水稻幼苗对镉胁迫的反应及其与全生育期镉积累特性的关系

论文摘要

本试验利用人工光照培养箱进行水培试验,对水稻幼苗进行重金属Cd胁迫处理,研究水稻苗期对Cd的吸收及其生物学效应;探讨苗期水稻对Cd的耐性评价指标。同时,结合盆栽试验,探讨水稻全生育期对Cd的吸收和生物学效应的品种特征,分析水稻苗期Cd吸收特征、耐性指标等与全生育期Cd吸收和积累的关系,探讨苗期Cd耐性和胁迫反应的评价指标与全生育期Cd胁迫反应以及Cd的吸收和分配的关系。主要结果如下:1.水稻幼苗的生长对Cd胁迫反应敏感。水稻幼苗株高在较低的Cd浓度胁迫条件下即表现显著下降,并随Cd处理浓度的增加其胁迫指数明显加大。幼苗的干物质生产对Cd的反应亦很敏感,在不同浓度和不同品种中均表现出与株高趋势一致的抑制效应。根系生长对Cd胁迫的反应存在较大的品种间差异。2.Cd胁迫显著抑制了水稻幼苗叶绿素的合成,主要影响了叶绿素a的合成;幼苗叶绿素合成对Cd处理浓度反应敏感,且随处理浓度的增加,叶绿素含量显著降低。水稻幼苗叶绿素的合成对Cd胁迫的反应因品种而有较大的差异。粳稻品种相对更为敏感,胁迫条件下叶绿素含量的下降幅度相对较大。在Cd胁迫条件下,水稻幼苗MDA含量增加,SOD活性上升,且Cd处理浓度越高,上升越显著;CAT和POD活性的变化表现复杂。3.水稻全生育期Cd胁迫条件下,水稻的生长发育有显著影响,但品种反应很不一致。Cd胁迫对抽穗期叶片SPAD值的影响多数品种不显著;株高显著低于对照,但也有少数品种反应并不敏感。Cd对成熟期水稻总物质生产量的影响有升有降,不同品种间变化趋势和变化幅度均可见很大差别。经济产量的变化与物质生产量的变化趋势相似。Cd胁迫使水稻每穗粒数下降,但对其他产量构成因素影响复杂。4.水稻在较低Cd处理浓度下可见较强的积累,随Cd处理浓度的上升积累增加,但积累指数下降。根系积累浓度远大于地上部。成熟期水稻吸收的Cd在地上部各部分的分配差异很大,但浓度变化趋势一致,表现为茎鞘积累远大于叶和籽粒。水稻苗期对Cd的吸收积累和全生育期对Cd的积累有较强的相关关系,表明水稻品种对Cd的吸收和积累特性,在苗期即有较为明显的表现。5.水稻苗期株高和叶绿素含量对Cd胁迫的生长响应和水稻全生育期Cd胁迫的生长效应未能看到明显联系。也未能发现与成熟期地上部Cd含量的相关关系,可见Cd胁迫下幼苗株高胁迫指数虽能很好的反映出幼苗对Cd胁迫反应的品种特性,但不能预示成熟期植株生长的Cd胁迫效应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 土壤镉污染来源
• 1.2 镉在水稻籽粒中的存在形态及其在各器官中的分布
• 1.3 镉胁迫对水稻生长的影响
• 1.4 其它作物镉胁迫的相关研究
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 试验一水稻幼苗生长对镉胁迫的反应
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 试验设置
• 2.1.3 测定项目与方法
• 2.1.4 结果统计与分析
• 2.2 试验二水稻全生育期CD 胁迫效应及其CD 积累特征研究
• 2.2.1 供试材料
• 2.2.2 试验设置
• 2.2.3 取样和测定
• 2.2.4 结果统计与分析
• 3. 结果与分析
• 3.1 CD 胁迫对幼苗生长的效应及CD 的吸收特征
• 3.1.1 Cd 对水稻幼苗形态生长的影响
• 3.1.1.1 对株高的影响
• 3.1.1.2 对根系生长的效应
• 3.1.1.3 Cd 胁迫对叶绿素合成的效应
• 3.1.1.4 幼苗物质生产的效应
• 3.1.1.5 苗体抗逆指标的变化
• 3.1.2 水稻幼苗对Cd 的吸收
• 3.1.2.1 幼苗对Cd 的吸收
• 3.1.2.2 Cd 在苗体中的分配
• 3.1.2.3 Cd 积累指数的变化
• 3.1.3 Cd 处理对幼苗吸收其他金属元素的影响
• 3.2 CD 胁迫条件下水稻全生育期CD 的积累和分配及其对生长的影响
• 3.2.1 水稻地上部不同部位Cd 的积累特征
• 3.2.2 全生育期Cd 胁迫对水稻生长的影响
• 3.2.2.1 对株高的影响
• 3.2.2.2 Cd 对产量及其构成因素的影响
• 3.2.2.3 Cd 对水稻叶绿素合成的影响
• 3.3 水稻苗期CD 胁迫效应和全生育期CD 胁迫效应的关系分析
• 3.3.1 苗期地上部Cd 含量与成熟期植株Cd 含量的关系
• 3.3.2 苗期株高胁迫指数与成熟期各项指标的关系
• 3.3.3 苗期叶绿素胁迫指数与成熟期各项指标的关系
• 4 讨论
• 4.1 水稻苗期镉胁迫效应的生长表现
• 4.2 CD 胁迫条件下抗逆指标的变化及其与胁迫效应的关系
• 4.3 镉胁迫对水稻叶绿素合成的影响效应
• 4.4 苗期CD 胁迫指标的选择及其与全生育期CD 胁迫效应的关系
• 参考文献
• 附录
• 致谢