
苹果酸 Malic acid 19. 22 A= 0. 0815 C + 0. 0013 1. 000
棕榈酸 Palmitic acid 22. 45 A=0. 7334 C-0. 0570 0. 998
柠檬酸 Citric acid 25. 25 A=0. 3454 C-0. 0066 0. 999
亚麻酸 Linolenic acid 27. 20 A=0. 5715 C-0. 0746 0. 998
摇 摇 A为峰面积 /内标物峰面积,C为有机酸含量(mg)
图 1摇 样品及标准品的有机酸色谱图
摇 Fig. 1 摇 Chromatograms of organic acids in plant samples
and standard
(1)草酸;(2)丙二酸;(3)琥珀酸;(4)戊二酸(内标物);(5)苹果
酸;(6)棕榈酸;(7)柠檬酸;(8)亚麻酸
(2) 样品处理
称取 0. 5 g冻干的植物粉末,用筒型滤纸包裹置于
索氏抽提管中,用石油醚回流抽提 6 h,弃去石油醚,将
包有筒型滤纸的植物粉末在空气中风干。 干燥后的植
物粉末转入 250 mL 圆底烧瓶中,加入 80%的甲醇 45
mL,在 80 益水浴中回流提取 45 min,提取液过滤、冷却
后定容至 50 mL。 植物样品和分泌物中有机酸的酯化
方法同上述工作曲线的制作基本相同,所不同的是酯化
液干燥处理后用 0. 45 滋m 针头过滤器过滤,注入色谱
进样瓶中于 4益冰箱保存备用,最后进行 GC鄄MS 分析。
利用回归方程计算出有机酸含量。
(3) GC鄄MS分析条件
色谱仪:GC鄄MS(Perkin Elmer Clarus 600);毛细管
柱:ZB-FFAP,30 m伊0. 25 mm伊0. 25 滋m;进样量:1 滋L,
不分流,进样口温度:220 益;载气:He,0. 8 mL / min;程
序升温:50 益下保持 2 min,然后 6 益 / min 的速度升至
230 益,保持 10 min,总时间 40 min;检测器:Clarus 600
MS,检测器温度 200 益。
1. 2. 4摇 统计分析
运用统计分析系统 Statistical Analysis System(SAS) 进行单因素或双因素方差分析,多重比较采用 Tukey忆
s HSD法,显著性水平 P取 0. 05,极显著水平 P取 0. 01。
2摇 结果与分析
2. 1摇 植物对不同形态砷的吸收
由图 2 可知,黑藻吸收 As含量均随添加砷浓度的增加而升高,但对各个形态 As的吸收不同。 双因素方
差分析可知,不同 As形态和浓度以及二者交互作用均对黑藻体内 As 含量有极显著影响(P<0. 01),其中 As
(芋)培养条件下黑藻吸收 As最多,其次为As(吁)和 DMA。 与对照相比,所有浓度 As(芋)或As(吁)处理均
极显著提高黑藻体内 As含量(P<0. 01),在 5 mg / L As(芋)、As(吁)或 DMA处理下黑藻吸收 As最大值分别
为(285依23)、(218依30)、(89依40)mg / kg(干重),极显著高于其它浓度处理(P<0. 01)。
由图 2 可知,竹叶眼子菜对各个形态 As的吸收也不同,双因素方差分析可知,不同 As形态和浓度以及二
者交互作用均对竹叶眼子菜体内 As含量有极显著影响(P<0. 01)。 在 5 mg / L As(芋)、As(吁)或 DMA 处理
下,竹叶眼子菜吸收 As最大值分别为(167依29)、(148依17)、(50依5)mg / kg(干重)。 与对照相比,1. 0、3. 0、
5005摇 16 期 摇 摇 摇 钟正燕摇 等:砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 摇
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5郾 0 mg / L As(芋)和As(吁)处理都极显著提高竹叶眼子菜体内 As含量(P<0. 01)。
在 5. 0 mg / L的不同形态 As处理下,在 As(芋)和As(吁)处理时黑藻体内的 As 含量均极显著高于竹叶
