黄瓜高锰毒害及缓解机理研究

论文题目: 黄瓜高锰毒害及缓解机理研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 蔬菜学

作者: 史庆华

导师: 朱祝军

关键词: 黄瓜,锰毒害,光照强度,水杨酸,光合作用,抗氧化系统,质膜,液泡膜,氧化还原系统

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 锰中毒易发生在连作多年的温室、大棚和酸性土壤中,会导致作物生长受抑,影响产量。黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国主要的蔬菜作物之一,在设施和露地中均广泛种植,具有喜肥又不耐肥的特点,容易发生各种生理障碍,也易发生锰毒。因此探讨黄瓜锰毒害及其解毒机理,对指导黄瓜生产和提高我国园艺设施的利用效率具有重要的理论和实践意义。本试验采用水培的方法,研究了锰毒害对黄瓜幼苗的伤害机理,并探讨了降低光照强度、硅和水杨酸对黄瓜锰中毒的缓解效应。取得了以下主要研究结果: 1.不同pH下高锰对黄瓜生长及营养元素吸收的影响 营养液中高锰离子明显抑制了黄瓜地上部和地下部的生长,降低pH加重了抑制的程度。黄瓜植株各组织中Mn的含量随着营养液中Mn2+浓度的增加而增加,降低pH增加了黄瓜植株地上部Mn的含量。高Mn处理显著降低了Ca、Mg和Fe在黄瓜植株体内的积累量,并且降低pH进一步降低了Mg的吸收,由于Mg和Fe是叶绿素的重要组成部分,因此它们的降低可能是叶绿素含量下降的一个主要原因,结果导致净光合速率显著下降。 2.低pH值和高锰对黄瓜氧化胁迫的复合效应 随着营养液中Mn2+浓度的提高黄瓜叶片和根系中膜脂过氧化产物MDA的含量呈明显的上升趋势,降低pH进一步加剧了膜脂过氧化程度。高锰胁迫诱导了黄瓜植株中Mn-SOD和Fe-SOD活性增加,而Cu,Zn-SOD对高锰胁迫比较敏感,因此Mn-SOD和Fe-SOD在清除高Mn下黄瓜植株内的O2-发挥重要作用。CAT对高锰胁迫比较敏感,高锰和低pH处理导致其活性明显下降,而GPX以及抗坏血酸—谷胱甘肽循环过程中的重要酶类APX、DHAR和GR在低pH和一定范围的高锰处理下活性上升,对降低高锰胁迫下活性氧伤害具有重要作用。 3.不同光强下高锰对黄瓜光合特性和营养吸收的影响 高锰处理抑制了黄瓜植株的生长,与弱光处理相比强光下抑制幅度更加显著。降低光强减少了黄瓜植株内锰的含量,并且缓解了高Mn对Ca、Mg、Fe、Zn等元素吸收的抑制作用。强光下,高锰处理显著降低了叶绿素含量,但降低光强却增加了其含量。强光下,高锰处理显著降低了原初光能转换效率（Fv/Fm）、光合电子传

论文目录:

