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采用野外调查与室内实验相结合的方法,研究细胞分裂素(CTK)在植物超富集砷中的作用和机理。首先通过野外调查,对云南个旧市沙甸乡某重金属污染区6个采样点进行污染分区,并对5种植物叶片内源CTK含量进行了测定；其次,通过一系列室内土培实验,研究不同浓度(0-200mg-kg-1) As(V)对砷超富集植物大叶井口边草(Pteris cretica var. nervosa)和非砷超富集植物剑叶凤尾蕨(Pteris ensiformis)生物量、株高、叶片内源CTK、叶绿素、可溶性蛋白质和砷含量的影响,并用逐步回归法分析了植物叶片内源CTK含量与砷含量、叶绿素和可溶性蛋白质含量之间的关系,同时研究了100mg·kg-1As(V)胁迫下植物叶片CTK、砷形态、叶绿素和可溶性蛋白质含量的时间动态变化；最后,采用室内水培法,在同一浓度(2mg·L-1)的3种不同形态砷[As(III). As(V)或二甲基砷(DMA)]培养下,研究外源添加不同浓度CTK (0-1.0mg·L-1),对上述2种植物生物量、不同形态砷吸收量、叶片砷形态以及叶片主要抗氧化酶活性和细胞膜脂过氧化产物丙二醛含量的影响。本研究测定的内源细胞分裂素是玉米素(trans-Z,简称Z),外源添加的人工合成细胞分裂素是激动素(kinetin,简称KT),为了简化全文均以CTK表示。论文主要研究结果表明：1.野外调查发现,除Cu以外,研究区域土壤中Pb、 Zn、 Cd和As平均含量均远超国家土壤环境质量三级标准(GB15618-1995),经聚类分析6个采样点分属4个污染梯度(较轻、轻、中和重污染)。砷超富集植物蜈蚣草(Pteris vittata)和铅超富集植物鬼针草(Bidens pilosa)随着重金属污染梯度的增加,其叶片内源CTK含量能够维持在较高水平或显著增加,其余3种非超富集植物则显著下降。因此,重金属胁迫下高含量的CTK对超富集植物维持正常生长起重要作用。2.在室内不同浓度As(V)砷胁迫下,砷超富集植物大叶井口边草能够维持生长,而非砷超富集植物剑叶凤尾蕨生长受到抑制。大叶井口边草叶片内源CTK含量在中、高浓度As(V)胁迫下显著增加,而剑叶凤尾蕨则显著下降。因此,室内实验进一步证实砷胁迫下大叶井口边草具有更高的CTK水平以维持正常生长。大叶井口边草吸收到体内的砷存在形态以As(Ⅲ)为主,剑叶凤尾蕨则以As(V)为主。多元逐步回归分析显示,2种植物叶片中内源CTK含量与As(V)和叶绿素含量呈显著正相关。49天的动态监测表明,大叶井口边草叶片中的CTK和叶绿素含量在第43天达到最大值,而剑叶凤尾蕨从第1天后便持续下降。3.在同一浓度(2mg·L-1)无机砷[As(III)或As(V)]水培条件下,砷超富集植物大叶井口边草叶片砷存在形态仍主要以As(III)为主,而剑叶凤尾蕨则以As(V)为主；在DMA胁迫下,两种植物叶片砷形态均为DMA。外源添加不同浓度CTK处理后,2种植物对原先各形态砷的吸收量均显著增加,大叶井口边草在中间浓度CTK (0.5mg·L-1)处理下尤为明显,且大叶井口边草比剑叶凤尾蕨增加显著。在CTK作用下,大叶井口边草叶片中3种抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT和过氧化物酶POD)活性能够维持或显著增加,MDA含量则显著降低,剑叶凤尾蕨叶片MDA含量虽减少但显著高于大叶井口边草。总体来看,大叶井口边草抗氧化能力的提高以及对不同形态砷的吸收要显著高于剑叶凤尾蕨。因此,外源添加适量的CTK增强了砷超富集植物抗氧化酶的活性,对其缓解因砷胁迫造成的细胞膜脂过氧化损伤具有重要作用。