Cd、Pb及其复合污染对大麦（Hordeum vulgare）毒性效应的研究

摘要

Cd、Pb是环境中主要金属污染物，在自然界中往往伴随存在。镉是一种动植物非必需的重金属元素，是毒性最强的重金属元素之一；铅是一种有毒重金属元素，能引起各种生理异常。进入农业生态系统中的Cd和Pb，大部分存在于土壤表面，从而对农作物造成危害。本实验选取Cd、Pb二种重金属，以大麦为实验材料，采用室内培养法，重点从生理生化的角度研究了Cd、Pb及其复合污染对大麦的毒性影响，主要研究结果如下： 1、研究了不同浓度的Cd、Pb单一及其复合污染对大麦幼苗生物量及根系活力和叶片硝酸还原酶活性的影响。结果表明，不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理对大麦幼苗的生物量产生不同程度的抑制作用，根鲜重、干重及茎叶鲜重、干重低于对照且随处理浓度增加而降低。根冠比高于对照，随浓度增加而上升，表现为茎叶部受到的抑制作用比根部强。在单一及其复合处理下，大麦根系活力随浓度升高迅速下降，随处理时间的延长下降程度变大。而对大麦幼苗叶片硝酸还原酶活性(NRA)的影响不同，表现为较低浓度促进，较高浓度抑制，且这种抑制作用随处理时间的增加而越强。二种重金属对大麦幼苗生长的毒害作用相比，Cd的影响强于Pb，且复合处理比单一处理大。 2、研究了不同浓度的Cd、Pb单一及其复合污染对大麦幼苗叶片脯氨酸含量和细胞外渗液的电导率及可溶性糖含量的影响。结果表明，在Cd、Pb毒害下，大麦幼苗叶片的脯氨酸含量和外渗液的相对电导率随着处理浓度的增加而逐渐升高，且重金属胁迫后相对电导率和脯氨酸含量的变化趋势是一致的。可溶性糖含量随着Cd、Pb处理浓度的升高，呈先升后降的趋势。祖比之下，Cd的影响大于Pb，复合处理高于单一处理。无论单一处理还是复合处理，3d时对大麦的影响小于5d。 3、研究了不同浓度Cd、Pb单一及其复合处理5d后对大麦幼苗萌发种子中α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性及淀粉酶同工酶的影响。结果表明，Cd、Pb对α-淀粉酶活性、β-淀粉酶活性的影响存在差异，表现为激活效应或抑制效应。对大麦萌发种子中α-淀粉酶活性存在低浓度下的激活效应和高浓度下的抑制效应，对β-淀粉酶活性则表现为在所有处理浓度范围内的持续激活效应。对淀粉酶同工酶酶谱的影响表现为，低浓度下对淀粉酶酶带数量基本没有影响，高浓度时淀粉酶酶带宽度变窄，亮度变浅，部分酶带消失，对淀粉酶同工酶的表达产生强烈的抑制作用。 相比之下，复合处理组比单一处理组对α、β-淀粉酶活性及淀粉酶同工酶产生的影响大。 4、采用高效液相色谱法，研究了不同浓度的Cd、Pb单一及其复合处理5d后，大麦幼苗根系分泌物中苹果酸、柠檬酸、草酸、乳酸四种有机酸含量的变化情况。结果表明，Cd、Pb单一及其复合处理下大麦根系分泌物中苹果酸、柠檬酸、草酸、乳酸四种有机酸含量都大于对照且随处理浓度的增加逐渐升高，而根系分泌物中乳酸含量增加的最多，草酸含量增加的最少。二种重金属相比较，在所处理浓度范围内，Pb对大麦根系分泌四种有机酸含量的影响大于Cd，而复合处理强于单一处理。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 综述

1.1重金属Cd、Pb污染对植物毒害效应概述

1.2植物对重金属Cd、Pb的抗性机制

1.3重金属复合污染的研究进展

1.4选题目的和意义

第二章 Cd、Pb及其复合污染对大麦生物量及根系活力和硝酸还原酶的影响

1材料和方法

2结果与分析

2.1 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗生物量的影响

2.2 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系活力的影响

2.3 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗硝酸还原酶活性的影响

3讨论

第三章 Cd、Pb及其复合污染对大麦可溶性糖和脯氨酸含量及细胞膜透性的影响

1材料和方法

2结果与分析

2.1 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗叶片可溶性糖含量的影响

2.2 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗叶片细胞膜透性(CMP)的影响

2.3 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗叶片脯氨酸含量的影响

3讨论

第四章 Cd、Pb及其复合污染对大麦萌发种子淀粉酶及同工酶酶谱的影响

1材料和方法

2结果与分析

2.1 Cd、Pb及其复合污染对大麦萌发种子α-淀粉酶活性的影响

2.2 Cd、Pb及其复合污染对大麦萌发种子β-淀粉酶活性的影响

2.3 Cd、Pb及其复合污染对大麦萌发种子淀粉酶同工酶的影响

3讨论

第五章 Cd、Pb及其复合污染对大麦根系分泌物中有机酸含量的影响

1材料和方法

2结果与分析

2.1 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系分泌物中苹果酸含量的影响

2.2 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系分泌物中柠檬酸含量的影响

2.3 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系分泌物中草酸含量的影响

2.4 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系分泌物中乳酸含量的影响

2.5 Cd、Pb及其复合污染对大麦幼苗根系分泌四种有机酸含量的比较

3讨论

第六章结论

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文