缩略词

摘要

第一章 文献综述

1.影响植物锰毒发生的主要因素

1.1 土壤中锰的存在形态和相互转化

1.2 环境因素

1.3 营养状况

1.4 植物因素

2.植物锰毒害的生理机制

2.1 植物锰中毒的症状表现

2.2 养分平衡及其机理

2.3 活性氧损伤机理

2.4 对叶绿素和光合作用的影响

3.植物对锰的耐性解毒机制

3.1 细胞壁和根系分泌物的固定作用

3.2 质膜与植物金属离子胁迫

3.3 液泡与植物金属离子胁迫

3.4 抗氧化系统与植物金属离子胁迫

4.锰毒的校正与防治

4.1 土壤改良

4.2 硅与植物的锰胁迫

4.3 水杨酸与植物的重金属胁迫

4.4 其他措施

第二章 不同pH下高锰对黄瓜生长及营养元素吸收的影响

1 材料与方法

1.1 材料及处理

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 对植株生长的影响

2.2 对色素含量的影响

2.3 对净光合速率、气孔导度和细胞间CO_2浓度的影响

2.4 对叶、茎、根中锰含量的影响

2.5 对叶、茎、根中K、Ca、Mg含量的影响

2.6 对叶、茎、根中Fe、Cu、Zn含量的影响

3 讨论

第三章 低pH值和高锰对黄瓜氧化胁迫的复合效应

1 材料与方法

1.1 材料及处理

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 MDA含量

2.2 总SOD、Fe-SOD、Mn-SOD和Cu，Zn-SOD的活性

2.3 CAT的活性

2.4 GPX的活性

2.5 APX的活性

2.6 DHAR的活性

2.7 GR的活性

3 讨论

第四章 不同光强下高锰对黄瓜光合特性和营养吸收的影响

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 不同光强下高锰对黄瓜植株干物质含量的影响

2.2 不同光强下高锰对黄瓜叶绿素含量的影响

2.3 不同光强下高锰对黄瓜叶绿素荧光参数的影响

2.4 不同光强下高锰对黄瓜净光合速率、气孔导度和细胞间CO_2浓度的影响

2.5 不同光强下高锰对黄瓜叶、茎、根中Mn含量的影响

2.6 不同光强下高锰对黄瓜叶、茎、根中K、Ca、Mg含量的影响

2.7 不同光强下高锰对黄瓜叶、茎、根中Fe、Cu、Zn含量的影响

3 讨论

第五章 光照强度对高锰毒害下黄瓜氧化胁迫及抗氧化系统的调节

1 材料与方法

1.1 材料及处理

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 不同光强下高锰对黄瓜叶片MDA含量的影响

2.2 不同光强下高锰对黄瓜叶片抗氧化酶活性的影响

2.3 不同光强下高锰对黄瓜叶片抗坏血酸含量的影响

2.4 不同光强下高锰对黄瓜叶片谷胱甘肽含量的影响

2.5 不同光强下高锰对黄瓜叶片O_2~(·—)产生速率和H_2O_2含量的影响

2.6 不同光强下高锰对黄瓜叶片不同细胞器抗氧化酶活性影响

2.6.1 细胞质中抗氧化酶的活性

2.6.2 叶绿体中抗氧化酶的活性

2.6.3 线粒体中抗氧化酶的活性

3 讨论

第六章 不同光强下高锰对黄瓜膜系统ATP酶、焦磷酸酶和氧化还原系统的影响

1 材料与方法

1.1 材料培养

1.2测定方法

1.2.1 质膜和液泡膜微囊的提取

1.2.2 质膜H~+-ATPase(P-H~+-ATPase)活性的测定

1.2.3 质膜Ca~(2+)-ATPase(P-Ca~(2+)2-ATPase)活性的测定

1.2.4 液泡膜H~+-ATPase(V-H~+-ATPase)活性的测定

1.2.5 液泡膜Ca~(2+)-ATPase(V-Ca~(2+)-ATPase)活性测定

1.2.6 液泡膜H~+-PPase(V-H~+-PPase)活性测定

1.2.7 质膜氧化还原系统的测定

2 结果与分析

2.1 不同光强下高锰处理对黄瓜根系P-H~+-ATPase、P-Ca~(2+)-ATPase活性的影响

2.2 不同光强下高锰处理对黄瓜根系V-H~+-ATPase、V-Ca~(2+)-ATPase和V-H~+-PPase活性的影响

2.3 黄瓜根系质膜存在氧化还原系统的证明

2.4 不同光强下高锰处理对黄瓜根系质膜NADH氧化速率、NADPH氧化速率、Fe(CN)_6~(3-)还原速率和EDtA-Fe~(3+)还原速率的影响

3 讨论

第七章 硅对高锰胁迫下黄瓜植株生长和矿质营养代谢的影响

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

1.2.1 干物质重量和矿质元素的测定

1.2.2 亚细胞提取

1.2.3 硅含量的测定

2 结果与分析

2.1 植株生长

2.2 黄瓜植株不同组织中Mn的含量

2.3 黄瓜植株不同组织中Si的含量

2.4 黄瓜植株不同组织中K、Ca、Mg的含量

2.5 黄瓜植株不同组织中Fe、Cu、Zn的含量

2.6 黄瓜叶片和根系中Mn的亚细胞分布

3 讨论

第八章 硅对锰毒害下黄瓜叶片氧化胁迫的缓解效应

1 材料与方法

1.1 材料培养

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 黄瓜叶片H_2O_2和MDA的含量

2.2 抗氧化酶的活性

2.3 抗坏血酸含量

2.4 谷胱甘肽含量

3 讨论

第九章 硅对高锰胁迫下黄瓜根系膜系统的保护效应和代谢的调节作用

1 材料与方法

1.1 材料培养

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 黄瓜根系质膜和液泡膜MDA的含量

2.2 黄瓜根系质膜和液泡膜可溶性蛋白的含量

2.3 黄瓜根系质膜H~+-ATPase和Ca~(2+)-ATPase的活性

2.4 黄瓜根系质膜氧化还原系统

2.5 黄瓜根系液泡膜H~+-ATPase、Ca~(2+)-ATPase和H~+-PPase活性

3 讨论

第十章 外源水杨酸(SA)缓解黄瓜锰毒害机理的研究

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 测定方法

2 结果与分析

2.1 植株生长

2.2 黄瓜不同组织中Mn的含量

2.3 黄瓜植株不同组织中K、Ca、Mg的含量

2.4 黄瓜植株不同组织中Fe、Cu、Zn的含量

2.5 黄瓜叶片中O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量

2.6 黄瓜叶片中抗氧化酶活性

2.7 黄瓜叶片中抗坏血酸含量

2.8 黄瓜叶片中谷胱甘肽含量

3 讨论

参考文献

Abstract

攻读博士期间已发表和录用的论文

致谢

发布时间: 2005-07-22

参考文献

• [1].NO3～-胁迫导致黄瓜生育障害机理的研究[D]. 杨凤娟.山东农业大学2006
• [2].菜粉蝶提取物诱导黄瓜对炭疽病的抗性及其机理研究[D]. 田菲菲.河北农业大学2007
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• [9].黄瓜G蛋白C型γ亚基基因在逆境响应中的功能研究[D]. 白龙强.中国农业科学院2018
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