眼子菜(P<0. 01),DMA处理时黑藻体内 As含量显著高于竹叶眼子菜(P<0. 05)。
图 2摇 不同形态砷处理下 2 种植物对砷的吸收
Fig. 2摇 Uptake of arsenic by two plants under different arsenic speciation treatments
2. 2摇 不同形态砷处理对植物有机酸含量的影响
由表 2 可知,不同形态 As处理下,和对照相比,随砷处理浓度的升高,黑藻体内 7 种有机酸和总有机酸含
量均呈下降趋势;竹叶眼子菜体内有机酸只有柠檬酸、棕榈酸、亚麻酸和总有机酸有所下降。 在 As(芋)处理
时,黑藻除丙二酸和琥珀酸外的其它有机酸和总有机酸都有不同程度的显著下降;在As(吁)处理时,黑藻草
酸、柠檬酸、棕榈酸和总有机酸显著下降,但竹叶眼子菜在 As(芋)或As(吁)处理时仅有棕榈酸下降显著。
不同浓度 As(芋)处理,均使黑藻柠檬酸、棕榈酸和总有机酸含量显著下降(P<0. 05),竹叶眼子菜中棕榈
酸含量也显著下降(P<0. 05);0. 3—3. 0 mg / L As(吁)处理,显著降低黑藻棕榈酸和总有机酸含量,但 5. 0
mg / L则显著降低草酸含量。 As(吁)处理时竹叶眼子菜只有棕榈酸在所有浓度处理呈显著下降,0. 3 mg / L处
理时草酸则显著增加;在不同浓度 DMA处理时,黑藻体内草酸含量均显著下降,竹叶眼子菜总有机酸含量显
著下降。
在 3. 0 mg / L浓度下,与As(吁)相比,DMA处理显著降低黑藻体内丙二酸含量,但显著增加棕榈酸和亚麻
酸含量;与 As(芋)相比,DMA处理则显著增加黑藻体内总有机酸含量。 在 0. 3—1. 0 mg / L浓度下,As(芋)比
As(吁)更能显著降低黑藻苹果酸含量(P<0. 05)。 在 3. 0 或 5. 0 mg / L 浓度下,与As(吁)或 DMA 相比,As
(芋)处理显著增加竹叶眼子菜草酸含量;与As(吁)相比,As(芋)处理显著增加丙二酸含量。 在 0. 3 或 5. 0
mg / L浓度下,与 DMA相比,As(芋)处理显著增加竹叶眼子菜苹果酸含量。 在 5. 0 mg / L 浓度下,与 DMA 相
比,As(吁)处理显著增加竹叶眼子菜柠檬酸、棕榈酸、亚麻酸和总有机酸含量。
黑藻体内亚麻酸含量最高,其次是棕榈酸,含量最少的是丙二酸和琥珀酸;竹叶眼子菜体内亚麻酸和棕榈
酸最高,含量最少的是草酸和丙二酸。 相同 As浓度处理下,黑藻草酸、丙二酸、柠檬酸、苹果酸和棕榈酸含量
显著多于竹叶眼子菜,亚麻酸却相反,琥珀酸和总有机酸含量不存在显著差异。 从谱图分析可看出,随着砷处
理浓度的增加,2 种植物体内并未发现有特异性的有机酸出现。
2. 3摇 植物砷含量与体内有机酸含量的相关性分析
在 As(芋)处理下(图 3),黑藻体内棕榈酸、亚麻酸和总有机酸含量与体内 As 含量均呈显著负相关( r =
-0. 495,P<0. 05;r= -0. 541,P<0. 05;r = -0. 397,P<0. 05),但草酸、琥珀酸、柠檬酸、丙二酸和苹果酸含量与
As含量的相关性均不显著(P>0. 05);在As(吁)的培养下,黑藻体内草酸与体内 As 含量呈显著负相关( r =
-0. 405,P<0. 05),其它 6 种有机酸和总有机酸与 As含量的相关性均不显著(P>0. 05);在 DMA培养下,黑藻
体内 7 种有机酸和总有机含量与 As含量的相关性均不显著(P>0. 05)。
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表 2摇 不同砷处理下黑藻和竹叶眼子菜体内有机酸含量比较(mg / kg,平均值依标准误,n=4)
Table 2摇 Contents of organic acids in Hydrilla verticillata and Potamogeton malaianus under As treatments (values are mean依SE)
有机酸
Organic
acids
处理浓度
Concentration
/ (mg / L)
黑藻 Hydrilla verticillata
As(芋) As(吁) DMA
