镉硫交互对菜豆幼苗植物络合素及DNA增色效应的影响

论文摘要

本研究选用矮生菜豆品种,采用原子吸收分光光度法（FAAS）测定镉胁迫下菜豆幼苗不同器官中镉含量、丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量等生理指标的变化,利用随机扩增多态性DNA （RAPD）技术检测不同浓度镉（Cd）胁迫对菜豆幼苗叶片DNA的损伤状况;采用盆栽试验,测定不同浓度镉硫交互处理下菜豆幼苗叶片中GSH、络合素（PCs）含量及DNA增色效应。探讨镉对菜豆幼苗生长发育的影响,为矮生菜豆无害化栽培提供理论依据。本研究获得以下主要结果:水培试验表明,随着镉处理浓度（0、20、40、80mg·L- 1）的升高,菜豆幼苗植株中镉含量及叶中MDA含量升高;生物量、叶片中可溶性蛋白、Pro及GSH含量在低浓度镉（20mg·L- 1）处理下略增,在中、高浓度镉（40、80mg·L- 1）处理则下降。选用8条寡核苷酸引物（10bp）对菜豆幼苗叶片的基因组DNA进行RAPD扩增,8条引物均产生特异性PCR产物。从对照处理菜豆幼苗叶片基因组DNA的RAPD图谱中可以分辨出46条谱带,镉处理与对照的RAPD图谱存在明显差异,且与镉浓度存在剂量-效应关系。低浓度镉(20mg·L-1)胁迫已对菜豆植株造成造成损伤,植株遗传性状发生改变,在高浓度镉(80mg·L-1)胁迫下,菜豆植株的DNA几乎全部降解,植株受到严重伤害。镉胁迫对菜豆幼苗叶片细胞中的基因组模板稳定性影响较大, DNA模板稳定性随镉处理浓度的升高而降低,就伤害程度而言,比可溶性蛋白、MDA等生理指标反映更加敏感,RAPD技术获得的DNA多态性变化,可作为评价镉毒害遗传效应的有效方法。盆栽试验表明,随着镉处理浓度的增加,菜豆幼苗叶片中MDA含量和DNA增色效应呈上升趋势,而100mg·kg-1硫水平处理下显着下降（P<0.05）。与无硫对照处理相比,100mg·kg-1硫水平处理下菜豆生物量增幅较大。随着硫处理浓度增大,菜豆幼苗叶片中酸溶性硫醇（TAST）、GSH、PCs含量呈增加趋势。100mg·kg-1硫水平处理下TAST、GSH及PCs含量增加幅度明显高于无硫对照组,尤其是PCs的增幅最为明显;并且100mg·kg-1硫水平处理下,在不同镉浓度处理下,菜豆幼苗生物量均有所增加,而MDA含量及增色效应均下降。表明提高土壤的硫含量,可为菜豆防御镉伤害起到积极的作用。但在高浓度硫(400mg·kg-1)水平处理下,菜豆幼苗生物量显着下降;MDA含量及增色效应在不同镉浓度处理均高于无硫对照。在轻度镉污染土壤中,添加硫元素在一定程度上可改善镉对菜豆的伤害。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 重金属污染
• 1.1.1 重金属简介
• 1.1.2 镉的化学性质
• 1.1.3 镉污染来源及对人体危害
• 1.1.4 蔬菜重金属污染现况及蔬菜镉超标状况
• 1.2 镉对植物生长发育的影响
• 1.2.1 镉对植物的毒性效应
• 1.2.2 镉对植物根系的毒害
• 1.2.3 镉诱导植物的自由基过氧化损伤
• 1.2.4 抑制植物的光合和蒸腾作用
• 1.2.5 镉对植物体内DNA 的损伤
• 1.3 RAPD 分子标记
• 1.3.1 RAPD 分子标记的实验原理
• 1.3.2 RAPD 分子标记的操作步骤
• 1.3.3 RAPD 分子标记的优势
• 1.4 植物对镉的忍耐机制
• 1.4.1 植物耐重金属机理
• 1.4.2 金属硫蛋白
• 1.4.3 植物络合素
• 1.4.4 硫与络合素关系
• 1.5 本研究的目的、意义
• 第二章 镉胁迫下菜豆幼苗体内的镉含量及生理特性变化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料培养
• 2.1.2 生物量测定
• 2.1.3 镉含量测定
• 2.1.4 生理指标测定
• 2.1.5 数据统计与结果处理
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同浓度镉处理对菜豆幼苗生物量的影响
• 2.2.2 不同浓度镉处理对菜豆幼苗镉含量的影响
• 2.2.3 不同浓度镉处理对菜豆幼苗生理特性的影响
• 2.3 讨论
• 第三章 不同浓度镉胁迫对菜豆幼苗 DNA 多态性的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料培养
• 3.1.2 菜豆幼苗叶片基因组DNA 的提取
• 3.1.3 RAP-PCR 扩增及检测
• 3.1.4 数据统计与结果分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同浓度镉处理下菜豆幼苗DNA 纯度电泳检测
• 3.2.2 基因组DNA 多态性（RAPD）分析
• 3.3 讨论
• 第四章 镉硫交互对菜豆幼苗络合素含量及 DNA 增色效应的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 镉处理
• 4.1.3 生物量测定
• 4.1.4 络合素含量（PCs）测定
• 4.1.5 丙二醛（MDA）含量测定
• 4.1.6 DNA 增色效应测定
• 4.1.7 数据处理
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 镉硫交互对菜豆幼苗生物量的影响
• 4.2.2 镉硫交互对菜豆幼苗络合素含量的影响
• 4.2.3 镉硫交互对菜豆幼苗叶片中丙二醛含量及DNA 增色效应的影响
• 4.3 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介