二氧化硫对植物的影响 word (1)

1、 二氧化硫对植物的影响 张涛 20135937 摘 要：近年来 污染比较严重，它对植物有着多方面的影响。植物既受到 污染的影响，又对 的 影响具有一定程度的修复能力。本文总结了关于 单一污染物对植物生理生化的直接影响以及其适应机制，并提出对这方面研究的展望。 关键词：二氧化硫；植物；抗氧化酶我国是以煤为主要能源的国家，所以我国的大 气污染主要是以 污染为主。特别是近年来 我国经济的高速发展，更使煤炭以及石油的消耗量 达到了一个前所未有的高度，加剧了 的排放污 染。 是我国当前最主要的大气污染物，在个别 地区污染相当严重。 可通过气孔进入植物叶片 细胞后快速溶于细胞中，在细胞内释放出 、 和 等

2、，从而对细胞产生直接或间接的 伤害。也可与其它大气污染物进行化学反应，生成 各种硫酸盐，这些成分随雨水共同降落成为 “酸雨”，能够导致土壤和水系的酸化，干扰植物的代 谢，对生态系统有很大的破坏作用，从而间接地危 害人类健康。关于 污染环境对植物生理生化 及生长发育的影响已引起了众多学者的关注，并己 取得了长足的进展。近年来，在 的植物伤害症 状、伤害机理、对生理生化指标、植物组织结构影响 等方面取的研究得了许多进展。 1.二氧化硫对植物形态的影响李利红，仪慧兰等采用室内培养及密闭箱静 态熏气方法，研究了不同浓度 暴露对拟南芥叶 片形态的影响，结果显示： 暴露对拟南芥成熟叶 片的伤害主要是叶面伤

3、害斑的出现和叶片枯死，伤害程度与暴露浓度和时间呈正相关，暴露于低浓度 时叶面无伤害斑，随时间推移有少数叶片边缘 卷曲，但在停止暴露后恢复正常；中浓度时暴露的 植株叶片出现大小不等的透明斑，随着暴露时间的 延长，伤害症状发展为坏死斑，暴露于高浓度 的植株，叶片很快出现不规则形的黄色坏死斑，坏死斑的面积随暴露时间的延长而扩大，之后叶片大 量枯死。但在脱离高浓度 后伤害性斑点不再 增加，并能继续生长发育。 暴露对拟南芥植株的生长发育具有双向作 用，较低浓度 暴露对植株的生长发育有一定的 促进作用，高浓度 暴露会抑制植株的生长发 育，使株高、单株叶片数和单叶面积呈浓度依赖性 减少。 二氧化硫对植物生理

4、生化的影响 二氧化硫对植物气孔的影响 气孔是植物与外界环境间气体交换的主要通 道，气体污染物主要通过气孔进入叶组织，因此气 孔在大气污染物对植物的影响中占有相当重要的 地位。高吉喜通过试验表明：通常情况下 促 使植物气孔关闭，但也有某些植物经 熏气后气 孔关闭。气孔对 浓度的反应通常是 浓度 越大，气孔反应越快。 二氧化硫对植物细胞膜的影响细胞膜是植物细胞的重要组成部分，起着调节 控制细胞内外物质交流的屏障作用，当植物处在不 利环境条件下时，刺激首先作用于细胞膜。大量观 察研究表明，细胞膜也是 作用的最初部位，在 植物接触高浓度 后，膜首先受到损伤，继而膜 透性发生改变。植物膜透性对 的反应差

5、异通 常与植物的抗性有关，抗 强的植物，细胞膜对 的反应不敏感，反之则很敏感，因此细胞膜透性 变化常被作为衡量植物抗性强弱的一个重要指标。 除与植物种类有关外， 对植物细胞膜透性的影 响还与叶细胞的成熟度有关，通常幼叶抗性最强， 质膜透性在 处理后变化最小，成叶最敏感，在 与 短时间接触后膜透性即有大幅度增加，并随 处理时间延长增幅加大，老叶介于二者之中。 二氧化硫对植物光合色素含量的影响通过对多种植物的测试表明，低浓度的二氧化 硫就会导致地衣中叶绿素含量减少， 不仅减少 叶绿素含量，同时还促使叶绿素失镁而转化成脱镁 叶绿素，结果使植物叶子的颜色由鲜绿转变成褐 色，并随二氧化硫处理浓度提高，叶

