重金属离子锌和铬对白皮松针叶和茎电阻抗图谱参数及生理指标的影响

摘要

白皮松(Pinus bungeana)属于松科松属常绿乔木,针叶3针1束,喜光、耐旱、耐瘠薄、抗寒力强,是一种优良的绿化和造林树种,广泛栽培于我国许多城市的公园和道路两侧。本试验对白皮松6年生实生苗进行重金属离子Zn和Cr胁迫处理,旨在探明重金属离子浓度与电阻抗图谱(EIS)参数的关系,以及重金属胁迫对观赏树木生理指标的影响,完善电阻抗图谱法在植物抗逆领域的应用。在胁迫处理前,2009年4月2日开始进行缓苗,缓苗52 d,5月24日开始进行重金属离子胁迫处理,重金属离子处理浓度分别为:锌浓度(以锌计)200、500、1000、2000、3000 mg·L-1,铬浓度(以铬计)50、100、300、500、1000 mg·L-1,之后每隔7 d抽一次样测定了白皮松针叶和茎的EIS、细胞膜透性、干物质含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖含量。
　　 主要结果如下:
　　 (1)随处理时间的延长,Zn2+和Cr6+处理下的针叶各电阻抗参数值变化趋势相似,相比对照,胞外电阻率总是增加、胞外电阻率先减小后增加、弛豫时间先增加后减小、弛豫时间分布系数无明显变化规律。
　　 (2)随处理时间的延长,相比对照,Zn2+和Cr6+处理下茎各电阻抗参数值变化趋势相似,低浓度处理的胞外电阻率先降低后升高,高浓度的胞外电阻率先升高后降低,且浓度越高升高或减低的幅度越大；胞外电阻率则表现为低浓度先降低后升高,高浓度总是低于对照；各浓度处理的弛豫时间总是表现为先降低后升高再降低的趋势；Zn2+和Cr6+胁迫对白皮松茎弛豫时间分布系数影响不大,表现为先升高后降低的趋势。
　　 (3)高浓度的Zn2+和Cr6+胁迫能增加针叶和茎细胞膜透性。Zn2+在2000mg·L-1以上、Cr6+在300 mg·L-1以上才能显著增加针叶细胞膜透性,Zn2+在2000mg·L-1以上、Cr6+在100 mg·L-1以上才能显著增加茎细胞膜透性。
　　 (4)Zn2+浓度小于等于3000 mg·L-1时对白皮松针叶和茎的干物质含量均无影响；Cr6+浓度大于500 mg·L-1时能降低白皮松针叶和茎的干物质含量。
　　 (5)Zn抖和Cr6+胁迫在短期内提高针叶抗氧化酶活性,但14 d时抗氧化酶活性急剧降低,28 d时抗氧化酶活性又回升。
　　 (6)Zn2+和Cr6+胁迫7 d显著提高针叶MDA含量,14 d时MDA含量降低。且Zn2+在500 mg·L-1～2000 mg·L-1、Cr6+在100 mg·L-1～500 mg·L-1时更能提高MDA含量。
　　 (7)Zn2+和Cr6+胁迫7 d时不能促进针叶可溶性糖含量升高,处理14 d时能显著提高可溶性糖含量,21 d时可溶性糖含量降低。
　　 (8)综上可推断:白皮松针叶在各浓度Zn2+和Cr6+胁迫7 d时只受到轻微的伤害或尚未受害,但茎已经开始受到伤害；14 d时时各浓度Zn2+和Cr6+胁迫对白皮松针叶和茎均有明显伤害,且此时可能是受害最严重时期；21 d后低浓度Zn2+和Cr6+胁迫对白皮松针叶和茎已经不起作用,这可能是由于针叶和茎细胞内产生某种抗性机制所致,而高浓度继续受害。白皮松可以忍耐2000 mg·L-1及以下Zn2+浓度胁迫,不能忍耐2000 mg·L-1以上Zn2+浓度胁迫；可以忍耐500 mg·L-1及以下Cr6+浓度胁迫,不能忍耐500 mg·L-1以上Cr6+浓度胁迫。

目录

文摘

英文文摘

缩略词

1 引言

1.1 重金属胁迫对植物生长发育的影响

1.1.1 重金属胁迫对种子萌发的影响

1.1.2 重金属胁迫对植物营养生长的影响

1.1.3 重金属胁迫对植物生殖生长的影响

1.2 重金属胁迫对植物生理生化代谢的影响

1.2.1 重金属胁迫对细胞膜透性的影响

1 .2.2重金属胁迫对抗氧化酶活性的影响

1.2.3 重金属胁迫对水分代谢的影响

1.2.4 重金属胁迫对氮素代谢的影响

1.2.5 重金属胁迫对碳水化合物代谢的影响

1.2.6 重金属胁迫对植物激素的影响

1.2.7 重金属胁迫对光合作用的影响

1.2.8 重金属胁迫对呼吸作用的影响

1.2.9 重金属胁迫对植物吸收矿质元素的影响

1.3 植物对重金属胁迫的抗性机理

1.3.1 螯合作用

1.3.2 根系分泌作用

1.3.3 抗氧化系统作用

2 研究的目的意义

3 试验材料与试验设计

3.1 试验材料

3.2 试验设计

4 研究方法

4.1 测定方法

4.1.1 针叶电阻抗测定

4.1.2 针叶细胞膜透性测定

4.1.3 针叶干物质含量测定

4.1.4 针叶超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

4.1.5 针叶过氧化物酶(POD)活性

4.1.6 针叶丙二醛(MDA)含量测定

4.1.7 针叶可溶性糖含量测定

4.2 分析方法

5 结果与分析

5.1 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎电阻抗图谱参数的影响

5.1.1 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎胞外电阻率的影响

5.1.2 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎胞内电阻率的影响

5.1.3 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎弛豫时间的影响

5.1.4 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎弛豫时间分布系数的影响

5.2 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎细胞膜透性的影响

5.3 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎干物质含量的影响

5.4 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

5.5 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶过氧化物酶(POD)活性的影响

5.6 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶丙二醛(MDA)含量的影响

5.7 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶可溶性糖含量的影响

6 讨论

6.1 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎电阻抗参数的影响

6.2 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎细胞膜透性的影响

6.3 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶和茎干物质含量的影响

6.4 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶抗氧化酶活性的影响

6.5 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶MDA含量的影响

6.6 重金属离子Zn和Cr胁迫对白皮松针叶可溶性糖含量的影响

7 结论

参考文献

硕士期间发表论文

作者简历

致谢

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