竹叶眼子菜 Potamogeton malaianus
As(芋) As(吁) DMA
草酸 0 1459依578 a鄄A 1459依578 a鄄A 1459依578 a鄄A 42依15 b鄄A 42依15 b鄄A 42依15 b鄄A
Oxalic acid 0. 3 908依124 ab鄄A 1041依469ab鄄A 515依188 b鄄A 118依92 ba鄄A 229依60 a鄄A 23依6 b鄄A
1 677依17 ab鄄A 617依172 b鄄A 571依107 b鄄A 346依86 ba鄄A 100依46 ba鄄A 36依27 ab鄄A
3 518依273 b鄄A 698依163 ab鄄A 579依156 b鄄A 239依61 ba鄄A 14依7 b鄄B 59依38 ab鄄B
5 957依329 ab鄄A 609依274 b鄄A 582依93 b鄄A 620依156 a鄄A 11依4 b鄄B 104依51 a鄄B
丙二酸 0 380依132 a鄄A 380依132 a鄄A 380依132 a鄄A 124依14 a鄄A 124依14 a鄄A 124依14 a鄄A
Malonic acid 0. 3 371依49 a鄄A 355依99 a鄄A 324依52 a鄄A 159依45 a鄄A 194依27 a鄄A 96依15 a鄄A
1 341依46 a鄄A 293依8 a鄄A 333依24 a鄄A 316依93 a鄄A 150依48 a鄄A 100依8 a鄄A
3 306依22 a鄄AB 364依40 a鄄A 290依38 a鄄B 168依22 a鄄A 108依18 a鄄B 123依19 a鄄AB
5 491依25 a鄄A 368依43 a鄄A 394依23 a鄄A 249依110 a鄄A 111依24 a鄄B 131依34 a鄄AB
琥珀酸 0 211依52 a鄄A 211依52 a鄄A 211依52 a鄄A 148依27 a鄄A 148依27 a鄄A 148依27 a鄄A
Amber acid 0. 3 186依30 a鄄A 178依31 a鄄A 182依8 a鄄A 173依35 a鄄A 149依52 a鄄A 134依30 a鄄A
1 154依11 a鄄A 158依13 a鄄A 169依15 a鄄A 213依63 a鄄A 157依48 a鄄A 142依44 a鄄A
3 158依8 a鄄A 165依18 a鄄A 167依4 a鄄A 171依31 a鄄A 159依48 a鄄A 123依19 a鄄A
5 208依62 a鄄A 192依13 a鄄A 166依14 a鄄A 216依64 a鄄A 175依34 a鄄A 112依15 a鄄AB
柠檬酸 0 1860依291 a鄄A 1860依291 a鄄A 1860依291 a鄄A 393依47 a鄄A 393依47 a鄄A 393依47 a鄄A
Citric acid 0. 3 957依156 b鄄A 1087依152ab鄄A 1162依181ab鄄A 314依74 a鄄A 249依53 a鄄A 313依115 ab鄄A
1 890依171 b鄄A 968依123 b鄄A 789依131 b鄄A 319依44 a鄄A 253依82 a鄄A 330依84 ab鄄A
3 1028依32 b鄄A 1026依219 b鄄A 858依81 b鄄A 295依40 a鄄A 387依96 a鄄A 245依71 ab鄄A
5 1020依164 b鄄A 1471依300ab鄄A 1027依227 b鄄A 333依109a鄄AB 343依53 a鄄A 199依20 b鄄B
苹果酸 0 1493依145 a鄄A 1493依145 a鄄A 1493依145 a鄄A 516依84 a鄄A 516依84 ab鄄A 516依84 a鄄A
Malic acid 0. 3 924依100 b鄄B 1237依140 a鄄A 1103依110ab鄄AB 499依43 a鄄A 314依44 b鄄AB 262依37 ab鄄B
1 794依188 b鄄B 1098依66 a鄄A 864依146 b鄄AB 811依209 a鄄A 314依88 b鄄A 469依36 ab鄄A