6、绿素向脱镁叶 绿素的转化增多，色素破坏程度也随之加重。且当 植物叶片吸收的 超过叶片的清除能力时，就会 造成代谢紊乱，并使叶绿素的含量显著降低。温莉 娜，江波等对夹竹桃进行不同浓度（8.5/25.7和 ） 熏处理，观测到：不同 浓度与 叶绿素含量呈负相关，随着 胁迫浓度的增大， 叶绿素的含量与对照（ ）相比在逐渐下 降，胁迫浓度越大，叶绿素含量越小；在低浓度（ ） 处理时，叶片的叶绿素含量与对照相 比，处理前期的叶绿素含量略有上升，处理后期则 低于对照，变化幅度相对较小。这是由于植物能吸收、利用大气中微量 中的元素，以补充体内 元素的不足。夹竹桃叶片吸收了元素，可同化为 含硫氨基酸，如胱氨酸、

7、半胱氨酸和蛋氨酸，这些氨 基酸几乎是所有蛋白质的构成成分，从而有利于色 素蛋白的合成。而蛋氨酸则与叶绿素的合成直接 相关，叶绿素分子 环的形成必须由蛋氨酸提供甲 基。然而，植物对的需要量和耐性是有一定限度 的。随着熏气时间的延长，吸收、积累的 超过 夹竹桃叶片的需要量和清除机制时，就会造成代谢 混乱和对叶绿素产生漂白作用，从而显著降低叶绿 素含量。而在 气体胁迫下，叶绿 素含量表现为 “增一降增 ”的趋势，虽有上升趋 势，但都低于对照。在第天时降到最低，仅为对照 的倍，原因是在熏气后期，夹竹桃体内生理机 制适应胁迫过程，抗性增强，叶绿素含量增加。而 在高浓度 气体胁迫下，叶绿素含 量变化与低浓

8、度相似，但含量水平都低于对照，说 明高浓度 气体胁迫使植物体短时间产生的自 由基量超过了植物本身的清除能力，使叶绿体结构 破坏，叶绿素含量下降较快。 二氧化硫对植物保护酶的影响在许多逆境条件下，植物体内活性氧代谢系统 的平衡会受到影响，其中活性氧如超氧阴离子自由 基、羟基自由基、过氧化氢的含量的增加能引起膜 脂过氧化或膜脂脱脂作用，从而破坏膜结构。因此，植物体内活性氧清除酶的含量或活性水平的高 低，对植物的抗逆能力具有十分重要的意义。 二氧化硫对超氧化物歧化酶（）活性的 影响超氧化物歧化酶是一种重要的活性氧防御酶， 在消除超氧物自由基、减轻脂质过氧化作用和膜伤 害方面起重要作用。正常状态下植物

9、的光合作用 和呼吸作用都会产生自由基（ 和 ），超氧化 物歧化酶可以清除 并产生 ，在逆境条件 下， 浓度在一定范围内的提高可以诱导酶活性 上升。温莉娜，江波等通过试验证明，在低浓度 胁迫下，熏气前期 酶活性与对照相比得到 提高， 酶保护系统消除 的能力得到提高， 酶活性的增加幅度大于 的增加速度，呈现上升 的趋势，但在后期， 的增加速度大于系统清除速 度，酶活性下降。在高浓度 熏气下， 酶活 性明显低于对照，酶活性下降的幅度较大，这是因 为熏气浓度升高， 的急剧增加使其对膜脂的攻击能力大大提高 继而造成对 酶系统的破坏使酶活性下降，超出酶所能清除的能力范围。以桑树叶为材料 试验证明 在较胁迫

10、前期 桑树叶片中的活性显著高于对照 但在高浓度 胁迫处理下，叶片中的 活性总体上低于对照，受到抑制。 二氧化硫对植物体内几种伤害性指示物质含量的影响 二氧化硫对植物叶片丙二醛（）的影响间作为膜脂过氧化产物 可以反映其过氧化的程度，而且对于 胁迫反应比较敏感。温莉应性的保护机制，从而有利于降低对叶片的伤娜，江波等 通过试验还证明，在低浓度的胁迫下，害。随着 胁迫浓度增加，桑树叶片中的 活性变化呈现出一定的规律性，即先升高后下降，夹竹桃的 含量与对照相比上升幅度较小 而且 浓度越大活性降低幅度越大。说明随浓度一旦升高 含量也升高 而且胁迫浓度越这是由于表明在 增加着 胁迫处理时间的持续，桑树叶片受

