外源抗坏血酸对镉胁迫下油菜生长及产量影响

论文摘要

镉易使油菜受到伤害,引起氧化胁迫,干扰其生理代谢,降低其抗性,最终影响植株的生长发育及产量。本研究以“中油杂10号”为材料,采用水培的方式研究了不同浓度的镉对油菜幼苗的形态和生理特性的影响,以秦优7号甘蓝型油菜（Brassica napus L.）为材料,采用水培的方式研究研究了外源抗坏血酸对油菜幼苗镉胁迫的缓解效应,采用土培方式研究了不同时期喷施外源抗坏血酸对镉伤害下油菜农艺性状和产量构成的影响,以探讨外源抗坏血酸缓解油菜镉胁迫的调控机制与施用方法,为抗坏血酸在油菜实际生产上的应用提供理论依据。试验结果表明：1.随着溶液中Cd浓度的增加,油菜生长受到抑制,根系和地上部干物质积累迅速下降。油菜幼苗矮化,出叶数减少,单株叶面积下降,根长、根颈长明显缩短,根系活力下降。油菜幼苗叶片中叶绿素含量减少,游离脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量增加,超氧化歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性均表现出一定的下降趋势。临界浓度EC50值表明：各项指标ECso值都在4-9mg·L-1范围内,大多数集中在5mg·L-1左右。因此,可认为5mg·L-1为溶液中Cd的临界浓度。2.经25mg·L-1CdCl2·2.5H2O溶液处理18天后,油菜幼苗生物量和株高较对照下降,叶绿素含量显著降低,由于非气孔限制引起叶片净光合速率Pn显著下降,气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）也相应降低,而胞间CO2浓度（Ci）则显著增加。镉处理使光合电子传递量子效率（φPSⅡ）、电子传递速率（ETR）和PSⅡ的光化学效率（Fv/Fm）显著下降,初始荧光（Fo）显著增加,与对照相比,25mg·L-1的镉对油菜幼苗造成了明显的伤害,抑制了油菜幼苗新生根的生长,矮化了植株,叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素以及SOD、POD、CAT酶活性先有升高后显著下降,可溶性蛋白显著降低,同时,镉胁迫诱导幼苗体内谷胱甘肽的大量合成,丙二醛含量和相对电解质渗透率升高。向油菜叶表面喷施0.25mmol·L-1抗坏血酸后,具有很好的缓解效果,油菜生物量、叶绿素、类胡萝卜素和谷胱甘肽含量、SOD、POD、CAT酶活性以及可溶性蛋白含量显著增加,丙二醛含量和相对电解质渗透率降低,有效缓解了胁迫造成的电子传递受阻和PSⅡ反应中心的活性的下降,从而抑制油菜幼苗光合作用的下降,与镉处理相比,Pn、Gs和Tr显著升高,Ci显著降低,φPSⅡ、ETR和Fv/Fm显著增加,Fo则显著下降。3.喷施抗坏血酸对改善镉胁迫下油菜农艺性状和提高其产量有很好的效果,但不同喷施处理对油菜在苗期和开花期的生理特性的影响不同,冬前冬后各喷一次抗坏血酸对镉伤害的缓解效果最好,与对照相比,生物量、叶绿素和类胡萝卜素含量,抗氧化酶活性以及可溶性蛋白含量以及最后产量均有显著的提高；仅冬后喷一次的缓解效果次之,冬后喷施抗坏血酸调动了油菜的抗逆系统,缓解了伤害,减小了镉对油菜后期生殖生长的影响；仅冬前喷一次抗坏血酸在苗期对植株的生长有一定的促进作用,但与未喷施的处理差异不显著,无明显缓解效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 镉对植物生长的影响
• 1.1 镉对植物细胞结构的影响
• 1.2 镉对植物酶活性的影响
• 1.3 镉对植物光合作用和呼吸作用的影响
• 1.4 镉对植物氮代谢的影响
• 1.5 镉对植物糖代谢的影响
• 1.6 镉对植物矿质代谢的影响
• 1.7 镉对植物产量品质的影响
• 2 抗坏血酸的生理功能
• 2.1 抗坏血酸的发现
• 2.2 参与植物细胞内活性氧的清除
• 2.3 调节酶的活性并可作为一些酶的辅酶
• 2.4 参与植物细胞的生长发育
• 3 植物体内抗坏血酸对几种主要逆境胁迫的响应
• 3.1 水分胁迫
• 3.2 金属元素胁迫
• 3.3 温度胁迫
• 3.4 盐胁迫
• 3.5 其他胁迫
• 4 外源抗坏血酸对植物抗逆性的作用机理
• 4.1 抗水分胁迫
• 4.2 抗重金属元素胁迫
• 4.3 抗温度胁迫
• 4.4 抗病
• 5 本文研究目的及意义
• 参考文献
• 第二章 镉对油菜幼苗的剂量效应及临界浓度研究
• 1 实验材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定指标和方法
• 2 实验数据及分析
• 2.1 镉对油菜幼苗外部形态及生长量的影响
• 2.2 镉对油菜幼苗根系活力的影响
• 2.3 镉对油菜幼苗叶绿素含量的影响
• 2.4 镉对油菜幼苗叶片中脯氨酸含量的影响
• 2.5 镉对油菜幼苗生物膜的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 外源抗坏血酸对镉胁迫下油菜幼苗生长的缓解效应
• 1 材料与方法
• 1.1 材料与试剂
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 镉胁迫下抗坏血酸处理对油菜幼苗株高和生物量的影响
• 2.2 镉胁迫下抗坏血酸处理对植株根系生长的影响
• 2.3 镉胁迫下抗坏血酸处理对叶绿素含量的影响
• 2.4 镉胁迫下抗坏血酸处理对非酶抗氧化剂的影响
• 2.5 镉胁迫下抗坏血酸处理对丙二醛含量和相对电导率的影响
• 2.6 镉胁迫下抗坏血酸处理对抗氧化酶系统的影响
• 2.7 镉胁迫下抗坏血酸处理可溶性蛋白含量的影响
• 2.8 镉胁迫下抗坏血酸处理对叶片气体交换参数的影响
• 2.9 镉胁迫下抗坏血酸处理对叶片叶绿素荧光参数的影响
• 3. 讨论与结论
• 参考文献
• 第四章 外源抗坏血酸对镉胁迫下油菜农艺性状和产量的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料与试剂
• 1.2 试验设计
• 1.3 测定项目与方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同抗坏血酸处理方式对植株生物量的影响
• 2.2 不同抗坏血酸处理方式对植株叶绿素和类胡萝卜素含量的影响
• 2.3 不同抗坏血酸处理方式对植株丙二醛含量的影响
• 2.4 不同抗坏血酸处理方式对植株可溶性蛋白含量的影响
• 2.5 不同抗坏血酸处理方式对植株抗氧化酶的影响
• 2.6 不同抗坏血酸处理方式对油菜农艺性状的影响
• 2.7 不同抗坏血酸处理方式对油菜产量构成的影响
• 3. 讨论与结论
• 参考文献
• 第五章 讨论与结论
• 1 讨论
• 1.1 重金属镉胁迫效应
• 1.2 外源抗坏血酸的缓解效应及适宜的外源抗坏血酸施用方法
• 2. 结论
• 参考文献
• 致谢