镉胁迫和植物抗氧化系统、营养元素相互关系的研究以及多胺的调控作用

论文题目: 镉胁迫和植物抗氧化系统、营养元素相互关系的研究以及多胺的调控作用

论文类型: 硕士论文

论文专业: 环境科学

作者: 汤春芳

导师: 刘云国

关键词: 活性氧,氧化损伤,抗氧化系统,亚细胞分配,营养特性,亚精胺,水培,萝卜,宽叶香蒲

文献来源: 湖南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 重金属是全球环境最重要的污染物之一,毒性强,难降解,不仅能通过活性氧和营养胁迫等的中介作用,导致植物氧化伤害、代谢紊乱,乃至死亡,并且能通过食物链富集危害人类身体健康。因此,研究植物重金属伤害及其抗性机理,已经成为有关环境和人类健康的重要问题。 多胺是一种抗氧化剂,具有调节生长发育、延缓衰老和提高植物的抗逆性等多重功能。研究多胺对重金属胁迫下植物生理生化作用的影响,可以为了解多胺缓解植物重金属伤害的机理、提高环境重金属污染的植物修复效率等提供参考依据。 对镉胁迫下萝卜幼苗水培实验的研究表明,镉胁迫能使O2-、H2O2和MDA的含量增加;抗氧化酶活性随处理所用的镉浓度和处理时间的不同而各异,在这些酶中,根系和叶片的GR活性的增加均与营养液所用镉浓度和处理时间正相关。 通过营养液栽培试验,研究外源Spd对Cd2+胁迫下宽叶香蒲叶片和地下茎中抗氧化系统生理指标的变化、镉的亚细胞分布、以及镉和微量营养元素的吸收和转运的影响。结果表明,单一镉处理（对照组）可以增加宽叶香蒲叶片和地下茎O2-、H2O2、MDA、GSH以及叶片AsA的含量;除叶片SOD活性下降外,叶片和地下茎中的CAT、GPX、GR和地下茎中SOD,以及叶片APX的活性都不同程度地升高。外源Spd可以进一步提高叶片和地下茎的GSH含量以及叶片AsA的含量、叶片和地下茎的GR和APX的活性以及地下茎的SOD、CAT、GPX活性,减少叶片和地下茎中O2-和MDA的产生,并且0.25 mmol/LSpd比0.50 mmol/LSpd对MDA含量增加的抑制作用更明显。无论是对照组,还是Spd处理组,宽叶香蒲吸收的Cd主要累积在根系,其次为地下茎、叶片;Cd在根系、地下茎和叶片的亚细胞分配次序均为:细胞壁>胞质>细胞器:外源Spd对Cd胁迫下宽叶香蒲对Cd以及微量营养元素的吸收和转运的影响依营养元素、植物组织、Cd以及Spd浓度的不同而各异,其中,Cd胁迫能增强宽叶香蒲根系Fe和Cu的含量,并且外源Spd的应用能促进这种增加。

论文目录:

摘要

Abstract

插图索引

附表索引

缩写词表

第1章 绪论

1.1 重金属污染对植物的伤害效应

1.1.1 重金属污染对植物的直接伤害

1.1.2 重金属污染对植物的间接伤害

1.2 重金属污染对植物的伤害机理

1.2.1 活性氧伤害

1.2.2 与生物大分子结合

1.2.3 离子平衡干扰

1.3 植物对重金属的抗性

1.4 植物对重金属的抗性机理

1.4.1 限制重金属离子跨细胞膜吸收

1.4.2 与体外分泌物络合

1.4.3 金属排斥性

1.4.4 金属积累

第2章 镉和植物相互作用关系的研究

2.1 Cd污染的来源

2.1.1 工业废气和汽车尾气等的排放

2.1.2 农药、化肥和塑料薄膜的使用

2.1.3 污泥施肥

2.1.4 污水灌溉

2.1.5 重金属废弃物的堆积

2.2 Cd在植物体内的吸收、运输、积累和化学形态

2.2.1 吸收

2.2.2 运输

2.2.3 积累

2.2.4 化学形态

2.3 Cd对植物细胞结构的影响

2.3.1 对细胞超微结构的影响

2.3.2 对细胞膜透性的影响

2.4 Cd对植物生长和细胞分裂的影响

2.4.1 对植物生长的影响

2.4.2 对细胞分裂的影响

2.5 Cd对植物生理生化功能的影响

2.5.1 对叶绿素含量以及光合作用的影响

2.5.2 对植物MDA含量的影响

2.5.3 对植物营养元素的影响

2.5.4 对植物体内酶活性的影响

2.5.5 对脯氨酸含量的影响

2.5.6 对可溶性糖含量的影响

2.5.7 对可溶性蛋白含量的影响

2.5.8 对植物体内乙烯产生的影响

2.6 植物对Cd的抗性及其分子生物学基础

2.6.1 诱导多肽

2.6.2 酶蛋白及其它蛋白

2.6.3 核酸基因

2.7 影响Cd对植物毒性的因素及Cd污染的防治对策

2.7.1 金属元素对Cd毒性的影响

2.7.2 肥料对Cd毒性的影响

2.7.3 土壤pH值对Cd毒性的影响

2.7.4 植物品种对Cd毒性的影响

2.7.5 其它影响因素和治理措施

第3章 外源多胺对植物逆境伤害的缓解作用

3.1 直接清除活性氧

3.2 抑制羟自由基的产生

3.3 稳定生物膜的结构

3.4 对蛋白质分子的影响

3.5 对某些酶活性及抗氧化剂含量的影响

3.6 稳定核酸分子结构以及促进DNA凝聚体的形成

3.7 对乙烯合成的抑制作用

3.8 对细胞信号系统的调节作用

第4章 镉胁迫对萝卜幼苗活性氧产生、脂质过氧化和抗氧化酶活性的影响

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 实验材料与仪器

4.2.2 实验方法

4.3 结果

4.3.1 镉胁迫对萝卜幼苗O_2~-产生速率的影响

4.3.2 镉胁迫对萝卜幼苗H_2O_2含量的影响

4.3.3 镉胁迫对萝卜幼苗脂质过氧化的影响

4.3.4 镉胁迫对萝卜幼苗SOD活性的影响

4.3.5 镉胁迫对萝卜幼苗CAT活性的影响

4.3.6 镉胁迫对萝卜幼苗GR活性的影响

4.3.7 镉胁迫对萝卜幼苗SOD／CAT的影响

4.4 讨论

4.5 小结

第5章 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲抗氧化系统的生理影响

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 实验材料与仪器

5.2.2 实验方法

5.3 结果

5.3.1 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲O_2~-产生速率、H_2O_2含量的影响

5.3.2 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲GSH、AsA和MDA含量的影响

5.3.3 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲抗氧化酶活性的影响

5.4 讨论

5.5 小结

第6章 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲镉的亚细胞分布和微量营养元素吸收和转运的影响

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.2.1 实验材料与仪器

6.2.2 实验方法

6.3 结果与讨论

6.3.1 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲镉吸收、转运和累积的影响

6.3.2 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲镉亚细胞分布的影响

6.3.3 外源亚精胺对镉胁迫下宽叶香蒲微量营养元素吸收和转运的影响

6.4 小结

结论和展望

1.结论

2.展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

发布时间: 2005-09-27

参考文献

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