巨峰葡萄对镉胁迫的生理反应及镉胁迫伤害的缓解

论文摘要

以巨峰葡萄（Vitis vinifera L.×V. labrusca L.cv. kyoho）幼苗为试材,研究了CdCl2处理下叶片和根系呼吸作用、膜透性、质膜ATPase活性、生物发光和一氧化氮（NO）生物合成等生理变化,以及外源钙和NO对巨峰根系和叶片镉伤害的缓解作用,结果如下:1.巨峰叶片和根系丙二醛（MDA）含量和膜透性随CdCl2处理浓度升高不断增加,0.05-0.5 mmol/L CdCl2处理显著诱导了根系超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性。2.0.5 mmol/L CdCl2处理显著抑制了巨峰根系活力,增强了根系总呼吸速率和抗氰呼吸速率,而当CdCl2处理浓度高于1 mmol/L时,转变为抑制作用;0.01和0.05 mmol/L CdCl2处理能激活根系质膜Ca2+-ATPase活性,质膜H+-ATPase活性受CdCl2抑制。ATP含量随镉浓度的升高而降低;3.叶片的超微弱发光（UWL）和荧光强度随着CdCl2处理浓度的升高而先升高后降低,磷光强度逐渐升高,4. 0.5 mmol/L CdCl2显著诱导内源NO含量的升高;镉胁迫下叶片内源NO主要是通过NR途径产生,叶片中一氧化氮和酶（NOS）和硝酸还原酶（NR）两条途径存在相互抑制的作用。5. 0.5 mmol/L的CaCl2降低了CdCl2引起的叶片和根系MDA和H2O2含量以及电解质渗漏率的升高,增强了CAT活性、呼吸速率以及质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性,缓解CdCl2对葡萄叶片和根系造成的伤害。6.0.05 mmol/L SNP能够提高镉胁迫下巨峰CAT活性,并显著降低了镉胁迫下叶片和根系MDA、H2O2含量和细胞膜透性,能够显著增强镉胁迫下的呼吸速率和质膜H+-ATPase和Ca2+-ATPase活性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 引言
• 1.1 植物对镉的吸收
• 1.1.1 植物中镉的来源及累积差异
• 1.1.2 植物对镉的吸收及其在植物体内的运输形态
• 1.1.3 影响植物吸收镉的环境因素
• 1.2 镉对植物生长及生理生化的影响
• 1.2.1 镉对植物生长的影响
• 1.2.2 镉对植物生理生化的影响
• 1.2.2.1 镉与植物活性氧代谢
• 1.2.2.2 镉与植物营养元素
• 1.2.2.3 镉与植物光合作用
• 1.2.2.4 逆境与植物质膜的酶活性
• 1.3 镉污染土壤的治理
• 1.3.1 翻耕、客土与换土
• 1.3.2 施用土壤改良剂
• 1.3.3 调节土壤Eh
• 1.3.4 植物修复
• 1.4 立题目的和意义
• 2 材料和方法
• 2.1 实验材料与处理
• 2.1.1 镉对巨峰葡萄生物发光、呼吸作用和ATPase 活性的影响试验
• 2.1.2 镉胁迫下一氧化氮的生物合成试验
• 2.1.3 钙及 NO 对巨峰葡萄镉毒害的缓解效应
• 2.2 测定指标和方法
• 3 结果与分析
• 3.1 葡萄根系和叶片膜透性及膜质过氧化对镉胁迫的反应
• 3.1.1 叶片MDA含量和膜透性的变化
• 3.1.2 根系MDA含量和膜透性的变化
• 3.1.3 根系抗氧化酶活性的变化
• 3.2 葡萄根系和叶片呼吸作用及 ATPase 对镉胁迫的反应
• 3.2.1 根系活力的变化
• 3.2.2 根系呼吸速率的变化
• 3.2.3 叶片呼吸速率的变化
• 3.2.4 叶片和根系ATP 含量的变化
• 3.2.5 根系ATPase 活性的变化
• 3.3 镉胁迫对葡萄叶片生物发光的影响
• 3.3.1 叶片荧光的变化
• 3.3.2 叶片磷光的变化
• 3.3.3 叶片超微弱发光的变化
• 3.4 镉胁迫下NO 的生物合成
• 3.4.1 镉胁迫下 NO 产生速率的变化
• 3.4.2 镉胁迫下 NO 合成酶的变化
• 3.4.3 镉胁迫下NO 的生物合成途径
• 3.5 钙对巨峰葡萄镉毒害的缓解效应
• 3.5.1 钙对镉胁迫下叶片和根系MDA 含量及膜透性的影响
• 2O₂含量及CAT 活性的影响'>3.5.2 钙对镉胁迫下叶片和根系H₂O₂含量及CAT 活性的影响
• 3.5.3 钙对镉胁迫下叶片和根系呼吸作用及 ATPase 活性的影响
• 3.5.3.1 钙对叶片和根系呼吸作用的影响
• 3.5.3.2 钙对叶片和根系 ATPase 活性的影响
• 3.6 一氧化氮对巨峰葡萄镉毒害的缓解效应
• 3.6.1 SNP 对镉胁迫下叶片和根系MDA 含量及膜透性的影响
• 2O₂含量及CAT 活性的影响'>3.6.2 SNP 对镉胁迫下叶片和根系H₂O₂含量及CAT 活性的影响
• 3.6.3 SNP 对镉胁迫下叶片和根系呼吸作用及ATPase 活性的影响
• 3.6.3.1 SNP 对叶片和根系呼吸作用的影响
• 3.6.3.2 SNP对叶片和根系ATPase活性的影响
• 4 讨论
• 4.1 葡萄根系和叶片膜透性及膜质过氧化对镉胁迫的反应
• 4.2 葡萄根系和叶片呼吸作用及 ATPase 对镉胁迫的反应
• 4.3 镉胁迫对葡萄叶片生物发光的影响
• 4.4 镉胁迫下一氧化氮的生物合成
• 4.5 钙对巨峰葡萄镉毒害的缓解效应
• 4.6 一氧化氮对巨峰葡萄镉毒害的缓解效应
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况