3 909依94 b鄄A 1080依187 a鄄A 853依114 b鄄A 292依36 a鄄A 370依55 ab鄄A 349依138 ab鄄A
5 1081依64 ab鄄A 1223依276 a鄄A 970依176 b鄄A 831依138 a鄄A 715依228a鄄AB 217依60 b鄄B
棕榈酸 0 3058依316 a鄄A 3058依316 a鄄A 3058依316 a鄄A 1234依272 a鄄A 1234依272 a鄄A 1234依272 a鄄A
Palmitic acid 0. 3 1338依113 b鄄A 1171依450 b鄄A 1608依211 ab鄄A 473依123b鄄AB 293依39 b鄄B 788依218 ab鄄A
1 1016依105 b鄄A 859依195 b鄄A 945依198 b鄄A 409依76 b鄄A 318依102 b鄄A 530依139 cb鄄A
3 1044依267 b鄄B 1074依65 b鄄B 1623依72 ab鄄A 363依42 b鄄A 684依140 b鄄A 613依107 cb鄄A
5 594依130 b鄄A 1777依315ab鄄A 1776依708 ab鄄A 330依38 b鄄B 617依68 b鄄A 246依23 c鄄B
亚麻酸 0 3928依740 a鄄A 3928依740 a鄄A 3928依740 a鄄A 6939依798 a鄄A 6939依798 a鄄A 6939依798 a鄄A
Linolenic acid 0. 3 2119依230ab鄄A 2007依659 a鄄A 3300依617 a鄄A 5966依1077ab鄄A 4507依417 a鄄A 5148依794 b鄄A
1 2039依566 b鄄A 1817依779 a鄄A 1845依306 a鄄A 5490依127 ab鄄A 5205依1720a鄄A 4905依216 b鄄A
3 1507依1062b鄄B 2199依357 a鄄B 3315依425 a鄄A 5895依73 ab鄄A 5496依1345a鄄A 4509依720 b鄄A
5 1062依469 b鄄A 3790依810 a鄄A 3380依282 a鄄A 4790依608 b鄄AB 5471依925 a鄄A 3944依386 b鄄B
总有机酸 0 12390依2164a鄄A 12390依2164a鄄A 12390依2164a鄄A 9396依1146 a鄄A 9396依1146a鄄A 9396依1146a鄄A
Total organic 0. 3 6802依359 b鄄A 7076依1164 b鄄A 8194依988 ab鄄A 7702依1484 a鄄A 5937依871 b鄄A 6763依1033b鄄A
acid 1 5910依399 b鄄A 5810依1191 b鄄A 5516依624 b鄄A 7903依1298 a鄄A 6496依1059ab鄄A 6512依530 b鄄A
3 5471依706 b鄄B 6607依629 b鄄AB 7686依583 ab鄄A 7421依933 a鄄A 7216依2169ab鄄A 6023依891 b鄄A
5 5412依903 b鄄A 9431依1083ab鄄A 8295依1706ab鄄A 7369依1048 a鄄A 7443依1134ab鄄A 4953依450 b鄄B
摇 摇 表中数字后小写字母表示同一植物在相同砷形态下不同砷处理浓度间的差异(纵向),大写字母表示同一植物相同砷浓度下不同砷形态处
理之间的差异(横向); 同一列(或行)中,字母不同表示差异显著(P<0. 05),字母相同则表示差异不显著(P>0. 05)
在 As(芋)的处理下(图 4),竹叶眼子菜体内棕榈酸、亚麻酸和总有机酸含量与体内 As 含量均呈显著负
7005摇 16 期 摇 摇 摇 钟正燕摇 等:砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 摇
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相关( r= -0. 650,P<0. 05;r = -0. 445,P<0. 05;r= -0. 262,P<0. 05),但草酸、丙二酸、琥珀酸、柠檬酸和苹果
