镉和甲磺隆复合污染对小麦生长的影响

论文摘要

镉（Cd）是重金属元素中毒性较大的元素之一,它是存在于土壤中的一种稀有元素,但随着人类的活动,越来越多的镉进入环境中,威胁到动植物的安全。镉进入食物链中,会对人类身体健康造成严重危害。甲磺隆（MSM）是用药量小、活性高的磺酰脲类除草剂。土壤中甲磺隆的残留会对后茬作物的正常生长造成严重危害,影响作物的产量和质量。小麦是世界上最重要的粮食作物。在我国,小麦是仅次于水稻的第二大粮食作物,其产量和品质直接影响我国人民的健康水平。因此,本实验采用盆栽土培法模拟研究土壤中甲磺隆和重金属镉（Ⅱ）单一及复合污染对小麦生长的影响。d首先对土壤中梯度浓度甲磺隆（0,0.005,0.01,0.02,0.04和0.08mg kg-1）和镉（Ⅱ）（0,0.3,0.5,1,5和10mg kg-1）处理下小麦的生物量、叶绿素含量及丙二醛（TBARS）含量的变化进行分析。实验结果表明,土壤中甲磺隆和镉处理浓度越高对小麦生长的抑制作用越强。主要表现在抑制叶绿素产生,导致光合作用减弱,细胞中活性氧代谢加强,使得活性氧积累过量,导致细胞脂膜过氧化物TBARS的产生,从而使细胞脂膜及其他大分子受到伤害,干扰了植物的正常生理生化作用,导致小麦生长高度及干重量降低。当土壤中镉（Ⅱ）和甲磺隆浓度分别达到0.5mg kg-1和0.02mg kg-1时小麦体内TBARS含量最高,叶绿素含量相对较低。因此,本文选取此浓度为复合污染的研究浓度。研究了重金属镉和除草剂甲磺隆复合污染胁迫下对小麦幼苗生长、TBARS含量、细胞中活性氧（ROS）代谢的影响以及过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽还原酶（GR）以及解毒酶谷胱甘肽转移酶（GST）酶活性。复合污染胁迫下,细胞内O2-.和H2O2水平增加,TBARS含量增加,诱导各种酶活性提高。酶活性的提高够消除体内过量ROS,保护细胞免受伤害。与单一污染相比,复合污染处理对小麦幼苗生长的抑制作用加重,表明重金属镉与甲磺隆对小麦的毒性效应是一种协同效应。通过聚丙烯酰胺电泳（CAT、POD、APX）以及半定量PCR （Cu/Zn-SOD、GST、HO-1）对以上实验结果进行了验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词
• 前言
• 1 选题背景
• 2 研究内容
• 3 研究意义
• 参考文献
• 第一章 文献综述
• 1 土壤镉污染
• 1.1 土壤镉污染来源
• 1.2 镉污染的危害
• 2 土壤甲磺隆污染
• 2.1 甲磺隆的基本理化性质
• 2.2 甲磺隆在土壤中的残留
• 2.3 甲磺隆的环境效应
• 3 复合污染
• 3.1 复合污染的研究现状
• 3.2 复合污染研究展望
• 参考文献
• 第二章 镉和甲磺隆复合污染对小麦生长的影响
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料及培养
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 材料培养
• 2.2 仪器及试剂
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 生物量的分析
• 2.3.2 叶绿素含量的测定
• 2.3.3 丙二醛含量的测定
• 2.3.4 组织染色
• 2.4 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 镉对小麦生长和代谢积累的影响
• 3.2 甲磺隆对小麦生长和代谢积累的影响
• 3.3 镉和甲磺隆复合污染对小麦生长和代谢积累的影响
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 第三章 镉和甲磺隆复合污染胁迫下小麦酶学的应答
• 摘要
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料及培养
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 材料培养
• 2.2 仪器及试剂
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 抗氧化酶活力测定
• 2.3.1 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定
• 2.3.2 过氧化氢酶（CAT）活性测定
• 2.3.3 过氧化物酶（POD）活性测定
• 2.3.4 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性测定
• 2.3.5 谷胱甘肽转移酶（GST）活性测定
• 2.3.6 谷胱甘肽还原酶（GR）活性测定
• 2.4 同工酶电泳分析
• 2.4.1 过氧化氢（CAT）同工酶染色
• 2.4.2 过氧化物（POD）同工酶染色
• 2.4.3 超氧化物歧化酶（SOD）同工酶染色
• 2.5 半定量RT-PCR分析
• 2.5.1 小麦总RNA的提取
• 2.5.2 总RNA浓度及其完整性检测
• 2.5.3 cDNA第一链的合成
• 2.5.4 RT-PCR检测
• 2.6 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 复合污染对小麦抗氧化酶的影响
• 3.2 抗氧化酶同工酶电泳分析
• 3.3 半定量RT-PCR分析
• 4 讨论
• 5 结论
• 参考文献
• 全文结论
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 致谢