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几种杨树对土壤镉富集及灰杨的耐镉生理生化特性

作　者: 冯世静
导　师: 杨途熙; 魏安智
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物学
关键词: 杨树镉胁迫镉富集特征
分类号: X173
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

以灰杨（Populus×canescens.‘Grey poplar’）、青杨（Populus pseudo-simoniiK.‘cathay poplar’）和中林46号（Populus×euramericana （Dode） GuinerCL.‘Zhonglin-46’）杨树幼苗为材料，采用盆栽试验方法，研究了土壤Cd胁迫对杨树幼苗光合参数、叶绿素荧光参数的影响及不同杨树对土壤Cd的耐性，分析了土壤Cd胁迫下灰杨非酶系统的变化、灰杨对土壤Cd的吸收特征。期望能为土壤重金属镉污染的植物修复提供理论参考。主要研究结果如下：1、低浓度Cd胁迫促进了灰杨的高生长，而高浓度Cd胁迫对灰杨的生长有抑制作用。500mg·kg^-1Cd胁迫30d时，中林46号和青杨不同程度的出现中毒症状，其中，中林46号表现为：叶片明显变小，叶片整片失绿黄化、甚至枯萎脱落，植株长势减弱；青杨表现为：叶片边缘少量变黄，叶柄和主叶脉发红，但整个植株长势与对照差异不明显。与中林46号和青杨相比，灰杨对Cd胁迫不敏感，Cd胁迫30d时，灰杨幼苗未出现毒害症状，幼苗生长良好。2、灰杨、青杨、中林46对土壤中Cd的富集能力大小依次为：灰杨>青杨>中林46号。杨树不同器官间对镉的富集存在着显著差异，根、茎、叶对Cd的富集量大小依次为：根>叶>茎。Cd胁迫下，灰杨幼苗茎干重的变化趋势与株高一致。Cd对灰杨幼苗根和叶生长的抑制作用大于茎。根、茎、叶对Cd的富集与Cd胁迫浓度的关系符合二次抛物线模型。灰杨幼苗对Cd的转运系数（TF）大于1，并随着Cd胁迫浓度的增加而增大，70mg·kg^-1Cd胁迫下转运能力达到最高、TF高达1.45。2、杨树叶片中Mg、Fe、Mn、Zn、叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量随Cd胁迫浓度的增大而下降，类胡萝卜素含量和叶绿素a/b值随Cd胁迫浓度的增大而增加。Cd胁迫下杨树叶绿素含量的降低主要是由Mg、Fe、Mn、Zn含量的下降所引起。Cd胁迫对叶绿素b的影响大于叶绿素a。类胡萝卜素能减轻Cd胁迫对叶绿素的伤害；随着Cd胁迫浓度的升高，杨树的Pn、Ts、Gs、 F_v/F_m和F_v/F₀降低，而Ci升高。Cd胁迫下，杨树光合作用的下降主要是由非气孔因素所导致。Cd胁迫对杨树传能效率的抑制比对其光能转化效率的抑制更为明显。Cd胁迫下，叶绿素含量的降低及出现的光抑制现象是导致光合效率下降的重要原因。3、随着Cd胁迫浓度的增加和胁迫时间的延长，MDA与O₂ˉ·含量升高，GSH和PCs含量增加，可溶性蛋白和游离脯氨酸的含量呈“先上升后下降”的变化趋势。可溶性蛋白、游离脯氨酸、GSH含量的增加和PCs螯合机制在提高杨树耐Cd性中起着重要作用。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第一章文献综述  13-28
  1.1 土壤重金属污染现状  13-14
  1.2 土壤中的 Cd  14-16
  1.3 Cd 对植物生长及生理生化的影响  16-22
    1.3.1 Cd 对植物生长的影响  16-17
    1.3.2 Cd 对植物光合作用的影响  17-19
    1.3.3 Cd 对植物生理生化的影响  19-22
  1.4 Cd 对人类及动物的影响  22-23
  1.5 Cd 污染土壤植物修复的研究现状  23-26
    1.5.1 超富集植物  25
    1.5.2 植物对重金属离子的解毒机理  25
    1.5.3 植物对 Cd 吸收与富集的研究  25-26
  1.6 研究目的及意义  26-27
  1.7 技术路线  27-28
