玉米素在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途

本发明属于重金属污染修复，具体涉及玉米素在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途。

背景技术：

1、重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属，其中铬、镍、铜、镉、汞、铅以及类金属砷如果分布在土壤或水体中能被植物吸收并对植物系统造成损害，进一步富集会通过食物链进入人体，重金属在人体内能和蛋白质等发生相互作用从而危害人的生命健康。重金属具有较强的迁移、积累、隐蔽和生物毒性。根据《全国土壤污染状况调查公报》的公开数据，镉的点位超标率为7.0％，主要由工业矿业农业等人类活动和自然背景高的原因造成。

2、重金属污染土壤修复目前主要有物理修复、化学修复和生物修复三种方法。其中，生物修复技术因发展成本低、环境友好且不易造成二次污染被认为是一种绿色低碳的修复方法。植物修复是生物修复重金属土壤污染的一种方法，其是通过植物的提取、挥发和固定等作用，降低土壤或水体中的重金属含量，是一种很有潜力的绿色技术。植物富集修复技术，是利用重金属超富集植物从环境中吸收大量的重金属，然后将这些重金属运输到植物身上的富集部位，最后将部位收割，经过各种化学、微生物和热处理等方法，达到减少植物体积，降低人工操作费用和填埋等步骤。

3、钻叶紫菀(aster subulatus michx.)，又名剪刀菜、白菊花、土柴胡、九龙箭和钻形紫菀，是一种菊科紫菀属植物，其生长于潮湿含盐的圭壤等地，分布于广西壮族自治区、江苏、浙江、江西、湖南、福建等地。钻叶紫菀是生长速度快、生物量大、抗逆性强且具有富集或超富集一种或多种重金属潜力的植物。

4、尽管植物修复在重金属污染环境的修复方面表现出了极大的优势，但仍存在些许在实际应用中的局限性，如修复周期长、富集能力比较单一、易受极端环境因素的影响及修复后剩余的含重金属生物质的处理问题等。因此，如何强化植物修复的优势，提高植物修复效率已成为国内外学者关注的重要课题。

5、为提高超积累植物修复效率，科学家们开发了农艺措施强化、生物技术强化和化学辅助强化等多种强化技术。已有报道植物生长调节剂吲哚乙酸和赤霉素，分别与草酸共同作用能有效提高东南景天的生物量和重金属镉和铅的超积累能力，通过向叶面施喷50μmol/l吲哚乙酸和2.5mmol/kg草酸后，东南景天地上部生物量增加29.7％，镉和铅的富集量提高了82.4％和79.3％。王沛琦等研究指出，施加10mg/kg的脱落酸可显著提高蓖麻体内镉的积累量。也有研究表明赤霉素和寡糖内酯在重污染的矿区土壤环境下，油菜素内酯和脱落酸在轻污染的稻田土壤环境下，通过叶面喷淋的方式能有效增加东南景天的生物量和重金属富集能力，提高了植物的修复效率，其中脱落酸表现出最好的提高东南景天的镉富集能力。但不同植物生长调节剂对不同环境下的不同植物作用效果都有很大差异，对促进植物的重金属土壤污染修复效率的效果还需要更多的研究。

6、玉米素是人类于1964年第一个发现确认的天然细胞分裂素，现在人工合成的玉米素是也是常用的外源植物生长调节剂。细胞分裂素的化学结构为腺嘌呤的衍生物，其嘌呤环的6位上通常连着一个氨基侧链，玉米素的具体化学结构为4-羟基-3-甲基-丁-2-烯基氨基嘌呤，玉米素在植物中的受体为具有组氨酸激酶活性的整合膜蛋白，玉米素能激活受体通过组氨酸-天冬氨酸的磷酸化传递将激素信号传到细胞核。玉米素和其他细胞分裂素一样参与调节植物许多发育过程，包括细胞增殖和分化，阻止叶绿素和蛋白质降解，减慢呼吸作用，保持细胞活力，茎和根的生长，以及对生物和非生物胁迫的应激反应。

