铯对菠菜和杨树光合作用及逆境生理指标影响的研究

摘要

研究草本及木本模式植物对Cs胁迫的响应机理，可以为 Cs污染的植物修复技术提供重要的理论依据和技术支持。本试验以菠菜、新疆杨为材料，分别用不同浓度的 CsCl处理植物幼苗。其中菠菜采用石英砂培和Hoagland营养液进行培养处理，处理浓度分别为0、84、168、926、1683、3367 mg/kg；新疆杨采用土培方式培养，处理浓度分别为0、20、50、100、200、400 mg/kg。当菠菜处理3d、6d、9d、12d和15d，新疆杨处理30d、60d和90d后，分析测定Cs在两种植物体内的积累分布以及Cs胁迫对两种植物生长发育、逆境生理指标和光合作用的影响，结果表明：
　　（1）随 Cs处理浓度的增加，两种植物地上部分和地下部分 Cs含量也随之升高，且菠菜地下部分 Cs含量高于地上部分，转运系数在高浓度处理时有所下降；新疆杨体内各器官 Cs含量分布为：茎部>叶部>根部，转运系数维持在较高水平。
　　（2）低浓度 Cs处理促进两种植株的生长和生物量的积累，高浓度 Cs处理导致植株矮化，叶片黄枯，生物量减少，显著抑制植物生长。且菠菜处理浓度为926 mg/kg、新疆杨浓度为100 mg/kg时对植株生长的促进作用最显著。
　　（3）Cs胁迫对两种植物抗逆生理影响的结果分析显示，随处理浓度的增加，菠菜CAT、POD、SOD酶活性呈现先升高后下降的趋势，而新疆杨在400 mg/kg处理下三种酶活性仍保持在较高水平；由于Cs胁迫对膜有严重的伤害作用，膜脂过氧化引起植物的叶片受损，导致两种植物体内MDA含量增加； Pro含量随处理浓度的升高而逐渐升高，且与处理时间成正比；当Cs浓度达到50-400 mg/kg，Cs胁迫对新疆杨叶片已经造成了盐害，导致新疆杨叶片水势降低，使植物呈现缺水状态。
　　（4）Cs胁迫对植物光合作用影响结果显示，Cs对植物叶绿素含量的影响主要为低浓度促进高浓度抑制；当菠菜处理浓度大于1683 mg/kg，新疆杨处理浓度大于200 mg/kg时，两种植物叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间 CO2浓度（Ci）以及蒸腾速率（Tr）呈明显下降趋势；叶片叶绿素荧光参数分析表明，高浓度处理下，两种植物光系统II（PSII）反应中心遭到破坏。
　　（5）高浓度 Cs处理显著抑制 PSII放氧侧的电子传递活性，同时类囊体膜室温吸收光谱和77K低温荧光光谱分析表明，高浓度 Cs会破坏两种植物类囊体膜的结构，导致叶绿素的结合状态受损，从而使类囊体膜光能的吸收、传递和分配受到抑制，并且导致类囊体膜上 PSII和 PSI的色素蛋白发生不同程度的降解。

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1 绪论

1.1 铯污染的来源、危害及现状

1.2 重金属胁迫对植物的影响及研究进展

1.3 本研究的目的和意义

1.4 主要内容及技术路线

2 铯在菠菜、杨树体内的积累分布及对其生长发育指标的影响

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

3 铯对菠菜、杨树逆境生理指标的影响

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

4 铯对菠菜、杨树光合作用的影响

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 讨论

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及研究成果