第二章不同杨树品种对 Cd 富集能力的比较研究  28-40
  2.1 供试材料  28
  2.2 实验方法  28
  2.3 测定项目和方法  28-30
    2.3.1 土壤背景值测试  28
    2.3.2 形态观测  28
    2.3.3 Cd 含量的测定  28-29
    2.3.4 气体交换参数  29
    2.3.5 叶绿素荧光参数  29
    2.3.6 光合色素含量  29
    2.3.7 数据处理  29-30
  2.4 结果与分析  30-37
    2.4.1 3 杨树对 Cd 吸收积累的差异  30
    2.4.2 3 杨树根茎叶中 Cd 含量与 Cd 处理浓度的回归分析  30-32
    2.4.3 Cd 处理对 3 杨树幼苗叶片的影响  32
    2.4.4 Cd 对杨树幼苗光合色素含量的影响  32-34
    2.4.5 Cd 对杨树幼苗气体交换参数的影响  34-35
    2.4.6 Cd 对杨树叶绿素荧光参数的影响  35-37
  2.5 讨论  37-39
    2.5.1 3 杨树对 Cd 的吸收特征  37
    2.5.2 光合色素含量对土壤 Cd 胁迫的响应特征  37-38
    2.5.3 气体交换参数对土壤 Cd 胁迫的响应特征  38
    2.5.4 叶绿素荧光参数对土壤 Cd 胁迫的响应特征  38-39
  2.6 小结  39-40
第三章灰杨幼苗生理生化对镉的响应及 Cd 的富集特征  40-64
  3.1 试验材料  40
  3.2 试验设计  40
  3.3 测定方法  40-42
    3.3.1 生物量及生长量的测定  40
    3.3.2 Cd、Mg、Fe、Mn、Zn 含量的测定  40
    3.3.3 丙二醛（MDA）、可溶性蛋白及超氧阴离子自由基（O_2ˉ·）含量的测定  40-41
    3.3.4 游离脯氨酸（Pro）含量的测定  41
    3.3.5 NPT、GSH 和 PCs 含量的测定  41
    3.3.6 相关参数的计算  41-42
  3.4 结果与分析  42-55
    3.4.1 Cd 对灰杨幼苗生长及生物量的影响  42-44
    3.4.2 Cd 对灰杨幼苗各器官 Cd 含量的影响  44-46
    3.4.3 Cd 对灰杨光合色素含量的影响  46-47
      3.4.3.1 Cd 对灰杨幼苗叶绿素含量的影响  46
      3.4.3.2 Cd 对灰杨幼苗类胡萝卜素含量的影响  46-47
      3.4.3.3 Cd 对灰杨幼苗叶绿素 a/b 的影响  47
      3.4.3.4 Cd 对灰杨幼苗叶绿素/类胡萝卜素的影响  47
    3.4.4 Cd 对灰杨幼苗叶片镁、铁、锰和锌含量的影响  47-48
    3.4.5 Cd 对超氧阴离子自由基含量的影响  48-49
    3.4.6 Cd 对丙二醛（MDA）含量的影响  49-50
    3.4.7 Cd 对可溶性蛋白含量的影响  50-51
    3.4.8 Cd 对游离脯氨酸含量的影响  51-52
    3.4.9 Cd 对 NPT、GSH 和 PCs 含量的影响  52-55
  3.5 讨论  55-62
    3.5.1 灰杨幼苗生长及生物量对 Cd 胁迫的响应  55-56
    3.5.2 灰杨幼苗对 Cd 的富集特征  56-57
    3.5.3 灰杨幼苗色素含量对 Cd 胁迫的响应  57
    3.5.4 灰杨幼苗叶片中 Mg、Fe、Mn、Zn 对 Cd 胁迫的响应  57-58
    3.5.5 Cd 胁迫对灰杨幼苗的伤害  58-59
    3.5.6 可溶性蛋白及游离脯氨酸对 Cd 胁迫的响应  59-60
    3.5.7 灰杨幼苗对 Cd 的螯合作用  60-62
  3.6 小结  62-64
第四章结论  64-65
参考文献  65-78
致谢  78-79
个人简介  79

几种杨树对土壤镉富集及灰杨的耐镉生理生化特性

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