m.quanpro.cn
植物生長——防御權(quán)衡調(diào)控污染環(huán)境種植物修復效率
植物修復技術(shù)(phytoremediation)是利用植物提取、固定或解毒污染物的一種技術(shù)，近年來已成為緩解土壤污染的環(huán)境友好型手段。然而，在受污染的生態(tài)系統(tǒng)中生長的植物往往面臨強烈的環(huán)境脅迫，生長與防御過程之間還可能存在權(quán)衡關(guān)系(圖1)。目前，關(guān)于這種權(quán)衡如何調(diào)控復雜的多重金屬污染條件下的植物修復效率，相關(guān)研究仍較為匱乏。
中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)的研究人員以鉛、鋅、錳礦區(qū)污染環(huán)境中自然生長的21種植物為研究對象，對該科學問題展開研究。研究結(jié)合野外調(diào)查與生理生化分析，旨在揭示植物生長-防御權(quán)衡關(guān)系如何影響植物修復潛力。研究結(jié)果表明，植物修復并非是植物的固有性狀，而是由物種特異性的權(quán)衡關(guān)系所決定。在受污染生態(tài)系統(tǒng)中，隨著脯氨酸、抗氧化酶含量的增加以及脂質(zhì)過氧化水平的提升(防御資源分配)，植物葉綠素含量顯著下降(生長受到抑制)。這些結(jié)果表明，暴露在重金屬污染下，植物會將資源分配從生長轉(zhuǎn)向防御，作為一種適應(yīng)性策略。進一步分析發(fā)現(xiàn)，不同防御性狀在特定金屬的解毒過程中發(fā)揮的作用存在差異：脯氨酸滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的累積與鋅、鉛、錳、鎳、鎘、鈷、鉻、銅的植物修復過程均存在顯著相關(guān)性。結(jié)構(gòu)方程模型進一步證實，受污染環(huán)境在促進植物修復過程的同時，會增強植物的防御響應(yīng)并抑制生長相關(guān)的性狀(圖2)。
能夠在生長與防御之間維持資源平衡分配的物種，更能耐受有毒環(huán)境脅迫，對生態(tài)系統(tǒng)恢復更有貢獻。本研究對重金屬污染區(qū)域的環(huán)境管理、生態(tài)安全及生態(tài)修復工作具有重要意義。將植物生長-防御動態(tài)變化納入生態(tài)修復規(guī)劃體系，可能有助于提升生態(tài)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性，同時降低傳統(tǒng)工程修復技術(shù)的成本及環(huán)境影響。
相關(guān)研究以“Plant growth-defense trade-offs regulate phytoremediation efficiency and ecosystem resilience in the contaminated environments”為題，發(fā)表于Journal of Environmental Management上。版納植物園森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與動態(tài)研究組博士后Zeeshan Ahmad為第一作者，楊潔研究員為通訊作者，饒江波、Muhammad Ilyas、徐國瑞參與該研究。該研究得到云南省“興滇英才支持計劃”云嶺學者項目、云南省重點研發(fā)計劃等項目資助。
圖1 重金屬污染土壤中植物生長-防御權(quán)衡關(guān)系概念圖
圖2 環(huán)境污染、植物修復與植物生長-防御權(quán)衡的響應(yīng)關(guān)系
| 版權(quán)聲明： 1.依據(jù)《服務(wù)條款》，本網(wǎng)頁發(fā)布的原創(chuàng)作品，版權(quán)歸發(fā)布者（即注冊用戶）所有；本網(wǎng)頁發(fā)布的轉(zhuǎn)載作品，由發(fā)布者按照互聯(lián)網(wǎng)精神進行分享，遵守相關(guān)法律法規(guī)，無商業(yè)獲利行為，無版權(quán)糾紛。 2.本網(wǎng)頁是第三方信息存儲空間，阿酷公司是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者，服務(wù)對象為注冊用戶。該項服務(wù)免費，阿酷公司不向注冊用戶收取任何費用。 名稱：阿酷（北京）科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人：李女士，QQ468780427 網(wǎng)絡(luò)地址：www.arkoo.com 3.本網(wǎng)頁參與各方的所有行為，完全遵守《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護條例》。如有侵權(quán)行為，請權(quán)利人通知阿酷公司，阿酷公司將根據(jù)本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權(quán)作品。 |