摘要
随着大面积的矿区开采和工业的发展，铅污染问题日趋严重。铅的毒性很大，并在环境中长期积累，会直接或间接伤害到人们，如儿童体内积累的铅会损害其中枢神经系统，影响神经功能，可能导致学习和行为问题。植物修复技术是现阶段最重要的重金属修复技术之一，相对于传统的化学、物理修复，其成本低，不易造成二次污染，且符合环境美学的特点。小蓬草(Erigeron canadensis L.)，菊科飞蓬属，原产于北美洲，在中国南北各地区均有分布，在对植物筛选时发现小蓬草对铅具有较高的累积潜力。为探明小蓬草体内铅累积机理，本研究将小蓬草在0、50、150、250、300 μmol/L，5种铅浓度中培养 1-6 d，采用岛津能量色散型X射线荧光分析装置（ED-XRF）和安捷伦电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）检测小蓬草体内铅的含量；测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）、叶绿素等生理生化指标探究小蓬草对铅胁迫的响应；采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）、TGA-DTG热分析、超高效液相色谱质谱联用（UPLC-MS）等分析手段系统解析小蓬草提取物活性成分的变化规律，探索小蓬草累积铅的机理，为植物修复铅污染的实际应用提供理论基础和技术支撑。具体研究结果如下： （1）小蓬草根、茎、叶含量均在 6 d、250 μmol/L时含量最高，绝对含量分别为 7755.24 mg/kg、673.16 mg/kg、138.42 mg/kg。其中根部含量最高，表明小蓬草根部是铅累积的主要场所；从抗氧化防御机制的角度来看，低铅浓度（50 μmol/L）可以诱导激活SOD、POD、CAT、MDA以及叶绿素，随着铅浓度的增加，会抑制其防御能力。但即使当铅浓度达到300 μmol/L时，CAT活性仍比对照组高14.8%，并且MDA含量仍低于对照组，说明小蓬草在较宽范围内对铅浓度具有一定的适应性，并且长期适应铅胁迫的过程中，可能启动了其他防御机制，如渗透调节、金属螯合或额外的抗氧化剂合成，以缓解铅引起的氧化损伤。 （2）铅的生物吸收与转运机制通过根部对铅的高亲和性表现出明显的组织特异性。FTIR分析结果显示，不同浓度小蓬草根茎叶三个部位的红外光谱图分析结果中具有共同点，小蓬草体内可能含有醇类、酚类、羧酸、烷烃，脂肪酸，酯类、酮醛类、不饱和烃、芳香族、醚类，糖类、蛋白质、亚砜、胺类或醛类等化合物。但根部在铅处理浓度为 50 μmol/L 时，茎部在铅处理浓度为 0 μmol/L 时，叶部在铅处理浓度为250 μmol/L时所含的官能团数量最多。这可能是铅离子与这些官能团形成稳定复合物的结果。 （3）UPLC-MS分析结果表明了小蓬草不同部位在铅处理下的代谢调整：在0 μmol/L、50 μmol/L、250 μmol/L三个铅浓度处理中，根的乙醇/水抽提物分别含有224、231、257 种化学成分；茎的乙醇/水抽提物分别含有233、225、237种化学成分；叶的乙醇/水抽提物分别含有 246、243、244 种化学成分。并且小蓬草根部含量高于 1%的物质种类多于茎和叶。随着铅浓度的增加，其体内的柠檬酸等有机酸含量发生了显著变化，这支持了铅可能通过影响柠檬酸循环中的关键步骤而干预能量代谢的假设。此外，新出现的代谢产物如 D-甘露庚糖和甲烯二酸等，可能与植物对铅胁迫的适应性调整有关。 （4）TGA-DTG 中的热曲线图的分析结果表明，小蓬草不同部位在不同铅浓度处理时热曲线变化相似，可能暗示了其良好的铅净化或耐受能力，并能将铅稳定在较高温度下不释放的形式。
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