11、伤害程度大 升高幅度也越大的同时，夹竹桃体内清除膜脂过氧化产物的能力也过大 已经超过了自身的抵御力 导致 活性开在逐渐增强 并且最终超越 含量增加的速度，使MDA含量降低。2 二氧化硫对植物叶片中脯氨酸的影响脯氨酸是生物界分布最广的渗透保护物质之一。干旱、高盐、高温及重金属等非生物胁迫条件都会导致植物体内脯氨酸含量的增加。大量研究表明，脯氨酸的积累和活性氧的产生有良好的相关过氧化物酶和过氧化氢酶共同作用催化 性，体外脯氨酸具有清除活性氧的作用，能有效降低环境胁迫所致的植物过氧化作用，降低植物的伤内的积累，随着 胁迫浓度的增加，桑树叶片中脯氨酸含量逐渐增大，且叶片中的脯氨酸含量均显高于对照，在较

12、高浓度时，叶片中脯氨酸显著高于对照。 3 二氧化硫对植物叶片中可溶性蛋白质影响 可溶性蛋白质也是反映植物伤害程度的一个指标，植物受到外界伤害的程度越大，植物体内的可溶性蛋白质含量越高。窦宏伟，周菲等，通过试验证明，桑树叶片中的可溶性蛋白质含量与 浓 度呈正相关，可溶性蛋白质的含量在高浓度 胁 迫的整个过程中均很高，与对照相比均达到极显著 水平。这表明在 胁迫的环境下，桑叶中的自由 基等有害物质已经对叶片产生了很大影响。 二氧化硫对植物根尖生长及细胞分裂的影响苏朝棉以二倍体菘蓝为材料，研究二氧化硫 对菘蓝根尖生长及细胞分裂的影响，结果表明：低浓度二氧化硫对菘蓝根尖生长及细胞分裂没有影 响；高浓度

13、的（）二氧化硫能够抑 制菘蓝根尖的生长，同时使细胞有丝分裂指数、发茅率下降，并诱发细胞分裂异常，且呈明显的时间 效应和剂量效应。这是由于药物的抑制应该是药 物分子通过与生物大分子相互作用（或结合）使这 些生物大分子的活性发生变化（抑制或失活），从而 干扰有丝分裂及生长进行，表现出抑制效应。二氧 化硫处理菘蓝根尖细胞后，可导致多种类型的染色 体畸变，上述染色体畸变可能是药物直接损伤 或者干扰 、蛋白质合成或 的转录的结 果。董建新，于秀俊等通过二氧化硫体内衍生物 对洋葱根尖生长及细胞分裂的处理效应的研究，结果表明：低浓度对洋葱根尖生长及细胞分裂没有影 响；高浓度的（）亚硫酸氢钠能够 抑制洋葱根尖

14、的生长，同时使细胞有丝分裂指数下 降，并诱发细胞分裂异常，且呈明显的时间效应和 剂量效应。此结果与苏朝棉实验结果一致。 综上所述，本文探讨了 对植物叶片光合色素，气孔，细胞膜，抗氧化酶，根尖生长以及分裂的 影响。认为目前国内关于 引起植物叶子受害 症状，植物生理生化影响的研究比较多，但在分子 水平上研究 的影响还比较匮乏。而且有关 与其他气体污染物如一氧化氮，二氧化氮，臭氧 等气体组成复合污染对植物影响的研究还比较少， 还有许多关于植物对污染物反应机制的问题亟待解决。参考文献： 李利红，仪慧兰二氧化硫暴露对拟南芥叶片形态和生理生 化指标的影响农业环境科学学报，（）： 高吉喜二氧化硫对植物新陈代谢的影响 （）对气孔、膜透性与物质代谢的影响环境科学研究，（）： 温莉娜，江波等 对夹竹桃生理生化的影响 浙江林 业科技，（）： 余叔文，汤章城植物生理学与分子生物学（版）北京： 科学出版社，：5 窦宏伟，周菲等，SO2胁迫对桑树部分生理生化特性的影响J. 蚕业科学，2010，36（I）， 0126-0136孙建伟.二氧化硫对玉米细