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在国家核设施退役及放射性废物治理科研重点项目(14ZG6101)的资助下,本论文研究了铀及伴生重金属对美洲商陆生理生化特性的影响,分析了美洲商陆的耐逆性和富集机制,讨论了美洲商陆在修复铀尾矿库的可行性及应用前景。主要研究结果如下：(1)铀及伴生重金属锰、汞、铅和砷等单一胁迫下,美洲商陆发芽率均低于对照,分别为61.11%、58.00%、64.44%、75.55%和62.22%。复合胁迫下,铀浓度为37.5mg/L、锰浓度为125mg/L、汞浓度为1.25mg/L、铅浓度为62.5mg/L和砷浓度为4mg/L时,美洲商陆发芽率为对照的79.19%。铀含量与美洲商陆发芽率负相关(-6.388*)。汞对美洲商陆幼苗生长的影响不显著,铀、锰、铅和砷均表现为低促高抑,最大抑制率分别为96.32%、80.76%、88.40%和70.40%。低浓度铀及伴生重金属对幼苗生理生化指标影响不显著；高浓度铀、锰、铅、砷胁迫下,可溶性糖含量分别降低了16.55%、16.61%、53.30%、22.04%,丙二醛含量分别提高到2.67倍、1.61倍、1.19倍、2.51倍；铀、铅和砷胁迫下,平均抗氧化酶活性分别比对照组降低了31.98%、58.38%、28.11%；锰胁迫下,平均抗氧化酶活比对照组升高了48.11%。(2)铀及伴生重金属锰、汞、铅和砷等对美洲商陆生物量的影响均表现为低促高抑,阈值浓度分别为为25mg/kg,400 mg/kg,20 mg/kg,200mg/kg和60mg/kg;在最高浓度胁迫下,对生物量的抑制率分别为58.21%、16.88%、2.99%、32.71%和51.68%。复合胁迫下,砷对美洲商陆生长的抑制作用最为显著(R=-0.468)。铀和锰、铅、砷等交互作用系数分别为-0.488、-0.301、-0.398。高浓度铀及伴生重金属单一胁迫下,可溶性糖含量分别比对照组提高了37.92%、16.96%、9.22%、28.48%、44.80%；超氧化物歧化酶(SOD)分别是对照组的1.94倍、1.15倍、1.19倍、1.13倍、2.04倍；过氧化物酶(POD)分别是对照组的90.70%、86.81%、82.98%、98.82%、85.59%；过氧化氢酶(CAT)活性分别是对照组的1.12倍、1.22倍、1.41倍、1.07倍、1.33倍；丙二醛含量分别比对照组提高了39.01%、35.71%、39.83%、28.29%、29.39%。铀胁迫下,叶绿素a含量比对照组降低了26.92%,叶绿素b含量比对照组降低了22.72%,类胡萝卜素含量比对照组升高了47.67%；锰胁迫下,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量分别比对照组降低了27.74%、14.64%和37.20%;汞胁迫下,叶绿素b含量比对照组降低了57.07%,叶绿素a和类胡萝卜素含量变化不显著；铅胁迫下,叶绿素a和叶绿素b含量变化不显著,类胡萝卜素含量比对照组降低了25.58%；砷胁迫下,叶绿素a和类胡萝卜素含量变化不显著,叶绿素b含量比对照组降低了11.61%。铀及伴生重金属锰、汞、铅、砷等胁迫下,净光合速率分别降低了43.89%、28.45%、23.96%、24.09%、40.51%。(3) 200mg/kg铀胁迫下美洲商陆富集量最大,根、茎、叶中平均铀含量分别为133.57mg/kg、18.51mg/kg、22.41mg/kg,转移系数为0.31；50mg/kg铀处理下,转移系数最大,为0.57.800mg/kg锰胁迫下富集量最大,根、茎、叶中平均锰含量分别为84.25mg/kg、54.75 mg/kg、519.50mg/kg,转移系数为6.81；200mg/kg锰处理下转移系数最大,为9.34。40mg/kg汞胁迫下,美洲商陆对汞的富集总量最大,根、茎、叶中平均汞含量分别为5.88mg/kg、4.07mg/kg、5.16mg/kg,转移系数也最大,为1.92。400mg/kg铅胁迫下富集量最大,根、茎、叶中平均铅含量分别为47.10mg/kg、28.20mg/kg、43.75mg/kg,转移系数为1.52。120mg/kg砷胁迫下,根、茎、叶中平均砷含量分别为2.05mg/kg, 0.13mg/kg、0.78mg/kg,转移系数为为0.44铀及伴生重金属复合胁迫下,铀和锰、汞和砷之间存在拮抗作用,锰和汞、铅和砷之间存在协同作用。