Cd胁迫对杂交水稻及其亲本生理特性和Cd含量的影响

论文摘要

水稻是我国主要的粮食作物,但近年来,由于工业的发展和城市化进程的加快,使我国大面积的稻田遭到重金属的污染,稻米质量安全受到影响,人体健康受到威胁。目前,有关水稻耐重金属胁迫的品种差异有较多研究,但对亲本及不同亲本组合配制的杂交稻报道较少。为此,本试验研究了Cd胁迫对15份杂交水稻及其亲本在孕穗期和灌浆期的生理特性及各部位Cd含量的影响,旨在为寻找优良亲本,搜寻优势组合提供依据。研究结果如下:（1）随着Cd2+浓度的增加,水稻叶片MDA含量呈现逐渐上升的趋势,且不同亲本材料及其子代在不同生育时期MDA含量不同。亲本材料Ⅱ-32B在两个生育时期受低Cd浓度的影响不大,与对照差异不显著,且随着Cd浓度的增大,MDA含量表现出较低的MDA积累水平,因此Ⅱ-32B是一种较好的保持系材料,恢复系材料受不同Cd2+浓度的影响,MDA积累不稳定。而材料D83B、R527和R498叶片MDA含量各处理显著高于对照（p＜0.05）,MDA积累水平较高,受到Cd严重胁迫。由于亲本的这种对Cd胁迫反应差异,导致了不同亲本组合配制的杂交子代叶片MDA含量表现不同。总的说来,Ⅱ优498、Ⅱ优892受Cd影响较小,无论在孕穗期还是灌浆期叶片MDA含量增幅相对较小,而Ⅱ优549、D优498受Cd严重胁迫,各处理均显著高于对照,MDA积累增幅最大。（2）杂交水稻及其亲本叶片POD活性随着Cd浓度升高而升高,在两个生育时期呈现先上升后下降的特征。其中,以保持系材料Ⅱ-32B、D62B和恢复系R781、R892在两个生育时期低Cd浓度时,叶片POD活性升幅相对较大,有效抵制了Cd的毒害,而在高浓度下,这几个亲本材料的叶片POD活性降低幅度远小于其它亲本材料,表现出较强的抗Cd性。杂交子代Ⅱ优498受Cd影响较小,无论在孕穗期还是灌浆期各处理叶片POD活性较高,而Ⅱ优549、D优498各处理POD均受Cd严重胁迫,POD活性较低。（3）水稻叶片质膜透性随着Cd浓度的增加而增大。其中,以材料Ⅱ-32B、R781叶片始终保持较低的水平,受到Cd处理浓度变化的影响较小,就质膜透性这一指标而言,Ⅱ-32B、R781是一种较好的恢复系材料。而不同Cd浓度处理对杂交子代的影响较大,其叶片质膜透性在不同生育时期变化不稳定。（4）随着处理液中Cd浓度的升高,各材料叶片可溶性糖整体出现上升的趋势。亲本Ⅱ-32B、R781在两个生育时期受Cd处理浓度影响较小,叶片可溶性糖含量始终保持较低的水平,受到Cd处理浓度变化的影响较小,具有较强的抵抗逆境胁迫的能力,是一种抗Cd性能较好的亲本材料。不同亲本组合对子代叶片可溶性糖含量的影响不同,且在不同生育时期,各组合表现不同。恢复系498与保持系Ⅱ-32B配制的子代Ⅱ优498具有相对较强的抗Cd能力,对子代产生正效应。（5）Cd胁迫对水稻吸收累积Cd含量有很大影响。Cd在水稻植株体内的积累随根部、茎叶部、籽粒逐步降低,籽粒中Cd含量最低。而不同材料与品种各部位Cd积累存在差异。其中保持系Ⅱ-32B、恢复系R781以及杂交子代Ⅱ优498在各生育时期、各部位Cd含量均低于其它亲本及其组合,说明材料Ⅱ-32B、R781是良好的优势亲本,而保持系Ⅱ-32B与恢复系R498组合可增强杂交子代耐Cd性,相对而言具有培育出超亲优势后代的潜力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1.国内外研究现状
• 1.1 重金属Cd在环境中的化学特性
• 1.1.1 重金属Cd在水体中的化学特性
• 1.1.2 重金属Cd在土壤中的化学特性
• 1.2 重金属Cd对植物的化学行为
• 1.2.1 重金属Cd对植物形态的影响
• 1.2.2 Cd对植物生理生化的影响
• 1.2.2.1 Cd对植物光合作用的影响
• 1.2.2.2 对植物细胞膜透性及保护酶系统的影响
• 1.2.2.3 Cd与植物养分之间的关系
• 1.2.3 Cd对植物产量及品质的影响
• 1.2.4 植物积累重金属的基因型差异
• 1.3 Cd对水稻的化学行为
• 1.3.1 Cd对水稻生长的影响
• 1.3.2 Cd对水稻生理生化的影响