酸含量与 As含量的相关性均不显著(P>0. 05);在As(吁)处理下,竹叶眼子菜体内 7 种有机酸和总有机酸含
量与 As含量的相关性均不显著(P>0. 05);在 DMA 的培养下(图 4),竹叶眼子菜体内柠檬酸、棕榈酸、亚麻
酸、总有机酸含量与体内 As 含量均呈显著负相关( r = -0. 578,P<0. 05;r = -0. 596,P<0. 05;r = -0. 604,P<
0郾 05;r= -0. 596,P<0. 05),但草酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸含量与 As含量的相关性均不显著(P>0. 05)。
图 3摇 As(芋)处理下,黑藻 As含量与有机酸含量的相关分析
Fig. 3摇 Correlation analysis between the concentrations of As and organic acids in H. verticillata at As(芋) treatments
2. 4摇 植物体内砷含量与植物分泌有机酸之间的相关分析
不同 As形态和浓度培养下,黑藻和竹叶眼子菜分泌物中均检测出草酸、丙二酸、琥珀酸和棕榈酸。 但仅
在 As(芋)和As(吁)培养下,黑藻分泌的草酸含量与体内 As 含量呈显著正相关( r = 0. 723,P<0. 05; r =
0郾 815,P<0. 05)(图 5 A、B),黑藻 DMA和竹叶眼子菜 3 种形态 As处理下分泌出的草酸含量与体内 As 含量
的相关性均不显著(图 5C、D、E、F)。 2 种植物分泌物中丙二酸、琥珀酸和棕榈酸含量与 As 含量的相关性均
不显著(P>0. 05)。
不同形态砷处理下黑藻和竹叶眼子菜分泌草酸含量如表 3 所示,黑藻和竹叶眼子菜分泌出的草酸相差最
少的是在 1. 0 mg / L As(吁)处理时,黑藻分泌草酸含量是竹叶眼子菜的 0. 91 倍;相差最多的是在 5. 0 mg / L
As(芋)处理时,黑藻分泌草酸含量是竹叶眼子菜的 2. 61 倍。 不同浓度 As(芋)处理,使黑藻分泌草酸含量显
著升高(P<0. 05),竹叶眼子菜变化不显著;3. 0—5. 0 mg / L As(吁)处理时黑藻分泌草酸含量显著升高(P<0.
05),As(吁)处理时竹叶眼子菜草酸变化不明显;不同浓度 DMA处理时,黑藻分泌草酸含量变化均不显著,竹
叶眼子菜在 5. 0 mg / L处理时草酸分泌显著增加(P<0. 05)。 在 1. 0 mg / L 浓度下,与 As(芋)或 DMA 相比,
As(吁)显著降低黑藻草酸的分泌;在 5. 0 mg / L浓度下,与 DMA相比,As(芋)或As(吁)显著降低竹叶眼子菜
草酸的分泌。
8005 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 4摇 竹叶眼子菜 As含量与有机酸含量的相关分析
Fig. 4摇 Correlation analysis between the concentrations of As and organic acids in P. malaianus
As(芋):As(芋)处理;DMA: 二甲基胂酸处理
表 3摇 不同形态砷处理下黑藻和竹叶眼子菜分泌草酸含量(滋g / L,平均值依标准误差,n=3)
Table 3摇 Contents of oxalic acids in root exudates of Hydrilla verticillata and Potamogeton malaianus under different As speciation treatments
(values are mean依SE)
砷处理浓度 / (mg / L)
Arsenic concentration
黑藻 Hydrilla verticillata
As(芋) As(吁) DMA
竹叶眼子菜 Potamogeton malaianus
As(芋) As(吁) DMA
0 51. 4依15. 4 c鄄A 51. 4依15. 4 b鄄A 51. 4依15. 4 a鄄A 45. 3依13. 6 ab鄄A 45. 3依13. 6 a鄄A 45. 3依13. 6 b鄄A
