镉离子胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响

摘要

近年来，随着矿产资源的过度开采及农业中化肥的大量使用，土壤Cd<'2+>污染越来越严重，已成为影响我国持续农业和生态环境质量的一个重要因素。本文以我国仅次于水稻的第二大类作物小麦为研究材料，探讨Cd<'2+>胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢及抗氧化系统的影响、一氧化氮对小麦活性氧代谢的影响，以及沙角衣藻对Cd<'2+>胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用。 1．Cd<'2+>对小麦不同生育期活性氧代谢的影响以不同Cd<'2+>浓度对栽培小麦进行处理，在拔节、抽穗、灌浆初期以及灌浆中期，分别分析不同浓度Cd<'2+>胁迫下小麦旗叶内活性氧及酶促和非酶促抗氧化系统的变化。结果表明，随着生育进程的变化，Cd<'2+>胁迫使O<,2><'->·、H<,2>O<,2>和MDA含量增加，且生育前期的增长量明显大于后期。各生育时期抗氧化酶和抗氧化物的变化不均衡。抽穗一拔节期间，SOD活性升高，CAT保持稳定，酶促抗氧化系统对Cd<'2+>胁迫下活性氧清除作用显著；灌浆期后，SOD、CAT活均比对照有所下降，而抗坏血酸-谷胱甘肽循环中的APX、GR活性以及抗AsA、GSH含量经前期速降后，逐渐稳定。Cd<'2+>可诱导植物细胞中活性氧水平的升高，产生过氧化损伤，从而加速植物衰老，严重影响小麦等农作物产量和品质。同时，小麦具有一定适应和抵抗Cd<'2+>伤害的能力，这种适应能力随生育的推进，逐渐增强。 2．外源一氧化氮对Cd<'2+>胁迫下小麦旗叶活性氧代谢的影响本文用0.1mmol/L的AsA和NaNO<,2>混合液作为外源一氧化氮供体喷洒Cd<'2+>胁迫小麦旗叶表面，每隔12h喷洒一次，共喷二次，分析拔节期、抽穗期、灌浆前期，灌浆中期四个生育时期活性氧代谢变化。结果表明，在四个生育时期，外源一氧化氮可不同程度地提高Cd<'2+>胁迫下SOD、CAT和APX的活性，使O<,2>·<'->产生速率，H<,2>O<,2>和MDA的含量基本回复到无Cd<'2+>处理时的水平，从而有效缓解Cd<'2+>胁迫导致的氧化胁迫，增强植物的适应能力。 3.沙角衣藻对Cd<'2+>胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用用浓度分别为1mg/L、10mg/L、100mg/L的Cd<'2+>溶液浸种，测试小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长与无Cd<'2+>处理组的差异。结果表明，各浓度Cd<'2+>溶液对小麦的发芽率、发芽指数和活力指数均有抑制作用，且Cd<'2+>胁迫浓度的越高，抑制作用越明显。就不同部位而言，Cd<'2+>对根的抑制作要明显大于对芽的抑制。在Cd<'2+>处理液中添加适当浓度的沙角衣藻悬浮液，1ml藻液含沙角衣藻的个数分别为3.2×10<'5>，1.6×10<'6>，3.2×10<'6>，观察小麦小麦种子发芽率、发芽指数、活力指数、根长和芽长与Cd<'2+>处理组的差异。结果表明，沙角衣藻悬浮液可以促进小麦幼苗发芽率、发芽指数和活力指数的上升以及幼根、苗的长度，提高小麦幼苗的健壮程度。这与沙角衣藻对重金属具吸附作用直接相关。

目录

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摘要

第一章：镉胁迫对小麦不同生育期活性氧代谢的影响

1材料与方法

1.1材料培养与Cd2+处理

1.2测定和分析

2结果与分析

2.1 Cd2+胁迫对O2·-产生速率和H2O2、MDA含量的影响

2.2 Cd2+胁迫对GSH和AsA的影响

2.3 Cd2+胁迫对抗氧化酶的影响

2.4不同处理对小麦产量及其构成的影响

3讨论

3.1 Cd2+对活性氧的影响

3.2 Cd2+对抗氧化系统的影响

3.3小麦对Cd2+的耐性

第二章：外源一氧化氮对镉胁迫下小麦旗叶活性氧代谢的影响

1材料与方法

1.1材料培养与处理

1.2测定和分析

2结果与分析

2.1外源一氧化氮对Cd2+胁迫下O2·-产生速率和H2O2、MDA含量的影响

2.2外源一氧化氮对Cd2+胁迫下抗氧化酶的影响

3讨论

第三章：沙角衣藻对Cd2+胁迫小麦种子萌发及幼苗生长的促进作用

1.材料与方法

1.1试验材料与试剂

1.2实验方法

2结果与分析

2.1不同浓度的Cd2+和沙角衣藻处理液对小麦种子萌发的影响

2.2不同浓度的Cd2+和沙角衣藻处理液对小麦种子的幼根与芽生长的影响

2.3不同浓度的Cd2+和沙角衣藻处理液对小麦种子活力指数和发芽指数的影响

3.讨论

参考文献

文献综述 我国农田土壤Cd2+的污染现状及Cd2+与植物相互作用的研究进展

致谢