• 1.3.3 Cd对水稻其他所需养分的影响
• 1.3.4 Cd对水稻产量的影响
• 1.3.5 Cd对水稻营养品质的影响
• 1.3.6 水稻对Cd的吸收和迁移
• 1.3.7 水稻积累镉的基因型差异
• 1.4 Cd的污染防治技术
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验设计
• 2.3 样品采集及预处理
• 2.4 样品分析及数据处理方法
• 3 结果与分析
• 3.1 Cd胁迫对水稻叶片MDA含量的影响
• 3.1.1 Cd胁迫对保持系叶片MDA的影响
• 3.1.2 Cd胁迫对恢复系叶片MDA的影响
• 3.1.3 不同亲本组合对杂交稻叶片MDA的影响
• 3.1.3.1 Cd胁迫下保持系与不同恢复系组合对杂交稻叶片MDA的影响
• 3.1.3.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻叶片MDA的影响
• 3.1.4 讨论
• 3.2 Cd胁迫对水稻叶片质膜透性的影响
• 3.2.1 Cd胁迫对保持系叶片质膜透性的影响
• 3.2.2 Cd胁迫对恢复系叶片质膜透性的影响
• 3.2.3 不同亲本组合对杂交稻叶片质膜透性的影响
• 3.2.3.1 Cd胁迫下同一保持系与不同恢复系组合对杂交稻叶片质膜透性的影响
• 3.2.3.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻叶片质膜透性的影响
• 3.2.4 讨论
• 3.3 CD胁迫对水稻叶片可溶性糖的影响
• 3.3.1 Cd胁迫对保持系叶片可溶性糖的影响
• 3.3.2 Cd胁迫对恢复系叶片可溶性糖的影响
• 3.3.3 不同亲本组合对杂交稻叶片可溶性糖的影响
• 3.3.3.1 Cd胁迫下同一保持系与不同恢复系组合对杂交稻叶片可溶性糖的影响
• 3.3.3.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻叶片可溶性糖的影响
• 3.3.4 讨论
• 3.4 Cd胁迫对水稻叶片POD活性的影响
• 3.4.1 Cd胁迫对保持系叶片POD活性的影响
• 3.4.2 Cd胁迫对恢复系叶片POD活性的影响
• 3.4.3 Cd胁迫下不同水稻亲本对杂交稻叶片POD活性的影响
• 3.4.3.2 Cd胁迫下恢复系与不同保持系组合对杂交稻叶片POD活性的影响
• 3.4.4 讨论
• 3.5 Cd胁迫对杂交水稻及其亲本Cd吸收累积的影响
• 3.5.1 孕穗期Cd胁迫对保持系Cd含量的影响
• 3.5.2 孕穗期Cd胁迫对恢复系Cd含量的影响
• 3.5.3 孕穗期不同亲本组合对杂交稻Cd含量的影响
• 3.5.3.1 孕穗期Cd胁迫下同一保持系与不同恢复系组合对杂交稻Cd含量的影响
• 3.5.3.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻Cd含量的影响
• 3.5.4 灌浆期Cd胁迫对保持系Cd含量的影响
• 3.5.5 灌浆期Cd胁迫对恢复系Cd含量的影响
• 3.5.6 灌浆期不同亲本组合对杂交稻Cd含量的影响
• 3.5.6.1 灌浆期Cd胁迫下同一保持系与不同恢复系组合对杂交稻Cd含量影响
• 3.5.6.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻Cd含量影响
• 3.5.7 成熟期Cd胁迫对保持系Cd含量的影响
• 3.5.8 成熟期Cd胁迫对恢复系叶片Cd含量的影响
• 3.5.9 成熟期不同亲本组合对杂交稻Cd含量影响
• 3.5.9.1 成熟期Cd胁迫下同一保持系与不同恢复系组合对杂交稻Cd含量影响
• 3.5.9.2 Cd胁迫下同一恢复系与不同保持系组合对杂交稻Cd含量影响
• 3.5.10 讨论
• 4.结论
• 4.1 Cd胁迫对亲本叶片生理特性的影响
• 4.2 Cd胁迫对杂交稻叶片生理特性的影响
• 4.3 Cd胁迫对水稻吸收累积Cd含量的影响
• 5 有待研究的问题
• 参考文献:
• 致谢