1 128. 4依8. 9 ab鄄A 40. 0依12. 1 b鄄B 115. 2依10. 9 a鄄A 67. 2依11. 9 a鄄A 43. 8依10. 9 a鄄A 54. 8依20. 8 ab鄄A
3 92. 3依5. 6 b鄄A 103. 6依13. 5 a鄄A 122. 1依66. 3 a鄄A 39. 0依5. 0 b鄄A 60. 8依20. 1 a鄄A 61. 7依3. 4 ab鄄A
5 153. 2依24. 7 a鄄A 131. 4依23. 9 a鄄A 135. 0依21. 7 a鄄A 58. 7依9. 1 ab鄄B 52. 1依9. 0 a鄄B 90. 6依17. 2 a鄄A
摇 摇 表中数字后小写字母表示同一植物在相同砷形态下不同砷处理浓度间的差异(纵向),大写字母表示同一植物相同砷浓度下不同砷形态处
理之间的差异(横向); 同一列(或行)中,字母不同表示差异显著(P<0. 05),字母相同则表示差异不显著(P>0. 05)
3摇 讨论
有机酸大部分是在线粒体中通过三羧酸循环产生,如草酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸,而三羧酸循环是糖、
9005摇 16 期 摇 摇 摇 钟正燕摇 等:砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 摇
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图 5摇 黑藻和竹叶眼子菜体内 As含量与草酸分泌量的相关性
Fig. 5摇 Correlation analysis between the concentrations of As and oxalic acid exudation in H. verticillata and P. malaianus
脂肪、蛋白质的分解和代谢通路,柠檬酸是该循环的第一个产物;也有少量能通过乙醛酸循环体产生,如琥珀
酸、苹果酸、乙醛酸。 有机酸主要储存在液泡。 有机酸在植物体内的作用主要有:作为三羧酸循环的中间产物
参与能量的产生,如柠檬酸和苹果酸,平衡细胞中阳离子,维持细胞渗透势,参与离子转运,控制营养元素的可
利用性等[8]。 有机酸易与金属发生络合或者螯合作用形成配位体,参与重金属的吸收、运输和积累等过
程[2],并且有机酸能通过液泡膜上的运输体或通道蛋白与有毒性的金属离子结合将其运输到液泡中,使细胞
器中重金属维持在较低水平,利用细胞区室化作用降低金属离子的毒性[18],同时有机酸能与重金属的结合,
减少了重金属对胞内重要蛋白质或酶结合的机会,从而减轻重金属的毒性[19]。 草酸在调节植物细胞 Ca2+浓
度、pH等生理过程中起作用,并在植物适应环境胁迫中发挥重要功能,水稻(Oryza sativa)体内草酸有抗铅毒
作用,相对铅敏感水稻品种,抗铅毒性较强的品种,根中草酸含量及分泌草酸速率在铅处理后均明显增加,外
源添加草酸可缓解铅毒对水稻根生长的抑制[20]。 大麦(Hordeum vulgare L. )在铝离子存在下,根系会短时间
释放柠檬酸,并且在大豆耐铝毒品种中,铝离子诱导根系分泌柠檬酸是特殊阴离子通道蛋白控制的主动运输
0105 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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过程[21]。 对砷超富集植物蜈蚣草的研究表明,蜈蚣草羽片液泡是 As的主要储存部位,液泡对 As有明显的区
隔化作用,是蜈蚣草能解除 As毒性的重要原因[22]。
本研究表明,黑藻体内含有大量的有机酸,其中草酸、丙二酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸含量均显著高于竹
叶眼子菜,说明有机酸在黑藻体内对 As的积累和贮存可能发挥了重要作用,是黑藻比竹叶眼子菜吸收和富集
As能力更强的原因之一。 这与许多超富集植物的研究基本一致,许多超富集植物中均发现有机酸的含量很
