镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响

论文摘要

近年来，随着矿产资源的过度开采及农业中化肥的大量使用，土壤Cd2+污染越来越严重，已成为影响我国持续农业和生态环境质量的一个重要因素。本文以我国仅次于水稻的第二大类作物小麦为研究材料，探讨Cd2+胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢及抗氧化系统的影响、一氧化氮对小麦活性氧代谢的影响，以及沙角衣藻对Cd2+胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用。1．Cd2+对小麦不同生育期活性氧代谢的影响以不同Cd2+浓度对栽培小麦进行处理，在拔节、抽穗、灌浆初期以及灌浆中期，分别分析不同浓度Cd2+胁迫下小麦旗叶内活性氧及酶促和非酶促抗氧化系统的变化。结果表明，随着生育进程的变化，Cd2+胁迫使O2·-、H2O2和MDA含量增加，且生育前期的增长量明显大于后期。各生育时期抗氧化酶和抗氧化物的变化不均衡。抽穗—拔节期间，SOD活性升高，CAT保持稳定，酶促抗氧化系统对Cd2+胁迫下活性氧清除作用显著；灌浆期后，SOD、CAT活均比对照有所下降，而抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的APX、GR活性以及抗AsA、GSH含量经前期速降后，逐渐稳定。Cd2+可诱导植物细胞中活性氧水平的升高，产生过氧化损伤，从而加速植物衰老，严重影响小麦等农作物产量和品质。同时，小麦具有一定适应和抵抗Cd2+伤害的能力，这种适应能力随生育的推进，逐渐增强。2．外源一氧化氮对Cd2+胁迫下小麦旗叶活性氧代谢的影响本文用0.1mmol／L的AsA和NANO2混合液作为外源一氧化氮供体喷洒Cd2+胁迫小麦旗叶表面，每隔12h喷洒一次，共喷二次，分析拔节期、抽穗期、灌浆前期，灌浆中期四个生育时期活性氧代谢变化。结果表明，在四个生育时期，外源一氧化氮可不同程度地提高Cd2+胁迫下SOD、CAT和APX的活性，使O2·-产生速率，H2O2和MDA的含量基本回复到无Cd2+处理时的水平，从而有效缓解Cd2+胁迫导致的氧化胁迫，增强植物的适应能力。3．沙角衣藻对Cd2+胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用用浓度分别为1mg／L、10mg／L、100mg／L的Cd2+溶液浸种，测试小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长与无Cd2+处理组的差异。结果表明，各浓度Cd2+溶液对小麦的发芽率、发芽指数和活力指数均有抑制作用，且Cd2+胁迫浓度的越高，抑制作用越明显。就不同部位而言，Cd2+对根的抑制作要明显大于对芽的抑制。在Cd2+处理液中添加适当浓度的沙角衣藻悬浮液，1ml藻液含沙角衣藻的个数分别为3.2×105，1.6×106，3.2×106，观察小麦小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长与Cd2+处理组的差异。结果表明，沙角衣藻悬浮液可以促进小麦幼苗发芽率、发芽指数和活力指数的上升以及幼根、苗的长度，提高小麦幼苗的健壮程度。这与沙角衣藻对重金属具吸附作用直接相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 镉胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响
• 1.材料与方法
• 2+处理'>1.1 材料培养与Cd²⁺处理
• 1.2 测定与分析
• 2.结果与分析
• 2+胁迫对O2·^-产生速率和H₂O₂、MDA含量的影响'>2.1 Cd²⁺胁迫对O2·^-产生速率和H₂O₂、MDA含量的影响
