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_2O_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—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_2O_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。

【关键词】：冬小麦 镉离子 活性氧 外源一氧化氮 生物修复
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：S512.1
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