高。 如在多金属超富集植物圆锥南芥(Arabis paniculata)中检测出大量苹果酸、乙酸和柠檬酸[23],Zn、Cd 超富
集植物遏蓝菜(T. caerulescens L. )地上部苹果酸含量最高,然后依次为柠檬酸、琥珀酸和草酸[6];在根部可检
测到高浓度的柠檬酸、苹果酸和丙二酸[24]。 同样,在 Zn超富集植物拟南芥属(Arabidopsis halleri)中检测出高
含量的苹果酸和柠檬酸[25]。
与此同时,随着 As含量的增加,黑藻和竹叶眼子菜体内大部分有机酸都呈下降趋势,其中部分有机酸与
体内 As含量均呈显著负相关(P<0. 05)(图 3 和图 4)。 其原因一方面可能是在一些重金属的胁迫下,有机酸
的合成受到影响或影响到相关酶的新陈代谢,使有机酸合成降低。 类似的研究表明,在高浓度的 Cd 处理时
圆锥南芥会降低地上部苹果酸和柠檬酸含量,而且地下部苹果酸和乙酸的含量也降低[23]。 对野牡丹
(Melastoma malabathricum)的研究发现,随 Al浓度增加,对三羧酸循环相关的酶产生影响,使苹果酸、琥珀酸
和 琢鄄酮戊二酸含量降低[26];另一方面,可能是有机酸向根外分泌,导致体内有机酸含量减少。 在环境胁迫条
件下,有机酸的运输和分泌能力都会有所提高[27]。 有机酸减少的原因也可能是植物分泌有机酸来改变周围
环境的 pH值、Eh和有机质等,来活化水体中的 As,以此促进 As的吸收。
植物分泌的有机酸在养分活化和改善环境胁迫方面具有重要作用。 有研究表明[28鄄29],植物在重金属胁
迫下会大量分泌一系列的物质,改变根际环境 pH 值、Eh 等,影响根系对重金属的吸收。 有机酸是常见的分
泌物之一,它与重金属结合,发生螯合、络合或沉淀作用,或将金属滞留在土壤中,或者进入到植物体内,也能
改变根际微生物的组成、活性来间接改变重金属的数量和活度。 这是植物抵抗重金属毒害的一种机理,也是
某些超富集植物能更加有效地吸收重金属的主要原因之一。 有机酸主要络合 Fe(芋)、Zn(域)、Al(芋),柠檬
酸、草酸络合铝的能力最大,其次是苹果酸、乙酸和苯二酸,柠檬酸和草酸能增加 Pb、Cd的溶解度[30]。
为了进一步研究在黑藻和竹叶眼子菜中是否存在有机酸向根外分泌,以及分泌的量和砷富集量的相关
性,本研究进行了根系分泌物中有机酸的分析测定。 在分泌物中 2 种植物均检测出有草酸、丙二酸、琥珀酸和
棕榈酸,在 As(芋)和As(吁)处理时黑藻分泌的草酸和体内 As 含量呈显著的正相关(P<0. 05) (图 5),As
(芋)和As(吁)处理时,黑藻能大量吸收和富集 As,并且黑藻分泌出的草酸是竹叶眼子菜的 0. 91—2. 61 倍,
说明草酸在黑藻吸收和富集 As 发挥重要作用。 另据报道,生长在受 Cu、Pb、Cd、Zn 污染的沉积物上的秋茄
(Kandelia candel L. )能分泌出甲酸、丁酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸[31]。 在 30 和 50 mg / kg 的 Cd 处理时,秋茄能
分泌大量的苹果酸和柠檬酸[32]。 也有研究表明,在受到 As 胁迫时,蜈蚣草根部能大量的分泌植酸和草酸来
活化 As来提高对 As的吸收[10]。
一般而言,无机砷毒性大于有机砷,其毒性呈 As(芋)>As(吁)>DMA,As(芋)处理均使 2 种植物体内棕
榈酸、亚麻酸和总有机酸含量显著下降,但As(吁)对这几种有机酸却无此现象,因此毒性较强的 As(芋)对有
机酸的影响较为明显。 并且在 DMA处理时,黑藻有机酸不随 As含量的升高而显著下降,但竹叶眼子菜的棕
榈酸、亚麻酸和总有机却有显著降低,黑藻对毒性较低的 DMA有较强的耐性。 在相同浓度不同 As形态处理
下,植物体内 As含量在高浓度处理时有显著差异,但有机酸的差异却同 As形态之间相关性不显著(表 2),说
明 As的形态是影响植物吸收 As的主要原因,但并不是影响体内有机酸变化的原因。
致谢:昆明理工大学环境科学与工程学院潘波教授对本文写作给予帮助,特此致谢。
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