• 2+胁迫对GSH和AsA的影响'>2.2 Cd²⁺胁迫对GSH和AsA的影响
• 2+胁迫对抗氧化酶的影响'>2.3 Cd²⁺胁迫对抗氧化酶的影响
• 2.4 不同处理对小麦产量及其构成的影响
• 3.讨论
• 2+对活性氧的影响'>3.1 Cd²⁺对活性氧的影响
• 2+对抗氧化系统的影响'>3.2 Cd²⁺对抗氧化系统的影响
• 2+的耐性'>3.3 小麦对Cd²⁺的耐性
• 2+胁迫下小麦旗叶活性氧代谢的影响'>第二章:外源一氧化氮对Cd²⁺胁迫下小麦旗叶活性氧代谢的影响
• 1.材料与方法
• 1.1 材料培养与处理
• 1.2 测定和分析
• 2.结果与分析
• 2+胁迫下O2·^-产生速率和H₂O₂、MDA含量的影响'>2.1 外源一氧化氮对Cd²⁺胁迫下O2·^-产生速率和H₂O₂、MDA含量的影响
• 2+胁迫下抗氧化酶的影响'>2.2 外源一氧化氮对Cd²⁺胁迫下抗氧化酶的影响
• 3.讨论
• 2+胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用'>第四章:沙角衣藻对Cd²⁺胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用
• 1.材料与方法
• 1.1 试验材料与试剂
• 1.2 实验方法
• 2.结果与分析
• 2+和沙角衣藻处理液对小麦种子萌发的影响'>2.1 不同浓度的Cd²⁺和沙角衣藻处理液对小麦种子萌发的影响
• 2+和沙角衣藻处理液对小麦种子的幼根与芽生长的影响'>2.2 不同浓度的Cd²⁺和沙角衣藻处理液对小麦种子的幼根与芽生长的影响
• 2+和沙角衣藻处理液对小麦种子活力指数和发芽指数的影响'>2.3 不同浓度的Cd²⁺和沙角衣藻处理液对小麦种子活力指数和发芽指数的影响
• 3.讨论
• 参考文献
• 2+的污染现状及镉与植物相互作用的研究进展'>综述:我国农田土壤Cd²⁺的污染现状及镉与植物相互作用的研究进展
• 引言
• 2+的污染来源及污源现状'>1.我国农田土壤Cd²⁺的污染来源及污源现状
• 1.1 我国农田土壤镉污染的来源
• 1.1.1 大气中镉的沉降
• 1.1.2 农药、化肥和塑料薄膜的使用
• 1.1.3 污水灌溉
• 1.1.4 污泥施肥
• 1.1.5 含重金属废弃物的堆积
• 1.1.6 金属矿山酸性废水污染
• 1.2 我国农田土壤镉污染现状
• 2.镉在麦类作物体内吸收、分配和积累的动态规律
• 2.1 麦类作物根系对镉的吸收
• 2.1.1 细胞壁
• 2.1.2 细胞膜对镉的吸收
• 2.2 根对镉的贮藏
• 2.3 镉从根向地上部的运输
• 2.4 小麦不同生育阶段地上部镉吸收动态
• 2.5 镉在小麦植株不同器官的分布规律
• 2.6 籽粒中镉的积累
• 3.镉对麦类作物的毒害及解毒机制
• 3.1 影响麦类作物的生长和细胞分裂
• 2+对细胞结构的影响'>3.2 Cd²⁺对细胞结构的影响
• 2+对植物生理功能的影响'>3.3 Cd²⁺对植物生理功能的影响
• 2+对光合作用的影响'>3.3.1 Cd²⁺对光合作用的影响
• 2+对呼吸作用的影响'>3.3.2 Cd²⁺对呼吸作用的影响
• 2+对碳水化合物代谢的影响'>3.3.3 Cd²⁺对碳水化合物代谢的影响
• 2+对氮素代谢的影响'>3.3.4 Cd²⁺对氮素代谢的影响
• 3.4 镉对小麦根系活力的影响
• 3.5 对养分吸收与利用的影响
• 4.镉与麦类作物的活性氧代谢及抗氧化系统
• 4.1 活性氧代谢与抗氧化系统
• 4.1.1 抗氧化酶
• 4.1.2 抗氧化物
• 4.2 镉诱导麦类作物氧化胁迫
• 4.3 缓解镉诱导氧化胁迫的途径
• 4.3.1 抗坏血酸（AsA）等自由基清除剂
• 4.3.2 锌（Zn）
• 4.3.3 钙（Ca）
• 4.3.4 一氧化氮（NO）
• 参考文献
• 致谢