7、目前还未见到利用玉米素促进超富集植物修复重金属污染中的相关报道。

8、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供玉米素在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明的第一个目的在于提供玉米素在促进超富集植物修复重金属污染中的用途。

4、更为具体的，所述超富集植物为钻叶紫菀；所述重金属为镉。

5、本发明的第二个目的在于一种重金属污染修复剂，所述重金属污染修复剂包括所述玉米素。

6、更为具体的，所述重金属污染修复剂由所述玉米素和余量的去离子水组成；其中，所述玉米素的浓度为0.1-0.4mg/l。

7、本发明的第三个目的在于提供所述的重金属污染修复剂在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途。

8、本发明的第四个目的在于提供所述的玉米素或所述的重金属污染修复剂在提高重金属污染区域内钻叶紫菀抗逆性，并促进其生长中的用途。

9、本发明的第五个目的在于提供所述的玉米素或所述的重金属污染修复剂在提高重金属污染区域内钻叶紫菀叶绿素和类胡萝卜素含量中的用途。

10、本发明还提供了一种利用玉米素促进钻叶紫菀修复重金属污染的方法，具体为：在钻叶紫菀生长期，每3d叶面喷施1次玉米素溶液，共喷施6次；待叶面喷施结束10d后收获所述钻叶紫菀植株。

11、作为优选，所述玉米素溶液的浓度为0.4mg/l。

12、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

13、本发明在超富集植物钻叶紫菀生长期间叶面喷施玉米素水溶液，研究玉米素水溶液对超富集钻叶紫菀生长及富集的影响。结果发现，向钻叶紫菀喷施0.4mg/l的玉米素溶液时，不仅显著增加了钻叶紫菀根对镉的吸收率，还提高钻叶紫菀的生物量，同时还增加了整株钻叶紫菀对镉的吸收富集量，可为强化超富集植物修复技术支持。

技术特征：

1.玉米素在促进超富集植物修复重金属污染中的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述超富集植物为钻叶紫菀；所述重金属为镉。

3.一种重金属污染修复剂，其特征在于，所述重金属污染修复剂包括权利要求1所述玉米素。

4.根据权利要求3所述的重金属污染修复剂，其特征在于，所述重金属污染修复剂由所述玉米素和余量的去离子水组成；其中，所述玉米素的浓度为0.1-0.4mg/l。

5.根据权利要求3所述的重金属污染修复剂在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途。

6.根据权利要求1所述的玉米素或权利要求3所述的重金属污染修复剂在提高重金属污染区域内钻叶紫菀抗逆性，并促进其生长中的用途。

7.根据权利要求1所述的玉米素或权利要求3所述的重金属污染修复剂在提高重金属污染区域内钻叶紫菀叶绿素和类胡萝卜素含量中的用途。

8.一种利用玉米素促进钻叶紫菀修复重金属污染的方法，其特征在于，具体为：在钻叶紫菀生长期，每3d叶面喷施1次玉米素溶液，共喷施6次；待叶面喷施结束10d后收获所述钻叶紫菀植株。

9.根据权利要求8所述的利用玉米素促进钻叶紫菀修复重金属污染的方法，其特征在于，所述玉米素溶液的浓度为0.4mg/l。

技术总结本发明属于重金属污染修复技术领域，具体涉及玉米素在促进钻叶紫菀修复重金属污染中的用途。玉米素在促进超富集植物修复重金属污染中的用途。本发明在超富集植物钻叶紫菀生长期间叶面喷施玉米素水溶液，研究玉米素水溶液对超富集钻叶紫菀生长及富集的影响。结果发现，向钻叶紫菀喷施0.4mg/L的玉米素溶液时，不仅显著增加了钻叶紫菀根对镉的吸收率，还提高钻叶紫菀的生物量，同时还增加了整株钻叶紫菀对镉的吸收富集量，可为强化超富集植物修复技术支持。技术研发人员：梁雪莲,蒋文艳,陆玮璠,王天顺,陈伟,廖洁,卢铁东,王海军,邢钇浩,韦宇宁,肖艳妮受保护的技术使用者：广西壮族自治区农业科学院技术研发日：技术公布日：2024/7/15